链霉素生产工艺设计
链霉素生产流程
1
链霉素生产流程
链霉素生产流程：
1.菌种培养：培养灰链霉菌，收获孢子
2.发酵培养：孢子接种于发酵罐，进行液体发酵
3.提取精制：发酵液经过过滤、萃取、离子交换等步骤提纯
4.质量检测：对链霉素成品进行含量、纯度等指标测定
5.成品包装：检验合格的链霉素进行分装、标签、入库
(微生物实验室)→(孢子培养基)→(发酵罐)→(提取设备/精制单元)→(质检实验室)→(高效液相色谱仪等)→(包装车间)→(分装机/标签机)→(仓库)
注：箭头表示流程走向，括号内为对应环节涉及的主体或设备。
1。
链霉素的生产工艺
链霉素的生产工艺1. 引言链霉素是一种广泛应用于临床的抗菌药物，具有广谱的杀菌作用，特别对革兰氏阳性细菌具有较强的抑制作用。
链霉素的生产工艺是一个复杂的过程，涉及到选材、培养、分离提取、精制等多个步骤。
本文将详细介绍链霉素的生产工艺。
2. 选材链霉素的生产一般选用链霉菌（Streptomyces sp.）作为生物发酵的菌种。
选材时，需要从自然环境中筛选出链霉菌，通过生化和遗传性状鉴定确定其属于链霉菌属。
在选择菌种时，需要考虑菌株的抗性、生长速度、产量等因素。
3. 培养链霉菌的培养过程一般包括前处理、发酵、产霉和分离等步骤。
3.1 前处理前处理的目的是为了提高菌种的活力和发酵能力。
首先，将菌种预培养于适宜的培养基中，培养时间为24-48小时。
然后，将菌种转移到发酵培养基中，再次培养24-48小时，使菌种适应发酵培养条件。
3.2 发酵发酵是链霉菌生产链霉素的关键步骤。
发酵培养基的组成对链霉素的产量和质量有着重要影响。
发酵培养基一般包括碳源、氮源、矿质盐和调节剂等成分。
发酵过程一般分为两个阶段：生长期和产霉期。
生长期主要是链霉菌的生长和繁殖，产霉期主要是链霉菌产生链霉素的阶段。
发酵过程需要控制温度、pH、氧气供应等条件，以保证菌体的生长和链霉素的产量。
3.3 产霉产霉是指在发酵完成后，将产生链霉素的链霉菌和发酵液分离的过程。
产霉一般通过离心、过滤、提取等方法实现。
离心可以将链霉菌从发酵液中分离出来，过滤则可去除菌体，提取则能将链霉素从菌体中提取出来。
4. 分离提取分离提取是将链霉素从发酵液中纯化的过程。
分离提取一般包括固液分离、溶剂提取、浓缩纯化等步骤。
固液分离通过离心或过滤将发酵液中的固体菌体分离出来。
溶剂提取是利用溶剂对发酵液进行提取，一般采用醇类、酮类、醚类等有机溶剂。
浓缩纯化是将溶剂提取得到的链霉素溶液通过浓缩器等设备进行浓缩和纯化，以获得链霉素的纯品。
5. 精制链霉素的精制是指对链霉素进行进一步纯化和提升质量的过程。
《链霉素的制备工艺》课件
将发酵液中的链霉素进行提取和分 离，得到纯净的链霉素。
发酵培养过程
பைடு நூலகம்
发酵基质的配制
精确调配发酵基质的成分 和比例，以提供菌株生长 所需的营养和环境。
发酵温度的控制
通过调节发酵温度，控制 菌株的生长速度和产生链 霉素的效果。
关键参数的调控
监测发酵过程中的关键参 数，如pH值、氧气供给等， 以保证链霉素生产的稳定 性。
《链霉素的制备工艺》 PPT课件
本课件将介绍链霉素的制备工艺，从菌株选择到生产流程，以及质量控制等 方面进行详细讲解。
引言
链霉素是一种广谱抗生素，具有广泛的应用领域。本节将介绍链霉素的概述 和在医药领域中的重要作用。
链霉素的生产流程
1
发酵培养
2
通过发酵培养的方式，利用菌株合
成链霉素。
3
菌株选择
选择适合链霉素生产的菌株，以保 证产量和质量。
结论
本课件回顾了链霉素的制备工艺流程，同时提供一些心得体会和展望。
参考文献
1. XXX et al. (2019). 链霉素制备工艺研究. 化学工业出版社. 2. XYZ et al. (2020). Advances in the Production of Streptomycin. Journal of Antibiotics, 455-467.
