新型發(fā)酵廠實(shí)習(xí)報(bào)告 PPT課件

1 津市新型發(fā)酵有限責(zé)任公司實(shí)習(xí)匯報(bào) 實(shí)習(xí)時(shí)間 2011年5月4日至5月14日實(shí)習(xí)單位 津市新型發(fā)酵有限公司實(shí)習(xí)專業(yè) 生命科學(xué)學(xué)院08級(jí)生物技術(shù)專業(yè)匯報(bào)人 2 3 匯報(bào)內(nèi)容 實(shí)習(xí)基本情況公司基本概況發(fā)酵工藝提取過程化驗(yàn) 唐經(jīng)理給我們講注意事項(xiàng) 4 一 實(shí)習(xí)基本情況 實(shí)習(xí)目的培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際 從實(shí)際出發(fā)分析問題 研究問題和解決問題的能力學(xué)習(xí)了解生物產(chǎn)品工業(yè)化的全過程以及生產(chǎn)組織管理等方面的知識(shí)了解生物專業(yè)的發(fā)展的狀況 準(zhǔn)確自我定位 為今后走向社會(huì) 服務(wù)社會(huì)做好思想準(zhǔn)備和業(yè)務(wù)準(zhǔn)備 5 實(shí)習(xí)分組 第一組 胡文凱施歐文張安淼葉可湯小芳廖成玲第二組 李艷匡哲吳紅冷長(zhǎng)龍姚佳寧第三組 趙淑玲瞿雪勤陳黎駱意蔣煒祎第四組 賴少容肖丹青張小金羅梓桓俞孝綱 6 第一組 第二組 第三組 第四組 7 二 公司基本情況 津市新型發(fā)酵有限責(zé)任公司成立于1989年 是一家致力生物工程系列酶制劑產(chǎn)品生產(chǎn)及銷售的公司 固定資產(chǎn)1500萬 占地面積1萬平方米 員工400人 年產(chǎn)7000t 年銷售收入6000萬 為國(guó)家貢獻(xiàn)稅收100萬 在全國(guó)酶制劑行業(yè)排名第五 該公司具有二十多年發(fā)酵專業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn) 并獲得ISO9001 2000及ISO14001 2004的兩類認(rèn)證 主要產(chǎn)品精制糖化酶與耐高溫淀粉酶 中溫淀粉酶的發(fā)酵水平 產(chǎn)品質(zhì)量 酶活力的穩(wěn)定性以及使用效果經(jīng)有影響的用戶 如杰能科公司 安琪酵母公司 多年使用對(duì)比 其指標(biāo)均達(dá)到國(guó)家同行業(yè)同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平 2008年全年綜合生產(chǎn)能力 實(shí)際生產(chǎn)能力及實(shí)際生產(chǎn)量均突破60000標(biāo)噸 是中國(guó)酶制劑行業(yè)重點(diǎn)生產(chǎn)企業(yè) 華南地區(qū)生產(chǎn)水平最高 生產(chǎn)規(guī)模最大的酶制劑生產(chǎn)專業(yè)化工廠之一 8 9 三 生產(chǎn)產(chǎn)品 1 糖化酶 固 液兩種 作用 淀粉轉(zhuǎn)化為葡萄糖用途 酒精 淀粉 2 耐高溫 淀粉酶 100 110 龍騰牌耐高溫 淀粉酶具有極好的耐熱性 在高溫下液化具有明顯的優(yōu)點(diǎn) 廣泛應(yīng)用于酒精 白酒 啤酒 