好氧性发酵罐在生物制药中的应用讲解
发酵工程在生物制药领域中的应用推广
发酵工程在生物制药领域中的应用推广生物制药是通过利用生物技术手段来制造药物的一种方法，这种方法已经在医疗领域得到广泛应用。
而发酵工程作为生物制药中的重要组成部分，发挥着关键作用。
本文将重点讨论发酵工程在生物制药领域中的应用推广，并探讨其未来发展前景。
发酵工程是一项涉及微生物培养、发酵及相关工艺的综合技术，通过控制温度、pH值、氧气供应等参数，以及添加适当的营养物质，使微生物能够合成所需的产物。
在生物制药领域中，发酵工程广泛应用于生产抗生素、蛋白质药物、疫苗等药品。
首先，发酵工程在生物制药中的应用推广解决了传统制药工艺的一些瓶颈。
传统制药工艺中，大多数药物是通过化学合成方法获得的，但这种方法存在着成本高、产物难纯化等问题。
而发酵工程通过利用微生物的代谢能力，实现了高效、低成本的药物生产。
例如，利用大肠杆菌表达重组蛋白质，可以获得大量高纯度的蛋白质药物。
其次，发酵工程在生物制药中的应用推广提高了药品的质量和效能。
发酵工程可以精确控制微生物的生长环境，从而调节产物的合成和分泌过程。
这种精准调控可以有效减少副产物的生成，提高产物的纯度和活性。
此外，利用发酵工程还可以实现产物的修饰和改良，进一步提高药物的效能和稳定性。
再次，发酵工程在生物制药中的应用推广加快了新药的研发和推广速度。
传统药物研发过程繁琐耗时，而发酵工程可通过高通量筛选技术，快速筛选出具有生物活性的新化合物，并加快其后续开发工作。
此外，发酵工程可以通过优化工艺流程，提高生产效率和产量，进一步加快药物的推广速度，使得药物更快地惠及广大患者。
发酵工程在生物制药领域中的应用推广还面临一些挑战和机遇。
首先，发酵工程需要严格控制生产过程中的微生物污染问题。
微生物的污染会对产物的纯度和稳定性产生不良影响。
因此，建立健全的无菌控制系统和质量管理体系是推广发酵工程的重要保障。
其次，随着生物制药领域的发展，人们对于药物的品质和效用要求越来越高。
因此，发酵工程需要不断创新和优化，以提高产品质量和效能。
生物发酵技术在生物制药中的应用
生物发酵技术在生物制药中的应用生物制药是指利用生物制备和生物法制备的药物，广泛应用于治疗疾病、改善人类健康。
其中，生物发酵技术是一种重要的生产手段，极大地推动了生物制药的发展。
本文将介绍生物发酵技术在生物制药中的应用，并探讨其优势和未来发展方向。
一、生物发酵技术概述生物发酵技术是指利用微生物、动植物细胞或其代谢产物进行酶法催化、代谢工程、酸碱反应等一系列反应的技术。
通过对微生物的培养和控制，可以使其合成所需的药物或药物前体。
二、生物发酵技术在生物制药中的应用1. 蛋白质药物的生产：蛋白质药物是生物制药的重要组成部分，包括重组蛋白、单克隆抗体等。
通过生物发酵技术，可以大量高效地生产这些蛋白质药物，并保证其质量的一致性和稳定性。
2. 抗生素的生产：抗生素是治疗多种感染性疾病的重要药物。
利用生物发酵技术，可以通过培养抗生素产生菌株，获得高产量的抗生素。
同时，通过基因工程技术的应用，还可以提高抗生素的产量和改善其性能。
三、生物发酵技术在生物制药中的优势1. 高效、规模化生产：通过合理的培养和控制条件，生物发酵技术可以实现大规模的药物生产，满足市场需求。
2. 产品质量可控：微生物发酵过程中的环境因素对药物质量具有重要影响，通过对培养条件的调控，可以实现对产品质量的可控制。
3. 生产成本低：相比传统的化学合成方法，生物发酵技术能够降低生产过程中的能耗和原料成本，提高资源利用效率，从而降低了生产成本。
