年產(chǎn)300噸螺旋霉素課程設(shè)計(jì)

1緒論螺旋霉素，英文名Spiramycin。白色或微黃色粉末，微有味；微吸濕；易溶于乙醇、丙醇、丙酮和甲醇，難溶于水。該品系多組分大環(huán)內(nèi)酯類抗生素，具有強(qiáng)大的體內(nèi)抗菌作用和抗菌后效應(yīng)（PAE），能夠增強(qiáng)吞噬細(xì)胞的吞噬作用，廣泛分布于體內(nèi)。本品在組織細(xì)胞內(nèi)濃度較紅霉素高，而副作用小于紅霉素。與紅霉素有交叉耐藥。對(duì)革蘭陽(yáng)性菌和一些革蘭陰性菌如鏈球菌、腦膜炎雙球菌、百日咳桿菌、梭狀芽胞桿菌等包括對(duì)青霉素、鏈霉素、四環(huán)素、氯霉素耐藥菌均有效。螺旋霉素是多組分的抗生素，其主要成分包括螺旋霉素I、II、III。其發(fā)酵液中組分I含量最高，為60％；其次是組分II含量，為24％；最后是組分III含量，為13％。各組分活性相近。螺旋霉素是3種組分的復(fù)合物，復(fù)合物為奶油色、味苦的無(wú)定形堿性抗生素?？扇苡诼确?、醇類、己烷、苯、酮、醋酸酯，微溶于水。其硫酸鹽溶于水和低級(jí)醇。熔點(diǎn)：組分I為134～137℃：組分II為130～133℃；組分III為128～131℃。在231-232um處有紫外吸收峰，本身帶有發(fā)色基團(tuán)。遇濃硫酸或鹽酸呈紫色反應(yīng)。麥芽酚反應(yīng)、茚三酮反應(yīng)、坂口反應(yīng)、雙縮反應(yīng)、斐林反應(yīng)均為陰性。多年來(lái)，在我國(guó)藥品市場(chǎng)中，抗感染藥物的銷售額始終位居第1，目前年銷售額已達(dá)400多億元人民幣，占全國(guó)年藥品銷售總額的30%左右。在抗感染藥物市場(chǎng)中，大環(huán)內(nèi)酯類抗生素是主力軍之一，在今后的發(fā)展中，我國(guó)的醫(yī)療保障系統(tǒng)將會(huì)更完善，對(duì)螺旋霉素及其衍生物的需求也會(huì)加大。一般菌種分離純化和篩選的步驟如下：采樣采樣材料預(yù)處理分離所需菌種培養(yǎng)菌種菌落選擇菌種初篩菌種復(fù)篩性能鑒定菌種保藏用產(chǎn)二素鏈霉菌SIPI9004生產(chǎn)螺旋霉素。瓊脂培養(yǎng)基/%：葡萄糖1.5，黃豆餅粉1.0，麩皮1.0，MgSO4?7H2O0.05，CaCO30.3，瓊脂2.0；pH7.0，28℃種子培養(yǎng)基：葡萄糖，淀粉，黃豆餅粉，酵母粉，NaCl，CaCO3；pH7.0，斜面孢子挖塊接種，搖瓶置于旋轉(zhuǎn)搖床(230r/min)，28℃發(fā)酵培養(yǎng)基：淀粉，魚粉，酵母粉，NaCl，NaNO3，KH2PO4，CaCO3；pH6.5，取種子培養(yǎng)液10%移種于發(fā)酵搖瓶中，搖床(230r/min)，28℃總糖：用費(fèi)林法測(cè)定。菌體濃度：取發(fā)酵液10ml置于刻度離心管中，離心(3000rmin)10min，測(cè)定菌絲體濕重。發(fā)酵單位：取發(fā)酵濾液用杯碟法測(cè)定，藤黃八疊球菌為檢定菌。單孢子懸浮液制備：新鮮孢子斜面加入無(wú)菌生理鹽水，洗下的孢子經(jīng)濾紙過(guò)濾，鏡檢單孢子分散度達(dá)到97%以上方可用于誘變處理。吸取單孢子懸浮液6ml培養(yǎng)皿，置于30W的UV燈(253.7nm)下30cm處，振動(dòng)照射處理，殺死率控制在90%左右。