味精 飴糖 葡萄糖等工業(yè)中液化淀粉和紡織業(yè)高溫退漿 3 中溫 淀粉酶 60 80 用途 紡織 印染 4 淀粉酶 10 11 四 總工藝流程 12 菌種 發(fā)酵車間 蒸汽 無菌空氣 電力 原材料 車檢化驗(yàn) 絮凝 壓濾 超濾 濃縮 調(diào)配 灌裝 入庫(kù) 鹽析 壓濾 絞條 干燥 混粉 包裝 入庫(kù) 助凝劑等 化驗(yàn) 化驗(yàn) 防腐劑等 Na2SO4 13 菌種選育 接種 一級(jí)種子罐 發(fā)酵罐 二級(jí)種子罐 三級(jí)種子罐 擴(kuò)大培養(yǎng) 接種 發(fā)酵過程 14 15 一級(jí)種子罐加料 打開人孔清洗一袋麥芽糊精一定量的玉米漿一定量的硫酸銨溶液取樣側(cè)pH因pH值較低 加入NaOH溶液 調(diào)pH 再次測(cè)定將CaCl2和消泡劑一起加到罐中關(guān)閉人孔蓋 開始高溫滅菌 121 壓力0 1MP 45min 16 下面以二級(jí)種子罐為例簡(jiǎn)述一下津市新型發(fā)酵有限公司的發(fā)酵過程的一些重要參數(shù) 二級(jí)種子罐津市新型發(fā)酵有限公司的發(fā)酵的車間的一些工藝參數(shù)如下 容量 3t 料液加入量一般為種子罐的體積的3 5 通氣量一般為150m3 L 發(fā)酵時(shí)間 70 80h 初始pH值為4 8 5 0 17 二級(jí)種子罐發(fā)酵過程 發(fā)酵過程 將經(jīng)調(diào)配和液化好的培養(yǎng)基注入二級(jí)種子罐 進(jìn)行實(shí)罐滅菌 滅菌后冷卻至34 將已成熟的一級(jí)種子壓入二級(jí)種子罐 在34 pH4 8 5 0的條件下發(fā)酵培養(yǎng) 隨著發(fā)酵的進(jìn)行 pH逐漸下降 這時(shí)需要補(bǔ)加氨氣來提高pH 使之恒定在4 8 發(fā)酵過程中 DE值也會(huì)不斷地低因此需要補(bǔ)加培養(yǎng)基 補(bǔ)加的原料一般是C源 液化好的玉米淀粉 成熟的標(biāo)志 酶活力達(dá)到5000u g 鏡檢菌絲正常 健壯 做無菌平板培養(yǎng)無雜菌 氣味無異常 帶淡淡的香味 18 發(fā)酵模式 津市新型發(fā)酵有限公司所采用的發(fā)酵模式是補(bǔ)料分批發(fā)酵 也稱為半連續(xù)式發(fā)酵或流加分批發(fā)酵 是指在發(fā)酵過程中 間歇或連續(xù)地補(bǔ)加新鮮培養(yǎng)基的發(fā)酵方式 可以使發(fā)酵過程最佳化 分批發(fā)酵有以下幾個(gè)作用 1 可控制抑制性底物的濃度 可以減弱分解代謝物的阻遏 2 和連續(xù)發(fā)酵比 不需要嚴(yán)格的無菌條件 不會(huì)產(chǎn)生菌種老化和變異等問題 與分批發(fā)酵比 中途要流加新鮮培養(yǎng)基 增加了染菌的危險(xiǎn) 19 接種的全過程 裝有菌種的鋼瓶 20 將酒精火圈放在接種口 數(shù)秒后打開閥門 21 在火焰中供鋼鉗去掉塞子 22 將鋼瓶瓶口在酒精火焰中燒一會(huì)兒 23 把鋼瓶瓶口插入接種口 24 用酒精冷卻鋼瓶頸部 25 用沾有酒精的紗布冷卻 并確定是否可以接種 26 五 發(fā)酵過程控制 1 溫度控制2 pH的控制3 通氣控制4 泡沫控制5 補(bǔ)料控制 取樣 27 溫度與發(fā)酵 溫度的升降與生物反應(yīng) 攪拌 