四、生物发酵技术在生物制药中的未来发展方向1. 高效表达系统的研究：当前，科学家们正在研究开发更高效的蛋白质表达系统，以提高蛋白质药物的产量和纯度。
2. 代谢工程的应用：代谢工程是通过改变微生物的代谢途径和调控代谢网络，以实现高效产物合成的技术。
未来，代谢工程将在生物发酵技术中发挥重要作用。
3. 微生物菌株改良：通过基因工程技术对微生物菌株进行改良，使其具备更高的产物合成能力和更强的抗逆性，将进一步提高生物发酵技术的效率和稳定性。
喷旋式好氧发酵罐在制药洛伐他汀生产中的应用
摘 要 介绍最新 开发 成功并 投产 应用的喷旋式好氧发 酵罐 。 突破 了传统的通用式发酵罐 传质饥 和 设计技 术 ， 它 具有增产降耗 、 能
的效 果和显 著的经济 、 礼会效 益 。已获得 国家发明专利 ， 列为 国家科技成果 重点推广项 同和 同家 重点新技术推广项 Ｈ。
月 的效 果 。
（ ）中 间轴 承 ４ 间轴 承 。
在搅 拌 轴 上设 有 二档 三 拉仟 中
１ 设 备 结构
发 酵罐 结 构 设 计 应满 足下 列要 求 ：（ ）结构 简 １
（） 热装 置 ５换
（） ６ 挡板
置 的挡 板 。
罐 体 内壁 均 布 四组 Ｄ ０ 式 蛇 Ｎ５ 竖
管 换热 器 ， 换热 总面 积 为 １ ． 。 ４ 罐 内设置 二 块 ２ ７ｍ×０ １ｍ对 称 布 ．５ ．８
单 、严密 、耐 腐 蚀性 好 、能 经 得起 蒸 汽 的灭 菌 消毒 ；
（ ） 良好 的气 、 接触 和液 、 ２有 液 固混 和性 能 ； ３ 有 良 （）
好 的热 交 换 性 能 ，以适 应 灭菌 操 作 和使 发 酵 罐 在最 适 宜 的温 度 量减 少 液 面大 泡 沫 的 产生 ，以提 高装 料 系数 和放 罐 体 积 ；６设 有 必要 、 （） 可靠 的检测 及 控制 仪 表 。 现 将 原使 用 的 １Ｍ３通用 式 发 酵罐 和新 设 计 、 ０ 制
根据 厂 方 已建 成 的厂 房 条件 ， 新设 计 、 造 的 四 制 台 １ 喷 旋 式 好 氧 发 酵 罐 除保 持 原 １ｍ 通 用 式 发 ０３
酵罐 的罐 体 尺 寸 和机 械 密 封 外 ，其 结 构 型 式 如 图 ２
生物发酵技术在制药工业中的应用
生物发酵技术在制药工业中的应用生物发酵技术是一种基于微生物生长代谢特性，利用人工环境培养出所需的微生物进行代谢反应，从而实现生物产物生产的技术。
近年来，随着微生物学、分子生物学的不断发展，生物发酵技术得到了广泛的应用，其中在制药工业中的应用更是引人注目。
药物开发过程中需要大量的药物原料，如果使用化学合成方法生产药物原料，则存在成本高、污染环境、反应废弃物处理等问题。
而生物发酵技术不仅可以生产高纯度的药物原料，而且无污染，具有可持续发展的优势。
下面将具体介绍生物发酵技术在制药工业中的应用。
一、抗生素的生物合成抗生素是一种具有抑制或杀灭某些细菌、真菌和其他微生物的药物。
利用生物发酵技术生产抗生素是制备高纯度抗生素的最佳选择。
常见的生产抗生素的微生物有青霉素的青霉菌属、链霉素的放线菌属、红霉素的链霉菌属等。
这些微生物在适宜的环境下进行生产，可以使抗生素的修饰与合成达到最佳效果。
现在，反问题中也有许多机构和团队致力于探索新的合成抗生素的方式，但是微生物生产仍然是主要方式之一。
二、其他药物的生物合成除了抗生素，许多其他药物的先导化合物也可以通过生物发酵技术生产，例如利用大肠杆菌生产肽类等生物药物。
生物药物因其可重复性、强大的临床效果和较小的不良反应而越来越受到关注。
通过生物发酵技术生产肽类药物可以有效地避免产生蛋白质结构错误，提高产品稳定性和可靠性，在生产过程中可以进行严格的质量控制。