2.6初篩用氨基乙酸和纈氨酸作為篩選劑，以適當(dāng)濃度分別加至瓊脂培養(yǎng)基中，制成不含藥物平板及藥物濃度梯度平板。將誘變后存活孢子涂布于上述平板上，恒溫培養(yǎng)；UV處理的和不處理的孢子，分別涂布于不含藥物的瓊脂培養(yǎng)基平板上培養(yǎng)作對(duì)照。分別選取單菌落傳斜面培養(yǎng)。斜面挖塊移種種子瓶培養(yǎng)；以10%接種量移種發(fā)酵瓶發(fā)酵培養(yǎng)，發(fā)酵濾液作生物效價(jià)測(cè)定，去劣留優(yōu)。高產(chǎn)菌株為突變的產(chǎn)二素鏈霉菌SIPI9004生產(chǎn)螺旋霉素。3菌種保藏菌種的保藏方法有：斜面菌種低溫保藏法、砂土管保藏法、甘油封藏法、真空冷凍干燥法、液氮超低溫保藏法。真空冷凍干燥法：是目前比較理想的一種方法。在低溫-15°產(chǎn)二素鏈霉菌遺傳極不穩(wěn)定，在培養(yǎng)過(guò)程或菌株保藏中，常發(fā)生變異，故采用真空冷凍干燥法。4培養(yǎng)基的配置培養(yǎng)基是指可供微生物細(xì)胞生長(zhǎng)繁殖所需的一組營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和原料，同時(shí)也為微生物生長(zhǎng)提供除營(yíng)養(yǎng)外的其他生長(zhǎng)所需的條件。原則上①滿足必須的原料；②生化反應(yīng)的基本條件（溫度、溶氧和批pH）；③來(lái)源豐富、價(jià)格低廉、取材方便、質(zhì)量穩(wěn)定；④培養(yǎng)基成分不影響下游產(chǎn)品的提取加工。培養(yǎng)基可以按照用途可以分成孢子培養(yǎng)基、種子培養(yǎng)基和發(fā)酵培養(yǎng)基。孢子培養(yǎng)基孢子培養(yǎng)基是供菌種繁殖孢子的一種常用固體培養(yǎng)基。種子培養(yǎng)基 種子培養(yǎng)基是供孢子發(fā)芽、生長(zhǎng)和大量繁殖菌絲體，并使菌絲體長(zhǎng)的粗壯，成為活力強(qiáng)的“種子”。發(fā)酵培養(yǎng)基發(fā)酵培養(yǎng)基既要有利于生長(zhǎng)繁殖，防止菌體過(guò)早衰老，又要有利于產(chǎn)物的大量合成。孢子培養(yǎng)基瓊脂培養(yǎng)基%：葡萄糖1.5，黃豆餅粉1.0，麩皮1.0，MgSO4?7H2O0.05，CaCO30.3，瓊脂2.0；pH7.0，28℃種子培養(yǎng)基(g/L)淀粉30，黃豆餅粉20，葡萄糖5，磷酸二氫鉀0.5，蛋白胨6，豆油5，氯化鈉4。以溫度28±℃，220r/min培養(yǎng)。發(fā)酵培養(yǎng)基(g/L)淀粉70，黃豆餅粉15，玉米漿7，動(dòng)物蛋白NY5，糊精12，氯化鈉4，硝酸銨6，碳酸鈣5，磷酸二氫鉀0.5，硫酸鎂1，豆油3。以溫度28±℃，接種量8%，220r/min培養(yǎng)96h。碳源碳源是組成培養(yǎng)基的主要成分之一，其主要功能有兩個(gè)：一是為微生物菌種的生長(zhǎng)繁殖提供能源和合成菌體所必須的碳成分；二是為合成目的產(chǎn)物提供所需的碳成分。發(fā)酵條件研究發(fā)現(xiàn)：不同碳源中以淀粉最好，糊精次之，最差是蔗糖和乳糖。