内蒙古工业大学本科毕业设计说明书
沙土孢子 种子扩大培养 28h 36.5℃ 酸化液 结晶液 孢子培养 36.5℃4-5天 二级种子液 斜面孢子 孢子培养 30℃28-30h 空气搅拌 发酵液 一级种子液 发酵 31℃160-200h 脱色 122#树脂 酸化 草酸pH1.75-1.85 ZnSO40.15% 黄血盐0.25%
结晶 15%氨水pH4.5-4.6 28-30℃
过滤 滤液 脱色液 离心 湿品 干燥 土霉素干品
图 2-1 土霉素生产工艺流程图
2.4土霉素主要工艺流程及要求
2.4.1土霉素发酵工段
1培养基成分
培养基中各成份的质量分数为：
淀粉8%，淀粉酶0.00025%，黄豆饼粉2.9%，酵母粉0.4%，硫酸铵1.1%，碳酸钙0.6%，氯化钠0.2%g，磷酸二氢钾0.03%，氯化钴0.0047%，豆油15/36000，加水配制到所需质量。
2发酵条件
一级发酵温度维持在28-30℃，28-30h，并不断通入无菌空气搅拌；二级发酵温度维持在31℃左右，28h。三级发酵大约需要160-200h,温度维持在31℃。通氮量的多少参考pH值。要求100小时前pH在6.3～6.5，100小时后pH6.2～6.3。
3三级发酵操作
（1）灭菌接种 三级发酵是土霉素大量产生的时期，发酵罐和相应管道经过高温实罐灭菌后，待罐温降到29～33℃时即可采用压差法将二级种子液打入发酵罐，开始发酵过程。
（2）通气 为了给土霉素的生长提供充足的氧气，保持最适生长温度需要给发酵
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罐加上搅拌装置。
（3）消泡 为了防止气泡的大量产生需要给发酵罐内添加消泡剂，本工艺主要采用泡敌作为消泡剂。
（4）控温 在多种热源的作用下，可能使得发酵罐内的热量无法及时地散失，使发酵罐内温度不断上升，需要为发酵罐通入冷却水，以便及时地将热量带走。
（5）补料 随着发酵的进行，营养物质的浓度不断下降，因此要通过补料罐和氨罐为其提供营养。
2.4.2提炼工段
用草酸或草酸与无机酸对发酵液进行酸化 （ｐＨ5-20） 处理，不仅除去钙离子，草酸钙能使蛋白质凝固沉淀，有利于过滤；同时，酸化使土霉素溶解，进入液体。用0.2％黄血盐除去铁离子，加入0.25％硫酸锌除去蛋白质，0.2％硼砂助滤。发酵液经过板框过滤得到澄清滤液进行分离提取。
2.4.3脱色、结晶、干燥工段
脱色：采用主副二级脱色，脱色柱采用串并结合的方式使脱色效果达到最佳水平 结晶：滤液用氨水调节pH4.8，加入亚硫酸钠防止氧化，加入尿素降低晶体含水量，在5℃下搅 拌 2ｈ， 结 晶 析 出 粗 品。
干燥：过滤洗涤后，气流干燥，进风 120-130℃，出风70-80℃，得到土霉素成品。
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第三章 物料衡算
3.1 物料衡算依据
设计任务
1、设计项目：800 t/a土霉素生产车间脱色、结晶（间歇）、干燥工段工艺设计 2、产品名称：土霉素
3、产品等级：符合USP28–NF23 4、工作日： 330 天／年 5、生产方法：微生物发酵法
物料衡算以倒推式进行，按一级种子培养、二级发酵、三级发酵、酸化、稀释净化、过滤、脱色、结晶、干燥的反顺序进行,最终得出所设计吨位的土霉素的每日进料量即处理能力。
3.2发酵工段
3.2.1一级种子培养
培养基 一级发酵 出料 损失
设损失量为9%
由二级发酵数据可知：V出=264.53 L V培=V损+V出 ① V损=9%V培 ② 由①②得：V培=290.69 L;V损=26.16 L 因为一级进料罐进料密度?培?1.05 kg/L 所以m培??培.V培?1.05?290.69?305.22 kg 一级培养基的成分：
m淀粉?1.5%m培?0.015?305.22?4.58 kg
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m糊精?1.5%m培?0.015?305.22?4.58 kg m豆饼粉?0.5%m培?0.005?305.22?1.53 kg
m酵母粉?0.75%m培?0.0075?305.22?2.29 kg
m?NH4?2SO4?0.5%m培?0.005?305.22?1.53 kg mNaCl?0.5%m培?0.005?305.22?1.53 kg mCaCO3?0.4%m培?0.004?305.22?1.22 kg
mKH2PO4?0.03%m培?0.0003?305.22?0.09 kg
V11豆油?600V培?600?290.69?0.48 L
m水?94.32%m培?0.9432?305.22?287.88 kg
3.2.2二级种子培养
接种 培养基 二级发酵 损失 设损失量为9%
由三级发酵数据可知：V出=3009.08 L
V培?V接?V出?V损 V接V?8%
培?V接V损??V培?V接??9%
V进?V培?V接 由以上式子及已知条件解得：V进?3306.68 L V接?264.53 L V培?3042.15 L V损?29.76 L 因为二级进料罐进料密度?培?1.07 kg/L
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出料
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所以m培??培.V培?1.07?3042.15?3255.10 kg 二级培养基的成分：
m淀粉?5%m培?0.05?3255.10?162.76 kg
m糊精?0.6%m培?0.006?3255.10?19.53 kg m豆饼粉?2.5%m培?0.025?3255.10?81.38 kg m酵母粉?0.6%m培?0.006?3255.10?19.53 kg
m?NH4?2SO4?0.8%m培?0.008?3255.10?26.04 kg mNaCl?0.4%m培?0.004?3255.10?13.02 kg mCaCO3?0.75%m培?0.0075?3255.10?24.41 kg
mKH2PO4?0.03%m培?0.0003?3255.10?0.98 kg
88V豆油?V培??3042.15?4.42 L
55005500m水?89.32%m培?0.8932?3255.10?2907.46 kg mCoCl2?0.0018%m培?0.000018?3255.10?0.06 kg
3.2.3三级发酵
1、已知条件
（1）培养基各含量百分比
表3-1 培养基各含量
培养基成分 淀粉 豆饼粉 酵母粉 (NH4)2SO4 KH2PO4 ?-淀粉酶
百分比（%） 8 2.9 0.4 1.1 0.03 0.00025
培养基成分 NaCl CaCO3 豆油（v/v ）
水 CoCl2
百分比（%） 0.2 0.6 15/36000 86.77 0.0047
（2）接种量：12%
（3）补料量：5：9补料进料比（v/v） （4）损失量：9%
（5）三级罐进料的密度?培?1.10 kg/L 2、由酸化阶段计算结果可知发酵液体积为42864.37 L 3、计算过程
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