提取和分离
链霉素的提取
利用物理或化学方法将链霉素从发酵液中提 取出来。
链霉素的纯化
通过色谱等技术手段，去除杂质，提高纯度。
链霉素的质量控制
测定链霉素的纯度
使用色谱等方法，检测链 霉素样品的纯度。
链霉素的理化性 质检测
测定链霉素的溶解性、稳 定性等物理化学性质。
链霉素生产工艺设计
发酵工厂设计一一链霉素生产工艺设计（重点是发酵车间）一、本课程设计的性质、任务与目的本课程是生物工程专业的一门实用性和技术性很强的专业课程。
学习本课程的目的是使学生在学完生物工程专业的有关课程后，尤其是在学完《发酵工艺学》、《生物工程设备》和《发酵工厂工艺设计概论》这三门课程后，综合运用3年所学的全部知识，进行工厂的初步设计。
通过专业课程设计使学生掌握应具备的基本设计技能。
待学生走上工作岗位后既能担负起工厂技术改造的任务，又能进行车间或全厂的工艺设计。
本课程任务是：1.撰写简要设计说明书，内容包括前言、设计任务书、厂址选择、物料衡算、设备衡算及选型等；2.绘制工厂总平面布置图一张、产品工艺方案流程图一张、发酵车间发酵罐的设计图（包括俯视图和剖面图）一张。
二、基本要求：通过课程设计，应训练学生提高以下几方面的能力：1、搜集实际工业生产工艺数据，熟悉技术文献资料。
2、合理设计工艺路线，准确进行工艺过程计算和设备设计选型计算。
3、以精简的文字、清晰的图表来表达个人设计思想、设计结果。
4、树立科学、经济的设计思想，兼顾安全、劳保、环保等要求。
三、设计任务书基础数据：生产规模：4、5、6、7、9、U千吨/年（6组）产品规格：成品效价为800单位∕mg生产天数：300天/年种子培养基配比：牛肉膏6%,葡萄糖4%,KH2PO4I%,MgSO41%,接种量：8%（1,3,5,7组）或10%（2,4,6组）生产培养基配比：葡萄糖4%,黄豆饼粉0.8%,玉米浆1.5%,(NH4)2SO40.5%,豆油0.2%,KH2PO4O.O1%,CaCO30.04%倒罐率：1% 发酵装料系数：70%（1,3,5,7组）；75%（2,4,6组）发酵液收率：95%提炼总收率：70%平均发酵水平：25000单位/m1；发酵周期：8天；每天放罐数自己定。
设计内容：1.根据以上设计任务，查阅有关资料、文献，搜集必要的技术资料，工艺参数与数据，进行生产方法的选择，工艺流程与工艺条件的确定与论证。
链霉素的发酵工艺
链霉素的发酵工艺引言链霉素是一种广谱抗生素，对于多种细菌感染具有很高的疗效。
链霉素的制备主要通过发酵工艺进行，本文将介绍链霉素的发酵工艺流程及关键环节。
发酵工艺流程链霉素的发酵工艺通常包括以下几个步骤：1.培养基准备2.发酵罐的接种3.发酵过程控制4.分离与提取5.链霉素的纯化下面将详细介绍每个步骤。
1. 培养基准备培养基是链霉素发酵的基础，适当的培养基能够为菌株提供所需的营养物质。
常用的链霉素发酵培养基包括以下成分：•碳源：如葡萄糖、淀粉、玉米粉等。
•氮源：如酵母提取物、蛋白胨等。
•矿盐：如硫酸镁、磷酸二氢钾等。
•缓冲剂：如磷酸钠、氢氧化钠等。
•辅助物质：如抗泡剂、表面活性剂等。
将以上成分按比例配制成适当的液体或固体培养基。
2. 发酵罐的接种在发酵过程中，将培养基接种菌株，并将接种样品转移到发酵罐中。
接种时需注意保持接种器具的无菌，以避免杂菌污染。
将接种物均匀地加入发酵罐中，并控制接种量，一般为培养基总容积的2-5%。
3. 发酵过程控制发酵过程的控制是链霉素发酵的关键环节之一。
以下是常见的控制参数：•温度控制：链霉素的适宜生长温度为28-32摄氏度，需保持恒定的温度。
•pH值控制：链霉素的适宜pH范围为6.0-7.5，需通过添加酸碱来控制发酵液的pH值。
•溶氧量控制：链霉素发酵对氧气需求较高，需通过控制搅拌速度和通气量来维持适宜的溶氧量。
•发酵时间控制：链霉素的发酵时间通常为48-72小时，需控制好发酵时间，避免过度生长。
监测并控制这些参数，可以提高链霉素的产量和质量。
4. 分离与提取发酵结束后，需要将发酵液中的链霉素分离出来。
常用的分离方法包括离心、过滤、沉淀和蒸发等。
接下来，对得到的链霉素进行提取处理，一般采用溶剂提取、结晶或萃取等方法，以获得链霉素的纯度。
5. 链霉素的纯化为了提高链霉素的纯度，可以采用色谱技术进行纯化。
常见的纯化方法包括硅胶柱层析、高效液相色谱以及逆流色谱等。
纯化完成后，对得到的链霉素进行干燥，制成成品。
链霉素生产工艺及结构改造
2.3 无机磷的反馈抑制 正常生长所需的无机磷浓度抑制链霉素的形成。磷酸盐与链霉素的生物合成过程有 密切关系，在链霉素生物合成中有几步磷酸酯酶所催化的去磷酸化反应。过量的磷 酸盐会产生反馈抑制，阻抑这几步的一个或多个磷酸酯酶的活性或形成，因而抑制 链霉素的合成，因此磷酸酯酶的活力与链霉素的形成有密切关系。此外磷酸盐还能 调节链霉胍合成的关键酶——脒基转移酶的形成，高浓度磷酸盐严重阻遏该酶的形成。
2.1 发酵阶段的转变 催化链霉胍的2个转脒基反应的酶，在合成阶段开始时的突然出现是由于新的蛋白 质的合成，而不是蛋白质的激活。
2.2 分解代谢产物的调节 在发酵过程中，除形成链霉素外，还形成一种支路产物—甘露糖链霉素(又叫链霉素 B)。对大多数微生物来说，甘露糖链霉素的生物活性只有链霉素的20%-25%。直到 发酵后期才产生水解甘露糖链霉素的α-D-甘露糖苷酶，能迅速把甘露糖链霉素水解 成链霉素和甘露糖，反应如下： 甘露糖苷酶 链霉素-甘露糖 链霉素+甘露糖
链霉素（Streptomycin）是瓦克斯曼〔Waksman S.A.)于 1944 年从灰色链霉 菌 （Streptomyces,griseus）培养液中分离出来的一种碱性抗生素。链霉素是一种 相 当强的有机碱，也是一种多糖类化合物。其分子结构是由链霉肌、链霉糖和 N-甲 基-L-葡萄糖胺三部分以苷键相联结而成的。链霉素碱稳定性特别差，工业 产品主 要是其硫酸盐形式， 即硫酸链霉素(Streptomycin Sulfate)。
