發(fā)酵生產(chǎn)的影響因素

1、發(fā)酵培訓 發(fā)酵生產(chǎn)的影響因素發(fā)酵生產(chǎn)中存在著諸多影響因素，而四大主要影響因素，使之困擾著發(fā)酵能否正常運作；能否發(fā)酵指標持續(xù)保持較好水平；能否達到降成本增效益的方向目標。另外還有一大輔助因素，是保證生產(chǎn)是否順利運行和穩(wěn)定提高的基本條件。四大主要影響因素包括： 1.適合大生產(chǎn)的優(yōu)質菌種； 2.匹配的設備條件； 3.符合質量標準的原材料； 4.完善的配方和嚴謹?shù)墓に嚳刂啤?一大輔助影響因素包括： 蒸汽設備和培養(yǎng)基滅菌 動力壓縮空氣的制備 電網(wǎng)攪拌的驅動 冷卻水循環(huán)水制冷為了減少這些因素給我的生產(chǎn)造成的影響，需要各個 部門的基礎工作，扎實認真、有效配合、嚴格把關、共同維護，盡量減少生產(chǎn)波動。避免生產(chǎn)異

2、常，并將損失降到最低，達到滿意抗生素生產(chǎn)指標的高效完成。1. 生產(chǎn)菌種 它是理想的發(fā)酵生產(chǎn)水平的內(nèi)因因素。菌種工作做好了，發(fā)酵生產(chǎn)就取得了一半的成功，這是因為，好的菌種在外因強有力的推動下，能發(fā)揮出他應有的能力和水平，使發(fā)酵生產(chǎn)指標達到一個較高的水平。 1.對優(yōu)質菌種的要求1）.滿足大生產(chǎn)需求的斜面瓶數(shù)，并按時制備成孢子懸浮液。靠壓差法接入一級種子罐進行培養(yǎng)，達到孢子發(fā)芽、繁殖菌絲的目的，一級種子長好后移入二級種子罐，達到繼續(xù)擴大菌絲的目的，之后，二級種子移入發(fā)酵罐，進行前期菌絲繁殖擴大的初級代謝，之后進入次級代謝，初級代謝與次級代謝交替進行，最后得到具有產(chǎn)物生成的抗生素；2）.優(yōu)質菌種必須是

3、純種，只有抗生素生產(chǎn)菌的一個菌體，不帶有其它雜菌；3）.種子生產(chǎn)必須旺盛，迅速，產(chǎn)生所需的產(chǎn)物時間短，在規(guī)定的時間里，菌種必須產(chǎn)出預期數(shù)量的產(chǎn)物，并保持相對穩(wěn)定；4）.在遺傳上必須穩(wěn)定，比較容易分離提純；2.做好菌種保藏工作 根據(jù)微生物的生理生化特性，人工創(chuàng)造適宜的條件（低溫、干燥、缺氧、營養(yǎng)缺乏）使微生物的代謝活動處于不活潑和生長繁殖受抑制的休眠狀態(tài)。（砂土保藏法、真空冷凍干燥保藏法）菌種保藏的目的：1）.保持菌種的存活，不退化、不死亡； 2）.保持菌種的純粹，減少種子污染； 3）.保持菌種遺傳性狀穩(wěn)定，保證較高的抗生素生產(chǎn)能 力4） .避免菌種的退化和變異，退化和變異會使抗生素產(chǎn)量下降，孢

4、子形成的能力減少，以及孢子存活率的降低。會造成生產(chǎn)的大波動走下坡路。3. 不斷的進行菌種的選育培養(yǎng)基成份的改變和發(fā)酵條件的改進只能發(fā)揮菌種的潛能，要想使菌種的生產(chǎn)能力不斷提高，最根本的還是依靠菌種本身固有的特性，這就必須不斷進行菌種的培育。菌株篩選的方向：1） 菌種的特性，符合貼近生產(chǎn)的需要，滿足高產(chǎn)量低能耗、低消耗的條件；2） 菌種的特性能達到與大生產(chǎn)工藝很好的銜接，能推廣有效果；3） 菌種的特性能達到產(chǎn)品質量的穩(wěn)定和收率的提高，不合格的產(chǎn)品會使收益大打折扣。2. 設備發(fā)酵生產(chǎn)是個繁雜的過程，設備條件是抗生素生產(chǎn)基礎的保證。設備條件達不到，生產(chǎn)就不能順利有序的運行，同時滿足不了安全生產(chǎn)。因此

