二步发酵法生产维生素C - 副本

盐酸酸化,调菌体蛋白等电点,沉降4h以上上清液以2-3m3/h的流速压入阳离子交换柱当流出液pH为时,收集交换液,控制pH交换完,纯水冲柱➢加热过滤合并流出液和洗液调pH至蛋白等电点加热至70℃,加%活性炭升温至90-95℃,保温10-15min,使蛋白凝结停止搅拌,快速冷却,高速离心➢二次交换上清液打入二次交换柱洗脱,至流出液pH=时,收集交换液控制之间;交换完毕,洗柱➢减压浓缩二次交换液进行一级浓缩控制真空度、内温,至浓缩液的相对密度达出料同样条件二次浓缩,至尽量干加少量乙醇,冷却结晶甩滤,冰乙醇洗涤得2-酮基-L-古龙酸℃收率80%3、反应条件及影响因素⏹山梨糖的影响➢山梨糖初浓度过高,将抑制菌体生长,使发酵收率降低➢从生产角度考虑,保证尽可能高的酸度,需山梨糖初浓度越高越好➢较适宜为80mg/mL➢采用滴加或待菌体生长正常后一次性补加的方法,来提高产物的浓度;⏹溶解氧浓度的影响➢溶解氧浓度影响好氧菌的活性➢产酸前期应处于高溶氧浓度➢产酸中期,溶氧浓度为产酸后期,耗氧量减少;⏹pH的影响⏹碱转化的新工艺➢有机胺代替碳酸氢钠➢工艺原理➢工艺过程将2-酮基-L-古龙酸甲酯加入到甲醇中搅拌、升温、回流、溶解在惰性气体中滴加胺,回流、搅拌浓缩、蒸馏水溶解油状物有机溶媒提取、分离有机层用硫酸钠干燥后,回收套用水层经浓缩、结晶得维生素C晶体➢优点提高产品质量和收率有机溶剂回收套用率高反应条件、温度要求不高大量使用液体投料,有利于自动化控制➢缺点：反应在惰性气体氮气、氩气保护下进行⏹酸转化新工艺➢工艺过程将古龙酸钠盐加到乙醇和丙酮的混合溶液中室温下搅拌,通入氢气60℃反应,析出氯化钠晶体过滤,乙醇和丙酮的混合溶液洗涤合并滤液,加入惰性溶剂保温、搅拌、冷却、析晶得维生素C➢优点析晶纯度高反应温度低工艺时间缩短去除了维生素C精制过程中的水溶解提高产品的质量和收率溶剂经分馏后可重新使用3两条转化路线的比较⏹各占50%⏹酸转化➢优点设备简单操作方便中间过程少,利于收率提高➢缺点：设备易被腐蚀⏹碱转化➢优点：产品质量较好➢缺点设备多,操作过程长,不利于提高总收率转化过程中使用大量的甲醇,需注意劳动保护四、维生素C的精制1工艺原理⏹L-抗坏血酸易遭破坏➢温度➢金属离子➢空气接触➢pH。

维生素c的发酵流程(总24页)本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March目录1绪论1.1引言-------------------------------------------------------------------- 1.2维生素c-------------------------------------------------------------- 1.2.1维生素c的性质-------------------------------------------- 1.2.2维生素c的功能与用途-----------------------------1.2.3维生素c的生产现状------------------------1.2.4维生素c的发展状况-------------------------2.发酵机制2.1我国维生素C二步发酵法发酵机制------------3.发酵工艺及特点--------------------------3.1二步发酵法---------------------------3.2二步发酵法生产维生素C的工艺流程----------3.2.1加热沉淀法--------------------------------3.2.2化学凝聚法--------------------------3.2.3超滤----------------------------3.2.4其他方法---------------------4.菌种培养基及种子的扩大培养-------------4.1第一步发酵-----------------------4.1.1菌种----------------------------4.1.2一级种子扩大培养----------------4.1.3第一步发酵培养-----------------4.2第二步发酵---------------------------4.2.1菌种---------------------------------4.2.2二级种子扩大培养---------------4.2.3第二步发酵培养----------------------5.发酵工艺中的部分设备-------------5.1机械搅拌罐---------------------5.2气升式发酵罐----------------------6.无菌空气制备系统-------6.1发酵空气的标准-----------6.2空气预处理与设备------------------6.3空气除菌的工艺流程-----------------7.部分工艺计算---------------7.1物料衡算-------------------7.2每天发酵液体积----------------7.3发酵罐公称体积--------------------7.4种子罐容积和台数------------------7.5种子罐公称体积-------------------7.6发酵罐发酵过程中热效应计算-------------8.三废处理----------------------8.1三废生物处理的目的-------------8.2废水处理方法--------------------------8.3生物滤过法净化处理------------8.4生物滤过池法的基本流程--------------------- 9参考文献-------------------------------维生素C的发酵生产1绪论1.1引言维生素C（英语：Vitamin C，又称L-抗坏血酸）是高等灵长类动物与其他少数生物的必需营养素。

