青霉素的发酵工艺过程

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1 2 青霉素生产工艺

1.青霉素的发酵工艺过程 ....................................................... 3

2.工艺流程图 ................................................................. 3

图1.生产工艺过程 ........................................................ 3

图2.生产工艺流程图 ...................................................... 4

3.青霉素发酵工艺控制要点： ................................................... 4

4.工艺指标................................................................... 4

5.物料衡算................................................................... 4

a)发酵培养基（g/l） ...................................................... 5

b)种子罐发酵培养基 ....................................................... 5

6.热量衡算................................................................... 6

6.1生物热 ........................................................... 7

6.2搅拌热 ........................................................... 7

6.3 汽化热 ........................................................... 7

6.4 发酵热 ........................................................... 7

7.设备：发酵罐 ............................................................... 7

1）公称500m3的发酵罐： .................................................. 8

2）公称为100m3的发酵罐 .................................................. 8

3) 公称为20 m3的发酵罐 .................................................. 8

参考文献：................................................................... 9 3 1.青霉素的发酵工艺过程

1.冷冻干燥孢子————→琼脂斜面————→米孢子————→种子罐————→发酵罐

————→过滤————→醋酸丁酯提取————→脱水脱色————→结晶————→

洗涤晶体————→工业盐————→综合应用

在发酵过程中补料（碳源，氮源，前体），加消沫剂

2.工艺流程图

（1）丝状菌三级发酵工艺流程

冷冻管（25°C，孢子培养，7天）——斜面母瓶（25°C，孢子培养，7天）——大米孢子（26°C，种子培养56h）——一级种子培养液（27°C，种子培养，24h）——二级种子培养液（27~26°C,发酵,7天）——发酵液。

（2）球状菌二级发酵工艺流程

冷冻管（25°C，孢子培养，6~8天）——亲米（25°C，孢子培养，8~10天）——生产米（28°C，孢子培养，56~60h）——种子培养液（26~25-24°C，发酵，7天）——发酵液。

图1.生产工艺过程 4

图2.生产工艺流程图

3.青霉素发酵工艺控制要点：

青霉素培养基中碳源主要是工业用葡萄糖，氮源为豆粉、麸质粉、玉米浆。无机盐主要含硫酸钠、磷酸二氢钾等。

青霉素发酵温度一般为25~26℃，有研究表明青霉素采用变温培养比恒温培养提高产量近15%。青霉素合成速率对温度的影响最为敏感，这也说明了次级代谢发酵温度控制的重要性。

青霉素发酵pH一般控制在6.5~6.7，发酵中常用氨水调节pH值，同时可补充氮源。最新研究表明调节加糖速率来控制pH，比用恒速加糖、pH由酸碱控制可提高产量25%。

青霉素发酵的临界氧浓度为5%~10%，低于此值就会对青霉素合成带来损失。

4.工艺指标

表1

工艺计算基础数据

年产量 5000t 发酵单位 80000μ/ml

发酵周期 180h 成品效率 1000μ/mg

年工作日 320天发酵罐装料系数 0.78125

辅助时间 12h 种子罐装料系数 0.65

消后大罐接种量 15% 种子罐发酵周期 60h

消后中罐接种量 8% 发酵期间补葡萄糖量 1.6kg/（m3·h）

5.物料衡算

发酵周期180h，辅助时间12h，则产一批青霉素需要8天。每年共有：

每周期产量为:5000÷40=125t 。

先选择大罐500 m3发酵罐，则每个罐装青霉素料

500×0.78125=390.625 m3。 5 则每个发酵罐装料量为:

m=390.625 m3×106ml×80000μ/ml÷ 1000μ/mg

=3.125×109mg=31.25t。

则需要的罐体为 125÷31.25=4

则此设计中选择4个500m3的发酵罐来发酵罐。

再选择二级种子罐，接种量为15%，在一个周期内,需要中罐装料液体积：

V=4×500×78.125%×15%=234.375 m3

则需要的罐体大小为：V中=234.375÷78.125%=300 m3 ；

则二级种子罐可选择100 m3的3个。

二级种子罐接种量为8%，所需种子罐装料为

V=234.375×8%=18.75 m3

所需一级种子罐大小为V种子=18.75÷65%=28.85m3。

可以选择2个体积为20 m3的一级种子罐。

在整个发酵周期中，只考虑葡萄糖、硫酸铵、苯乙酸、消泡剂、氨水等的体积。

a)发酵培养基（g/l）

表2 发酵培养基用量

葡萄糖 10 K2HPO4 4.0

玉米浆 40 MgSO4˙7H2O 35

(NH4)2SO4 5.67 KH2PO4 4.53

则（1）葡萄糖：

每周期消耗量：18.75×1000×10=187.5kg

每年消耗量：187.5×40=7500kg=7.5t；

（2）玉米浆：

每周期消耗量：18.75×1000×40=750kg

每年消耗量：750×40=30000kg=30t；

（3）(NH4)2SO4：

每周期消耗量：18.75×1000×5.67=106.31kg

每年消耗量：106.31×40=4252.5kg；

（4）K2HPO4:

每周期消耗量：18.75×1000×4.0=75kg

每年消耗量：75×40=3000kg=3t；

（5）MgSO4˙7H2O:

每周期消耗量：18.75×1000×35=656.25kg

每年消耗量：656.25×40=26250kg=26.25t；

（6）KH2PO4:

每周期消耗量：18.75×1000×4.53=84.94kg

每年消耗量：84.94×40=3397.5kg。

b)种子罐发酵培养基 6

表3 种子培养基需要量如表（g/l）

可溶性淀粉 30.0 K2HPO4 0.5

葡萄糖 10.0 MgSO4˙7H2O 0.5

蛋白胨 4.0 Nacl 0.5

玉米浆 2.0 蒸馏水 1000ml/L

1）可溶性淀粉

每周期消耗量：234.375×30=7031.25kg

每年消耗量；7031.25×40=281250kg=281.25t；

2）葡萄糖

每周期消耗量：234.375×10=4687.5kg

每年消耗量：4687.5×40=187500kg=187.5t；

3）蛋白胨

每周期消耗量：234.375×4.0=937.5kg

每年消耗量：1875×40=37500kg=37.5t；

4）玉米浆

每周期消耗量：234.375×2.0=468.75kg

每年消耗量：468.75×40=18750kg=18.75t；

5）K2HPO4

每周期消耗量：234.375×0.5=117.2kg

每年消耗量：117.2×40=4687.5kg；

6）MgSO4˙7H2O

每周期消耗量234.375×0.5=117.2kg

每年消耗量：234.375×40=4687.5kg；

7）Nacl

每周期消耗量234.375×0.5=117.2kg

每年消耗量：234.375×40=4687.5kg。

6.热量衡算

发酵罐的换热装置形式有夹套式换热装置，竖式蛇管换热装置，竖式列管换热装置。

本次设计是生产水平的设计，发酵罐是500m3的发酵罐，采用蛇管式换热装置。这种换热装置的蛇管部分安装于发酵罐内，有四组、六组或八组不等。优点是：结构简单、制造方便、罐内能承受高压并可选择不同材料防腐，罐外便于清洗，冷却水在罐外的流速大，传热系数高。缺点是管外容器中的流动情况差，对流给热系数小。这种冷却装置的冷却水温应较低。若冷却水温较高，则降温困难。此外，弯曲位置容易被蚀穿。

此换热系数传热系数可高达4.186×(800~1000)kj/(㎡·h·℃)。这里采用最小换热系数，以留出余量，即4.186×800 kj/(m2·h℃)。

每周期一罐生产31.25t青霉素，所需培养基390.625 m3发酵罐。

青霉素发酵工艺流程控制的要点

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know different data formats andwriting methods,please pay attention!青霉素作为一种广泛使用的抗生素，其生产的核心是发酵工艺。发酵过程控制的质量直接关系到青霉素产品的产量和纯度。以下是青霉素发酵工艺流程控制的要点：

青霉素发酵工艺流程实验报告

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know different data formats andwriting methods,please pay attention!一、前言

青霉素作为一种广泛应用的抗生素，其发酵工艺的研究对于提高产量、降低生产成本具有重要意义。本实验旨在通过对青霉素发酵工艺流程的研究，探讨影响青霉素产量的因素，为实际生产提供参考。

