土霉素的生產(chǎn)工藝

1、制作人：白艷波制作人：白艷波土霉素的生產(chǎn)工藝流程圖土霉素的生產(chǎn)工藝流程圖沙土孢子沙土孢子斜面孢子斜面孢子一級種子液一級種子液二級種子液二級種子液孢子培養(yǎng)孢子培養(yǎng)36.54-536.54-5天天孢子培養(yǎng)孢子培養(yǎng)3030，28-30h28-30h空氣攪拌空氣攪拌種子擴大培養(yǎng)種子擴大培養(yǎng)31 26-32h31 26-32h發(fā)酵發(fā)酵31 160-200h31 160-200h發(fā)酵液發(fā)酵液酸化酸化草酸草酸, ,調(diào)調(diào)pH1.75-1.85pH1.75-1.85酸化液酸化液ZnSO40.15%ZnSO40.15%黃血鹽黃血鹽0.25%0.25%濾液濾液過濾過濾脫色液脫色液脫色脫色122-2樹脂樹脂結(jié)晶液結(jié)晶

2、液結(jié)晶結(jié)晶土霉素濕產(chǎn)品土霉素濕產(chǎn)品土霉素干成品土霉素干成品干燥干燥離心離心土霉素發(fā)酵工段土霉素發(fā)酵工段土霉素酸化過濾工段土霉素酸化過濾工段脫色、結(jié)晶工段脫色、結(jié)晶工段離心、干燥工段離心、干燥工段土霉素發(fā)酵工段土霉素發(fā)酵工段 斜面孢子的制備斜面孢子的制備 首先要求培養(yǎng)三支斜面孢子首先要求培養(yǎng)三支斜面孢子, , 斜面孢子的斜面孢子的培養(yǎng)基是由麩皮和瓊脂組成，用水配制。培養(yǎng)基是由麩皮和瓊脂組成，用水配制。 培養(yǎng)孢子條件：培養(yǎng)孢子條件：斜面孢子溫度維持在斜面孢子溫度維持在36.536.536.836.8培養(yǎng)，不得高于培養(yǎng)，不得高于3737。濕度。濕度 55%55%60% 60% 。培養(yǎng)時間。培養(yǎng)時間9

3、696個小時。將三支斜個小時。將三支斜面孢子加入無菌水之后制成懸浮液。將懸面孢子加入無菌水之后制成懸浮液。將懸浮液放置于浮液放置于4466的冰箱中備用。的冰箱中備用。 一級種子罐發(fā)酵一級種子罐發(fā)酵 培養(yǎng)基成分培養(yǎng)基成分 淀粉淀粉5.24kg5.24kg，糊精，糊精5.24kg5.24kg，黃豆餅粉，黃豆餅粉1.74kg1.74kg，酵母粉，酵母粉2.62kg2.62kg，硫磺銨，硫磺銨1.74 kg1.74 kg，碳酸鈣碳酸鈣1.39kg1.39kg，氯化鈉，氯化鈉1.74kg1.74kg，硫酸二氫，硫酸二氫鉀鉀10.49g10.49g，豆油，豆油1L1L。水。水329.6673kg329.6

4、673kg 罐接種條件罐接種條件 周期周期2525小時小時 耗糖耗糖0.76% 0.76% 耗氮耗氮0.0308%0.0308%，一，一級種子罐采用夾套式換熱（自動溫度調(diào)級種子罐采用夾套式換熱（自動溫度調(diào)節(jié)），罐內(nèi)生長弱無動力設(shè)備，設(shè)備密封。節(jié)），罐內(nèi)生長弱無動力設(shè)備，設(shè)備密封。體積：體積：500L500L，冷卻水出口溫度：，冷卻水出口溫度：40405050，排氣壓力：排氣壓力：1.11.11.41.4公斤。一級罐發(fā)酵公斤。一級罐發(fā)酵2525個小時后進二級罐，要求個小時后進二級罐，要求3131。 操作步驟操作步驟 a a、一級種子罐采用實罐蒸汽滅菌法滅菌，即把培、一級種子罐采用實罐蒸汽滅菌法滅