本設(shè)計(jì)中發(fā)酵培養(yǎng)基所用碳源為淀粉與葡萄糖。氮源氮源主要用于構(gòu)成菌體細(xì)胞物質(zhì)和含氮代謝物。常用的氮源分為有機(jī)氮源和無(wú)機(jī)氮源。本設(shè)計(jì)的發(fā)酵培養(yǎng)基中的有機(jī)氮源是黃豆餅粉、玉米漿和魚粉；無(wú)機(jī)氮源是硝酸銨。無(wú)機(jī)鹽和微量元素?zé)o機(jī)鹽和微量元素是生理活性物質(zhì)的組成成分或具有生理調(diào)節(jié)作用，磷（核酸）、硫、鐵（細(xì)胞色素）、鎂、鈣（調(diào)節(jié)細(xì)胞膜透性）、錳、銅、鋅（輔酶或激活劑）、鈷、鉀、鈉（調(diào)節(jié)滲透壓）、氯。一般低濃度起促進(jìn)作用，高濃度起抑制作用。水水是所有培養(yǎng)基的主要組成成分，是生命活動(dòng)不可或缺的物質(zhì)，是細(xì)胞的主要成分，良好的介質(zhì)，營(yíng)養(yǎng)傳遞的道體，調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)。生長(zhǎng)因子生長(zhǎng)因子是指氨基酸、核苷酸、維生素、脂肪酸等菌體必須地生理活性物質(zhì)。在這種天然培養(yǎng)集中已然含有無(wú)需添加。前體物質(zhì)在抗生素發(fā)酵過(guò)程中加入前提物可以控制菌體合成抗生素的方向和增加抗生素的產(chǎn)量。在螺旋霉素發(fā)酵中不同的前體物對(duì)發(fā)酵有不同的影響。本設(shè)計(jì)采用正丙醇作為前體。在20h補(bǔ)加0.5%正丙醇。消泡劑在發(fā)酵的過(guò)程中會(huì)有泡沫的出現(xiàn)，需要添加消泡劑進(jìn)行消泡。本設(shè)計(jì)中含有的豆油，可作為消泡劑。滅菌是指利用物理或化學(xué)方法殺滅或除去物料及設(shè)備中的一切有生命物質(zhì)的過(guò)程。常用的滅菌方法有：化學(xué)滅菌法，射線滅菌法，干熱滅菌法，濕熱滅菌法，過(guò)濾除菌法。為減少對(duì)培養(yǎng)基的破壞，采用濕熱滅菌。培養(yǎng)基的濕熱滅菌還分分為：培養(yǎng)基的分批滅菌和連續(xù)滅菌。分批滅菌設(shè)備簡(jiǎn)單，易操作，但是計(jì)算難，耗時(shí)長(zhǎng)，對(duì)培養(yǎng)基的破壞比較大。連續(xù)滅菌在不同的溫度下分開滅菌，減少了培養(yǎng)基受熱破壞的程度，滅菌時(shí)間短，提高了設(shè)備的利用率。本設(shè)計(jì)采用濕熱連續(xù)滅菌對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌。連續(xù)滅菌的設(shè)備①配料預(yù)熱罐，將配好的料液預(yù)熱到60～70℃，以避免滅菌時(shí)由于料液與蒸汽溫度相差過(guò)大而產(chǎn)生水汽撞擊聲；②連消塔，連消塔的作用主要是使高溫蒸汽與料液迅速接觸混合，并使料液的溫度很快升高到滅菌溫度；③維持罐，是一個(gè)直立圓形容器，附有進(jìn)出料管道，保溫時(shí)，培養(yǎng)基由進(jìn)料口連續(xù)進(jìn)入維持罐底部，液面不斷上升，離開罐后流入冷卻器。④噴淋冷卻器，一般安裝在室外，頂端裝有帶齒輪的水槽，冷卻水從水槽內(nèi)溢出沿下方的管壁以膜狀依次流下。