然而链霉素发酵液中绝大部分是菌丝体和未用完的培养基，以及各种各样的代谢产 物，如：蛋白质、多肽、色素和Ca2＋、Mg2＋离子等等，链霉素浓度远较各种杂质的低， 仅为5000单位/毫升左右。大量蛋白、多肽和高价离子(Ca2＋、Mg2＋)的存在对离子交换 吸附影响很大。 在离子交换处理前，一般采用蒸汽加热（70～75℃）方法使蛋白质凝固变性。添加 磷酸或一些络合剂如三聚磷酸等使高价离子草酸、磷酸生成不溶性沉淀物，然后通过板 框过滤或离心分离将这些沉淀物除去。这一预处理将导致10％以上的链霉素所添加的草 酸、磷酸或络合剂，既增加了链霉素提炼成本，又会降低产品纯度、污染环境。 同时所得的发酵滤液中仍存在许多蛋白、多肽和其它各种杂质，将会减少树脂的吸 附容量或污染树脂，造成树脂的沉降和堵塞，进而缩短树脂的寿命，增加 抗生素提炼的 成本。 此外采用离子交换法提炼链霉素，总收率不高，只达72％。同时需大量解吸液。解 吸液中链霉素浓度低，各种杂质如色素、金属离子等含量较高，造成下游工艺处理困难 ， 产品纯度不高。
生物工程课程设计链霉素生产工艺设计
课程设计题目：链霉素生产工艺设计课程名称：发酵工厂工艺设计概论学院：化学与生物工程学院班级学号：姓名：指导老师：小组成员：二零年月目录1前言 (3)2设计任务书 (4)2.1项目背景和开发意向 (4)2.2生产菌种及发酵基本原理 (4)2.3基础数据 (5)2..4参考数据 (6)2.5设计内容 (6)2.6设计要求 (6)3工艺流程 (7)3.1发酵工艺 (7)3.2链霉素发酵条件及中间控制 (7)3.3提取工艺 (9)3.4工艺流程简图 (11)4工艺计算 (12)4.1物料衡算 (12)4.2热量衡算 (13)4.3水用量的计算 (15)5发酵车间设备(发酵罐)的选型计算 (16)5.1发酵罐的设计 (16)5.1.1发酵罐的选型及尺寸 (16)5.2设备结构的工艺设计 (17)5.2.1 空气分布器 (17)5.2.2 挡板............................................................. . (17)5.2.3电机设计及轴功率的计算 (17)5.2.4搅拌器设计 (19)5.2.5冷却面积的计算与冷却管的设计 (19)5.2.6 PH测定 (22)5.2.7消泡 (22)6对本设计的评述 (23)7参考文献 (24)8附表二、发酵罐总装置图..………………………………………………......................1前言链霉素（Streptomycin）是瓦克斯曼〔Waksman S.A.)于 1944 年从灰色链霉菌（Streptomyces,griseus）培养液中分离出来的一种碱性抗生素。
链霉素是一种相当强的有机碱，也是一种多糖类化合物。
其分子结构是由链霉肌、链霉糖和 N-甲基-L-葡萄糖胺三部分以苷键相联结而成的。
链霉素碱稳定性特别差，工业产品主要是其硫酸盐形式，即硫酸链霉素(Streptomycin Sulfate)。
链霉素生产工艺流程
链霉素生产工艺流程
链霉素是一种广谱抗生素，常用于治疗病原微生物引起的感染。
下面是链霉素生产工艺流程的简介。
链霉素的生产一般分为三个主要步骤：发酵、提取和纯化。
1. 发酵：链霉素通过链霉菌（Streptomyces erythreus）进行发
酵生产。
首先，从链霉菌菌种中选取适合的菌株，然后进行接种培养。
接种后的菌株放入适当的培养基中，如含有糖、氮源和无机盐的培养基。
培养过程中需要控制温度、气体供应、
pH值等条件，以促进菌株的生长和代谢产物的产生。
链霉菌
在培养基中生长时，产生链霉素，并分泌到培养液中。
2. 提取：发酵液中的链霉素无法直接使用，需要经过提取步骤进行纯化。
首先，培养液通过离心或过滤等方式分离出菌体。
然后，将菌体与溶剂如甲醇或乙酸乙酯混合，使链霉素从菌体中溶解。
混合溶液经过过滤或离心等步骤，分离出链霉素溶液。
此外，还可以采用萃取、萃余、结晶、蒸馏等方法进一步提取链霉素。
3. 纯化：提取得到的链霉素溶液中还可能含有其他杂质，需要进行纯化步骤。
常用的纯化方法包括流动相色谱、逆流色谱和凝胶过滤等。
色谱法可以根据链霉素与其他成分在流动相中的差异，通过分离和选择性吸附来提高链霉素的纯度。
凝胶过滤可以去除较大分子量的杂质，使得链霉素更加纯净。
纯化后的链霉素通过蒸发浓缩或结晶法得到固体链霉素。
总结起来，链霉菌通过发酵生产链霉素，然后通过提取和纯化步骤得到纯净的链霉素。
这个工艺流程不仅可以应用于链霉素的大规模工业生产，也可以在实验室中进行链霉素的小规模制备。
链霉素工艺流程设计
（3） 链霉菌是好氧菌，菌体的生产及发酵产物 的积累都要消耗氧。因此发酵过程当中需保证必 须的供氧量。 （4）根据参数的变化，以单位体积功率相等的原 则改变搅拌转速及空气流量来进行发酵容积的扩 大设计
发酵工艺流程图
发酵液提取及纯化工艺流程图
厂房布置图1
厂房布置图2
设备布置图
谢谢观赏！
生物提取法的评价
优点
1、需要的原料材料少且易得，并有足够数量的供应 2、设备条件要求不苛刻 3、“三废”少并且易于治理
缺点
1、分解代谢产物的调节过程中甘露糖链霉素的控制很复杂 2、无机磷的调节过程中，无机磷浓度的浓度很难控制，正常生 长所需的无机磷浓度抑制链霉素的形成 3、生物合成过程中步骤也比较复杂，需要经过多步反应
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3、越是没有本领的就越加自命不凡。 20.10.1 004:37: 5904:3 7Oct-20 10-Oct-20
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4、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的 错儿。 04:37:5 904:37: 5904:3 7Saturday, October 10, 2020