5、保證設備條件要符合以下要求： 1.完成全程運轉 土霉素生產(chǎn)是個長周期、多因素的過程，是微生物活動孢子到產(chǎn)物的過程。 微生物發(fā)酵生產(chǎn)是有生命的菌絲體在必備的設備條件下，在一定的通氣、攪拌、罐溫、罐壓、適宜的環(huán)境條件下補充營養(yǎng)物質，經(jīng)過生長繁殖，分解合成代謝及一系列生化反應得到的次級代謝產(chǎn)物的過程。小罐、中罐經(jīng)過各 30小時左右周期各1天多的時間培養(yǎng)完成。大罐156h周期，需要7天的時間完成。因此，對設備的要求比較高，要求設備的維護保養(yǎng)，設備的檢查和定期檢修必須做到位。設備的保證是使我們投進去的原料，變成我們需要的次級代謝產(chǎn)物。得到效益，設備的生產(chǎn)故障，會影響生產(chǎn)順利進行，如果中途因為設備原因停止

6、運行，將會給生產(chǎn)造成慘重損失。案例1：曾有一大罐接種后空氣分布管斷裂，進氣不均勻，倒罐后繼續(xù)培養(yǎng)，對生產(chǎn)影響大；案例2：曾有一大罐皮帶沒有護網(wǎng)，運轉到中程皮帶斷裂甩出，幸虧周邊沒有人，但換皮帶停攪拌，關空氣對生產(chǎn)也有相當影響；案例3：一大罐罐壁有沙眼，運轉到中途，料液沫過沙眼，往外跑料，隨著時間的推移，對生產(chǎn)造成損失；我來貴廠有一段時間了發(fā)現(xiàn)也存在設備上的一些問題，雖然得到了及時解決，但應吸取教訓；327電機被燒，69h倒罐324進罐后罐溫高，46h倒罐321蛇管結垢嚴重，3月份放了3批低單位罐2.不污染染菌微生物發(fā)酵生產(chǎn)中如果污染了雜菌對生產(chǎn)的影響非常大。1).染菌罐代謝異常，掉單位，減產(chǎn)量

7、；2).掉濾速，影響收率，甚至顆粒無收；3)雜菌的代謝物質對產(chǎn)品的質量影響大；4).雜菌污染厲害還打亂正常的生產(chǎn)進度，造成進度凌亂；倒種增加，染菌蔓延。 5)提前放罐，影響產(chǎn)量。因此，設備需要安裝合理，焊接合格，閥門配備合適，處理好死角，避免污染雜菌。有個廠子，曾在不具備某生產(chǎn)能力下，進行新工藝，有過八代倒種，染菌嚴重，生產(chǎn)水平下降。有的廠罐上刷漆，外觀看不到漏點，但罐里有死角，連續(xù)染了多批。有的廠為節(jié)約原料，移種管道上只安裝了一道移種閥，移種管道污染，中罐染菌多。我廠剛投產(chǎn)時，蛇管焊接不合格，滲露，染菌厲害，生產(chǎn)不能正常運行，損失非常大。3.生產(chǎn)運轉中滿足工藝控制要求設備設施要配套、完善、配

8、合工藝控制完成全程生產(chǎn)，如果小故障不斷，工藝控制不到位，生產(chǎn)也不會達到理想水平。如：壓力表不準確，流量對不上，溫度計誤差大，就會造成生產(chǎn)波動大。即便現(xiàn)在勉強使用生產(chǎn)，但因為數(shù)據(jù)不準，會影響我們對生產(chǎn)的準確分析。會使今天有價值的數(shù)據(jù)，卻因為不準確，誤導以后的生產(chǎn)。 4. 設備需匹配，保證輸送生產(chǎn)中所需物料設備上配備必要的管道閥門，是為了完成：移種、培養(yǎng)基打料、通氨、補料、加劑，代放等一系列操作，同時蒸汽、空氣、冷卻水的輸送也是滿足菌絲體生命活動的條件，前邊說過，微生物生長是生命體生長、繁殖、代謝、合成活動的過程，不及時補充營養(yǎng)成分，不滿足其生存的條件，部分生命體就會提前自溶，使生產(chǎn)水平下降。一個

9、企業(yè)沒有備用氨水罐，氨水用完后，需要停通氨打氨水20-30分鐘，造成pH忽高忽低，對菌絲體影響大，造成生產(chǎn)波動；原來華藥，最早的時候只有15%左右的接種量，后來為了提高發(fā)酵單位增加了接種量，同時增加了帶放量，由于設備不匹配，提取時常騰不出酸化罐，造成濺逃悶罐，成本增加；第三部分：符合質量標準的原材料 土霉素生產(chǎn)中需要1215種原材料，要保證這些原材料在運輸、儲存、使用過程中都要復合質量標準要求，才會減少生產(chǎn)波動，否則，生產(chǎn)中的波動會造成生產(chǎn)水平不穩(wěn)或造成生產(chǎn)損失。 1.主要原材料包括：玉米漿、黃豆餅粉、碳酸鈣。用量大，對生產(chǎn)影響大，保證質量尤為重要。1) 進貨，符合質量標準，廠家穩(wěn)定，換廠家先