5、菌，即把培養(yǎng)基裝入經(jīng)過清洗的發(fā)酵罐，通入蒸汽，對發(fā)酵養(yǎng)基裝入經(jīng)過清洗的發(fā)酵罐，通入蒸汽，對發(fā)酵罐和相應(yīng)的管道進行滅菌。罐和相應(yīng)的管道進行滅菌。 b b、接種。將培養(yǎng)好的孢子斜面接入罐中，要求先、接種。將培養(yǎng)好的孢子斜面接入罐中，要求先對接種口用甲醛消毒，接種動作一定要熟練迅速，對接種口用甲醛消毒，接種動作一定要熟練迅速，減少染菌發(fā)生的機率。減少染菌發(fā)生的機率。 c c、調(diào)溫。發(fā)酵過程中通過夾套式換熱調(diào)節(jié)發(fā)酵罐、調(diào)溫。發(fā)酵過程中通過夾套式換熱調(diào)節(jié)發(fā)酵罐溫度，使之保持在溫度，使之保持在3131。 d d、取樣。每隔、取樣。每隔8 8小時從取樣口取一次樣，測量其小時從取樣口取一次樣，測量其pHpH，

6、2828小時時測量培養(yǎng)基中糖、氮的含量，發(fā)酵小時時測量培養(yǎng)基中糖、氮的含量，發(fā)酵液的液的pHpH以及土霉素的效價。以及土霉素的效價。 e e、消泡。、消泡。 f f、加料。經(jīng)過約、加料。經(jīng)過約3030小時左右的培養(yǎng)，培養(yǎng)基的小時左右的培養(yǎng)，培養(yǎng)基的顏色漸漸的變?yōu)辄S色，趨于成熟。測量培養(yǎng)液的顏色漸漸的變?yōu)辄S色，趨于成熟。測量培養(yǎng)液的pHpH，當(dāng)其值在，當(dāng)其值在6.06.06.46.4時即可作為種子移入二級時即可作為種子移入二級種子罐種子罐 。 二級種子培養(yǎng)二級種子培養(yǎng) 培養(yǎng)基成分培養(yǎng)基成分：淀粉：淀粉188kg188kg，玉米漿，玉米漿22kg22kg，黃，黃豆餅粉豆餅粉94kg94kg，酵母粉

7、，酵母粉22kg22kg，硫磺銨，硫磺銨30kg30kg，碳酸鈣碳酸鈣28kg28kg，氯化鈉，氯化鈉14kg14kg，硫酸二氫鉀，硫酸二氫鉀1.13g1.13g，氯化鈷，氯化鈷50g50g，豆油，豆油1L1L。 操作步驟操作步驟 a a、滅菌。二級種子罐同樣采用實罐滅菌的、滅菌。二級種子罐同樣采用實罐滅菌的方式，對罐體和相應(yīng)管道進行滅菌，然后方式，對罐體和相應(yīng)管道進行滅菌，然后把一級種子打入二級種子罐中，開始培養(yǎng)把一級種子打入二級種子罐中，開始培養(yǎng)過程。過程。 b b、通氣。土霉素是好氧霉菌，因此需要給、通氣。土霉素是好氧霉菌，因此需要給罐內(nèi)不斷的通入空氣，并且用攪拌槳不斷罐內(nèi)不斷的通入空氣

8、，并且用攪拌槳不斷的攪拌，以增加氧氣的擴散和熱量的交換。的攪拌，以增加氧氣的擴散和熱量的交換。 c c、消泡。在這可能引起大量泡沫的產(chǎn)生，、消泡。在這可能引起大量泡沫的產(chǎn)生，所以需要添加消泡劑取出泡沫。所以需要添加消泡劑取出泡沫。 d d、調(diào)溫。土霉素的最適生長溫度為、調(diào)溫。土霉素的最適生長溫度為3131，在發(fā)酵熱，攪拌熱等熱源的作用下可能使在發(fā)酵熱，攪拌熱等熱源的作用下可能使發(fā)酵罐內(nèi)的溫度偏離，因此需要通入冷卻發(fā)酵罐內(nèi)的溫度偏離，因此需要通入冷卻水調(diào)節(jié)發(fā)酵罐的溫度。水調(diào)節(jié)發(fā)酵罐的溫度。 e e、取樣。、取樣。17171919小時時取樣檢測種子液小時時取樣檢測種子液pHpH，2828小時時取樣

9、測量小時時取樣測量C C、N N、種子液效價和、種子液效價和pHpH，并作出相關(guān)記錄。并作出相關(guān)記錄。 發(fā)酵條件：發(fā)酵條件：如果如果pHpH大于大于6.06.0，效價在，效價在800 800 u/m1u/m1左右即可將其打入發(fā)酵罐中。左右即可將其打入發(fā)酵罐中。 三級發(fā)酵罐發(fā)酵三級發(fā)酵罐發(fā)酵 培養(yǎng)基成分培養(yǎng)基成分 淀粉淀粉546kg，淀粉酶，淀粉酶30kg，淀粉乳黃豆餅，淀粉乳黃豆餅粉粉21kg，碳酸鈣，碳酸鈣6.56kg，氯化鈉，氯化鈉21kg，硫，硫酸二氫鉀酸二氫鉀6.6kg，水，水10308kg. 發(fā)酵條件發(fā)酵條件 為了盡可能提高土霉素得產(chǎn)量，三級發(fā)酵為了盡可能提高土霉素得產(chǎn)量，三級發(fā)酵分