培養(yǎng)基從下部進(jìn)入，從上部排出由分配站進(jìn)入發(fā)酵罐。連續(xù)滅菌的流程圖5-1-2連續(xù)滅菌的流程圖培養(yǎng)基在采用連續(xù)滅菌時(shí)，發(fā)酵罐應(yīng)該在連續(xù)滅菌前先進(jìn)行空罐滅菌，通常先把發(fā)酵罐的空氣過(guò)濾器滅菌并用空氣吹干。加熱器、維持罐及冷卻設(shè)備也應(yīng)先行滅菌。組成培養(yǎng)基的不同成分可以在不同的溫度下分開進(jìn)行滅菌，以減少培養(yǎng)基受熱破壞的程度。連續(xù)滅菌時(shí)，培養(yǎng)基在短時(shí)間內(nèi)被加熱到131℃（1）配料配料罐用于培養(yǎng)基的配置。然后將培養(yǎng)基用泵打入預(yù)熱桶中。、（2）預(yù)熱預(yù)熱桶的作用一是定容，二是預(yù)熱。預(yù)熱的目的是使培養(yǎng)基在后續(xù)的加熱過(guò)程中能快速的升到指定的滅菌溫度，同時(shí)避免太多的冷凝水帶入培養(yǎng)基，還可減少震動(dòng)和噪聲。一般可將培養(yǎng)基預(yù)熱到70～90℃.（3）預(yù)熱好的培養(yǎng)基由連消泵打入加熱器。加熱器也稱連消塔，使培養(yǎng)基與蒸汽混合并迅速達(dá)到滅菌溫度。加熱采用的蒸汽壓力一般為0.45～0.8MPa，其目的是使培養(yǎng)基在較短時(shí)間（20～30s）里快速升溫。加熱器有塔式加熱器和噴射加熱器兩種。（4）保溫保溫是將培養(yǎng)基維持滅菌溫度一段時(shí)間，使殺滅微生物的主要過(guò)程。其設(shè)備有維持罐和管事罐兩種。保溫設(shè)備一般采用保溫材料包裹，但不直接通入蒸汽。（5）降溫升降溫快是連續(xù)滅菌的主要特征之一，為避免培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)成分的破壞，保溫后的培養(yǎng)基需要迅速降溫至接近培養(yǎng)溫度（40～50℃）.國(guó)內(nèi)大多采數(shù)用噴淋冷卻設(shè)備，也有采用螺旋板式換熱器、板式換熱器、真空冷卻器等。反應(yīng)根據(jù)培養(yǎng)基的特點(diǎn)、處理量、場(chǎng)地特性選用噴淋冷卻設(shè)備?？展逌缇椒ǎ簭挠嘘P(guān)管道通入蒸氣，使罐內(nèi)蒸氣壓力達(dá)0.147MPa，維持45min。滅菌過(guò)程從有關(guān)閥門，邊閥排除空氣，并使蒸氣通過(guò)達(dá)到死角滅菌。滅菌完畢，關(guān)閉蒸氣后，待管內(nèi)壓力低于空氣過(guò)濾器時(shí)，通入無(wú)菌空氣保壓0.098MPa?？諝庵械奈⑸镏饕羌?xì)菌、酵母菌、霉菌和病毒，它們大多附著在空氣中的灰塵上。空氣的預(yù)處理圖為空氣凈化系統(tǒng)流程圖，把這一流程中過(guò)濾器以前的部分稱為空氣的預(yù)處理。圖5-3-1空氣除菌設(shè)備流程圖采風(fēng)塔：采風(fēng)塔建在工廠的上風(fēng)頭，遠(yuǎn)離煙囪，采風(fēng)塔可用灰鐵皮或砼制成。采風(fēng)塔越高越好，至少10m，氣流速度為8m/s。粗過(guò)濾器：安裝在空壓機(jī)吸入口前，主要作用是攔截空氣中較大的灰塵以保護(hù)空氣壓縮機(jī)，同時(shí)起一定的除菌作用，減輕總過(guò)濾器的負(fù)擔(dān)。