红霉素发酵生产工艺设计

红霉素生产物料衡算1、红霉素发酵工艺流程示意图工艺流程如下：沙土管包子母瓶斜面培养子瓶斜面培养种子培养液小罐种子液中罐种子液大罐发酵放罐放罐发酵液预处理碱化〔使PH为8.0-8.4〕板框过滤滤液〔加萃取溶媒〕轻液结晶洗水枯燥成品检验合格产品包装〔不合格产品回收)。

一般红霉素工艺如下列图所示：空气原料孢子加压配料斜面培养冷却发酵摇瓶培养除水碱化一级种子过滤萃取二级种子豆油离心丙醇成盐淋洗烘干包装销售图1：红霉素生产工艺流程示意图2、工艺技术指标与根底数据〔1〕主要技术指标见表表1：红霉素发酵工艺主要技术指标表2：培养基配比〔质量分数〕：〔2〕发酵罐补料情况丙醇：发酵后24小时开场补，开场补之前要取样观察菌丝状态，菌丝需呈网状、展开，发酵液粘度达6S左右，补料前半小时去无菌样品，与正点取样相差1~2小时，24~32h时间每4h补12L丙酮，33~144h每小时补6L。

糖：糖可以通过菌体代谢后而调节发酵液的PH值，也可以做为红霉素放线菌的代谢碳源，大罐发酵30h时取样测PH值，大罐补淀粉液化糖1.7t，淀粉0.3kg，在80°C左右保温液化30min，一次消一到两个罐的淀粉液化糖。

油：本发酵工艺补油主要为豆油。

发酵后24开场补，其实速率为4L/h，以后看液面调整补油速度。

假设液面高那么应提前2h左右，每4h补6L，放罐前一个班每4h补10L。

油用于消泡和提高碳源。

水：放罐前两个班补水，每吨水加泡敌1L，玉米浆10L，30h左右根据液面补500-800t纯水，如果发酵过程中发酵液体积偏少，每班需补100-200L纯水。

全料：6-8小时根据液面下降情况可补全料，补前半小时取样。

3、培养基总物料衡算〔1〕放罐成熟发酵液量：根据产品质量µ1、放罐发酵单位µ2、提取总收率n 、年生产天数t 、倒罐率r ，可计算生产1000kg 成品所需的发酵液量。