10、為分為3030和和3131兩個控制階段。即在兩個控制階段。即在0 050h50h溫度維持在溫度維持在313111，5151150h150h時溫度保持時溫度保持在在303011，151h151h放罐溫度保持在放罐溫度保持在313111。三級發(fā)酵大約需。三級發(fā)酵大約需 要八天左右的發(fā)酵時間。通氮量的多少參要八天左右的發(fā)酵時間。通氮量的多少參考考pHpH值。要求值。要求100100小時前小時前pHpH在在6.36.36.56.5，100100小時后小時后pH6.2pH6.26.3 .6.3 . 操作步驟操作步驟 a a、滅菌接種。三級發(fā)酵是土霉素大量產(chǎn)生、滅菌接種。三級發(fā)酵是土霉素大量產(chǎn)生的時期，發(fā)

11、酵罐和相應(yīng)管道經(jīng)過滅菌后，的時期，發(fā)酵罐和相應(yīng)管道經(jīng)過滅菌后，將二級種子液打入發(fā)酵罐，開始發(fā)酵過程。將二級種子液打入發(fā)酵罐，開始發(fā)酵過程。 b b、通氣。為了給土霉素的生長提供充足的、通氣。為了給土霉素的生長提供充足的氧氣，保持最適生長溫度需要給發(fā)酵罐加氧氣，保持最適生長溫度需要給發(fā)酵罐加上攪拌裝置。上攪拌裝置。 c c、消泡。為了防止氣泡的大量產(chǎn)生需要給、消泡。為了防止氣泡的大量產(chǎn)生需要給發(fā)酵罐內(nèi)添加消泡劑，本工藝主要采用泡發(fā)酵罐內(nèi)添加消泡劑，本工藝主要采用泡敵作為消泡劑。敵作為消泡劑。 d d、控溫。在多種熱源的作用下，可能使得發(fā)、控溫。在多種熱源的作用下，可能使得發(fā)酵罐內(nèi)的熱量無法及時地

12、散失，使發(fā)酵罐酵罐內(nèi)的熱量無法及時地散失，使發(fā)酵罐內(nèi)溫度不斷上升，需要為發(fā)酵罐通入冷卻內(nèi)溫度不斷上升，需要為發(fā)酵罐通入冷卻水，以便及時地將熱量帶走。水，以便及時地將熱量帶走。 e e、補料。隨著發(fā)酵的進行，營養(yǎng)物質(zhì)的濃、補料。隨著發(fā)酵的進行，營養(yǎng)物質(zhì)的濃度不斷下降，因此要通過補料罐和氨罐為度不斷下降，因此要通過補料罐和氨罐為其提供營養(yǎng)。其提供營養(yǎng)。土霉素酸化過濾工段土霉素酸化過濾工段 酸化酸化 酸化概述酸化概述 在土霉素生產(chǎn)過程中，酸化是一個非常重在土霉素生產(chǎn)過程中，酸化是一個非常重要的工段，土霉素能和鈣、鎂等金屬離子，要的工段，土霉素能和鈣、鎂等金屬離子，某些季胺鹽、堿等形成復(fù)合物而沉淀某些

13、季胺鹽、堿等形成復(fù)合物而沉淀( (即不即不镕性的絡(luò)合品镕性的絡(luò)合品) )。在發(fā)酵過程中，這些復(fù)合。在發(fā)酵過程中，這些復(fù)合物積聚在菌絲中，而在液體中的濃度不高，物積聚在菌絲中，而在液體中的濃度不高，因此酸化的目的是為了把菌體殺死，并使因此酸化的目的是為了把菌體殺死，并使菌體產(chǎn)生的土霉素溶于酸化液中，以便過菌體產(chǎn)生的土霉素溶于酸化液中，以便過濾時濾渣中殘存較少的土霉素，從而使生濾時濾渣中殘存較少的土霉素，從而使生產(chǎn)率提高。產(chǎn)率提高。 發(fā)酵液中的雜質(zhì)如高價無機離子發(fā)酵液中的雜質(zhì)如高價無機離子(Ca(Ca2+2+、FeFe2+2+、MgMg2+2+ ) )和蛋白質(zhì)在離子交換的過程中對提煉和蛋白質(zhì)在離子