维生素C概述及其合成工艺维生素C (Vitamin C, VC)主要存在于生物组织中,在新鲜水果、蔬菜和动物肝脏中的含量尤为丰富。

VC的化学名称为L ( + ) - 苏阿糖型- 2, 3, 4, 5, 6 - 五羟基- 2 - 己烯酸- 4 - 内酯,分子式为C6H8O6 ,分子量176. 13维生素C中文别称L-抗坏血酸，维他命C，丙种维生素，英文名称：Vitamin C，L(+)-Ascorbic acid。

,结构式，VC是一种人体必需的水溶性维生素,也是一种抗氧化剂,广泛应用于医药、食品、饲料、化妆品等诸多领域,具有广阔的市场前景。

维生素C自1928年发现以来，是维生素类药物中发展最快、产量最大、用途最广的品种。

随着其用途的开发和人们物质文化生活水平的不断提高，对维生素C的需求量与日俱增。

为了提高VC的质量和收率,国内外一直在对其生产工艺不断地进行改进。

维生素C主要生理功能1、促进骨胶原的生物合成。

利于组织创伤口的更快愈合；2、促进氨基酸中酪氨酸和色氨酸的代谢，延长肌体寿命。

3、改善铁、钙和叶酸的利用。

4、改善脂肪和类脂特别是胆固醇的代谢，预防心血管病。

5、促进牙齿和骨骼的生长，防止牙床出血。

；6、增强肌体对外界环境的抗应激能力和免疫力。

药物作用维生素C在体内参与多种反应，如参与氧化还原过程，在生物氧化和还原作用以及细胞呼吸中起重要作用。

从组织水平看，维生素C的主要作用是与细胞间质的合成有关。

包括胶原，牙和骨的基质，以及毛细血管内皮细胞间的接合物。

因此，当维生素C缺乏所引起的坏血病时，伴有胶原合成缺陷，表现为创伤难以愈合，牙齿形成障碍和毛细血管破损引起大量瘀血点，瘀血点融合形成瘀斑。

1．胶原蛋白的合成需要维生素C参加，所以VC缺乏，胶原蛋白不能正常合成，导致细胞连接障碍。

人体由细胞组成，细胞靠细胞间质把它们联系起来，细胞间质的关键成分是胶原蛋白。

胶原蛋白占身体蛋白质的1/3，生成结缔组织，构成身体骨架。

188维生素维生素类生产工艺维生素是一类生物生长和代谢所必需的、具有特殊功能的小分子有机化合物，其既不是细胞的组成物质，细胞的组成物质，也不是能量物质。

也不是能量物质。

也不是能量物质。

一般分为脂溶性和水溶性两大类，一般分为脂溶性和水溶性两大类，一般分为脂溶性和水溶性两大类，脂溶性维生素在体内脂溶性维生素在体内可直接参与代谢的调节作用，而水溶性维生素是通过转变成辅酶对代谢起调节作用。

而水溶性维生素是通过转变成辅酶对代谢起调节作用。

不同的不同的维生素对物质代谢的调节作用是不同的。

机体缺少某种维生素时，可使物质代谢过程发生障碍，从而使机体不能正常生长，以至发生不同的“维生素缺乏症”。

例如，缺乏V Bl 可引起脚气病，缺乏V A 会引起夜盲症，缺乏维生素V C 会引起坏血病等，总之，维生素在维持机体的代谢中起着十分重要的作用。

体的代谢中起着十分重要的作用。

一、维生素C ( Vitamin C ，V C )维生素C 又名抗坏血酸(Ascorbic acid)，呈白色粉末，无臭，味酸，熔点190～192℃，易溶于水和甲醇，略溶于乙醇，不溶于乙醚、氯仿及石油醚等。

