(整理)链霉素生产工艺设计说明书-模板1
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： 106100102 学号： 10*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 (12)6对本设计的评述 (15)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前言链霉素（streptomycin）是一种氨基葡萄糖型抗生素，分子式C2 1H39N7O12。
1943年美国S.A.瓦克斯曼从链霉菌中析离得到，是继青霉素后第二个生产并用于临床的抗生素。
它的抗结核杆菌的特效作用，开创了结核病治疗的新纪元。
从此，结核杆菌肆虐人类生命几千年的历史得以有了遏制的希望。
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。
链霉素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。
2设计任务书2.1基础数据生产规模：800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：3罐发酵装料系数：70%发酵液收率：95%提炼总收率：75%平均发酵水平：22000单位/ml种子培养基配比(g/L)：牛肉膏 6%，葡萄糖 4%，KH2PO41%，MgSO41%生产培养基配比(g/L)：葡萄糖4%，黄豆饼粉0.8%，玉米浆1.5%，（NH4）2SO40.5%，豆油0.2%，KH2PO40.01%，CaCO30.04%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Di/D: 1/3～1/2挡板宽度与罐体直径之比Wb/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：38cP培养基比热容: C=.037×4.18X＋4.18(1－X)【X:固形物的质量百分比】2.3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。
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；发酵车间耗冷量计算。
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。
4、对发酵设备进行详细化工计算与设计。
4设计要求1、根据以上设计内容，书写设计说明书2、完成图纸两张（1号图纸）：全厂工艺流程图（初步设计阶段），发酵设备总装图（剖面和俯视图）。
3工艺流程4工艺计算4.1物料衡算首先计算生产1000kg成品链霉素所需耗用的原辅材料及其他物料量：1.发酵液量：V1=1000×800÷[22000×（1－1%）×95%×75%]=51.55m32.种子液量(接种量为15%):V2=V1×15%=7.7325m33.牛肉膏耗用量：种子液用量：V2×6%=7.7325×103×6%=463.95kg 4.葡萄糖耗用量：种子液用量：V2×4%=7.7325×103×4%=309.3kg发酵液用量：V1×4%=51.55×103×4%=2062kg葡萄糖总共耗用量：309.3+2062=2371.3kg5.KH2PO4耗用量：种子液用量：V2×1%=7.7325×103×1%=77.325kg发酵液用量：V1×0.01%=51.55×103×0.01%=5.155kgKH2PO4总共耗用量：77.325+5.155=82.48kg6.MgSO4耗用量：种子液用量：V2×1%=7.7325×103×1%=77.325kg7.