青霉素的发酵工艺过程

青霉素生产工艺

1.青霉素的发酵工艺过程 (3)

2.工艺流程图 (3)

图1.生产工艺过程 (3)

图2.生产工艺流程图 (4)

3.青霉素发酵工艺控制要点： (4)

4.工艺指标 (4)

5.物料衡算 (4)

a)发酵培养基（g/l） (5)

b)种子罐发酵培养基 (5)

6.热量衡算 (6)

6.1生物热 (7)

6.2搅拌热 (7)

6.3 汽化热 (7)

6.4 发酵热 (7)

7.设备：发酵罐 (7)

1）公称500m3的发酵罐： (8)

2）公称为100m3的发酵罐 (8)

3) 公称为20 m3的发酵罐 (8)

参考文献： (9)

1.青霉素的发酵工艺过程

1.冷冻干燥孢子————→琼脂斜面————→米孢子————→种子罐————→发酵罐

————→过滤————→醋酸丁酯提取————→脱水脱色————→结晶————→

洗涤晶体————→工业盐————→综合应用

在发酵过程中补料（碳源，氮源，前体），加消沫剂

2.工艺流程图

（1）丝状菌三级发酵工艺流程

冷冻管（25°C，孢子培养，7天）——斜面母瓶（25°C，孢子培养，7天）——大米孢子（26°C，种子培养56h）——一级种子培养液（27°C，种子培养，24h）——二级种子培养液（27~26°C,发酵,7天）——发酵液。

（2）球状菌二级发酵工艺流程

冷冻管（25°C，孢子培养，6~8天）——亲米（25°C，孢子培养，8~10天）——生产米（28°C，孢子培养，56~60h）——种子培养液（26~25-24°C，发酵，7天）——发酵液。

图1.生产工艺过程

图2.生产工艺流程图

3.青霉素发酵工艺控制要点：

青霉素培养基中碳源主要是工业用葡萄糖，氮源为豆粉、麸质粉、玉米浆。无机盐主要含硫酸钠、磷酸二氢钾等。

青霉素发酵温度一般为25~26℃，有研究表明青霉素采用变温培养比恒温培养提高产量近15%。青霉素合成速率对温度的影响最为敏感，这也说明了次级代谢发酵温度控制的重要性。

青霉素发酵pH一般控制在6.5~6.7，发酵中常用氨水调节pH值，同时可补充氮源。最新研究表明调节加糖速率来控制pH，比用恒速加糖、pH由酸碱控制可提高产量25%。

青霉素发酵的临界氧浓度为5%~10%，低于此值就会对青霉素合成带来损失。

4.工艺指标

表1 工艺计算基础数据

年产量5000t 发酵单位80000μ/ml

发酵周期180h 成品效率1000μ/mg

年工作日320天发酵罐装料系数0.78125

辅助时间12h 种子罐装料系数0.65 消后大罐接种量15% 种子罐发酵周期60h 消后中罐接种量8% 发酵期间补葡萄糖量 1.6kg/（m3·h）5.物料衡算

发酵周期180h，辅助时间12h，则产一批青霉素需要8天。每年共有：

每周期产量为:5000÷40=125t 。

先选择大罐500 m3发酵罐，则每个罐装青霉素料

500×0.78125=390.625 m3。

则每个发酵罐装料量为:

m=390.625 m3×106ml×80000μ/ml÷ 1000μ/mg

=3.125×109mg=31.25t。

则需要的罐体为125÷31.25=4

则此设计中选择4个500m3的发酵罐来发酵罐。

再选择二级种子罐，接种量为15%，在一个周期内,需要中罐装料液体积：V=4×500×78.125%×15%=234.375 m3

=234.375÷78.125%=300 m3 ；

则需要的罐体大小为：V

中

则二级种子罐可选择100 m3的3个。

二级种子罐接种量为8%，所需种子罐装料为

V=234.375×8%=18.75 m3

=18.75÷65%=28.85m3。

所需一级种子罐大小为V

种子

可以选择2个体积为20 m3的一级种子罐。

在整个发酵周期中，只考虑葡萄糖、硫酸铵、苯乙酸、消泡剂、氨水等的体积。

a)发酵培养基（g/l）

表2 发酵培养基用量

葡萄糖10 K2HPO4 4.0

玉米浆40 MgSO4˙7H2O 35

(NH4)2SO4 5.67 KH2PO4 4.53 则（1）葡萄糖：

每周期消耗量：18.75×1000×10=187.5kg

每年消耗量：187.5×40=7500kg=7.5t；

（2）玉米浆：

每周期消耗量：18.75×1000×40=750kg

每年消耗量：750×40=30000kg=30t；

（3）(NH4)2SO4：

每周期消耗量：18.75×1000×5.67=106.31kg

每年消耗量：106.31×40=4252.5kg；

（4）K2HPO4:

每周期消耗量：18.75×1000×4.0=75kg

每年消耗量：75×40=3000kg=3t；

（5）MgSO4˙7H2O:

每周期消耗量：18.75×1000×35=656.25kg

每年消耗量：656.25×40=26250kg=26.25t；

（6）KH2PO4:

每周期消耗量：18.75×1000×4.53=84.94kg

每年消耗量：84.94×40=3397.5kg。

b)种子罐发酵培养基