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5、知人者智，自知者明。胜人者有力 ，自胜 者强。 20.10.1 020.10. 1004:3 7:5904: 37:59October 10, 2020
2020 4:37:59 AM04:37:592020/10/10
• 11、自己要先看得起自己，别人才会看得起你。10/10/
谢 谢 大 家 2020 4:37 AM10/10/2020 4:37 AM20.10.1020.10.10
• 12、这一秒不放弃，下一秒就会有希望。10-Oct-2010 October 202020.10.10
实行放大主要依据
发酵法制备链霉素最后定稿
皖西学院生物与制药工程学院（制药设备与工程设计）课程设计班级姓名学号指导教师二○年月日皖西学院生物与制药工程学院制药设备与工程设计课程设计任务书课程设计说明书目录第一章设计资料（宋体，小三号）一、产品设计简介（宋体，四号）第3页二、设计参数和质量标准第4页第二章工艺设计与说明一、工艺流程图第5页二、工艺说明第5页第三章物料衡算与设备选型一、物料衡算第7页二、主要设备选型第9页第四章设计总结第11页附录：1.设备一览表第12页2.参考文献第13页第一章设计资料一．产品设计简介1. 筹建概况发酵厂厂区周围大气中的含尘量应在一定范围以下。
发酵工厂建在一级或二级区域中，周围没有散发大量有害气体的化工厂和产生大量灰尘的炼钢厂、炼焦厂、热电厂等。
并且与铁路及公路主要干线保持适当距离。
发酵工厂是耗能大户，并要求是二类负荷用电户。
该厂选址时注意到厂区用电能得到充分保证，并有充足水源。
六安用水主要来自于淠河，可将厂建于淠河中上游处，便于生产用水的供应。
我国规定在地震6度烈度或以下时在建设时不设防，六安属于此类地区，所以不考虑抗震设防。
2.产品方案与建设规模产品名称：链霉素生产规模：年产50吨产品主要物性：链霉素为白色或类白色粉末，无臭或微臭。
易溶于水，微溶于，不溶于、和。
抗菌范围比较广。
对革兰阴性细菌、结核杆菌和某些革兰阳性细菌都有抑制作用。
主要用于结核杆菌感染，也可用于布氏杆菌病、鼠疫等。
用于的，除外，还有、等。
本品能被植物植株吸收，对革兰氏阴性菌和阳性菌杀伤力强，预防效果明显，低温时持效期一般为7天左右，晴天3～4天。
本品适用于防治蔬菜软腐病，柑桔溃疡病，烟草野火病，黄瓜霜霉病、角斑病，辣椒炭疽病，番茄疮痂病，桃叶细菌性穿孔病，水稻拜叶枯病及其他植物细菌性病害。
使用方法：1、可喷雾（每袋加水50～100kg）、灌根或浸种；2、用于预防，每袋加水50kg（相当于200r），根据病害程度每亩用2～3袋；施药时间最好在上午10点前、下午3点后，喷药8小时内遇雨应补喷。
链霉素工艺设计.
课程设计题目：链霉素生产工艺设计课程名称：发酵工厂工艺设计概论学院：生物工程学院班级：学号：姓名：指导老师：二零零七年十二月目录1前言 (2)2设计任务书 (3)2.1基础数据 (3)2.2设计内容 (3)2.3设计要求 (3)3工艺流程 (4)4工艺计算 (4)4.1物料衡算 (4)4.2热量衡算 (5)4.3水用量的计算 (7)5发酵车间设备(发酵罐)的选型计算 (8)5.1发酵罐的选型 (8)5.2生产能力、数量和容积的确定 (8)5.2.1发酵罐容积的确定 (8)5.2.2生产能力的计算 (8)5.2.3发酵罐个数 (8)5.2.4主要尺寸的计算 (8)5.2.5冷却面积的计算 (9)5.2.6搅拌器设计 (10)5.2.7搅拌轴功率的计算 (10)5.2.8设备结构的工艺设计 (11)6对本设计的评述 (16)7参考文献 (17)8附表一、工艺流程图..……………………………………………….......................…9附表二、发酵罐总装置图..………………………………………………......................1前言2设计任务书2.1基础数据生产规模：9000吨/年产品规格：成品效价为800单位/mg生产天数：300天/年接种量15%倒罐率：1%发酵周期：8天每天放罐：2罐发酵装料系数：75%发酵液收率：95%提炼总收率：70%平均发酵水平：25000单位/ml种子培养基配比(g/L)：牛肉膏6%，葡萄糖4%，KH2PO4 1%，MgSO4 1%（NH4）2SO4 0.5%，生产培养基配比(g/L)：葡萄糖4%，黄豆饼粉0.8%，玉米浆1.5%，豆油0.2%，KH2PO4 0.01%，CaCO3 0.04%2.2参考数据罐体的高径比H/D：1～3搅拌桨直径与罐体直径之比D i/D: 1/3～1/2挡板宽度与罐体直径之比W b/D ：1/8～1/12（4块挡板）最下层搅拌桨高度与罐体直径之比：0.8～1.0相邻两层搅拌桨距离与搅拌桨直径之比：1～2.5发酵条件：转数350r/min ,温度28℃，pH7.2（400L发酵罐）冷却水进出口温度分别为25℃、30℃黏度：38cP2.3设计内容1、根据以上设计任务，查阅有关资料、文献，搜集必要的技术资料，工艺参数与数据，进行生产方法的选择，工艺流程与工艺条件的确定与论证。
链霉素的生产工艺
链霉素的生产工艺首先是发酵。
链霉菌属微生物培养在培养基中，通过控制温度、酸碱度和氧气供应等条件，使其进行代谢产生链霉素。
培养基的成分一般包括碳源和氮源，如葡萄糖、玉米浆等作为碳源，酵母膏、大豆粉等作为氮源。
培养基中还需添加适量的矿物盐和微量元素，以满足微生物的生长和代谢需求。
其次是分离。
经过一定时间的培养后，链霉菌属微生物产生的链霉素溶于培养基中。
通过离心、过滤等方法将微生物菌丝、细胞等固体物质与链霉素分离开来。
最后是纯化。
分离得到的链霉素溶液中还存在着其他杂质，如蛋白质、碳水化合物等。
通过醋酸乙酯萃取、硅胶柱层析、逆流色谱等方法，去除杂质，得到纯度较高的链霉素。
最后将链霉素经过结晶、干燥等工艺处理，得到成品链霉素。
总的来说，链霉素的生产工艺包括发酵、分离和纯化三个步骤，通过控制培养条件，分离和纯化链霉素，从而得到高纯度的链霉素成品。