年产吨青霉素工厂工艺设计完整版

青霉素是一种广泛应用于医药领域的抗生素，它的工艺设计对于生产的质量和效率至关重要。以下是一个年产吨青霉素工厂的完整工艺设计。

一、原材料准备

1.糖源：选择代谢产物丰富的废弃物如玉米渣或甜菜渣作为糖源，通过液化、糖化、转化等步骤获得高糖浆。

2.氮源：使用廉价而丰富的天然氮源如废弃物油饼作为氮源，通过进气的方式提供给发酵器中的微生物。

3.矿盐：按照青霉菌生长的需要配置适量的矿物质盐料，如磷酸盐、硫酸盐等。

二、发酵过程

1.发酵菌株选择：选择高产青霉素的优良菌株，进行菌株的培养和保存。

2.发酵罐配置：配置一定数量的发酵罐，每个发酵罐容积可根据产量需求调整，良好的搅拌设备用于保持培养液的均匀悬浮。

3.发酵培养基的配制：将糖源、氮源、矿盐等原料按照一定比例混合均匀，经过消毒处理后灌装到发酵罐中。

4.发酵过程控制：控制发酵罐内的温度、pH值、氧气供应等参数，以满足青霉菌生长和产生青霉素的要求。

5.发酵时间控制：根据不同的菌株和发酵条件，控制发酵时间以达到最佳产酸期。

三、青霉素提取和纯化 1.发酵液分离：通过过滤等方式将发酵液中的发酵菌株和固体颗粒分离。

2.提取剂的选择：选择适宜的有机溶剂提取发酵液中的青霉素。

3.提取和分离过程：经过分析、萃取、萃取液浓缩、结晶操作等离心过程，最后获得纯度较高的青霉素晶体。

4.青霉素晶体的干燥：将获得的青霉素晶体进行干燥处理，以降低含水量。

四、青霉素的粉碎和包装

1.青霉素晶体的粉碎：将青霉素晶体通过粉碎设备进行细磨，使之成为直径适宜的颗粒。

2.粉碎后的干燥：将粉碎后的青霉素放在干燥设备中，降低含水量。

3.青霉素的包装：将青霉素粉碎后进行包装，常用的包装方式有瓶装、胶囊装、纸盒装等。

五、废水处理

1.生产过程中产生的废水经过初级沉淀，将悬浮物沉淀下来。

2.经过中性化处理，调整废水的pH值以便进一步处理。

3.废水进一步通过化学处理、生物处理等步骤，使之达到国家排放标准。

探讨影响青霉素发酵产率的因素及过程控制

王庆起

本文以青霉菌为出发菌株，

论述了青霉素的发

酵生产的一般流程、

影响发酵产率的因素及发酵过

程控制。

1．

青霉素的发酵生产

( 1)

菌种保存

青霉素生产菌种一般在真空冷冻干燥状态下保

存其分生孢子［1-2］

。

也可以用甘油或乳糖溶液做悬

浮剂，

在-70℃

冰箱或液氮中保存孢子悬浮液或营养

菌丝体。

( 2)

青霉素的发酵生产种子制备阶段包括孢子

培养和种子培养两个过

程，

孢子培养以产生丰富的孢子(

斜面的孢子培养)

为目的。

而种子培养以繁殖大量健壮的菌丝体 (

种

子罐的培养) 为主要目的。

( 3) 青霉素的工艺要点

①生产孢子的制备将砂土孢子用甘油、

葡萄糖

和蛋白胨组成的培养基进行斜面培养后移到大米或

小米固体培养基上，

于 25℃

培养 7

天到孢子成熟后

进行真空干燥，

并以这种形式低温保存备用。

②生产种子的制备种子制备时以每吨培养基

不少于 200

亿孢子的接种量，

接种到以葡萄糖、

乳糖

和玉米浆等为葡萄糖的一级种子罐内，于 ( 27 + -

1) ℃

培养 40h

左右，

控制通气量为 1: 3m3 /

( m3 min) ，

搅拌转速为 300-350r / min。

③发酵生产发酵以葡萄糖、

花生饼粉、

麸质水、

尿素、

硝酸铵、

硫代硫酸钠、

苯乙酰胺和碳酸钙为培

养基。

发酵阶段的工艺要求如表 1

所列对于分批发

酵来说，

这一过程又分为菌体生长和产物合成两个阶

段。

( 4)

影响发酵产率的因素及过程控制 ①基质浓

度的影响青霉菌能利用多种碳源如乳糖、

蔗糖、

葡

萄糖、阿拉伯糖、淀粉和天然油脂等。乳糖是青霉素

生长合成的最好碳源，

葡萄糖次之，

但必须控制其加

入浓度，

因为它的分解代谢物会抑制抗生素合成酶

形成而影响青霉素的合成。

可以采用连续添加葡萄

糖的方法来代替乳糖。

在分批发酵中，

常常因为前

期基质浓度过高对生物合成酶系产生阻遏或对菌丝生长产生抑制，

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