三、工业酵素的生产酶是生物发酵技术在制药工业中的另一个成功领域，工业酵素分为水解酶和合成酶两大类。
水解酶包括淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶等，是化学工业、食品工业、炭黑、造纸、印染、清洗剂、皮革加工、建筑材料、纺织、胶体等行业制造的基础原料和改性剂的重要组成部分。
合成酶用于药物合成、农业化学品合成和其他化学品的合成。
虽然生物发酵技术的应用优势明显，但生物发酵技术仍然面临着许多挑战。
生物发酵过程中因为微生物工程不稳定、酵母菌和大肠杆菌等常用的实验材料容易降解，所以需要优化发酵条件。
生物反应与设备—发酵罐的操作(生物制药设备课件)
项目二 发酵罐操作技术
项目二 发酵罐操作技术
项目二 发酵罐操作技术
溶氧电极 （Do）
有原电池溶氧电极和极谱溶氧电极
原电池溶氧电极采用一对不同金 属材质制作的两个电极，将其浸没 在发酵液中，溶解氧得电子所产生 的电流强度与氧气的浓度成正比， 电信号经变送器输送，并在显示器 上显示出溶解氧浓度。
项目二 发酵罐操作技术
2.搅拌器 搅拌器安装在搅拌轴上，起着将空气分散成气泡并
与发酵液充分混合，提高溶氧速率的作用。
搅拌器的叶轮有多种形式，有涡轮式和螺旋桨式两种。 （1）涡轮式搅拌器
中央圆盘上设置 六个叶片，可分为平 叶式和弯叶式两种。
项目二 发酵罐操作技术
（2）螺旋桨式搅拌器 采用类似螺旋推进器的结构，在发酵罐内形成由下
机械搅拌 通风发酵罐 的主要部件有罐体、 搅拌器、挡板、空气 分布器、换热器、消 泡器、人孔、视镜等.
项目二 发酵罐操作技术
1.罐体 罐体是空心圆柱体上下两底焊接封头后所构成的容器。 圆柱体高径之比为1.7～3。
罐体一般采用卫级不锈钢，要求能耐受130℃的高 温和的绝对压力。
封头上设置有进料管、无菌呼吸口、接种管、人孔、 视镜、压力表和取样管等。罐侧壁上设计有各种检测仪器 接口以及换热器的进出口。无菌压缩空气从罐底部通入， 经空气分布管进入发酵液。
项目二 发酵罐操作技术 3.轴封
连接搅拌器的搅拌轴在电动机的驱动下转动，搅拌 轴与罐体间的缝隙通过轴封实现密闭。发酵罐上常采用端 面机械轴封。
端面机械轴封由动环和静环构成 动环由碳化钨钢制成， 静环由聚四氟乙烯制成
动环和静环具有导热性能好，摩擦系数小等特性。
生物制药技术中的仪器设备选择指南
生物制药技术中的仪器设备选择指南生物制药技术是一门以生物学为基础，利用生物体或生物体的组织、细胞、细胞器等进行药物研究、生物制造和生物治疗的学科。
在生物制药技术的发展过程中，选择合适的仪器设备对于保证生产效率和产品质量具有至关重要的作用。
本文将就生物制药技术中的仪器设备选择进行详细讨论，以帮助读者更好地理解和应用。
首先，生物制药技术中常用的仪器设备之一是发酵罐。
发酵罐是生物制药过程中用于培养微生物或细胞的容器。
在选择发酵罐时，应考虑到培养物的特性和生产规模。
对于生产小规模的产品，通常选择小型发酵罐，而大规模生产则需要大型发酵罐。
此外，发酵罐的材质也要符合生产要求，常见的有玻璃钢、不锈钢等。
其次，生物制药技术中常用的仪器设备还包括生物反应器和生物分离设备。
生物反应器用于控制生物反应过程，提供合适的环境条件促进生物体的生长和代谢产物的产生。
选择生物反应器时，需要考虑反应器的控制能力、温度、pH值、搅拌方式等因素，以保证反应过程的有效进行。
生物分离设备则用于从培养物中分离出所需的产物，如蛋白质、细胞、细胞器等。
选择生物分离设备时，应考虑到产品的纯度要求、生产规模以及设备的分离效率等因素。