V 0〔2〕放罐成熟发酵液量V 0分为三个局部组成： 底料 V 01=160×〔1-i 0-j 0)=160×76%=121.6〔m 3〕 种\液量 V 02=160×j 0=160×14%=22.4〔m 3〕 补料量 V 03=160×i 0=160×10%=16〔m 3〕〔3〕二级种子罐种液量 V 1由两局部组成：底料 V 11= V 02÷〔1- s 1〕×〔1-j 1〕=22.4÷0.90×70%=17.42〔m 3〕 种液量 V 12= V 02÷〔1- s 1〕×j 1=22.4÷0.90×30%=7.47〔m 3〕〔4〕一级种子干种液量V 2由两局部组成：底料 V 21= V 12÷(1-s 2)×〔1-j 1〕=7.47÷0.9×65%=5.39〔m 3〕 接种量 V 22= V 12÷(1-s 2)×j 2=7.47÷0.9×35%=2.99〔m 3〕)(160)03.01(84.0106000107501000)1(100036621m r n =-⨯⨯⨯⨯⨯=-⨯⨯⨯=μμ〔5〕发酵罐底料的物料用量：发酵罐培养基配方×V01÷(1-s0)×ρ0淀粉：m01=5%×V01÷(1-s0)×ρ0=5%×121.6÷0.9×1050=7093.3〔kg〕豆粉：m02=2.2%×V01÷(1-s0)×ρ0=2.2%×121.6÷0.9×1050=3121.1〔kg〕玉米粉：m03=1.8%×V01÷(1-s0)×ρ0=1.8%×121.6÷0.9×1050=2553.6〔kg〕氯化钠：m04=0.65%×V01÷(1-s0)×ρ0=0.65%×121.6÷0.9×1050=922.1〔kg〕豆油：m05=0.50%×V01÷(1-s0)×ρ0=0.50%×121.6÷0.9×1050=709.3〔kg〕碳酸钙：m06=0.65%×V01÷(1-s0)×ρ0=0.65%×121.6÷0.9×1050=922.1〔kg〕碳酸铵：m07=0.18%×V01÷(1-s0)×ρ0=0.18%×121.6÷0.9×1050=255.4〔kg〕生物氮：m08=0.80%×V01÷(1-s0)×ρ0=0.80%×121.6÷0.9×1050=1134.9〔kg〕糊精：m09=0.00%×V01÷(1-s0)×ρ0=0〔kg〕〔6〕发酵罐补料物料用量：发酵罐补料培养基配方×V03÷(1-s0)×ρ0m31=4.38%×V03÷(1-s0)×ρ0=4.38%×16÷0.9×1050=817.6〔kg〕豆粉：m32=3%×V03÷(1-s0)×ρ0=3%×16÷0.9×1050=560〔kg〕玉米粉：m33=1.25%×V03÷(1-s0)×ρ0=1.25%×16÷0.9×1050=233.3〔kg〕氯化钠：m34=1.63%×V03÷(1-s0)×ρ0=1.63%×16÷0.9×1050=304.3〔kg〕豆油：m35=0.88%×V03÷(1-s0)×ρ0=0.88%×16÷0.9×1050=164.3〔kg〕碳酸钙：m36=0.063%×V03÷(1-s0)×ρ0=0.063%×16÷0.9×1050=11.76〔kg〕碳酸铵：m37=0.175%×V03÷(1-s0)×ρ0=0.175%×16÷0.9×1050=32.7〔kg〕生物氮：m38=0.00%×V03÷(1-s0)×ρ0=0〔kg〕糊精：m39=4.5%×V03÷(1-s0)×ρ0=1.5%×16÷0.9×1050=280〔kg〕〔7〕二级种子罐底料的物料用量：二级种子罐培养基配方×V11÷(1-s1)×ρ1淀粉：m11=1.8%×V11÷(1-s1)×ρ1=1.8%×17.42÷0.9×1150=400.7〔kg〕m12=1.5%×V11÷(1-s1)×ρ1=1.5%×17.42÷0.9×1150=333.9〔kg〕玉米粉：m13=0.60%×V11÷(1-s1)×ρ1=0.60%×17.42÷0.9×1150=133.5〔kg〕氯化钠：m14=0.30%×V11÷(1-s1)×ρ1=0.30%×17.42÷0.9×1150=66.8〔kg〕豆油：m15=0.60%×V11÷(1-s1)×ρ1=0.60%×17.42÷0.9×1150=133.5〔kg〕碳酸钙：m16=0.50%×V11÷(1-s1)×ρ1=0.50%×17.42÷0.9×1150=111.3〔kg〕碳酸铵：m17=0.12%×V11÷(1-s1)×ρ1=0.12%×17.42÷0.9×1150=26.7〔kg〕生物氮：m18=0.00%×V11÷(1-s1)×ρ1=0〔kg〕糊精：m19=1.2%×V11÷(1-s1)×ρ1=1.2%×17.42÷0.9×1150=267.1〔kg〕〔8〕一级种子罐底料的物料用量：一级种子罐培养基配方×V21÷(1-s2)×ρ2 淀粉：m21=1.8%×V21÷(1-s2)×ρ2=1.8%×5.39÷0.9×1200=129.36〔kg〕豆粉：m22=1.5%×V21÷(1-s2)×ρ2=1.5%×5.39÷0.9×1200=107.8〔kg〕m23=0.60%×V21÷(1-s2)×ρ2=0.60%×5.39÷0.9×1200=43.12〔kg〕氯化钠：m24=0.30%×V21÷(1-s2)×ρ2=0.30%×5.39÷0.9×1200=21.56〔kg〕豆油：m25=0.60%×V21÷(1-s2)×ρ2=0.60%×5.39÷0.9×1200=43.12〔kg〕碳酸钙：m26=0.50%×V21÷(1-s2)×ρ2=0.50%×5.39÷0.9×1200=35.93〔kg〕碳酸铵：m27=0.12%×V21÷(1-s2)×ρ2=0.12%×5.39÷0.9×1200=8.6〔kg〕生物氮：m28=0.00%×V21÷(1-s2)×ρ2=0〔kg〕糊精：m29=1.2%×V21÷(1-s2)×ρ2=1.2%×5.39÷0.9×1200=86.2〔kg〕〔9〕总物料用量：发酵罐补料物料用量+发酵罐补料物料用量+二级种子罐底料的物料用量+一级种子罐底料的物料用量淀粉：m1=m01+m31+m11+m21=8440.9〔kg〕豆粉：m2=m02+m32+m12+m22=4122.7〔kg〕玉米粉：m3=m02+m32+m12+m22=2963.6〔kg〕氯化钠：m4=m02+m32+m12+m22=1314.7〔kg〕豆油：m5=m02+m32+m12+m22=1050.3〔kg〕碳酸钙：m6=m02+m32+m12+m22=1081.1〔kg〕碳酸铵：m7=m02+m32+m12+m22=323.4〔kg〕生物氮：m8=m02+m32+m12+m22=1134.9〔kg〕糊精：m9=m02+m32+m12+m22=633.3〔kg〕根据年生产1000kg成品发酵所需的原材料与其他物料的衡算结果，可求得年生产16000t成品所需的总物料、每日用量，以与大罐培养基，大罐补全料，中罐培养基和小罐培养基各自所需的物料总量、每日用量。