黄豆饼粉耗用量：发酵液用量：V1×0.8%=51.55×103×0.8%=412.4kg 8.玉米浆耗用量：发酵液用量：V1×1.5%=51.55×103×1.5%=773.25kg 9.（NH4）2SO4耗用量：发酵液用量：V1×0.5%=51.55×103×0.5%=257.75kg 10.豆油耗用量：发酵液用量：V1×0.2%=51.55×103×0.2%=103.1kg 11.CaCO3耗用量：发酵液用量：V1×0.04%=51.55×103×0.04%=20.62kg500吨/a，链霉素厂发酵车间的生物料衡算4.2热量衡算1.对于单发酵罐，利用直接蒸汽混合加热，蒸汽消耗量为：)1()(212η+⋅--=ct i t t Gc D式中:D ——蒸汽消耗量,kg G ——被加热料液量,kgc ——料液的比热,kJ/(kg ·℃) t 2——加热结束时料液的温度,℃ t 1——加热开始时料液的温度,℃ i ——蒸汽的热焓,kJ/kgη——加热过程中由于热损失而增加的蒸汽消耗量,η可取5%-10%又料液的比热：c=0.37×4.18x+4.18×（1-x ）x ——固形物的质量百分比根据重庆地区的地理位置及气候条件，取一年中的最低室温10℃作为料液的初始温度t 1，η取10%，忽略种子液的加热被加热料液量:G=51550+2062+5.155+412.4+773.25+257.75+103.1+20.62 =55184.275kg 固形物的质量百分比:x=3634.275/55184.275=6.59%料液的比热: c=0.37×4.18×6.59%+4.18×(1-6.59%)=4.01kJ/(kg ·℃) 故直接蒸汽混合加热，蒸汽的消耗量:D 1=Gc(t 2-t 1)·(1+η)÷(i-t 2·c)=55184.275×4.01×(121-10) ×(1+10%)÷(503.67-121×4.01) =1.46×106kg2.发酵罐空罐灭菌时的蒸汽消耗量估算：D=5V F ρs式中: V F ——发酵罐全容积,m 3ρs ——发酵罐灭菌时,罐压下蒸汽的密度,kg/m 3灭菌时的温度为121℃，在该温度下水蒸汽的密度ρs=943.1kg/m3发酵罐全容积VF=51.55÷75%=68.73 m3故 D2=5VFρs=5×68.73×943.1=3.24×105kg3.发酵罐实罐灭菌保温时的蒸汽消耗量估算一般来讲，保温时间内的蒸汽消耗量可按发酵罐实罐灭菌直接蒸汽加热升温时的蒸汽消耗量的30%～50%来估算。
故 D3=50%D1=7.3×105kg总蒸汽的耗用量为:D=D1+D2+D3=2.514×106kg500t/a链霉素车间总热量衡算表4.3耗水量的计算种子液用水量:7.7325(m3)发酵液用水量:51.55(m3)发酵冷却水用量:(只考虑全年平均负荷)W=Q÷{c2*(tk－tH)}式中:W——冷却水消耗量，kg/hQ——物料的热效应,kJ/hc2——冷却水的比热kJ/(kg*℃)，通常水的比热为4.183kJ/(kg*℃)tk——冷却水的出口温度℃tH——冷却水的进口温度℃在计算冷却水耗量时,其冷却水的进出口温差(△t=tk －tH)取5℃(冷冻水或冷盐水)其中发酵罐发酵过程中的热效应计算:Q=QF *VL式中:Q——发酵罐的热效应,kJ/hQF——单位体积发酵液所产生的热量,又称发发酵热,kJ/(m3*h),对于链霉素发酵,其值为18800kJ/(m3*h)VL——发酵罐内发酵液体积,m3其中发酵罐内发酵液体积见发酵罐公称容积计算：VL=60*75%=45(m3)则W=Q÷{c2*(tk－tH)}=QF*VL÷{c2*(tk－tH)}=18800*45÷{4.183*5}=40449.44 kg/h500t/a链霉素车间用水量衡算表5发酵车间设备的选型计算5.1发酵罐的选型根据发酵物的发酵特性，选用机械涡轮搅拌通风发罐(通用罐)，选用此种发酵罐的原因主要是：历史悠久，资料齐全，在比拟放大方面积累了较丰富的成功经验，成功率高。
5.2生产能力、数量和容积的确定5.2.1发酵罐容积的确定公称容积的计算V=800*1000*800÷（22000*300*3*99%*95%*75%）÷75%=61.1(m3),取60(m3)则选用公称容积60(m3)的发酵罐。
5.2.2生产能力的计算平均每罐发产品生产量：60*75%*99%*95%*75%*22000/800=872.9(kg)5.2.3发酵罐个数N=发酵周期×每天放罐数=8*3+1=25个5.2.4主要尺寸的计算公称容积：60m 3发酵罐的H/D 值取2， =V 全0.785224232⨯+⨯D D D π=68.73 D=383.173.68=3.4m mm h h H b a 90050850=+=+=封H=6.8m89.72205.0785.02242785.02232=⨯⨯+⨯+⨯=+=•D D D V V V D π封全全 m 360m 3通用式发酵罐的主要尺寸来确定.得到5.2.5冷却面积的计算发酵罐采用内部列管式蛇管换热。
以黄豆饼粉为原料的链霉素工程发酵设计
以黄豆饼粉为原料的链霉素工程发酵设计以以黄豆饼粉为原料的链霉素工程发酵设计为标题，本文将介绍该工程发酵的设计过程和相关要点。
第一部分：引言链霉素是一种广泛应用于畜禽养殖和人类医药领域的抗生素，其生产通常通过微生物发酵得到。
而黄豆饼粉作为一种廉价的原料，具有丰富的蛋白质和碳水化合物，成为链霉素工程发酵的理想选择。
本文将围绕以黄豆饼粉为原料的链霉素工程发酵设计展开讨论。
第二部分：黄豆饼粉的优势黄豆饼粉作为链霉素发酵的原料，具有以下几个优势：1. 丰富的蛋白质：黄豆饼粉中含有丰富的优质蛋白质，可为链霉素的合成提供充足的氮源。
2. 合适的碳源：黄豆饼粉中的碳水化合物可以作为链霉素合成过程中的碳源，提供能量和碳骨架。
3. 廉价易得：黄豆饼粉作为农产品副产物，价格相对较低，易于大规模应用。
第三部分：工程发酵设计1. 菌种的选择：链霉素的生产菌株通常选择链霉菌属中的某些菌株，如Streptomyces aureofaciens。
菌株的筛选应考虑其产量、稳定性和抗性等特性。
2. 发酵条件的优化：发酵条件的优化对于提高链霉素产量至关重要。
包括温度、pH值、氧气供应、搅拌速度、发酵时间等因素的调控，都会对链霉素合成产量产生影响。
3. 预处理工艺：黄豆饼粉需要进行适当的预处理，以提高其可溶性和可利用性。
常见的预处理方法包括研磨、蒸煮、酶解等，以释放出黄豆饼粉中的有效成分。
4. 发酵培养基的配方：发酵培养基的配方应根据菌株的需求和黄豆饼粉的特性进行合理设计。
需要考虑碳源、氮源、微量元素和调节剂等成分的添加，以满足链霉素生产的需求。