散熱等有關(guān) 1 溫度影響各種酶的反應(yīng)速率和蛋白質(zhì)性質(zhì) 2 溫度影響發(fā)酵液的物理性質(zhì) 3 溫度影響生物合成的方向 28 發(fā)酵罐的溫度一般控制在34 左右 發(fā)酵罐內(nèi)的溫度一般用蛇形管冷卻系統(tǒng)來維持 溫度過高則增大冷卻水流量 溫度過低則將熱蒸汽通入蛇形管來升溫 如果溫度過高 可以以自來水噴淋來輔助降溫 29 發(fā)酵罐內(nèi)部結(jié)構(gòu) 蛇管 螺旋槳 消泡耙 人梯 30 引起pH改變的因素 1 碳源過量 2 消泡油添加過量 3 生理酸性物質(zhì)的存在 4 氮源過多 5 生理堿性物質(zhì)的存在 6 中間補(bǔ)料 堿性物質(zhì)添加過多 31 pH值控制 一級(jí)種子罐的pH只監(jiān)測(cè) 不調(diào)控其余的發(fā)酵罐的pH控制在4 8左右 隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng) pH不斷降低 需要補(bǔ)充氨氣來提高pH值 32 通氣控制 溶氧是需氧發(fā)酵控制最重要的參數(shù)之一 由于氧在水 發(fā)酵液的溶解度都很小 因此 需要不斷的通氣和攪拌 才能滿足不同發(fā)酵過程對(duì)氧的需求 溶氧的大小對(duì)菌體生長(zhǎng)和產(chǎn)物的形成都會(huì)產(chǎn)生不同的影響 津市新型發(fā)酵有限公司的供氣量一般控制為一級(jí)種子罐80m3 L 二級(jí)罐為150m3 L 三級(jí)罐300m3 L 四級(jí)發(fā)酵罐則根據(jù)罐體積而定 33 供氣流程 高空采氣 空氣壓縮 空氣貯藏罐 冷卻器 旋風(fēng)分離器 除油 水 絲網(wǎng)分離器 除灰塵 加熱器 總過濾器 棉花 膜 粗濾 孔徑0 3 0 5um 精濾 孔徑0 1 0 3um 入罐 34 高空采集 空氣壓縮機(jī) 空氣貯藏罐 35 冷卻器 加熱器 粗精空氣過濾器 36 空氣貯藏罐的作用 由于空氣經(jīng)過空氣壓縮機(jī)后 產(chǎn)生不穩(wěn)定的氣流波 利用空氣貯藏罐可以使氣流平穩(wěn) 37 冷卻的目的加熱的目的 空氣經(jīng)過壓縮 升溫的70 80 在突然降溫 水分凝集 再用旋風(fēng)分離器去除 氣流經(jīng)過絲網(wǎng)分離器后 經(jīng)加熱器升溫到50左右 是空氣的濕度降低 有助于過濾 38 泡沫控制 泡沫是氣體在液體中的粗分散體 屬于氣液非均相體系 在這個(gè)體系中 分散相是 氣體 連續(xù)相 液體 產(chǎn)生的原因有 1 由外界引進(jìn)的氣流被機(jī)械地分散形成 2 發(fā)酵過程中產(chǎn)生的氣體聚結(jié)生成 氣液接觸 攪拌液體時(shí)混入氣體 氣體從液體內(nèi)部產(chǎn)生 含助泡 起泡速度高于破泡速 泡沫對(duì)發(fā)酵的不利影響有 1 降低發(fā)酵設(shè)備的利用率 2 增加了菌群的非均一性 3 增加了染菌的機(jī)會(huì) 4 導(dǎo)致產(chǎn)物的損失 一般采用化學(xué)消泡法即在發(fā)酵液中加如食用油使泡沫破碎 39 補(bǔ)料控制 下面以發(fā)酵罐為例來說明補(bǔ)料控制的原理及目的原理剛滅菌的發(fā)酵液的DE值110 10 