應(yīng)阻力小，容量大?？諝鈮嚎s機(jī)：作用是提供動(dòng)力，以克服隨后各設(shè)備的阻力。本設(shè)計(jì)采用往復(fù)式空壓機(jī)?？諝赓A罐：作用是消除壓縮空氣的脈動(dòng)，空氣貯存，降溫，保證穩(wěn)定的出口壓要求：H/B=2～2.5，V=（0.1～0.2）VA其中，H為罐高；B為罐直徑；VA為空壓機(jī)每分鐘排氣量（20℃，1×105Pa狀況下），冷卻器：空壓機(jī)出口溫度氣溫在120℃旋風(fēng)分離器：是利用離心力進(jìn)行氣-固或氣-液沉降分離的設(shè)備。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、阻力小、分離效率高。絲網(wǎng)除沫器：利用慣性攔截原理。對(duì)1μm以上的霧滴除去率98％?？諝饧訜嵩O(shè)備：壓縮空氣加熱設(shè)備一般采用列管換熱器，空氣走管程，蒸汽走殼程，換熱系數(shù)一般為160W/（m2·℃）?？諝獾倪^(guò)濾除菌大型的發(fā)酵工廠常采用兩級(jí)或者三級(jí)過(guò)濾器，本設(shè)計(jì)采用兩級(jí)過(guò)濾器，第一級(jí)過(guò)濾器稱為總過(guò)濾器，二級(jí)為分過(guò)濾器?？傔^(guò)濾器：纖維及顆粒狀介質(zhì)過(guò)濾器，介質(zhì)為玻璃纖維和活性炭顆粒。纖維層：活性炭層：纖維層高度為1：1：1——。分過(guò)濾器：微孔膜過(guò)濾器，它是由耐高溫、疏水的、厚度為150μμm的微粒，能清除幾乎所有空氣中夾帶的微生物。壓縮空氣總過(guò)濾器分過(guò)濾器無(wú)菌空氣進(jìn)發(fā)酵罐無(wú)菌空氣的檢驗(yàn)空氣系統(tǒng)的無(wú)菌檢測(cè)主要考察過(guò)濾器是否失效。過(guò)濾器失效的檢測(cè)方法之一是檢測(cè)過(guò)濾器兩側(cè)的壓降，壓降大說(shuō)明過(guò)濾介質(zhì)被堵塞；二是用粒子計(jì)數(shù)器測(cè)定空氣中的粒子數(shù)是否超標(biāo)，有無(wú)達(dá)到潔凈度要求。6種子擴(kuò)大培養(yǎng)種子擴(kuò)大培養(yǎng)是指將保存在砂土管、冷凍干燥管處于休眠狀態(tài)的生產(chǎn)菌種接入試管斜面活化后，再經(jīng)過(guò)扁瓶或搖瓶及種子罐逐級(jí)擴(kuò)大培養(yǎng)而獲得一定數(shù)量和質(zhì)量的純種的過(guò)程。種子制備一般包括兩個(gè)過(guò)程，即在固體培養(yǎng)基上生產(chǎn)大量孢子的孢子制備和在液體培養(yǎng)基中生產(chǎn)大量菌絲的種子制備過(guò)程。圖6種子制備的工藝流備圖孢子制備是種子制備的開始，是發(fā)酵生產(chǎn)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。孢子的質(zhì)量、數(shù)量對(duì)以后菌絲的生長(zhǎng)、繁殖和發(fā)酵產(chǎn)量都有明顯的影響。霉菌的孢子培養(yǎng)，一般以大米、小米、玉米、麩皮、麥粒等天然農(nóng)產(chǎn)品為培養(yǎng)基。這是由于這些農(nóng)產(chǎn)品中的營(yíng)養(yǎng)成分較適合霉菌的孢子繁殖，而且這類培養(yǎng)基的表面積較大，可獲得大量的孢子。