5. 发酵过程的监控：发酵过程中需要对关键参数进行监测和控制，以确保菌体生长和链霉素合成的顺利进行。
常用的监测指标包括菌体干重、链霉素产量和消耗情况等。
6. 下游处理：链霉素的生产通常包括发酵、提取、纯化等步骤。
下游处理的优化可有效提高链霉素的纯度和产量。
第四部分：发酵工程的应用前景以黄豆饼粉为原料的链霉素工程发酵设计具有广阔的应用前景：1. 农业领域：链霉素作为一种广谱抗生素，可应用于畜禽养殖中，预防和治疗动物疾病，提高养殖效益。
年产300吨螺旋霉素的发酵工艺设计
螺旋霉素是一种强效的抗生素，广泛应用于医药领域。
为了高效产出螺旋霉素，我们需要设计一套稳定的发酵工艺，以下是一种适用于年产300吨螺旋霉素的发酵工艺设计。
一、菌种培养1.菌种选择选择一株高产螺旋霉素的链霉菌菌种，如Streptomyces ambofaciens。
2.菌种制备将菌种悬浮培养在含有适宜的培养基（如显著菌种培养基）中，充分培养到适宜的生长阶段。
二、发酵罐设计1.发酵容器选址选择容量为500m3的发酵罐，选址于空气流通、温度适宜、避光的地方。
2.发酵罐结构发酵罐由不锈钢制成，具有良好的耐腐蚀性，内部光滑涂层以防止菌体附着。
3.发酵罐控制系统配备合适的控制系统，实时监测温度、pH值、溶氧量、发酵液搅拌速度等参数，并作出相应调整。
三、发酵条件控制1.液体培养基配方优化液体培养基配方，需包括适量的碳源、氮源、磷源、微量元素等。
在液体培养基中加入适量的抗泡剂以防止液体起泡。
2.发酵温度保持发酵温度在28-30摄氏度范围内，使菌体处于最适生长温度下。
3.pH值控制保持发酵液pH值在7.2-7.4的范围内，通过自动控制添加酸或碱来调整pH值。
4.溶氧量控制通过控制搅拌速度和通气量来维持合适的溶氧量。
（建议溶氧含量大于30%）四、发酵过程控制1.发酵液输送将菌种制备好的发酵液注入发酵罐，等待发酵开始。
2.发酵周期将发酵周期控制在5-7天，定期抽取发酵液进行检测。
3.避光处理由于螺旋霉素对光敏感，需对发酵罐进行避光处理，以防止产物降解。
五、产品提取和纯化1.发酵液离心将发酵液离心分离，得到菌体和发酵液。
2.螺旋霉素提取采用溶剂萃取法，将菌体与溶剂混合，得到含有螺旋霉素的溶液。
3.精制和纯化通过多级萃取、结晶、干燥等工艺步骤，对螺旋霉素进行精制和纯化。
六、产品包装和储存将纯化好的螺旋霉素进行包装，存储在低温干燥的条件下，防止湿气、光照和氧化等因素对产品质量的影响。
以上是适用于年产300吨螺旋霉素的发酵工艺设计，通过科学的菌种培养、发酵罐设计、发酵条件控制，以及产品提取和纯化步骤，可以实现高效产出高质量的螺旋霉素。
第四章 链霉素制药
吸附与解析: 通过弱酸型阳离子交换树脂进行离 子交换，再用稀硫酸洗脱,收集高浓度洗脱液──链霉 素硫酸盐溶液。洗脱液再经磺酸型离子交换树脂脱盐， 此时溶液呈酸性，用阴离子树脂中和后，再经活性炭 脱色得到精制液 精制: 精制液经薄膜浓缩成浓缩液，再经喷雾干 燥得到无菌粉状产品，或者将浓缩液直接做成水针剂。
高浓度链霉素逐步处理链霉素产生菌 无机磷抑制
3.发酵工艺及控制要点
链霉素发酵生产采用三级或四级 发酵培养 离子交换法分离精制产品 斜面孢子培养 摇瓶种子培养 二级或三级种子罐扩大培养 发酵培养及提取精致
斜面孢子培养 菌种发酵，将冷干管或沙土管保存的链霉菌孢子接种到斜 面培养基上，于27℃下培养7天。