这些工艺步骤的合理运用可以提高链霉素的产量和质量，满足药物生产的需要。
链霉素是一种非常重要的广谱抗生素，具有广泛的抗菌活性，对许多细菌和一些真菌具有杀菌作用。
因此，链霉素在临床上被广泛应用于治疗各种感染性疾病。
对于大多数人类的细菌感染，链霉素都具有广泛的杀菌作用。
因此，链霉素的生产工艺显得尤为重要。
链霉素的发酵工艺是链霉素生产过程的核心环节。
在发酵中，链霉菌属微生物在合适的培养基和发酵条件下进行生长和代谢，产生链霉素。
培养基的配方和发酵条件的控制对链霉素的产量和质量起着决定性的作用。
其主要目的是为了提供微生物生长和代谢所需的营养物质、促进微生物生长，并通过合适的条件使得微生物生产所需的产品。
在链霉菌生长的过程中，需要提供适当的防腐剂，并严格控制发酵过程中的温度、pH值和氧气供应等参数，以维持微生物的生长和代谢活动。
此外，为了提高链霉素的产量，还需要不断优化培养基的成分和发酵过程的操作条件。
分离和纯化是链霉素生产工艺中的另外两个重要环节。
分离包括从发酵液中将链霉素与微生物、培养基中的残余物等分离开来，使得链霉素获得初步纯化。
链霉素的生产工艺
ห้องสมุดไป่ตู้
实验室条件，模拟链霉素的工业生产，首先对高产链霉菌进行复壮和筛选然后进行链霉素发酵试验，最后进行提取分离。在链霉素的发酵过程中，我们先通过斜面孢子培养，再通过摇瓶进行种子培养，同时利用正交试验确定出链霉素影响因子的作用为：玉米浆>葡萄糖>黄豆饼粉>(NH4）2SO4。从而计算出链霉素发酵生产的培养基除基础培养基外还应加入：葡萄糖4%，黄豆饼粉0.8%，玉米浆1.5%，（NH4）2SO4 0.5%。按照确定的培养基，放入7升发酵罐中进行放大培养五天，每隔24小时测量包括PH值，DO值，还原糖浓度，链霉素效价，生物量等参数。还原糖浓度、链霉素效价和生物量的测量分别采用的是DNS法，紫外分光光度法（比色法）和干重法。参数分析后得到解决以下结论：（1） 随着链霉素发酵培养中糖的消耗，链霉素的效价也是降低的。说明一次性投料，糖源供应不够。（2） PH值在5.2时，链霉素效价达到最高，将近4500U/ml。由此确定链霉素发酵培养的最适PH值最好控制在这一值上。（3） 链霉菌是好氧菌，菌体的生产及发酵产物的积累都要消耗氧。因此发酵过程当中需保证必须的供氧量。（4） 生物量与链霉素产物的量是此消彼长的关系。根据参数的变化，我们以单位体积功率相等的原则改变搅拌转速及空气流量来进行发酵容积从7升到50升发酵罐的扩大设计，结果放大后的转速由300r/min变为228r/min。试验中，我们用阳离子交换法和膜分离两种方法对链霉素发酵液的分离提取进行对比。结果发现用膜分离法进行提取后产物的效价以及产品的纯度远远高于用阳离子交换法的
液体发酵法生产链霉素
实验名称：液体发酵法生产链霉素姓名：学号：系别：实验日期：同组同学名单：摘要】本实验包含了链霉素液体的发酵以及链霉素的检测、鉴定两个部分。
通过实验结果表明，链霉素发酵液的抑菌效果大于链霉素样品。
【实验目的】1.学习链霉素液体发酵方法2.学习链霉素的检测和鉴定方法【实验材料】菌种：E. coli，放线菌5406培养基：豌豆培养基、高氏1号培养基、牛肉膏蛋白胨固体培养基其他材料：水饱和正丁醇、层析缸、滤纸、毛细管、培养皿【实验方法及步骤】1、斜面孢子的制备用接种环挑取冰箱中保藏的菌种接种于豌豆培养基斜面培养基上，于27℃恒温培养基中培养6—7d,即可得到斜面孢子。
2、母瓶培养液的制备用接种环挑取斜面培养表面上的孢子接种于灭菌的含有50ml豌豆培养基的三角瓶中，于27℃摇瓶200r/min培养72h即成母瓶培养液。
3、种子培养基的制备无菌操作取2ml母瓶培养液接种于含有100ml豌豆培养基（或者高氏1号培养基）的三角瓶中，于27℃恒温摇床200r/min培养3—4d。
4、发酵培养取4ml种子培养液接种于含有200ml豌豆培养基（高氏1号培养基）的500ml 大三角瓶中，于28℃恒温摇床200r/min培养12—15d进行链霉素发酵。
5、发酵液预处理发酵结束后，将发酵液在低温条件下 12000r/min离心，上清即为含链霉素的样品。
6、发酵液抑菌实验0.2ml大肠杆菌菌液，待其表面干燥后，均匀贴上三个小滤纸片，分别在滤纸片上加等量（5μl）的发酵液、链霉素样品、水，于37℃恒温培养24h后观察结果。
7、链霉素的纸层析鉴定1)点样：在距滤纸底端1cm处一道横线，用毛细管将发酵液和标准链霉素溶液（10mg/ml）点在滤纸的横线上，每个样品之间距离1cm。
2)层析：将点好样的滤纸竖立在含有展层剂系统（水饱和的正丁醇）的层析缸中，室温下扩展10cm后取出，挥发除净溶剂。
3)显影（生物显影法）：首先将滤纸片在紫外下灭菌20min，铺一薄层牛肉膏蛋白胨固体平板，待凝固后，将灭菌的滤纸正面朝上铺在平板上，再倒一层牛肉膏蛋白胨固体，凝固后均匀涂布0.2ml大肠杆菌菌液，37℃培养20h,根据平板上样品抑菌区的位置判断抗生素的类型。
链霉素生产工艺
③对肾脏的损害：链霉素对肾脏的损害较轻，表现为蛋白尿 和管型尿，部分出现肾功能暂时减退，停药后可恢复，严重 的永久性肾损害并不多见。④对骨髓的抑制：表现为白细胞、 血小板减少，再生障碍性贫血及血细胞全少症等。以白细胞 减少常见，再障及全血细胞减少偶见。⑤还有多毛症、结膜 炎、关节痛、心肌炎、中毒性脑病等。 （3）其他 肠道菌群失调，二重感染，多种维生素缺乏、口角炎、 皮炎、腹泻等。
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(四)发酵培养
1、培养基：链霉素的发酵培养基主要由葡萄糖、黄豆饼 粉、硫酸铵、玉米浆、磷酸盐和碳酸钙等所组成。 (1)碳源及其代谢 葡萄糖是链霉素发酵的一种较好的碳源，用其 他碳源(如淀粉、糊精、麦芽糖等)发酵单位都比葡 萄糖低。葡萄糖的用量，视补料量的多少而定，总 量一般在10%以上，以保证在发酵过程中有足够的 碳源.