霉菌的培養(yǎng)一般為25～28℃，培養(yǎng)時(shí)間為4～14天。本設(shè)計(jì)采用在pH=7、28℃下培養(yǎng)12d。種子制備是將固體培養(yǎng)基上培養(yǎng)出的孢子或菌體轉(zhuǎn)入到液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)，使其繁殖成大量菌絲或菌體的過(guò)程。種子罐培養(yǎng)的目的是使種子量增大，以縮短發(fā)酵罐的發(fā)酵延滯期。將生產(chǎn)菌種懸浮液用微孔接種法接入種子罐進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，種子罐之間的轉(zhuǎn)接采用壓差接種法，種子罐接入發(fā)酵罐也采用壓差接種法。螺旋霉素的種子制備采用三級(jí)發(fā)酵。培養(yǎng)溫度和時(shí)間均為28℃種子罐的衡算：二級(jí)種子罐：500××÷0.7=40m3，每個(gè)周期需要3個(gè)40m一級(jí)種子罐：40××÷0.7=6m3，每個(gè)周期需要3個(gè)6m（1）原材料質(zhì)量的影響（2）培養(yǎng)條件溫度：要獲得高質(zhì)量的孢子，其最適溫度區(qū)間很狹窄，必須保證在最適范圍，盡量控制在28℃濕度：其相對(duì)濕度應(yīng)當(dāng)保持在40%～50%之間。/分。（3）斜面冷藏時(shí)間：冷藏時(shí)間越長(zhǎng)，越需要活化，冷藏時(shí)間不能超過(guò)7—8天。7發(fā)酵工藝流程控制微生物發(fā)酵過(guò)程可分為分批、補(bǔ)料-分批、半連續(xù)和連續(xù)等幾種方式。由于在發(fā)酵過(guò)程中需要添加培養(yǎng)基，本設(shè)計(jì)采用補(bǔ)料-分批發(fā)酵。溫度溫度：是指發(fā)酵整個(gè)過(guò)程或不同階段中所維持的溫度。其高低與發(fā)酵中酶反應(yīng)速率、氧在培養(yǎng)液中的溶解度和傳遞速率、菌體生長(zhǎng)速率和產(chǎn)物合成速率等有密切關(guān)系。影響發(fā)酵溫度變化的因素：發(fā)酵熱是發(fā)酵過(guò)程中釋放出來(lái)的凈熱量，由產(chǎn)熱因素和散熱因素兩方面決定的。Q發(fā)酵=Q生物＋Q攪拌－Q蒸發(fā)－Q顯－Q輻射7.2.2pH微生物生長(zhǎng)和產(chǎn)物合成的最重要的狀態(tài)參數(shù)是代謝活動(dòng)的綜合指標(biāo)。PH對(duì)發(fā)酵的影響:①影響酶的活性。②影響微生物細(xì)胞膜所帶電荷的狀態(tài)。③影響培養(yǎng)基中某些組分中間代謝產(chǎn)物的解離，從而影響微生物對(duì)這些物質(zhì)的利用；④pH不同，引起菌體代謝過(guò)程不同，使代謝產(chǎn)物的質(zhì)量和比例發(fā)生改變。⑤影響霉菌的形態(tài)。pH的控制:①發(fā)酵培養(yǎng)基的配方，有些成分可在中間補(bǔ)料時(shí)補(bǔ)充調(diào)控。②加入適量的緩沖劑，控制培養(yǎng)基pH的變化，采用內(nèi)源調(diào)節(jié)。③在發(fā)酵過(guò)程加酸堿或其他物質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)。