摇瓶种子培养 待斜面长满孢子后,制成悬浮液接入装有培养基的摇瓶中， 于27℃下培养45～48小时待菌丝生长旺盛后 二级或三级种子罐扩大培养 取若干个摇瓶，合并其中的培养液将其接种于种子罐内已 灭菌的培养基中，通入无菌空气搅拌，在罐温27℃下培养62～ 63小时，然后接入发酵罐内已灭菌的培养基中，通入无菌空气， 搅拌培养，在罐温为27℃下，发酵约7～8天。
链霉素
氨基糖苷类抗生素
（二） 链霉素的理化性质
1.存在形式
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 臭，味微苦。
链霉素分子中有三个碱性基团，其中两个是链霉肌上的强 碱性肌 基(pK=11.5)，第三个是葡萄糖胺上的弱碱性的甲氨其(pK=7.7)。所以， 链霉素在水溶液中随pH值不同可能以四种不同的型式存在。（浓度） 当pH很高时，链霉素成游离碱(str)形式;当pH值降低时，可逐渐电 离成一价正离子(str-H+)、二价正离子(str- 2+);在中性及酸性溶液中，成 为三价正离子(str-H3+)。 根据链霉素碱性基团的pK值，pH = 6.0-14.0各种形式的 链霉素的 平衡浓度如图皿显。链霉素在中性溶液中能以三价阳离子形式存在，所 以可以用离子交换法进行提取
第四章 链霉素制药
出发菌株多采用灰色链霉菌(Streptomyces griseus)、 比基尼链霉菌和灰色链霉菌等
灰色链霉菌的孢子梗直而短，不呈螺旋彤，孢子数量很多，孢
了乃断裂而成，呈椭圆形，气生菌丝和孢子均呈白色，单菌落生长丰
满，呈梅花型或馒头型，直径为3-4mm，基质菌丝透明，在斜面背后
产生淡色色素。
2. 高产菌株的诱变
3. 终止阶段：阻止终止密码子与A位结合；阻止70S 亚基的解离。
转录
翻译 蛋白体蛋
白质结合，
起到了干扰
结核杆菌蛋
复制
白质合成的 作用，从而
杀灭或者抑
制结核杆菌
生长的作用。
agar plate 琼脂培养基
lawn of test bacteria 测试菌苔
filter papers soaked with test compounds
抗生素 种类
青霉素
产生菌 真菌产生
化学结构 β－内酰胺类
作用对象
作用机制
抗G+细菌的 影响细胞壁合成链霉素ຫໍສະໝຸດ 红霉素多粘菌 素四环素
灰黄霉 素
放线菌产 生
放线菌产 生
细菌产生
氨基糖甙类 大环内酯类 多肽类
放线菌产 生
真菌产生
四环素类 多烯类
抗G－细菌 影响蛋白质合成
抗G+细菌的 影响蛋白质合成
抗G－细菌 抗病毒
链霉素
氨基糖苷类抗生素
（二） 链霉素的理化性质
1.存在形式
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
臭，味微苦。
链霉素分子中有三个碱性基团，其中两个是链霉肌上的强 碱性肌 基(pK=11.5)，第三个是葡萄糖胺上的弱碱性的甲氨其(pK=7.7)。所以， 链霉素在水溶液中随pH值不同可能以四种不同的型式存在。（浓度）
项目二 链霉素的发酵
液氮保藏(-196℃)
或
沙土管保藏(2-4℃)
斜面培养恒温恒湿35-36℃，7天
原斜面孢子
工艺流程
斜面培养恒温恒湿34-35℃，6天
斜面孢子(代1)
摇瓶培养33-34℃，39.5hr转速250rpm 装量80ml/750ml接种量一块斜面/瓶50-64hr 小罐种子培养36±0.5℃24-30h转速60-300rpm， 搅拌功率5.5kw通气量2m3/min,罐压0.03Mpa 中罐种子培养36±0.5℃，25hr转速60-240rpm接种量15% 通气量1.5VVM罐压0.03Mpa搅拌功率22kw 大罐发酵36±0.5℃，136hr转速60-130rpm接种 量15%通气量0.75VVM罐压0.04Mpa搅拌功率115kw