此外，生物制药技术中还有许多其他的仪器设备选择需要考虑。
例如，生物反应过程中常用到的测量仪器，如PH计、温度计、氧气探头等。
这些测量仪器能够对反应过程中的关键参数进行准确测量，帮助控制生物反应的进行。
在制造过程中，还需要考虑到洁净室的设立，以确保产品的无菌性。
对于某些特殊的生物制药产品，如基因工程药物，可能还需要配备生物安全柜等设备来保护操作人员的安全。
另外，选择仪器设备还需要考虑实验室技术水平和财力的因素。
对于一些小型研究单位或初创企业，由于财力和技术条件的限制，资源有限，因此在选择仪器设备时需要更加精确地平衡需求和实际情况。
可以根据实际需求，选择合适的仪器设备进行小规模试验，逐步提高研发水平和生产能力。
总之，生物制药技术中的仪器设备选择是影响生产效率和产品质量的重要因素。
发酵技术在生物制品生产中的应用
发酵技术在生物制品生产中的应用随着现代生物科技的迅速发展，生物制品的重要性越来越受到了人们的重视。
生物制品是指利用生物技术开发生产的各种具有药用、化妆品用途的化合物、酶、蛋白质等。
而发酵技术作为生物制品生产的核心技术之一，其应用范围与日俱增。
下面将从发酵技术的定义、优点和应用三个方面来阐述发酵技术在生物制品生产中的应用。
一、发酵技术的定义发酵技术是指利用微生物代谢为基础，通过人为创造合适的生长环境、合适的营养和气体交换条件，使微生物进行繁殖和代谢的技术。
其过程包括预处理、发酵反应、分离纯化和产品利用等过程。
发酵技术是传统的汉酵母、面点、酱类制品等制作技艺的升级版，同时在现代化生产中也得到广泛的应用。
在生物工程、生物制药、医药、食品等领域都发挥着重要的作用。
二、发酵技术的优点1.发酵技术是一种环境友好型生产技术。
发酵过程不需要高压、高温、高能耗等，大大降低了能源消耗和污染排放，符合可持续性发展的经济发展模式。
2.发酵技术生产的物质具有高纯度、高活性等特点。
现代生物制品开发中，大量需要获得高纯度、高活性的物质，如抗生素、激素、肽类药物、酶制剂等。
利用发酵技术生产这些物质可以大大提高产品的纯度和活性，更易获得理想的效果。
3.发酵技术生产的成本低。
与传统合成生物制品相比，发酵生产具有较高的自动化程度、较少的投入和低的生产成本。
而且由于生产规模的扩大，规模化生产带来的优势将会更加显著。
三、1.生物制药领域。
发酵技术是生物制品生产的主要手段之一。
生物制药是一种通过生物合成过程制造出的药物，包括蛋白质药物、细胞因子、疫苗、抗生素等。
发酵技术在生物制药的生产过程中就是起到基础性作用的生产方法。
比如，利用大肠杆菌表达重组人胰岛素、重组人生长激素等药物，就是典型的应用发酵技术生产的例子。
2.食品生产领域。
以往，透过发酵而获得的食品主要是酱类、酒类等。
而今，包括乳酸菌饮料、酸奶、奶酪、豆浆等，都通过发酵技术来制造。
使用发酵技术制造食品有很多好处，如在调味方面，发酵技术可以提高产品口感、营养价值等；在保鲜方面，发酵技术也起到了一定的作用。
生物发酵技术在制药领域中的应用
生物发酵技术在制药领域中的应用生物发酵技术是一种利用微生物或细胞进行化学反应的技术，它可以生产出各种精细化学品，为制药行业提供了重要的助力。
在过去的几十年中，随着生物制药技术的发展，生物发酵技术在制药领域中的应用越来越广泛。
1. 生物制药的发展生物制药是指利用生物技术和生物发酵技术，制备出生物大分子产品的一种技术。
这些大分子产品包括蛋白质、抗体、疫苗等，这些产品与化学药物相比具有更高的特异性和更少的副作用。
生物制药在医药领域中占据着越来越重要的地位，已经成为医学研究和治疗疾病的主流方向。