10、拿小樣 實驗，無異常在進貨；2) 及時出質量檢驗報告，不合格及時退貨；3) 換批號提前打招呼，提前試用，生產(chǎn)人員跟蹤，確定對生產(chǎn)沒 有影響后在大量用于生產(chǎn)。 玉米漿質量要求： 起泡物質，PH 4.0左右 沉淀體積35%以上，乳酸桿菌，要求中長菌多些，短菌盡量少，溶P 40006000ug/ml干物質4042%, 蛋白質含量48%± 外觀黃棕 黃豆餅粉質量要求：起泡物質， 溶磷20002800ub/ml，干物質， 42%±，蛋白質含量 43%± 脂肪含量10，曾有案例，脂肪含量低于7%，泡沫大（中罐加劑少）控制不住泡沫，PH高峰后PH不下，造成異常，最后一個罐放下水

11、碳酸鈣質量要求： 起泡物質，存放一段時間，堿度變小再使用堿度0.03% PH 911 小罐需專用0.015%，因為碳酸鈣堿度大時使用，泡沫大不好控制，泡沫大使溶解氧降低，尤其是種子罐要選擇堿度低的，不然影響種子質量。另外，配料時，碳酸鈣不能與KH2PO4同時加，降低有效磷量。因為我們做的溶磷存在水中，碳酸鈣與磷酸二氫鉀反應生成不溶解的磷酸鈣沉淀物，做不出來，又因為沉淀物不再溶解，變成雜質，故降低了有效磷量。2. 其它原材料 其他原材料不是不主要，而是用量少或性能穩(wěn)定，對生產(chǎn)的相對小，但在換廠家時，一定要提前取小樣實驗。1）酵母粉：有機氮源磷源物質，小罐使用 細胞數(shù)60億/g 主要保證細胞數(shù)，

12、溶P 50007000ug/ml 蛋白質含量 4550% 如：案例：小罐菌絲有小網(wǎng)狀后不再生長，后來發(fā)現(xiàn)酵母粉細胞數(shù)沒有達到質量要求，換廠家時沒有試驗即批量進貨，給生產(chǎn)造成了影響。2） 消沫劑 達到質量要求的消沫劑生產(chǎn)中使用，加劑后，泡沫消除快，維持時間長；質量差的消沫劑加劑后維持時間短，造成異常發(fā)酵，大罐放不出體積，需要及時換廠家。3）淀粉 含水量14% 報告要真實準確，及時調(diào)整，減少生產(chǎn)波動，蛋白含量3%，淀粉乳 波美度18 溶P50ub/ml (2014年4月12日溶P高 108ug/ml83ug/ml 大罐消后，補料消后 P高，170200ug/ml 調(diào)整玉米漿加量后，消后磷恢復150

13、ug/ml以下) 3.配制 配制人員要按要求配制各級罐的培養(yǎng)基。按料單備料后，檢查配制罐設備、管道、閥門，保證處于正常使用狀態(tài)，先按要求加水，開攪拌，首先加入無機原料及小料，再加入有機原料，最后加玉米漿、無機磷、固劑。加夠體積，聯(lián)系打料；按步驟順序加料可減少原材料相互間的反應碰撞，減少反應，保證有效成分的減少。華藥生產(chǎn)土霉素1958年投產(chǎn)，因為碳酸鈣和無機磷加到一個配制罐里，2005年初大罐消后磷波動大，因為碳酸鈣的質量影響，47年后反映出來，沒有查出原因之前，消小料磷補入，增加蒸汽消耗，還打亂了生產(chǎn)進度，影響了生產(chǎn)水平。查出原因好后，規(guī)避了這兩種原材料的碰撞，減少了異常情況的發(fā)生，保證了生產(chǎn)

14、順利進行。2016年3月下旬規(guī)范了配料操作，明確加料順序，統(tǒng)一操作方法，也是為了減少生產(chǎn)波動。4、 工藝配方和工藝控制要求 工藝配方和工藝控制要求雖然是發(fā)酵生產(chǎn)的外因，但也十分重要，他們都是在老一輩技術人員的經(jīng)心歸納、總結、完善、改進后的收獲成果。使發(fā)酵菌種發(fā)揮了極大的潛能。幾千單位提高到現(xiàn)在的最高4萬3的發(fā)酵高水平。 1.工藝配方1）滿足C源，N源的協(xié)調(diào) （主要是有機物的加量）；2）滿足PH氨氮的協(xié)調(diào) （碳酸鈣和硫酸銨的加量）PH和殘C的協(xié)調(diào) （通氨與補料的協(xié)調(diào)）；3）滿足種子和發(fā)酵的協(xié)調(diào)；（種子量大，培養(yǎng)基濃些）4）滿足發(fā)酵與補料的協(xié)調(diào)；（培養(yǎng)基濃，補料可稀，如果培養(yǎng)基濃，補料液稠，會造成