链霉素的发酵方案的制备
制作小：第三组 陈文 顾香君 戴逊 桑圣月 冯伊鹭 陈科亦
一、概 述
链霉素（streptomycin）是一种氨基葡 萄糖型抗生素，分子式C21H39N7O12。 1943年美国 S.A.瓦克斯曼从链霉菌中分离 得到，是继青霉素后第二个生产并用于临 床的抗生素。它的抗结核杆菌的特效作用 ，开创了结核病治疗的新纪元。从此，结 核杆菌肆虐人类生命几千年的历史得以有 了遏制的希望。
链霉素效价的测定
效价测定的方法：（1）样品处理 A．发酵液浸提处理：称取2g均匀后发酵液加丙酮 浸提液9ml，超声40min，8000r/min离心5min，取 上清备用。若效价较高，可用0.1mol/L，pH4.0的醋 酸-醋酸钠缓冲液，进行一定稀释。 B.丙酮浸提液：丙酮：1mol/L HCl：水 =490ml:48ml:462ml ,再用1mol/HCl调节pH至1.82.3。 (2) 也像（HPLC）检测 柱子：Gemini C18 洗脱液：乙腈50mM KH2PO4=30%:70%,pH4.5
链霉素实验报告
链霉素实验报告链霉素实验报告一、引言链霉素是一种广谱抗生素，被广泛用于临床上的治疗。
本次实验旨在探究链霉素的抗菌活性及其对细菌生长的影响。
二、实验设计与方法2.1 实验材料- 链霉素标准品- 大肠杆菌培养基- 培养皿- 移液管- 灭菌棉签- 离心机2.2 实验步骤1. 准备不同浓度的链霉素溶液。
2. 将大肠杆菌培养液均匀涂布在培养皿上。
3. 在培养皿上分别滴加不同浓度的链霉素溶液。
4. 使用灭菌棉签将链霉素溶液均匀涂抹在培养皿上。
5. 将培养皿置于恒温培养箱中，培养一定时间。
6. 观察培养皿上的菌落生长情况。
三、结果与讨论3.1 结果分析通过观察实验结果，我们可以得出以下结论：1. 链霉素对大肠杆菌具有明显的抑菌作用。
随着链霉素浓度的增加，菌落的生长明显减少。
2. 在链霉素浓度较低时，菌落生长受到一定程度的抑制，但仍有少量菌落能够存活和繁殖。
3. 链霉素浓度较高时，菌落生长完全被抑制，培养皿上几乎没有菌落形成。
3.2 结果讨论链霉素是一种抗生素，通过抑制细菌蛋白质合成来发挥抗菌作用。
实验结果表明，链霉素对大肠杆菌具有明显的抑菌效果。
这是因为链霉素能够与细菌的核糖体结合，阻止蛋白质的合成，从而抑制细菌的生长和繁殖。
实验中观察到随着链霉素浓度的增加，菌落的生长明显减少。
这是因为链霉素的浓度越高，与细菌核糖体结合的机会越大，抑制蛋白质合成的效果越明显。
当链霉素浓度较低时，菌落的生长虽然受到一定程度的抑制，但仍有少量菌落能够存活和繁殖。
这可能是由于链霉素的抗菌作用与菌株的敏感性有关，不同的大肠杆菌株对链霉素的敏感程度不同。
当链霉素浓度较高时，菌落生长完全被抑制，培养皿上几乎没有菌落形成。
这说明链霉素在一定浓度范围内对大肠杆菌具有较高的抗菌活性。
这为临床上链霉素的应用提供了依据，适当提高链霉素的浓度可以更好地抑制细菌的生长。
四、结论通过本次实验，我们得出了以下结论：链霉素对大肠杆菌具有明显的抑菌作用，随着链霉素浓度的增加，菌落的生长明显减少。
抗生素生产工艺
抗生素的作用机制
• 抑制细胞壁合成：青霉素、头孢菌素 • 影响细胞膜功能：多烯类抗生素 • 抑制病原菌蛋白质合成：四环素 • 抑制核酸合成：丝裂霉素C • 抑制生物能作用：抗霉素
抗生素生产工艺
我国抗生素工业的发展
