一种微生物复合菌剂的生产工艺流程及详细设计要求审批稿

一种微生物复合菌剂的生产工艺流程及详细设

计要求

YKK standardization office【 YKK5AB- YKK08- YKK2C- YKK18】

一种微生物复合菌剂的生产工艺流程及设计要求

（附简图)

一．生产前的准备工作

（1）生产用菌种的鉴定:主要包括纯度鉴定，生产性能的检查，有无杂菌污染。还有就是菌种的活性，重要特性有无退化等。

（2）如菌种已发生功能性改变或被杂菌污染，还需要进行菌种的纯化或或复壮。

（3）其次在规模生产之前，还要通过实验室中试，确定该菌群的最适生长温度，PH，发酵培养基的最适成分与比例；生长曲线的绘制与最适培养时间的确定。我们一般选取对数生长期的菌体（丝）做为生产发酵用的菌种。最佳接种量与装液量的控制。

二．实验室菌种的活化与种子培养阶段：

（1）将冷冻保藏管中的菌种在斜面中活化（37℃ 24h），并在平板中进行纯化（37℃ 24h）。最终得到斜面菌种或菌种斜面。

（2）摇瓶培养阶段: 取一环纯化后的的菌种，接入装量为20mL种子培养基的250mL三角瓶中，置于180r/min中摇床中培养 (37℃ 18h)。分别取1mL的种子液 ,接入五个盛有20mL发酵培养基的250 mL 三角瓶中。置于180 r/ min摇床中培养（37℃ 24h）。接种量为三角瓶实际培养基装量的4-5%.PH控制在7.0-7.5之间。

培养基组成见下表：

（注；1ppm=1mg/l)

三．生产车间多级种子罐发酵阶段：

工艺流程 工艺条件 中控

℃

蒸汽 0.103MPa~0.168 MPa 0.5h~1.0h

加料体积50%~75%，实际为60%

PH6.5~7.5 精密试纸或PH 计

121℃~125℃ 0.103MPa~0.168 MPa 0.5h~1.0h 25℃~35℃

常压

摇瓶菌种 物料量的0.5-5%.实际接种量为1%

25℃~35℃ 镜检：

24~36h

菌体的形态、密度

消泡剂芽孢形成率≧80%

搅拌转速：180r/min

二级种子罐重复上述操作和参数控制

其中，由摇瓶菌种向一级种子罐的接种量，控制在一级种子罐实际装料量的0.5%-5.0%;PH控制在6.5-7.5;发酵温度控制在25℃~35℃；装料量控制在种子罐公称容积的60%左右。搅拌转速控制为180r/min.

二级种子罐的具体工艺操作和参数控制和一级种子罐大体相同。二级种子罐培养基成分应尽可能的接近主体发酵罐培养基成分。

通过上述二级种子罐发酵培养，我们大致可以得到450L的发酵种子液。（计算如下：0.6*0.01*V=0.225L由此可得V=37.5L即通过一级种子发酵，我们可以得到22.5L的发酵菌体或菌丝。二级种子罐的接种量为5%。即0.6*0.05*V=22.5L)即V=750L.即通过二级种子发酵，我们大致可以得到450L的二级种子发酵液。

二级种子罐培养基成分如下表

四．主体发酵阶段

（1）发酵罐主要部件的设计与选型（具体设计部分见附页）

主要部件包括：罐体，搅拌器，联轴器，轴承，轴封，挡板，空气分布器，换热装置，传动装置，消泡器，人孔试镜，以及管路等。

(2)通过实验我们可以知道:最佳装液量为（50%-75%）罐体公尺容积；最佳接种量（1%-5%)实际装液量；发酵温度控制在25℃

~35℃；PH 控制在6.8-7.2；搅拌转速180-200r/min.转速过快会对

菌丝体产生破坏，转速过慢易产生发酵泡沫，而且会因为溶解氧不足而影响微生物的生长繁殖。

（3）具体发酵时间和发酵终点的确定，要通过镜检来观察微生物菌体的形态，密度，以及芽孢形成率≧80%。最终来确定发酵时间和

发酵终点。我们一般选取对数生长末期的菌体菌丝做为发酵终点。因为此时微生物代谢活性最高，菌体数目最多。 (4)主体发酵罐培养基成分及比例:

（5）主体发酵罐操作工艺流程框图

50%~75%

PH6.5~7.5

精密试纸或PH 计

℃~125℃

0.5h~1.0h

25℃~35℃

灭菌空气 常压

25℃~35℃ 镜检：

消泡剂 24~36h 菌体的形态、密度

芽孢形成率≧80%

常温常压

液态菌剂固形物含量10~20%

附页部分

一。复合菌剂生产工艺流程简图 二。发酵罐主体部件的设计

发酵罐的种类很多，但是由于其他类型发酵罐应用的产品范围较窄，其流行程度远不如机械搅拌发酵罐，约92%的发酵工厂在使用机械搅拌发酵罐。它的主要部件包括：罐体，搅拌器，联轴器，轴承，轴封，挡板，空气分布器，换热装置，传动装置，消泡器，人孔试镜，以及管路等。 (一)几何尺寸 1.罐体计算：

设计月生产量270吨，则日平均产量为9吨。设计有效装液量为罐体公

称容积的60%。则可知V=15000L

一般H/D=2.5较好，现在发展趋势是H/D 越来越小，已达1.8左右。现设计H/D=2(其中H 罐体高度,D 为发酵罐内径），则由

22215.04

)]61(2[4

D H D D h H D V b +≈+

+=

π

π

；H/D=2.可知罐体高度H=4m;发酵罐内径D=2m 。

罐体各部分材料多采用不锈钢，如1Cr18Ni9Ti,0Cr18Ni9,或瑞典316L 。罐体必须能承受发酵工作时和灭菌时的工作压力和温度。通常要求耐受130度和0.25MPa 的绝压。

2、搅拌器直径和几何尺寸

高径比：对于档数：通用罐D/D 1=3，只能适合罐容积不太大的场合；当罐较大时，D/D 1=3-4。根据需要，现设计采用圆盘涡轮式搅拌器。搅拌器叶轮直径D1=1/3D=2/3m 。 3、封头：

采用椭圆形或碟形封头，当V ＜5m 3时，封头与罐体间采用法兰连接；当V ＞5m 3时，封头与罐体间采用焊接； 4、挡板：

挡板的作用是防止液面中央产生旋涡，促使液体激烈翻动，提高溶解氧。挡板宽度为（0.1-0.12）D 。当满足全挡板条件时，增加罐内附件，轴功率不变。

WZ/D=0.5 即：(0.1-0.12)Z=0.5 即挡板宽度W=0.2m 5、管口位置：

人孔：为了便于操作和维修，封头上的人孔离操作层高度在0.7m 左右，大小为500×450cm ;封头上其它管口，在满足工艺的同时应方便操作。

检测点：在下搅拌与第二档搅拌之间。