當(dāng)發(fā)酵液的DE值降至10時(shí)開始補(bǔ)料 由于補(bǔ)料速率低于消耗速率DE值一直下降 最終使DE值保持在10 15左右 目的保持發(fā)酵正常快速進(jìn)行 保持產(chǎn)酶速率 補(bǔ)料罐 40 六 糖化酶提取工藝 放罐 絮凝 鹽析 一濾 二濾 超濾 精濾 壓濾 絞條 成品配制 旋風(fēng)分離 沸騰干燥 篩選 粉碎 混粉 貯存 成品 液酶提取 固酶提取 循環(huán)濃縮 分為一 二級(jí)旋風(fēng)分離 混液重新壓濾 粗粉進(jìn)行粉碎 41 絮凝 添加2 的粗硅藻土和H2SO4 42 清夜 壓濾 混液 混液 清夜 43 卸濾餅 液酶的渣子進(jìn)行鹽析作為固酶的填料 用固酶壓濾時(shí)的濾液 廢水 進(jìn)行鹽析 因?yàn)闉V液中含有Na2SO4 44 將二級(jí)壓濾的濾液通入過濾罐中 待罐內(nèi)濾液的體積達(dá)到一定時(shí)開始通入超濾器進(jìn)行超濾 透過液直接排除 而濃縮液經(jīng)過冷卻返回超濾罐 再進(jìn)行超濾 如此循環(huán)超濾達(dá)到濃縮過濾的作用 當(dāng)濃縮液的濃度 密度達(dá)到要求之后抽提到成品配制罐進(jìn)行下一流程提純 超濾 45 超濾器 超濾灌 46 超濾之后 貯存在超濾罐中 在再輸送到精濾室進(jìn)行精濾 47 精濾 精濾室在不工作的時(shí)候要開紫外燈滅菌 工作人員進(jìn)去前要把紫外燈關(guān)掉 精濾是除雜質(zhì)雜菌 精濾的時(shí)候加硅藻土助濾劑 用以除雜除菌 精濾后的濾液加防腐劑3 苯甲酸鈉和3 的山梨酸鈉 PH值調(diào)到4 3 4 6 然后灌裝成成品 48 灌裝 成品 49 固酶提取 50 鹽析的時(shí)候加38 的Na2SO4 溫度控制在38 攪拌4小時(shí) 然后靜置10 12小時(shí) Na2SO4是用來吸附酶 而溫度控制在38 是因?yàn)樵诖藴囟认翹a2SO4的溶解度最大 鹽析 51 壓濾 溫度控制在38 此溫度下Na2SO4的溶解度最大 Na2SO4就會(huì)溶解在濾液中 在此溫度下壓濾濾餅的含水量不會(huì)很高 有利于后面的干燥 并且在此溫度下酶活不會(huì)受到影響 濾液用來鹽析液態(tài)糖化酶的濾餅 這樣就可以回收利用Na2SO4 52 絞條 53 旋風(fēng)分離 條形的固體酶輸送到旋風(fēng)機(jī)中 里面通有蒸汽 100 以上 但是由于條形固酶原來含有較多水分 溫度不會(huì)馬上上升 不會(huì)使酶失活 在旋風(fēng)分離機(jī)中通蒸汽起到干燥的作用 并且在此過程中條形固酶被粉碎 54 沸騰干燥床 55 分篩和粉碎 分篩 細(xì)粉 粗粉 粉碎 細(xì)粉 56 混粉機(jī) 從粉碎機(jī)出來的固體酶如果酶活過高就與液酶的濾餅制成的粉末混合 達(dá)到所要求的酶活 然后制成成品 57 成品 58 七 發(fā)酵液主要檢測(cè)的方面 發(fā)酵液pH值 DE值的測(cè)定 車間化驗(yàn)室 糖化酶的活力測(cè)定 中心化驗(yàn)室 高 中溫淀粉酶活力測(cè)定 車間化驗(yàn)室 目測(cè)法 中心化驗(yàn)室 比色法 59 車間化驗(yàn)室及其主要試驗(yàn)設(shè)備 60 DE值測(cè)定 DE值的基本概念 糖液中的還原糖含量占干物質(zhì)的百分率表示DE值 DextroseEguivalent 