• 我国1953年设计制造了4个5吨发酵罐，建立上 海第三制药厂，开始生产青霉素
• 大环内酯类：红霉素、麦迪加霉素，含有一个大环内 酯作配糖体，以苷键和1-3个分子的糖相连
• 四环类：四环素、土霉素，以四并苯为母核 • 多肽类：多粘菌素、杆菌肽，含有多种氨基酸，经肽
键缩合成线状、环状或带侧链的环状多肽
抗生素生产工艺
抗生素的作用
• 广谱抗生素：氨苄青霉素 • 抗革兰氏阳性菌抗生素：青霉素 • 抗革兰氏阴性菌抗生素：链霉素 • 抗真菌抗生素：制霉菌素 • 抗病毒抗生素：四环类抗生素 • 抗癌抗生素：阿霉素
抗生素生产工艺
无机盐和微量元素 • 同其他微生物
抗生素生产工艺
前体
• 菌体利用其构成抗生素分子中的一部分 而其本身没有显著改变的物质
• 一定条件下控制菌体合成抗生素的方向 并增加抗生素的产量
抗生素生产工艺
发酵
目的是使微生物大量分泌抗生素 • 接种10% • 通气 • 搅拌 • 控制罐温 • 消泡 • 控制pH • 定时采样进行生化分析、镜检，测定菌体浓度、
物（糖、脂肪酸）结合
抗生素生产工艺
与青霉素合成相关的氨基酸
• 赖氨酸 • 半胱氨酸 • 缬氨酸
抗生素生产工艺
抗生素生产的工艺过程
菌种 孢子制备 种子制备 发酵 发酵液预处理 提取及精制 成品包装
抗生素生产工艺
菌种
• 来源于自然界，获得能产生抗生素的微生物， 经分离、选育和纯化后即称为菌种
抗生素生产工艺
工艺流程
冷冻管
孢子培养
25°C,67d 种子培养 25°C,4045d 1:1.5VVM
斜面母瓶
孢子培养
一级种子罐 发酵罐
25°C,67d 种子培养
大米孢子
25°C,4045d
二级种子罐 放罐
冷至15 °C
发 酵 1:2VVM
22-26°C,6-7d 1:1-0.8VVM
提炼
培养基
• 碳源：利用多种碳源和乳糖、蔗糖、葡萄糖等。 普遍采用淀粉经酶水解的葡萄糖糖化液进行流 加 • 氮源：可选用玉米浆、花生饼粉、精制棉籽饼 粉或麸质粉，并补加无机氮源 • 前体：为生物合成含有苄基基团的青霉素G， 在发酵中加入前体如苯乙酸或苯乙酰胺，加入 量不能大于0.1%，采用多次加入方式 • 无机盐：硫、磷、钙、镁、钾等盐类
发酵液
(26000 r/ml)
酸化液+低单位套液
并加适量黄血盐，搅30′ 加黄血盐及硫酸锌
稀释到7500-8000 r/ml
稀释液
净 化 滤液（土霉素草酸）
净化液
板框过滤
滤渣（草酸钙、蛋白质、菌体、
铁络合物）
滤液
离子交换
122#
脱色液
氨水调pH4.1-4.7
搅50′
土霉素↓ + 草酸
气流干燥 80-90º C
发酵液的过滤和预处理
• 分离菌丝、去除杂质
• 预处理：去除高价无机离子和蛋白质
• 过滤：去除固形物及菌体
发酵液的预处理
• 草酸及磷酸去除高价离子钙、镁，还能 促使蛋白质凝固 • 黄血盐有利于去除铁离子 • 硫酸锌有利于凝固蛋白质 • 等电点法、加热法、絮凝法去除蛋白
发酵液的过滤
链霉素发酵工艺验证方案要点
链霉素发酵工艺验证方案1.目的：确认链霉素发酵系统工艺流程，确认种子工艺、小小罐工艺、小罐工艺、中罐工艺、大罐发酵工艺，验证该发酵系统工艺的稳定性和可靠性及制备的发酵液能否达到中间体规格要求。
2.范围：此方案包括一个50吨大罐链霉素发酵液的生产过程。
2.1验证地点：403车间发酵工段：2.2验证对象：2.2.1原斜面2.2.2代1、代2斜面2.2.3母瓶2.2.4子瓶2.2.5小小罐2.2.6小罐2.2.7中罐2.2.8大罐2.3验证步骤：确定验证方案，确定验证计划，内容、步骤，以便准确验证链霉素发酵系统。