具有较强的还原性，易受光、热、氧等破坏，在碱液中或有微量金属离子存在时，分解更快，但干燥结晶后较稳定。

V C 是一种人体必需的水溶性维生素，也是一种抗氧化剂，广泛应用于医药、食品、饲料等领域。

维生素C 的合成常通过化学或微生物方法获得，下面介绍主要的维生素C 合成法。

合成法。

1. 莱氏法1933年瑞士化学家莱齐特因等用化学合成方法合成维生素C 取得成功，也称莱氏法。

该法是最早生产维生素C 的方法，也是国外采用的方法。

工艺路线如图8-1所示。

所示。

工艺流程如下：工艺流程如下：（1）菌种的获得 以D-葡萄糖为原料，加氢催化生成D-D-山梨醇，再加入醋酸菌如山梨醇，再加入醋酸菌如D-葡萄糖葡萄糖 D-山梨醇山梨醇 L-山梨糖山梨糖 双丙酮-L-山梨糖山梨糖双丙酮-2-酮基-L-古洛糖酸古洛糖酸2-KGA 2-KGA 维生素C H 2/催化剂催化剂 发酵氧化氧化 丙酮/硫酸硫酸 次氯酸钠次氯酸钠 硫酸镍硫酸镍H 3O +化学转化化学转化 图8-1 莱氏法合成维生素莱氏法合成维生素C 的工艺路线A cetobacter suboxyclans 、A ．raucons 、A ．aceti 、A ．Xylinoides 等将山梨醇氧化成山梨糖，常使用的是A ．suboxyclan 和A ．melangenum ，这是该工艺过程中关键的一步。

维生素C分离纯化生产工艺介绍维生素C在临床上应用广泛，逐步用作预防药和营养药，由于维生素C是一种强还原剂，其常常作为抗氧化剂和营养强化剂大量用于食品工业。

L-抗坏血酸的生理作用非常广泛，与结缔组织的形成密切相关。

在维持人体血液代谢，心肌功能及中枢神经活动方面有一定作用。

无论是生物合成的维生素C，还是从食物中获得的维生素C都能参与机体的代谢。

二步发酵法在维生素C分离纯化生产工艺的应用，大致可以分为三个步骤:发酵、提取和转化。

具体如下：1、发酵：发酵法利用假单胞菌选择氧化L-山梨糖C1上的醇羟基为羧基，省略了丙酮保护步骤，缩短了工艺，节约了原料。

近年来，构建重组菌株以实现从山梨醇直接发酵产生2-酮基L-古龙酸的研究取得了一定的进展，但是，这还必须用葡萄糖通过高压加氢以制备山梨醇:同时，国内外纷纷开展了从D-葡萄糖串联发酵产生2-酮基-L-古龙酸新工艺的研究。

王毅武和尹光琳采用欧文氏菌和棒杆菌从D-葡萄糖经过中间体2，4二酮-D-葡萄糖酸串联发酵生成2-酮基-L古龙酸获得成功。

这种二步串联发酵法直接从D-葡萄糖开始，省去了氢化反应，生产工序简单，但其与一次发酵法相比较，在原料和菌体处理等方面均有待于改进和提高，因此仍未能工业化。

2、膜法提取：在发酵液的提取中应用到的膜技术主要是超滤膜分离技术，发酵液通过超滤膜过滤之后，可以将菌丝、蛋白等杂质除去，从而简化工艺。

3、化学转化：(1)、酸转化：经过前面的提取工序之后，得到了2-酮基-L-古龙酸，此时要经过化学转化将2-酮基-L-古龙酸转化为维生素C，通常的方法有酸转化法和碱转化法在酸转化法中主要应用浓盐酸作为转化试剂，但是，酸对设备的腐蚀很大，因而对产品的质量、环境污染都比较严重。

此外，双极性膜电渗法可用于L-抗坏血酸钠和2-酮基-L-古龙酸钠的酸化。

(2)、碱转化：在碱转化法中，是将古龙酸在甲醇中用浓硫酸催化酯化生成古龙酸甲酯，再用碳酸氢钠将2-酮基-L-古龙酸甲酯转化为维生素钠盐，最后酸化成终产品。

目录维生素c及其衍生物生产工艺（精简版）工艺流程图安徽泰格主要产品工艺流程图二步三级发酵包膜残渣去环保一车间一、发酵生产1、一步发酵①一步发酵目的正确控制各种条件，选择合格的山梨醇，生产出合格的山梨糖，此糖用于二步种子罐和发酵罐的培养基。