将砂土管(或冷冻管)菌种接种到斜面培养 基上,经培养后即得原始斜面。 斜面培养基的主要成分有葡萄糖、蛋白胨 和豌豆浸汁等，其中蛋白胨和豌豆浸汁的 质量对斜面孢子质量影响很大。蛋白胨是 最关键的原材料，对产孢子数量的影响不 容忽视。豌豆的品种和产地以及培养基的 pH值(以中性或偏酸性为宜)对产孢子质量 亦有影响，需特别注意。
链霉素
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链霉素是一种从灰链霉菌的培养液中提取的 抗菌素。属于氨基糖甙碱性化合物，它与结 核杆菌菌体核糖核酸蛋白体蛋白质结合，起 到了干扰结核杆菌蛋白质合成的作用，从而 杀灭或者抑制结核杆菌生长的作用。由于链 霉素肌肉注射的疼痛反应比较小，适宜临床 使用，只要应用对象选择得当，剂量又比较 合适，大部分病人可以长期注射（一般2个 月左右）。所以，应用数十年来它仍是抗结 核治疗中的主要用药。
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2、链霉素的发酵条件及中间控制
(1)通气和搅拌：灰色链霉菌是一种高度需氧菌。 在黄豆饼粉培养基内增加通气量能提高发酵单位， 又能使pH升高。 (2)温度：灰色链霉菌对温度敏感。一般认为 链霉素发酵温度以28．5℃左右为宜。 (3)pH：适合链霉菌菌丝生长的pH6.5—7.0， 适合于链霉素合成的pH为6.8—7.3，pH低于 6.0或高于7.5，对链霉素的生物合成都不利。
抗生素的发酵生产—链霉素的发酵生产
2.吸附和解吸
• 目前生产上都用羧酸树脂的钠型来提取链霉素。 其交换吸附和洗脱的反应可用下列方程式表示：
• 生产上常用的树脂 1 弱酸101×4 2 弱酸110×3
3.精制
• 主要杂质：链霉胍、二链霉胍、杂质1号 • 精制方法： 1. 高交联度树脂精制 2. 浓缩和活性炭脱色精制
• 将所得的精制液用硫酸或氢氧化钡调pH值至4.3～5.0 ，并按精制液透光度的不同加入不同量的活性炭， 进行常温脱色，得透光度在95％以上的滤出液。
等杂质分开，可用于提纯精制链霉素。
3.链霉素的抗菌作用和应用范围
• 链霉素的抗菌范围较广，抗菌效果不是很强，但 对结核杆菌具有很强的敏感性，因此现在仍然是 临床上治疗结核杆菌感染的首选药物。
• 链霉素对革兰阴性菌的抗菌作用，可以补充青霉 素对革兰阴性菌作用ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ明显的缺点。链霉素和青 霉素在临床上联合使用，呈现协同现象，能增加 对方的抗菌效果。
（二）种子制备
2.摇瓶种子培养
• 生产斜面的菌落接种到摇瓶培养基中，经过培养即 得摇瓶种子。摇瓶种子（母瓶）可以直接接种子罐 ，也可以先扩大培养，用培养所得的子瓶接种。
• 摇瓶培养基的成分为黄豆饼粉，葡萄糖，硫酸铵， 碳酸钙等
• 种子质量检查指标：菌丝阶段特征，发酵单位，菌 丝粘度或浓度，糖氮代谢，种子液色泽和无杂菌检 查。
1.直接还原法：以活性镍铅合金或氧化镉为催化剂，在高压下
通入氢气，对硫酸链霉素进行氢化，即可制得双氢链霉素。
2.电解还原法：将链霉素溶液放在电解阴极槽中，通入适
量电流，就可达到还原作用。
； 3.化学还原法 即利用某些能生成活性氢的化合物，将链霉素
还原成双氢链霉素。工业上常采用钾硼氢（KBH4）或钠硼氢（NaBH4）作为还 原剂。
链霉素发酵提取工艺
灰色链霉菌的孢子柄直而短，不呈螺旋形。
孢子量很多，呈椭圆球形。气生菌丝和孢子都呈 白色。单菌落生长丰满，呈梅花形或馒头形，直 径约为3～4mm。基内菌丝透明，在斜面背后产 生淡棕色色素。
链霉素产生菌诱变育种常用的诱变剂有：紫外 线、7射线、氮芥、乙烯亚胺、亚硝酸和硫酸二乙 酯等。一些化学诱变剂又经常和紫外线等进行复 合处理。近年来采用亚硝基胍、快中子和激光等， 诱变选育出营养缺陷型或再回复突变型高产菌株。 杂交育种与诱变育种相结合的方法，对提高菌种 的生产能力，收到了较好的效果。
(四)发酵培养
链霉素的发酵培养基主要由葡萄糖、黄 豆饼粉、硫酸铵、玉米浆、磷酸盐和碳酸 钙等所组成。
(1)碳源及其代谢
葡萄糖是链霉素发酵的一种较好的碳源，用其 他碳源(如淀粉、糊精、麦芽糖等)发酵单位都比葡 萄糖低。葡萄糖的用量，视补料量的多少而定，总 量一般在10%以上，以保证在发酵过程中有足够的 碳源.