14、交換的過程中對提煉影響很大，不利于樹脂對土霉素的吸附。影響很大，不利于樹脂對土霉素的吸附。因此，采用草酸和磷酸去除高價離子。加因此，采用草酸和磷酸去除高價離子。加草酸可與鈣離子生成草酸鈣，促使蛋白質(zhì)草酸可與鈣離子生成草酸鈣，促使蛋白質(zhì)凝固以提高發(fā)酵濾液的質(zhì)量。加磷酸（或凝固以提高發(fā)酵濾液的質(zhì)量。加磷酸（或磷酸鹽）既能降低鈣離子濃度磷酸鹽）既能降低鈣離子濃度，也利于去除也利于去除鎂離子。鎂離子。 NaNa5 5P P3 3O O1010 + Mg + Mg2+2+ MgNa MgNa3 3P P3 3O O1010+2Na+2Na+ + 加黃血鹽及硫酸鋅，前者有利于去除鎂離加黃血鹽及硫酸鋅，前者

15、有利于去除鎂離子，后者利于凝固蛋白質(zhì)。此外兩者還有子，后者利于凝固蛋白質(zhì)。此外兩者還有協(xié)同作用。它們所產(chǎn)生的復(fù)鹽對蛋白質(zhì)有協(xié)同作用。它們所產(chǎn)生的復(fù)鹽對蛋白質(zhì)有吸附作用。吸附作用。ZnSOZnSO4 4的加入是在酸化液進入板的加入是在酸化液進入板框過濾的前框過濾的前1h1h。 2K2K4 4Fe(CN)Fe(CN)6 6 + 3ZnSO + 3ZnSO4 4 K K2 2ZnZn3 3Fe(CN)Fe(CN)6 6 2 2 +3K+3K2 2SOSO4 4 酸化酸化pHpH的控制的控制 加草酸酸化調(diào)加草酸酸化調(diào)pHpH的目的是為釋放菌絲中的的目的是為釋放菌絲中的單位，同時還得考慮土霉素的穩(wěn)定性、

16、成單位，同時還得考慮土霉素的穩(wěn)定性、成品質(zhì)量及提煉成本，故對酸化品質(zhì)量及提煉成本，故對酸化pHpH要嚴格控要嚴格控制。目前工藝上控制在制。目前工藝上控制在1.61.61.91.9范圍內(nèi)，范圍內(nèi)，若若pHpH過高，則對釋放單位不利，而且會促過高，則對釋放單位不利，而且會促進差向土霉素的產(chǎn)生；若進差向土霉素的產(chǎn)生；若pHpH過低，則土霉過低，則土霉素的穩(wěn)定性差，影響成品質(zhì)量，且草酸價素的穩(wěn)定性差，影響成品質(zhì)量，且草酸價格高，增加用量，將增加單耗和成本格高，增加用量，將增加單耗和成本 。 過濾過濾 初濾：初濾：將酸化池中的酸化液打入板框過濾，濾將酸化池中的酸化液打入板框過濾，濾液流入初濾池中，酸化液

17、過完后，再用高罐中的液流入初濾池中，酸化液過完后，再用高罐中的頂洗液進行過濾，高罐中的頂洗液也用完后，再頂洗液進行過濾，高罐中的頂洗液也用完后，再用中罐的部分頂洗也過濾，待濾液效價小于用中罐的部分頂洗也過濾，待濾液效價小于4000u/ml4000u/ml時，關(guān)掉控制濾液通入初濾池的閥門，時，關(guān)掉控制濾液通入初濾池的閥門，轉(zhuǎn)通入高罐，接著頂洗。一般情況下，初濾池中轉(zhuǎn)通入高罐，接著頂洗。一般情況下，初濾池中盛放不下粗濾液，當(dāng)初濾池滿時，粗濾液轉(zhuǎn)盛于盛放不下粗濾液，當(dāng)初濾池滿時，粗濾液轉(zhuǎn)盛于終止罐中終止罐中 。 復(fù)濾：復(fù)濾：將初濾池和終止罐中的濾液打入復(fù)濾板將初濾池和終止罐中的濾液打入復(fù)濾板 復(fù)濾液