其主要成份包括：山梨醇、酵母膏、碳酸钙、硫酸镁、冰醋酸等，为发酵提供必需的碳氮源及微量元素。

②一步反应原理：利用一步革兰氏阴性菌，在一定的条件下将D-山梨醇氧化成L-山梨糖。

③一步工艺流程山梨醇一步一级种子罐一步二级种子罐一步发酵罐二步罐2、二步发酵①二步发酵目的正确控制各种条件，利用一步发酵出来的L-山梨糖，生产出合格的L-古龙酸，以供提取2-酮基L-古龙酸。

其主要成份包括：山梨糖、玉米浆、碳酸钠、尿素、磷酸二氢钾、氢氧化钠等，为发酵提供必需的碳氮源及微量元素。

②二步发酵原理：利用二步革兰氏阴性菌，在一定的条件下将L-山梨糖进一步氧化成L-古龙酸。

③工艺流程山梨糖二步一级种子罐二步二级种子罐二步发酵罐提取④二步反应式：H HH-C-OH H-C-OH COOHHO-C-H C=O C=OHO-C-H 一步[O] HO-C-H 二步[O] HO-C-HH-C-OH 革兰氏阴性菌 H-C-OH 革兰氏阴性菌 H-C-OHHO-C-H HO-C-H HO-C-HH-C-OH H-C-OH H-C-OHH H HC6H14O6= C6H12O6= C6H10O7=(D-山梨醇) (L-山梨糖) （2-酮基-L古龙酸）二、提取生产1、提取工艺流程图发酵液超滤上清液树脂交换液浓缩液结晶脱水烘干结晶古龙酸交二分厂转化2、过程1、超滤①目的：除去发酵液中的颗粒杂质及菌体蛋白，得到较清的古龙酸钠溶液。