3.验证措施概要：3.1生产记录：原斜面：冷藏期≤10天外观无菌外观集落:白色丰满、正常代1或代2斜面：冷藏期≤14天外观无菌外观集落：白色丰满、正常母瓶：无菌斜面及外观无菌菌丝粘稠、色泽米黄、无颗粒状菌丝效价68小时≥1700u/ml效价96小时≥3500u/ml效价120小时≥6700u/ml冷藏期≤5天菌龄50~64小时菌丝II—III子瓶：无菌斜面及外观无菌菌丝粘稠、色泽米黄、无颗粒状菌丝效价120小时≥7000u/ml效价144小时≥7500u/ml冷藏期≤7天菌龄30~44小时菌丝II—III小小罐：菌丝II—III镜检无菌放罐效价≥800u/ml，残C≤3.5g/100ml，残N≤140mg/100ml，PH≤7.5小罐：菌丝II—III镜检无菌放罐效价≥1200u/ml，残C≤3.5g/100ml，残N≤140mg/100ml，PH≤7.5中罐：菌丝II—III镜检无菌放罐效价≥1800u/ml，残C≤3.5g/100ml，残N≤140mg/100ml，PH≤7.5大罐：放罐残糖≤2.0克/100毫升放罐残氮≤120毫克/100毫升放罐透光度≥40%放罐效价≥14000u/ml3.2原材料：生产过程中所用的各种原材料及其规格（见原材料一览表）3.3设备：生产链霉素所及设备见设备一览表。
年产300吨螺旋霉素的发酵工艺设计.
1绪论1.1引言螺旋霉素，英文名Spiramycin。
白色或微黄色粉末，微有味；微吸湿；易溶于乙醇、丙醇、丙酮和甲醇，难溶于水。
该品系多组分大环内酯类抗生素，具有强大的体内抗菌作用和抗菌后效应（PAE），能够增强吞噬细胞的吞噬作用，广泛分布于体内。
本品在组织细胞内浓度较红霉素高，而副作用小于红霉素。
与红霉素有交叉耐药。
对革兰阳性菌和一些革兰阴性菌如链球菌、脑膜炎双球菌、百日咳杆菌、梭状芽胞杆菌等包括对青霉素、链霉素、四环素、氯霉素耐药菌均有效。
螺旋霉素是多组分的抗生素，其主要成分包括螺旋霉素I、II、III。
其发酵液中组分I含量最高，为60％；其次是组分II含量，为24％；最后是组分III含量，为13％。
各组分活性相近。
螺旋霉素是3种组分的复合物，复合物为奶油色、味苦的无定形碱性抗生素。
可溶于氯仿、醇类、己烷、苯、酮、醋酸酯，微溶于水。
其硫酸盐溶于水和低级醇。
熔点：组分I为134～137℃：组分II为130～133℃；组分III为128～131℃。
在231-232 um处有紫外吸收峰，本身带有发色基团。
遇浓硫酸或盐酸呈紫色反应。
麦芽酚反应、茚三酮反应、坂口反应、双缩反应、斐林反应均为阴性。
多年来，在我国药品市场中，抗感染药物的销售额始终位居第1，目前年销售额已达400多亿元人民币，占全国年药品销售总额的30%左右。
在抗感染药物市场中，大环内酯类抗生素是主力军之一，在今后的发展中，我国的医疗保障系统将会更完善，对螺旋霉素及其衍生物的需求也会加大。
2.菌种的选育2.1出发菌种的选择一般菌种分离纯化和筛选的步骤如下：用产二素链霉菌SIPI9004生产螺旋霉素。
2.2筛选培养基和培养条件琼脂培养基/%：葡萄糖1.5，黄豆饼粉1.0，麸皮1.0，MgSO 4・7H 2O0.05，CaCO 30.3，琼脂2.0；pH7.0，28℃培养12d 。
种子培养基：葡萄糖，淀粉，黄豆饼粉，酵母粉，NaCl ，CaCO 3；pH7.0，斜面孢子挖块接种，摇瓶置于旋转摇床(230r/min)，28℃培养48h 。