15、菌絲體代謝慢）5）滿足培養(yǎng)基濃度與容積比的協(xié)調(diào)容積比：即接完種開攪拌以后的罐內(nèi)體積與發(fā)酵罐全容積的比值；（培養(yǎng)基稠時，容積比可大些，容積比小，培養(yǎng)基可稀些，不然造成沒有帶放或發(fā)酵體積不好控制）6） 滿足代放與放罐體積的協(xié)調(diào)；（控制首次補料周期并保證不斷 補充營養(yǎng)物質）7）滿足消后P與發(fā)酵單位的協(xié)調(diào)；（p耗盡，進入次級代謝，消后P高，進入合成期相對晚）8） 滿足初級代謝與次級代謝的協(xié)調(diào)；（蛋白質含量要控制，有機 物盡量代謝完） 工藝配方選擇適合本廠設備條件，原材料質量、能源配制條件的，并不斷摸索節(jié)能降耗的好配方，使生產(chǎn)能發(fā)揮最好水平，生產(chǎn)質量達到合格。 2.工藝控制 1）要滿足生產(chǎn)需要控制條件，

16、不斷摸索、總結、制定復合菌體生長、代謝、繁殖、合成的罐溫、罐壓、空氣流量、接種量、菌齡。 2）不斷完善工藝控制要求我廠兩個車間的工藝控制要求都下發(fā)到了各個班組，這是我廠生產(chǎn)中經(jīng)過多年摸索總結出來的，適合我廠現(xiàn)生產(chǎn)需求的最佳的工藝控制條件；另外還有工藝控制標準： 包括：中小罐、大罐消后、接后質量參數(shù) 中小罐、大罐放罐質量參數(shù) 中小罐關鍵點（周期）的質量參數(shù) 如： 我廠兩個車間都及時跟蹤種子代謝情況，根據(jù)參數(shù)、液面、外觀等及時采取控制措施。兩個霉菌室跟蹤小罐pH高峰和下降的周期；跟蹤中罐氨氮代謝情況并加以控制，保證種子質量做的都很好。大罐的pH控制范圍，殘C控制范圍，制定后加強控制，嚴格把關，較少

17、生產(chǎn)中的波動。看罐比較有經(jīng)驗，根據(jù)補料量，罐內(nèi)液面確定帶放體積。 3） 認真落實工藝控制要求 為了保證生產(chǎn)穩(wěn)定和減少異常情況的發(fā)生，各組人員一定要認真落實工藝控制要求，做好交接班工作。消毒組：要嚴格按照SOP操作規(guī)程規(guī)范操作，保證培養(yǎng)基消后質量，保證消后體積符合工藝控制要求；保證無菌要求。進罐前做好設備檢查復核工作，避免因為設備問題耽誤進度如：208因為設備故障倒不進種子，重新調(diào)整了進度，造成培養(yǎng)基重消。配料組：按要求備料，檢查，加料，打料，保證消后培養(yǎng)基參數(shù)的準確；看罐組：認真執(zhí)行各項工藝控制的要求，及時對霉菌室工藝調(diào)整內(nèi)容進行落實，加強對工藝控制項目和工藝控制原料的管理，加強巡檢，及時反映

18、異常情況，爭取時間盡快采取補救措施，將生產(chǎn)損失降到最低。加劑是個嚴謹?shù)目刂?，操作中，需復核加劑，并做到，做我所寫，寫我所做，及時記錄。原則是前期少加，少量多次，減少對菌體的傷害，保證溶氧條件，中后期可適量多加，后期菌體的抵抗能力增加了，體積也大了，發(fā)酵液稠了，相對對菌體的影響降低。染菌罐可多加，定期加劑提高濾速。霉菌組：按時按要求下發(fā)各種工藝通知單例如：落實生產(chǎn)進度、下發(fā)配料料單、通氨、補料、移種、溫度調(diào)整、流量調(diào)整等通知單等異常情況處理、突發(fā)情況處理的決定通知單；無菌樣的跟蹤，消后樣質量的跟蹤，濾速、粘度、菌絲形態(tài)的跟蹤等。如：殘C有時一個班偏低，主要是消流加管路，這需要霉菌和消毒很好的銜接，提前把C控制高限，避免殘C抄標。 3.工藝改進 1）定期對生產(chǎn)進行分析，總結、不斷完善配方和工藝控制； 2）及時對低單位罐進行分析查找原因，加以控制，減少生產(chǎn)波動。如：321發(fā)燒罐，蛇管水垢多，造成罐發(fā)燒，最多一批發(fā)燒八次，一個月三批低單位罐，及時除垢后，現(xiàn)在正常。如：311罐，連續(xù)四批低單位罐，代放