溶氧溶氧是微生物生長(zhǎng)所必需的，是影響發(fā)酵的重要因素。溶氧太低會(huì)使糖代謝緩慢，菌體生長(zhǎng)不良，產(chǎn)物合成受阻；溶氧太高則使菌體生長(zhǎng)過(guò)于旺盛，底物完全氧化的比例過(guò)高，也不利于產(chǎn)物的合成。對(duì)溶氧的控制還應(yīng)考慮底物的濃度，在不同的底物濃度下應(yīng)有不同的溶氧水平，底物濃度較高時(shí)，增加DO可以加強(qiáng)菌體的代謝活性，不會(huì)因?yàn)榛|(zhì)的完全氧化降低產(chǎn)量；底物濃度較低時(shí)，過(guò)高的溶氧會(huì)導(dǎo)致基質(zhì)的完全氧化而降低產(chǎn)物的產(chǎn)量。DO水平應(yīng)該保持在50%以下。CO2溶解在發(fā)酵液中的CO2對(duì)發(fā)酵有抑制或刺激作用。大多數(shù)微生物適應(yīng)低濃度CO2，當(dāng)尾氣CO2濃度高于4%時(shí)，微生物的糖代謝與呼吸速率下降。呼吸商RQ=CO2釋放率/攝氧率，可以判斷菌的生長(zhǎng)、呼吸情況，還可以反映菌的代謝情況。泡沫對(duì)發(fā)酵的影響及控制泡沫對(duì)發(fā)酵的影響及其控制：通氣攪拌和代謝產(chǎn)生的氣體是泡沫產(chǎn)生的原因。泡沫是氣體被分散在少量液體中的膠體體系，泡沫間被一層液膜隔開而彼此不相連通。一類存在于發(fā)酵液的液面上，氣相所占比例特別大，并且泡沫與它下面液體之間有明顯界線；另一種是出現(xiàn)在粘稠的發(fā)酵液中均勻而細(xì)的泡沫，比較穩(wěn)定，其氣相所占比例由下而上逐漸增加，氣泡與液面沒有明顯界限，此類泡沫又稱為流態(tài)型泡沫。泡沫控制方法包括物理消泡和化學(xué)消泡，在本設(shè)計(jì)中，豆油可作為消泡劑，進(jìn)行消泡。接種量為8%，發(fā)酵周期為96小時(shí)，發(fā)酵溫度28°C判斷放罐的指標(biāo)主要有菌體濃度、過(guò)濾速度、菌體形態(tài)、氨基氮、pH、DO和發(fā)酵液的黏度和外觀等。一般，菌絲自溶前的跡象有：氨基氮、DO和pH開始上升，菌絲碎片增多，黏度增加，過(guò)濾速度下降。1.染菌原因：種子質(zhì)量問(wèn)題，培養(yǎng)及滅菌不徹底，空氣染菌，泡沫冒頂，夾套、內(nèi)壁破裂。處理方法：（1）前期染菌，重新滅菌，補(bǔ)充新鮮培養(yǎng)液；（2）中期染菌，檢驗(yàn)所感染雜菌，偏離雜菌的生長(zhǎng)條件；（3）發(fā)酵后期染菌，提前放罐。2.噬菌體感染：發(fā)酵液變稀，在通氣量扥外部條件不變的情況下，DO迅速回升。處理方法：滅菌放罐，清除生產(chǎn)環(huán)境，調(diào)換生產(chǎn)菌株，停產(chǎn)整頓（極其嚴(yán)重情況下），選育抗性菌。8發(fā)酵罐的工藝設(shè)置年產(chǎn)300噸的螺旋霉素的工藝設(shè)計(jì)，螺旋霉素的發(fā)酵周期為4天，生產(chǎn)周期為5天。一年的工作日有200天。螺旋霉素的產(chǎn)率為/L，發(fā)酵液收率95%，發(fā)酵液預(yù)處理收率為95%，固液分離率為83%，提取率為92%，純化時(shí)收率為82%，干燥的收率為95×××5×=0.56）0.56，裝料系數(shù)0.7。