②原理：利用超滤膜的错流过滤，滤出清液。

2、离子交换①目的：去除古龙酸钠中的钠离子，从而得到2-酮基-L古龙酸。

②原理：利用732氢型树脂的氢离子取代古龙酸钠的钠离子，得到2-酮基-L古龙酸。

维生素c的生产工艺流程维生素C，也称为抗坏血酸，是一种重要的维生素。

维生素C在人体中具有多种功效，如提高免疫力、促进胶原蛋白合成等。

维生素C主要通过化学合成的方式进行生产，以下是维生素C的生产工艺流程的简要介绍。

第一步：原料准备维生素C的主要原料是葡萄糖。

葡萄糖经过水解处理，得到葡萄糖浆。

葡萄糖浆中含有葡萄糖、杂质和微生物等成分，因此需要进行进一步的净化处理。

通过蒸馏、过滤等方法，将葡萄糖浆进行净化，得到高纯度的葡萄糖溶液。

第二步：发酵过程葡萄糖溶液加入微生物菌种，进行发酵过程。

常见的微生物菌种有枯草杆菌、乳酸杆菌等。

发酵过程中，微生物利用葡萄糖进行代谢，产生大量的维生素C。

发酵过程包括投料、发酵、分离等步骤。

发酵时间通常需要几天到几周不等，具体时间根据微生物株的选择和工艺参数的调节。

第三步：分离提纯发酵液经过发酵后，得到了含有维生素C的液体。

为了获得纯度较高的维生素C产品，需要对发酵液进行分离和提纯。

分离过程通常包括压滤、离心和过滤等步骤，用以将发酵液中的细胞颗粒和固体杂质去除。

分离处理后得到的液体经过浓缩、水解等步骤得到含有较高浓度的维生素C的溶液。

第四步：结晶将浓缩的维生素C溶液进行结晶处理。

结晶是利用维生素C在特定条件下的溶解度差异，通过控制温度和浓度的变化，将维生素C从溶液中结晶出来。

通常采用罐体结晶或连续结晶的方法。

结晶后，将维生素C晶体进行过滤、洗涤和干燥等处理，最终得到符合质量标准的维生素C产品。

第五步：包装最后一步是对维生素C产品进行包装。

维生素C通常以粉末或颗粒的形式出售。

将维生素C产品装入合适的包装袋或容器中，根据市场需求确定合适的包装规格。

同时，对于粉状维生素C产品，还需要进行密封和真空包装，以延长产品的保质期。

以上是维生素C的生产工艺流程的简要介绍。

随着科技的进步，生产工艺也在不断优化和改进，以提高产量、质量和效益。

维生素C是一种重要的营养物质，生产工艺的不断改进和优化，有助于满足市场需求，提高人们的生活质量。

维生素C-步发酵菌种生产工艺的优化摘要:通过对维生素C一步发酵菌种生产工艺的优化,可简化一步菌种生产工艺流程和有效地防止菌种衰退,降低生产成本。

关键词:维生素C 黑醋菌一步发酵培养基种液茄瓶维生素C大规模工业化生产采用“二步发酵法”[1],第一步是用生黑葡糖杆菌将D-山梨醇发酵转化为L-山梨糖,简称“一步发酵”;第二步是由氧化葡萄糖酸杆菌和巨大芽孢杆菌经适宜协调混合培养,将L-山梨糖转化为维生素C的前体2-酮基-L-古龙酸(2-KLG),简称“二步发酵”。

本文结合生产试验对一步发酵菌种生产工艺做进一步探讨。

1 材料与方法1.1 菌种生黑葡糖杆菌(GLuconobacten melanogenus俗称黑醋菌)为江苏江山制药有限公司菌种室保藏菌种。

1.2 培养基种液培养基,固体培养基,发酵瓶培养基均采用工业生产上的配方,120℃,0.1MPa,灭菌30min。

1.3 一步发酵黑醋菌生产工艺流程传统工艺:冷冻管→种液平皿上划曲线→搭茄瓶→种液→进入种子罐。

冷冻管→搭茄瓶→种液→进入种子罐。

冷冻管→分离平皿→搭茄瓶→种液→进入种子罐。

结果:(1)优化工艺(一)是在传统工艺上去除“在种液平皿上划曲线”这一步骤。

(2)优化工艺(二)有分离平皿操作,能有效防止菌种退化。

3 结语生产试验表明在不影响菌种生产的前提下,优化工艺(一)能简化菌种工艺流程,又节约了生产成本。

优化工艺(二)能有效防止菌种退化。

国外报道维生素C“二步发酵法”的新工艺是利用基因工程菌将D-山梨醇直接发酵产生2-KLG,它能大大简化工艺,降低成本。

参考文献[1] 尹光琳,陶增鑫,严自正,等.维生素C前体2-酮基-L-古龙酸的优良菌株的筛选[J].微生物学报.1980,20(3):246～251.。

维生素C生产工艺维生素产品。

目前全世界维生素C的产量约为10万吨/年，全球市场销售额5亿美元。

目前，工业上生产维生素C采用二步发酵法，此法是在1975年由中国科学院上海生物技术研究所研究出来的，属我国首创。

发酵法生产维生素C可以分为发酵、提取和转化三大步骤。

即先从D-山梨醇发酵，提取出维生素C前体2-酮基-L-古龙酸，再用化学法转化为维生素C。

第一步发酵：黑醋酸菌（Acetobacter suboxydans）经种子扩大培养，接入发酵罐，种子和发酵培养基主要包括山梨醇、玉米浆、酵母膏、碳酸钙等成份，pH 5.0~5.2。

醇浓度控制在24~27%，培养温度29~30 ℃，发酵结束后，发酵液经低温灭菌，移入第二步发酵罐作原料。

D-山梨醇转化L-山梨糖的生物转化率达98%以上。

第二步发酵：氧化葡萄糖酸杆菌(Gluconobacter oxydans，小菌)和巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium，大菌)混合培养。

生产维生素C的发酵罐均在100 m3以上，瘦长型，无机械搅拌，采用气升式搅拌。

种子和发酵培养基的成份类似,主要有L-山梨糖、玉米浆、尿素、碳酸钙、磷酸二氢钾等，pH 值为7.0。

大、小菌经二级种子扩大培养，接入含有第一步发酵液的发酵罐中，29~30 ℃下通入大量无菌空气搅拌，培养72h左右结束发酵，L-山梨糖生成2-酮基-L-古龙酸的转化率可达70~85%。

2-酮基-L-古龙酸的分离提纯：经二步发酵法两次发酵以后，发酵液中仅含8%左右的2-酮基-L-古龙酸，且残留菌丝体、蛋白质和悬浮的固体颗粒等杂质，常采用加热沉淀法、化学凝聚法、超滤法分离提纯。

传统工艺是加热沉淀法，发酵液经静置沉降后通过732氢型离子交换树脂柱，调节pH至蛋白质等电点，并加热使蛋白质凝固，然后用高速离心机分离出菌丝、蛋白和微粒，清液再次通过阳离子交换柱，酸化为2-酮基-L-古龙酸的水溶液，浓缩结晶后得到2-酮基-L-古龙酸。