用公示表示 還原糖含量 干物質(zhì)含量 100 DE的測(cè)定過程 反應(yīng)終止 61 DE的測(cè)定步驟 1 取25ml水至三角瓶中 15瓶 2 先后分別加A液 B液各1ml至三角瓶 3 各取2ml濾液加至三角瓶中 加熱煮沸反應(yīng)2min 4 先后分別加3 10mlKI溶液 26 10mlH2SO4溶液 2ml淀粉指示劑至三角瓶中 5 用0 1 硫代硫酸鈉溶液滴定至紫色 記錄所用硫代硫酸鈉的量 62 糖化酶酶活力測(cè)定 酶活力定義 1g酶粉 1ml酶液于40 0 2 pH4 6的條件下 1h分解可溶性淀粉產(chǎn)生1mg葡萄糖 即為1個(gè)活力單位 以u(píng) g u ml 表示 原理 糖化酶能從淀粉分子非還原性末端開始 分解 1 4葡萄糖苷鍵生成葡萄糖 葡萄糖分子中含有醛基 能被次碘酸鈉氧化 過量的次碘酸鈉酸化后析出碘 再用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定 由此可計(jì)算酶活力 63 糖化酶酶活力測(cè)定的步驟 1 先后加25ml淀粉稀釋液 5ml醋酸緩沖液至比色管甲 乙中 40 恒溫水箱中反應(yīng)5min 2 取樣品 3 用紗布過濾樣品 取濾液 4 取2ml樣品稀釋液于比色管甲中 40 恒溫水箱中反應(yīng)30min 比色管乙于40 恒溫水箱中反應(yīng)30min 測(cè)定中 64 5 先加4滴NaOH溶液 加2ml樣品稀釋液至乙比色管中 加4滴NaOH溶液至甲比色管中 放入冷水中冷卻6 吸取5ml比色管中反應(yīng)液至已有少量蒸餾水的帶玻璃塞的錐形瓶中 加入10ml0 1 碘液 7 加入15ml0 1 NaOH溶液至帶玻璃塞的錐形瓶中 蓋好瓶蓋 在瓶口噴灑少許蒸餾水 黑暗反應(yīng)15min 8 加2mlH2SO4溶液至帶玻璃塞的錐形瓶中 9 用0 5 硫代硫酸鈉溶液滴定至無色 記錄所用硫代硫酸鈉的量 65 高 中溫 淀粉酶酶活力的測(cè)定 原理 a 淀粉酶能將淀粉分子鏈中的a 葡萄糖苷鍵隨機(jī)切斷成長(zhǎng)短不一的短鏈糊精 少量麥芽糖和葡萄糖 而使淀粉對(duì)碘呈藍(lán)色的特異反應(yīng)消失而變成紅棕色 其顏色消失的速度與酶活力有關(guān) 故可在標(biāo)準(zhǔn)條件下通過測(cè)定反應(yīng)時(shí)間而算出酶活力 目測(cè)法結(jié)果 66 高 中溫 淀粉酶酶活力的測(cè)定的步驟 目測(cè)法 1 酶制備液酶濃度300 500u mL 2 吸取標(biāo)準(zhǔn)色溶液6mL于試管中 做比色標(biāo)準(zhǔn)3 吸取20mL20 淀粉溶液和pH6 0緩沖液5mL置于試管中 在恒溫水浴器中預(yù)熱平衡5min 4 加入酶制備液0 5mL立即記錄時(shí)間 搖勻 5 當(dāng)反應(yīng)接近2min時(shí)就開始不斷用吸管取1mL反應(yīng)液加至預(yù)先盛有稀碘液5mL的試管中 6 當(dāng)試管中反應(yīng)液的顏色由紫變?yōu)榧t棕色與標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)相同時(shí) 即為反應(yīng)終止 67 高 中溫 淀粉酶酶活力的測(cè)定的步驟 比色法 1 酶制備液酶活力在4u mL左右2