產(chǎn)300噸螺旋霉素所需的發(fā)酵液量：300×103÷÷÷11.1=3÷（200÷5）=3本設(shè)計(jì)選用補(bǔ)料分批發(fā)酵，選取500m3每個(gè)發(fā)酵罐一個(gè)周期的共用發(fā)酵液量為：500××（1+12%+10%）=427m所以選用三個(gè)500m3（1）發(fā)酵罐的選擇選用機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐(2)發(fā)酵罐設(shè)計(jì)發(fā)酵罐中，取H/D=2；取d/D=1/3；C/d=1；s/d=3；W/d=0.1；B=0.2W；封頭高度：h=ha+hb,ha=1/4D。V全=πD2[H+2(hb+D/6)]/4,H=2D,hb忽略。V全=500m3，得D=,H=,d=,C=,s=,W=,B=.其中：H：發(fā)酵罐筒身高D：發(fā)酵罐內(nèi)徑d：攪拌器直徑W：檔板寬度C：下攪拌器距底部距離S：兩攪拌器之間的距離Hl：液位高度B:擋板與罐壁距離9下游加工螺旋霉素發(fā)酵液的提取采用溶酶萃取法。螺旋霉素的提取步驟：發(fā)酵液發(fā)酵液凈化液濾液水提液水洗液水提液脫溶液結(jié)晶液濕晶體干燥成品包裝入庫(kù)將發(fā)酵液加1.0%～1.5%的硫酸鋁并調(diào)節(jié)pH值4.5～5.0，攪拌，靜止，使蛋白質(zhì)充分沉淀。過(guò)濾發(fā)酵液首先通過(guò)板框過(guò)濾機(jī)過(guò)濾。各板框機(jī)的進(jìn)料壓力相同，過(guò)濾壓力最初不得超過(guò)0.03MPa，待每個(gè)出料嘴都出料后可以提高至0.05MPa，濾速減慢，至0.10～0.15MPa，整批過(guò)濾完后，用3.5～4.0m3/次的水頂洗，用30%（V/V）低單位（400U/mL以下）酸水頂洗。接著過(guò)濾液由水輸送至濾液貯池，濾液再通過(guò)泵送至混合萃取罐。9.3醋酸丁酯提取用5moL/LNaOH調(diào)過(guò)濾液pH值8.5～9.0，將醋酸丁酯泵入混合萃取罐。啟動(dòng)攪拌機(jī)攪拌（80～100r/min）混合后靜置分層。若干小時(shí)后，如出現(xiàn)乳化層，則用高速離心機(jī)將丁酯相和水相分開。9.4水洗丁酯提取液由萃取罐泵送到水洗罐。然后用40℃9.5水提水洗后再泵入水提灌。按水提液為30000～50000U/mL計(jì)算無(wú)鹽水。用量：用1moL/L氯化氫和0.05mmoL/L磷酸二氫鈉緩沖液調(diào)pH值為2.0～2.5，與丁酯提取液混合攪拌1min，重復(fù)3次，靜置分層40～60min，分2次提取，合并2次水液，用真空泵抽到脫溶罐。9.6脫丁酯水提液通過(guò)真空泵緩緩輸入脫丁酯罐。用1moL/L氫氧化鈉回調(diào)pH值5.0～5.5，加堿液要慢，防止局部結(jié)膜，用0.02MPa干凈空氣和真空徹底去除，至無(wú)丁酯味為止，防止跑料。9.7結(jié)晶晶體成核可分為初級(jí)成核（沒有待結(jié)晶物質(zhì)以晶體形式存在）和二次成核（已有待結(jié)晶的物質(zhì)以晶體形式存在）兩類。螺旋霉素晶核大小測(cè)量困難，因?yàn)榻Y(jié)晶過(guò)程中成核和晶體生長(zhǎng)總是相耦合的，并且沒有合適的條件可以保存它。光散射提供了一種估計(jì)核大小