随着生物制药的发展，制药企业对于生产生物制药的需求也越来越强烈。
生物发酵技术作为一种高效、环保、省能的生产手段，逐渐成为生物制药生产的主要方法。
2. 生物发酵技术广泛应用于生物制药领域，其应用领域主要包括以下几个方面：2.1 重组蛋白制药重组蛋白是指将人工合成的DNA插入到细胞内并表达成为蛋白质。
生物发酵技术可以利用真菌、酵母、细菌等微生物或细胞表达重组蛋白，并大规模生产。
例如，利用重组工程技术制备的重组人胰岛素是治疗糖尿病的常用药物之一。
2.2 微生物发酵制药利用微生物发酵技术可以制备出许多天然活性物质，如青霉素、链霉素、四环素等抗生素，抗癌药物紫杉醇等。
微生物发酵技术具有反应温度低、反应器尺寸小、生产成本低等优点，适用于许多生物大分子类药物的生产。
2.3 抗体制造抗体是一种高度特异的蛋白质，能够识别并结合到其他生物大分子上。
利用生物发酵技术可以制造外源性单克隆抗体，作为药物治疗癌症、自身免疫病等疾病。
近年来，随着生物发酵技术的发展，特异性更高的人源化抗体也为药物治疗提供了更好的选择。
2.4 DNA疫苗制造DNA疫苗是一种将有效抗原编码到DNA质粒中，通过DNA疫苗转染后，人体自身细胞表达抗原，从而诱导机体产生免疫保护。
生物发酵技术可以高效制备大量的DNA疫苗，为抗击多种疾病提供了新的手段。
3. 可持续发展的生物发酵技术生物发酵技术一直以来被看作是一种环保、可持续发展的制药技术。
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（3）生物制药 中的应用
该设备可广泛用于抗 生素、氨基酸、酶制 剂、维生素、有机酸 等好氧性发酵过程。 目前该设备在国内用 于谷氨酸、抗生素、 黄原胶、糖化酶、柠 檬酸生产，设备体积 已达到140m3，投入 使用后取得了非常显 著的经济效益。
2.机械搅拌发酵罐
目前机械搅拌通风发酵罐应用最为广泛，约占发酵罐总 数的70%~80%。也称通用式发酵罐。机械搅拌通风发酵 罐是利用搅拌器的作用，使空气和醪液充分混合，促使 氧在醪液中溶解，以保证供给微生物繁殖、发酵和代谢 产物所需要的氧气。
二、设备结构
发酵罐结构设计应满足下列要求：（1）结构简单、严 密、耐腐蚀性好、能经得起蒸汽的灭菌消毒；（2）有 良好的气、液接触和液、固混和性能；（3）有良好的 热交换性能，以适应灭菌操作和使发酵罐在最适宜的 温度下进行；(4)在保证正常发酵的前提下，尽量减少 液面大泡沫的产生,以提高装料系数和放罐体积；(6) 设有必要、可靠的检测及控制仪表。
一、好氧发酵工艺
1.原理：好氧发酵是好氧微生物如细菌、放线菌和真 菌等通过自身的生命活动，通过氧化、还原与合成， 把一部分有机质氧化成无机质，提供微生物生长所需 的能量；一部分有机质转化成微生物合成新细胞所需 的营养物质。
特点：好氧发酵的主要特点在于省地，省投资，省动 力消耗，不产生废水和烟气，无异味，无需高压和锅 炉，杜绝了安全隐患，设备结构简单，操作方便，产 品质量稳定，处理效果好
好氧发酵罐的种类
1.气升式发酵罐 2.机械搅拌发酵 罐 3.自吸式发酵罐 4.射流搅拌罐和 喷射环流搅拌罐
1.气升式发酵罐
包括内环流式和外环流式两种
（一）结构
1 入口 2 空气管 3 上升管 4 冷却夹管 5 压力表 6 罐体 7 气升管 8 排气阀
1 6
7
8
3
5
4
2
（2）工作原理
利用空气喷嘴喷出 高速的空气，空气 以气泡式分散于液 体中，在通气的一 侧，液体平均密度 下降，在不通气的 一侧，液体密度较 大，因而产生与通 气侧的液体产生密 度差，从而形成发 酵罐内液体的环流。 气升式发酵罐有多 种形式,，较常见的 有内循环管式，外 循环管式、拉力筒 式和垂直隔板式。