红霉素的发酵工艺产生菌：Streptomyces erythreus 2-9#一．摇瓶部分培养基：1．琼脂（斜面或平板）培养基（%）：淀粉 1.0 , 玉米浆0.5 , 蛋白胨0.3 , (NH4)2SO4 0.3 , NaCL 0.2 ,CaCO3 0.3 , pH 7.0 , 琼脂 2.2 .培养条件：37ºC 8±1天。

2．种子培养基（%）：淀粉 1.0 , 糊精 2.0 , 葡萄糖 1.0 , (NH4)2SO4 0.25 , 蛋白胨0.3 ,酵母粉0.3 , 黄豆饼粉 2.5 , NaCL 0.3 , MgSO40.025 , KH2PO40.025 ,CaCO30.6 , pH自然(6.7) .装量：25ml/250ml三角瓶培养条件：28ºC 46±2小时，转速220-240 rpm.3．发酵培养基（%）：淀粉 4.0 , 糊精 2.0 , 葡萄糖 3.0 , 黄豆饼粉 3.0 ，(NH4)2SO4 0.15 , NaCL 0.2 , MgSO40.02 , KH2PO40.02 , CaCO30.6 ,pH自然（7.0）.接种量：10%装量：25ml/250ml三角瓶培养条件：28ºC 7天, 转速220-240 rpm.前体物的添加：基础料中加入正丙醇0.4%, 第二天长浓后,每天24小时补加0.2%,补至144小时.效价在4500-5000 u/ml 以上。

4．生物效价的测定：培养基（%）：蛋白胨 1.0 , 牛肉膏0.3 , 酵母膏0.4 , 葡萄糖0.3 , NaCL 0.5 , 琼脂2.2 (蛋白胨、牛肉膏、酵母膏用热水溶解)，pH7.3±0.1。

检定菌：短小芽孢杆菌。

二．标准曲线的制作：剂比：1:0.849精密称取红霉素标准品0.0563g，加1ml乙醇溶解，定容于500ml容量瓶中（用灭菌水）。

（1000u/ml）1．精密吸取0.283，0.333，0.392，0.461，0.5425，0.638，0.7505，0.883，0.50ml于50ml 容量瓶中，用缓冲液定容，各瓶单位为P k，按序编号。

