青霉素课程设计(3)

五、【青霉素生产菌种的选育】

目的:为了获得比现有青霉素生产菌株985＃更高产的稳定菌株.方法是自然选育与紫外线诱变育种结合使用,经过初筛、复筛等一系列工作,结果筛选得到高产菌株989＃.经考察,989＃菌株是一个比985＃菌株更高产的稳定菌株,可用于青霉素发酵生

产以提高发酵单位. 六、【pH控制】

发酵液中的pH值对微生物的生长及生成物合成影响很大,必须进行有效控制。在发酵过程中,由于生化反应过程的特性,会使pH值逐渐降低,另外(NH4)2SO4也会作为生物质的合成氮源加入

发酵液中。为了维持适宜的值,需加入碱性物质加以调整,而一般是用NH3?H2O来调节发酵液中的pH值,原因是NH?H2O也可作为生物质的氮源物质。同时,由于青霉素菌适宜于稍偏酸性的环境生长,如发酵液中出现偏碱性或中性,不宜于菌体生长和产物合成,菌体衰老也会加快,因此这种pH控制系统中应避免出现超调现象。若产生了超调,即pH值大于设定值时,一般就得靠发酵过程的生化反应机理来自然降低pH值,整个调节速度就比较缓。通常情况下避免超调的办法是采用高比例度的PID调节规律,但这样一来,遇干扰时(若补料时补入(NH4)2SO4,pH值下降),调节过程虽不出现超调现象,但过渡过程时间较长。在研究和设计该控制回路时,最好既保证系统不出现超调,又要有较快的过渡过程。

七、【发酵罐搅拌器的转速与青霉素产生菌生长代谢的关系】 根据青霉素的不同产生菌与不同生长代谢阶段对摄氧量的不同要求及搅拌器转速对溶氧浓度占据的主导地位，对青霉素发酵罐的传统搅拌器进行调速技术改造非常必要。通过改造工程，使青霉素发酵工艺中搅拌器转速、通气量、溶氧浓度和罐压等工艺参数有机结合，促使产生菌的生长代谢条件达到最佳状态。

【搅拌器】

青霉素生产发酵工艺是产生菌在适合的培养性、PH值、温度、通气和搅拌等条件下进行生长与合成青霉素的代谢活动。发酵工艺的持续时间与发酵液内氧的传递能力、营养物质的消耗程

度、有毒性和有抑制性化合物的形成及菌种的物质特性有关。其中通气和搅拌功能是对产生菌提供生长代谢活动的氧源，而搅拌器的功能则是在发酵液通气的条件下，将空气打碎成小气泡，使其均匀分布在发酵液的各个角落，增加气液接触的有效面积，使发酵液随搅拌叶转动形成涡流并提高其湍动程度，减少菌丝因缺氧而产生结团现象，使氧的传递面积增大，延长氧在发酵液中的

停留时间，达到增加青霉素产量的目的。 【搅拌器转速对青霉素发酵工艺的影响】

发酵罐的罐压维持微正状态虽然可以避免负压时造成的染菌和延长氧在发酵液中的停留时间，但是还应当考虑到，如将罐压从微正状态提高时，既不利于产生菌代谢时废气的排除与氧在发酵液内的传递，又增加了设备的负载，同时提高了有害气体的溶解度。在这种情况下，如果单一考虑增大空气流量来提高供氧浓度，将会加快发酵液水分蒸发，随之也会带走更多的挥发性有机酸等其他的中间产物，对产生菌的代谢十分有利。同时，发酵液的黏度也会上升，还会影响液体的湍动程度和氧从气相传递到发酵液中的液膜阻力，使氧的传递阻力增大。此外，发酵液粘度较大时，泡沫将剧增而稳定，且不易破裂，使气液接触的总面积降低。因此，为了消除过多的泡沫就要耗用大量的消沫剂。但是，消沫剂用量过多时，不但不能消除泡沫，反而引起泡沫调节失控，PH值波动，最终导致异常发酵，造成不可挽回的青霉素生产工艺损失。由于空气在发酵液中滞留的时间有限，对溶氧浓度

的影响也将远小于搅拌器转速的影响。由此可见，在青霉素发酵工艺中，并不提倡一味地增大空气流量，而应当调整搅拌器的转速，以便满足不同产生菌及其在不同生长代谢阶段对溶氧的需求。但是，如果搅拌器的转速过高，不仅溶氧浓度趋向饱和，并

且浪费能源，还容易损伤菌体形态和产生过多的泡沫。

设计心得

可以说是很高兴完成这份作业, 因为这对我来说不仅是收获,而是有更多的感触,刚开始做这个作业的时候,我几乎是无从下手的.让人深感烦躁.幸好在老师的指导和自己不断的摸索下找到了一定的方法.这是值得庆幸的.在做这个设计的时候遇

到了很多问题,如。。。

第一次搞这样的课程设计,肯定有好多的不足之处,希望

老师多多指点。

附图

附表（操作规程）及工程图(工艺流程简图、主体设备工艺条

件图)：P8-【附图】

9、操作规程 『见手册』 10、参考文献P9-【参考文献】