(3)其他无机离子
在复合培养基中已经存在，一般就不需再添 加。为了调节pH，中和代谢过程中所产生的有机 酸，尚需加人CaCO3。Co+是一种酶的激活剂， 又量是，K生+物有合促成进维生生长素的B作12用的，前N体a+，与通维常持需细加胞入渗极透微 压有关，通常加入0.25％左右量的NaCl即可，增 加用量会明显影响菌的生长繁殖。Mn2+、Mg2+ 对链霉菌菌丝生长有明显作用。Fe2+浓度超过 60ug／mg以上，就要产生毒性，显著影响链霉素 的产量，而对菌丝体生长影响较小，一般适用量 在20ug／ul左右。
(二)摇瓶种子培养
生产斜面的菌落接种到摇瓶培养基中，经过培 养即得摇瓶种子。链霉素发酵经常使用：瓶种 子来接种种子罐。种子质量以菌丝阶段、发酵 单位、菌丝黏度或浓度、糖氮代谢、种子液色 泽和无杂菌检查为指标。摇瓶种子(母瓶)可以 直接接种子罐，也可以再扩大培养，用培养所 得的子瓶接种。摇瓶种子检查合格后，贮存于 冷藏库内备用，冷藏时间最多不超过7天。
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发酵工厂工艺课程设计题目：5000t链霉素生产工艺设计课程名称：发酵工厂工艺设计概论学院：药学与生物工程学院班级： 112100101学号： 20姓名：指导老师：二零一五年五月目录1前言 (4)2设计任务书 (5)2.1本课程设计的性质、目的 (5)2.2本课程任务： (5)2.3基本要求： (5)2.4 基础数据： (5)2.5设计内容： (6)2.6参考数据及公式 (6)3厂址选择 (7)3.1厂址选择主要考虑的几个因素 (7)3.2厂址的最终选择 (7)3.3厂址卫星图 (8)4工厂总平面设计 (8)4.1工厂的平面设计图见附表： (8)5工艺流程简图及说明论证 (8)5.1发酵工艺 (8)5.1.1斜面孢子培养 (8)5.1.2 摇瓶种子培养 (9)5.1.3 种子罐扩大培养 (9)5.2 链霉素发酵条件及中间控制 (9)5.2.1溶氧的影响及控制 (9)5.2.2 温度 (10)5.2.3 pH值 (11)5.3 提取工艺 (11)5.4工艺流程简图如下： (12)6工艺计算 (13)6.1物料衡算 (13)6.2热量衡算 (14)6.2．1.对于生产1000kg链霉素产品，利用直接蒸汽混合加热，蒸汽消耗量为： (14)6.2．2.发酵罐空罐灭菌时的蒸汽消耗量估算： (15)6.2．3.发酵罐实罐灭菌保温时的蒸汽消耗量估算： (15)6.3耗水量的计算 (16)7发酵车间设备的选型计算 (17)7.1发酵罐的设计 (17)7.1.1发酵罐的选型及尺寸 (17)7.2设备结构的工艺设计 (18)7.2.1 空气分布器 (18)7.2.2 挡板 (18)7.2.3搅拌器设计 (18)7.2.4电机设计及轴功率的计算 (19)7.2.5冷却面积的计算与冷却管的设计 (20)7.2.6 PH测定 (22)7.2.7消泡 (22)7.2.8观察窗口 (22)7.2.9液面高度显示管安装 (22)7.2.10封头连接方式 (23)7.2.11密封方式 (23)8对本设计的评述 (23)9个人心得 (24)10参考文献 (24)1前言链霉素（Streptomycin）是瓦克斯曼（Waksman S.A.)于 1944 年从灰色链霉菌（Streptomyces,griseus）培养液中分离出来的一种碱性抗生素。
链霉素是一种相当强的有机碱，也是一种多糖类化合物。
其分子结构是由链霉肌、链霉糖和N-甲基-L-葡萄糖胺三部分以苷键相联结而成的。
链霉素碱稳定性特别差，工业产品主要是其硫酸盐形式，即硫酸链霉素(Streptomycin Sulfate)。
链霉素对结核杆菌有强大抗菌作用，其最低抑菌浓度(MIC)一般0.5 mg/L。
它对许多革兰氏阴性菌(G-)如大肠杆菌、肺炎杆菌、肠杆菌属、沙门菌属、布鲁菌属等也具抗菌作用。
链霉素对革兰氏阳性菌(G+)抗菌活性较差。
链霉素游离碱为白色粉末。
大多数盐类也是白色粉末或结晶，无嗅，味微苦。
链霉素在中性溶液中能以三价阳离子形式存在，所以可用离子交换法进行提取。
其水溶液比较稳定，但其稳定性受PH值和温度的影响较大。
其硫酸盐的水溶液在PH=4-7，室温下放置数星期仍很稳定，如在冰箱中保存三个月内活性无变化。
目前抗生素的生产主要是利用微生物发酵来进行，少数采用化学合成的方法，当然也有的采用化学法或生化法半合成。
对于链霉素可由灰色链霉菌发酵生产。
双氢链霉素可由湿链霉菌产生，但通常以半合成方法生产。
一般认为链霉素是治疗结核杆菌感染的首选药物，除此以外，还用于治疗革兰氏阴性菌所引起的泌尿道感染、结核性脑膜炎，鼠疫，肠道感染，肺炎，败血症，百日咳等。
链毒素的缺点是容易产生耐药性；长期使用对第八对脑神经有毒害除了医用外，也有报道将链霉素用于农牧业的。
例我国新疆某生产建设兵团的农场自1985年起应用链霉素治疗菜类瓜类和粮食等作物的病害，取得较好效果；链霉素还可用于猪肺炎，雏鸡白痢疾、以及鸡，鸭，鹅的巴氏杆菌感染等的治疗。
国内有些厂家将生产的链霉素作为农用出口，效益较好。
2设计任务书2.1本课程设计的性质、目的本课程是生物工程专业的一门实用性和技术性很强的专业课程。
学习本课程的目的是使学生在学完生物工程专业的有关课程后，尤其是在学完《发酵工艺学》、《生物工程设备》和《发酵工厂工艺设计概论》这三门课程后，综合运用3年所学的全部知识，进行工厂的初步设计。
通过专业课程设计使学生掌握应具备的基本设计技能。
待学生走上工作岗位后既能担负起工厂技术改造的任务，又能进行车间或全厂的工艺设计。
2.2本课程任务：1．撰写简要设计说明书，内容包括前言、设计任务书、厂址选择、物料衡算、设备衡算及选型等；2．绘制工厂总平面布置图一张、产品工艺方案流程图一张、发酵车间发酵罐的设计图（包括俯视图和剖面图）一张、车间设备和管道布置图。