小组成员
1402011042李纯纯 1402011043杨秀容 1402011045湛琴琴 1402011055徐煜
生物制药
生物技术制药是指利用基因工程，细胞工程，发酵 工程，酶工程，蛋白质工程等生物技术，来研究、 开发和生产用于预防、治疗和诊断疾病的药物。生 物技术制药是在生物制药基础上利用现在生物技术 进行生物药物的制造而发展起来的
总结
现代发酵工业已经形成完整的工业体系，包括抗生素、氨基酸、 维生素、有机酸、多糖、酶、蛋白质、基因工程药物、核酸类 物质及其他生物活性物质的生产。其中好氧发酵占很大比重， 所以好氧发酵罐在其中起到不可或缺的作用。好氧发酵中最难 控制的便是溶液中的溶解氧含量。没有一定的溶解氧，微生物 无法生长和代谢。一般在通入大量无菌空气时，罐内还会安装 搅拌机或升泡器使其均匀分散，从而保持适度的溶解氧浓度。 而且微生物整个发酵过程中对氧的需求量也不同，所以罐内还 需有精密的传感器用来测量溶解氧，以控制空气的进入量和搅 拌速度。总的来说，好氧发酵罐一直不可或缺，但因为一直通 入空气会造成杂菌感染，而且对于溶解氧的控制也不够精确， 所以以后发展应该朝着这俩方面改进，使产率上升，成本下降。
（三） 特点
优点： 不需要空气压缩机 降低设备成本
缺点： 进罐空气处于负压状态，杂菌容易侵染 搅拌转速高有可能切断微生物菌丝影响细
胞生长
（四）多用于乙酸和酵母增殖的发酵生产
ห้องสมุดไป่ตู้
4.喷射环流搅拌罐
一、工作原理
自从Flugel于1939年首次提出喷射反应器的概念之后， 经过七十多年理论与实践的发展，喷射反应器作为一 种性能优异的新型多相反应器，已被广泛应用于气-液、 液-液两相及气-液-固或液-液-固三相反应中。喷射反 应器的工作原理是利用高速流动相去卷吸其它相，使 各相密切接触，产生剧烈的搅拌，达到充分混合的效 果来完成反应。
一、结构
主要由罐体、控温部分、搅拌部分、通气部分、进出 料口、测量系统和附属系统等组成。
二、特点
优点： 适用性强 保障氧气的供应 通入的是无菌的 空气， 减少杂菌污 染
缺点： 成本较高
（3）生物制药中的应用
可用于生产药用酵母、 饲料酵母、活性干酵母、 液体曲、谷氨酸、柠檬 酸、抗生素、维生素、 酶制剂、食用醋、赖氨 酸等。
3.自吸式发酵罐
自吸式发酵罐罐体的结构大致上与通用式发酵罐相同，主要 区别在大搅拌器的形状和结构不同。自吸式发酵罐使用的是 带中央吸气口的搅拌器。
（一）结构
1 带轮(带动轴旋转)
1 2
2 排气阀
3
3 消泡器
4 6
4 冷却水管
5 电机
7
6 导气管
5
7 支架
（二）工作原理：
该发酵罐利用搅拌旋转时产生的抽吸力吸入空气， 不需要空气压缩机提供压缩空气，从而省去了空气系统， 使设备成本降低。它的搅拌器是一个空心叶轮，叶轮快 速旋转时液体由于离心作用而被甩出，并在叶轮空心部 分形成负压，从而将罐外的空气吸到罐内。同时空气因 受到高速流动液体的摩擦剪切作用而变成细小的气泡， 均匀分散在液体之中，然后借助导轮流将气液混合物导 入发酵液中并与之混合。
（2）生物制药 中的应用
例如薛才利将喷射式 反应器应用在柠檬酸 发酵工艺中，结果显 示，无论在产率和节 能方面都优于通用式 发酵工艺。黄建新等 利用外环流反应器研 究了Z5-G菌株发酵生 产聚β-羟基丁酸酯 （PHB），PHB产率 比机械搅拌反应器提 高了10.7%，发酵周期 缩短6h，可节约能耗， 对降低PHB的生产成 本具有一定的实际意 义。