18、流入復(fù)濾池中。復(fù)濾液流入復(fù)濾池中。 為了提高生產(chǎn)效率，在過濾過程中需再次從為了提高生產(chǎn)效率，在過濾過程中需再次從板框濾渣洗出有用產(chǎn)品，所以用到頂洗，頂板框濾渣洗出有用產(chǎn)品，所以用到頂洗，頂洗過程可描述為：當(dāng)酸化液用完后，再將高洗過程可描述為：當(dāng)酸化液用完后，再將高罐中的頂洗液來沖洗板框，此時濾液的效價罐中的頂洗液來沖洗板框，此時濾液的效價能夠達到下一工序的要求，濾液流入初濾池。能夠達到下一工序的要求，濾液流入初濾池。當(dāng)高罐用完后，再用中罐來沖洗板框，此時當(dāng)高罐用完后，再用中罐來沖洗板框，此時濾液的效價仍能達到下一工序的要求；當(dāng)中濾液的效價仍能達到下一工序的要求；當(dāng)中罐用掉部分頂洗液后，過濾效價

19、低于罐用掉部分頂洗液后，過濾效價低于4000u/ml4000u/ml，達不到下一工序的要求，此時將，達不到下一工序的要求，此時將濾液打入高罐中，中罐用完后，再用低罐。濾液打入高罐中，中罐用完后，再用低罐。酸水罐（三個）；當(dāng)高罐滿后，在依次打入酸水罐（三個）；當(dāng)高罐滿后，在依次打入中罐，低罐，終止罐中罐，低罐，終止罐 。 頂洗流程圖頂洗流程圖：脫色、結(jié)晶工段脫色、結(jié)晶工段 脫色過程原理：脫色過程原理： 脫色脫色 R-COOH + R-COOH + 色素色素 RCOO-RCOO-色素色素 再生再生 RCOO-RCOO-色素色素+ NaOH RCOONa+ NaOH RCOONa + +色色 素素

20、RCOONaRCOONa + H + H+ + R-COOH + Na R-COOH + Na+ + 土霉素液流進主罐，色素被樹脂吸附。若脫色后土霉素液流進主罐，色素被樹脂吸附。若脫色后的土霉素液仍達不到要求，則流進副罐，進一步的土霉素液仍達不到要求，則流進副罐，進一步脫色，達到要求后進入結(jié)晶工段。用脫色，達到要求后進入結(jié)晶工段。用1.5mol/L 1.5mol/L NaOHNaOH溶液浸泡吸附色素的樹脂，溶液浸泡吸附色素的樹脂，Na+Na+取代色素，取代色素，色素去除。然后用水沖洗，洗至中性，再用色素去除。然后用水沖洗，洗至中性，再用1.5mol/L HCl1.5mol/L HCl浸泡再生。

21、再生后用水先上進下浸泡再生。再生后用水先上進下出，再下進上出反復(fù)漂洗約出，再下進上出反復(fù)漂洗約4 45 5次，完成樹脂的次，完成樹脂的再生，同時清除碎樹脂。脫色原理：再生，同時清除碎樹脂。脫色原理：R-COOHR-COOH（樹（樹脂）脂） + + 色素色素 R-COOH R-COOH色素色素 + H+ H+ + 結(jié)晶結(jié)晶 脫色后的土霉素液流出后，流經(jīng)過濾器，將殘脫色后的土霉素液流出后，流經(jīng)過濾器，將殘存樹脂等雜質(zhì)濾去。然后一部分流經(jīng)加熱器加存樹脂等雜質(zhì)濾去。然后一部分流經(jīng)加熱器加熱，與另一部分未加熱的土霉素液混合，混合熱，與另一部分未加熱的土霉素液混合，混合液溫度為液溫度為28283232。土霉素的等電點是。土霉素的等電點是pH=5.4pH=5.4。在等電點附近沉淀結(jié)晶比較完全，并且收率也在等電點附近沉淀結(jié)晶比較完全，并且收率也比較高，但雜質(zhì)的含量比較高，在結(jié)晶過程中比較高，但雜質(zhì)的含量比較高，在結(jié)晶過程中需用氨水和硫代硫酸鈉調(diào)節(jié)結(jié)晶液的需用氨水和硫代硫酸鈉調(diào)節(jié)結(jié)晶液的pHpH到到4.84.8。堿化過程中所用的氨水應(yīng)當(dāng)含有堿化過程中所用的氨水應(yīng)當(dāng)含有2%-3%2%-3%的亞硫的亞硫酸鈉，這樣既能調(diào)酸鈉，這樣既能調(diào)pHpH值，又能起穩(wěn)定的作用，值，又能起穩(wěn)定的作用，同時還能脫色至同時還能脫色至4.84.8。若調(diào)節(jié)。若調(diào)節(jié)pHpH至合適范圍后至合適范圍后