红霉素的生产工艺红霉素（Erythromycin，简称EM）是一种广谱抗生素，可广泛用于临床治疗感染性疾病。

红霉素的生产工艺主要包括菌种培养、发酵、提取纯化等步骤。

下面将详细介绍红霉素的生产工艺。

首先是菌种培养。

红霉素的生产常用菌株为Streptomyces erythreus（简称SE），通过悬浮培养进行菌株的扩大。

菌种保存通常采用冻干保存或低温保存。

其次是发酵过程。

将所选的菌株接种到培养基中，利用合适的发酵罐进行发酵。

发酵过程通常需要控制温度、酸碱度、通气等条件。

培养基的配方一般包括碳源、氮源、矿物质等成分。

碳源可以选择葡萄糖、麦芽糖等；氮源可以选择酵母浸出物、大豆蛋白等；矿物质可以选择磷酸、硫酸、钠氯化物等。

在发酵过程中，还可以添加一些辅料，如发酵活性调节剂、表面活性剂、抗泡剂等，以提高发酵效果。

发酵过程一般分为两个阶段：生长阶段和产物积累阶段。

在生长阶段，菌株快速繁殖并合成一些前体物质；在产物积累阶段，菌株进入稳定生长期，产生红霉素。

然后是红霉素的提取和纯化。

经发酵后的培养液中含有大量的菌体、杂质和一部分红霉素。

首先，通过离心等方法将菌体和培养液分离，得到菌体酱，其中含有红霉素。

接下来，采用有机溶剂提取法，如乙醇、丙酮等，将红霉素从菌体酱中提取出来。

然后，再通过一系列的分离、洗涤、结晶等工艺步骤，对红霉素进行纯化。

其中的分离步骤通常包括覆盖层法、溶剂萃取、蒸发结晶等。

最后，经过提取和纯化后得到纯度较高的红霉素。

为了达到不同的药物形式要求，还可以对红霉素进行进一步的加工。

如通过微胶囊化、包衣等工艺对红霉素进行包装，以便于制剂制备和使用。

制得的红霉素最终可以应用于药物制剂的生产，如口服片剂、胶囊、注射剂等。

总结起来，红霉素的生产工艺主要包括菌种培养、发酵、提取纯化等步骤。

通过对菌株的培养和发酵，得到发酵液，再通过提取和纯化步骤得到纯度较高的红霉素。

红霉素的生产工艺对于药物的质量和产量都具有重要影响，需要严格控制各个环节的条件和操作。

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红霉素是一种广谱抗生素，可以用来治疗多种感染性疾病。

根据要求，我将就年产330吨红霉素的工厂初步设计进行以下阐述。

1.工厂布局设计为了保证生产的高效性和顺畅性，我们建议采用流水线生产的方式。

将工厂划分为不同的区域，如原料处理区、发酵区、提取区、分离区、精制区和成品包装区等。

同时，需要合理安排设备和管道的布局，以便于物料的高效输送和操作人员的安全性。

2.原料处理区在红霉素的生产过程中，需要使用一些原料，如淀粉、葡萄糖等。

在原料处理区，应该设置相关的设备，如原料仓库、混合设备、加热设备等，以确保原料的质量和加工的高效性。

3.发酵区红霉素的生产需要通过微生物的发酵过程完成。

在发酵区，应该配置大型发酵罐、搅拌设备等，以提供适宜的生长环境和养分，加速微生物的繁殖和产生红霉素的过程。

4.提取区在发酵完成后，需要对发酵液进行提取。

在提取区，应该设置相应的设备，如过滤设备、离心机等，以分离红霉素和废液。

同时，提取区还应该配置适当的储存设备，以便于存储红霉素和解决废液处理的问题。

5.分离区在提取过程完成后，需要对提取液进行分离红霉素纯化处理。

在分离区，建议配置膜分离设备、冷冻设备等，以确保红霉素的纯度和质量。

6.精制区在分离和纯化后，红霉素还需要进行精制处理。

在精制区，应该配置再结晶设备、溶剂回收设备等，以提高红霉素的纯度和提高产出。

7.成品包装区最后，红霉素需要进行包装和包装，以便于运输和销售。

在成品包装区，应该配置自动包装设备、包装线等，以提高包装的效率和质量。

除了以上区域，还应该规划好工厂的实用设施，如质检实验室、储存设施、办公区域等，以满足生产和管理的需求。

总结起来，年产330吨红霉素的工厂初步设计包括原料处理区、发酵区、提取区、分离区、精制区和成品包装区等。

在设计中需要充分考虑生产的高效性、原料的质量和红霉素的纯度等因素。

同时，还需要合理布局设备和管道，以提高生产效率和操作安全性。

最后，还需要规划好工厂的实用设施，以满足生产和管理需求。