2.3基本要求：通过课程设计，应训练学生提高以下几方面的能力：1、搜集实际工业生产工艺数据，熟悉技术文献资料。
2、合理设计工艺路线，准确进行工艺过程计算和设备设计选型计算。
3、以精简的文字、清晰的图表来表达个人设计思想、设计结果。
4、树立科学、经济的设计思想，兼顾安全、劳保、环保等要求。
2.4 基础数据：生产规模：5000/年（第2组）产品规格：成品效价为800单位/mg 生产天数：300天/年倒罐率：1％发酵装料系数：70% 接种量：15％发酵液收率：95％提炼总收率：70％平均发酵水平：25000单位/ml；发酵周期：8天；每天放罐数：6罐。
种子培养基配比：牛肉膏6％，葡萄糖4%，KH2PO41％，MgSO41%，接种量15% 生产培养基配比：葡萄糖4%，黄豆饼粉0.8%，玉米浆1.5%，（NH4）2SO4 0.5%，豆油0.2％，KH2PO40.01％，CaCO30.04%2.5设计内容：1．根据以上设计任务，查阅有关资料、文献，搜集必要的技术资料，工艺参数与数据，进行生产方法的选择，工艺流程与工艺条件的确定与论证。
2．工艺计算：全厂的物料衡算；发酵车间的热量衡算(即蒸汽耗量的计算)；水用量的计算。
(注：不计算耗冷量)3．发酵车间设备的选型计算：包括设备的容量，数量，主要的外形尺寸。
（注：①不计算种子发酵罐设备选型；②发酵罐数应多加1个备用的；③发酵罐容积应以《生物工程设备》教辅资料P27，标准表进行选择，标准表的公称体积“75m3”改成“65m3”）4．对发酵设备进行详细化工计算与设计。
设计要求：1．根据以上设计内容，书写设计说明书(以《发酵工厂工艺设计概论》P．254车间初步设计说明书的编写要求书写)。
2．完成图纸四张(A3纸打印)：工厂总平面布置图；全厂工艺流程图；发酵设备总装图（剖面和俯视图）；车间设备布置图。
2.6参考数据及公式罐体的高径比H/D：1～3搅拌桨直径与罐体直径之比D i/D：1/3～1/2挡板宽度与罐体直径之比W b/D：1/8～1/12（4块挡板）最下层搅拌桨高度与罐体直径之比：0.8～1.0相邻两层搅拌桨距离与搅拌桨直径之比：1～2.5发酵条件：转速350r/min，温度28℃，pH7.2(400L 发酵罐)冷却水进出口温度分别为25℃、30℃黏度：38cP;培养基比热容：C=0.37×4.18X+4.18(1-X)X—固形物的质量百分比，0.37×4.18－固形物的比热3厂址选择3.1厂址选择主要考虑的几个因素3.2厂址的最终选择经过我们组队员的实地考察和卫星地图的查看，我们选择了一块在理工大学附近的花溪街道新屋村1社的一块空地上。
这里交通便利，水资源丰富，原料供应好，劳动力丰富，土地成本不高。
也能为我们理工大学的学子们提供就业的岗位。
3.3厂址卫星图4工厂总平面设计4.1工厂的平面设计图见附表：5工艺流程简图及说明论证5.1发酵工艺5.1.1斜面孢子培养将砂土管（或冷冻管）菌种接种到斜面培养基，经培养后即得原始斜面。
原始斜面质量要求一般为：菌落分布均匀，密度适中，颜色洁白，但菌落丰满，。
再从原始斜面的丰满单菌落接种至斜面上，长成后即得生产斜面，斜面上的菌落应为白色丰满的梅花形和馒头形，背面为淡棕色色素，排除各种杂型菌落。
经两次传代，可达到纯化的目的，排出变异的菌株。
其质量还应通过摇瓶实验来进行控制。
合格的孢子面存在低温冷库（0~4℃）内备用。
5.1.2 摇瓶种子培养生产斜面的菌落接种到摇瓶种子培养中，经过培养基即得摇瓶种子。
链霉素发酵经常使用摇瓶种子来接种种子罐。
种子质量以菌丝阶段、发酵单位、菌丝粘度或浓度、糖氮代谢、种子液色泽和无菌检查为指标。
摇瓶种子可以直接接种子罐，也可以在扩大培养，用培养所得的子瓶来接种。
药瓶培养的培养基成分为黄豆饼粉、葡萄糖、硫酸铵、碳酸钙等。
黄豆饼粉的质量和葡萄糖的用量对种子质量都有影响。
5.1.3 种子罐扩大培养种子罐培养是用来扩大种子量的。
种子罐培养可为2~3级，根据发酵罐体积大小和接种量来确定。
第一级种子罐一般采用摇瓶种子接种，2~3级种子罐则是逐级转移，接种量一般都为10%左右。
种子质量对后期发酵的影响甚大，种子必须符合各项质量要求（糖氮代谢、菌浓和菌丝阶段、效价和无菌要求），方能转罐。
因此在培养过程中，必须严格控制好罐温、通气搅拌和泡沫，以保证菌丝生长良好，得到合乎要求的种子。
5.2 链霉素发酵条件及中间控制5.2.1溶氧的影响及控制链霉素产生菌一灰色链霉菌是一种高度需氧菌。
它在整个代谢过程中以葡萄搪做为主要碳源，只有以氧做为最终电子受体时方能获得大量能量，来满足菌体生长、繁殖和合成链霉素的需要.物质代谢与能量代谢是相辅相成的。
据文献记载[19]，空气中，氧在培养液中的饱和浓度(1 a tm, 25℃})大约只有0.2毫克分子(O2)/升，而链霉素发酵液中菌体的摄氧率在10~50毫克分子(O2)/升小时。
因此向发酵液中迅速地补充溶解氧.是链霉素发酵中的重要问题[11]。
对溶氧水平有较大影响的因素主要有：a、菌体代谢是否旺盛。
b、培养液的粘度：过高的粘度会影响氧的传递，即影响氧由气相溶解于液相之中。
c、补料：补糖后糖代谢加快，补入10秒钟后溶氧即明显下降，但经30~40分钟后又逐渐恢复到补前水平。
这种变化当补糖量超过 1.0%时较明显。
当补无机氮源使氨基氮增加l0mg/100ml以上时，亦有这种变化。
d、罐压：实验证明罐压对溶氧的影响较空气流量对溶氧的影响更为明显。
在菌体生长前期，空气流量在一定范围内的增减对溶氧几乎没有什么影响，而罐压变化则溶氧变化明显。
在培养前期，一般罐压每升高或降低0.lkg/cm2溶氧浓度就升高或降低4%左右；在培养中、后期，罐压每升高或降低0.lkg/cm2溶氧浓度就升高或降低3%左右。
但罐压不能控制过高，超过一定限度对菌体的生长、代谢就要产生不良影响。