发酵生产的影响因素.docx

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发酵生产的影响因素

发酵培训之南宫帮珍创作

创作时间：

二零二一年六月三十日

发酵生产的影响因素

发酵生产中存在着诸多影响因素,而四年夜主要影响因素,使之困扰着发酵能否正常运作；能否发酵指标继续坚持较好水平；能否到达降本钱增效益的方向目标.另外还有一年夜辅助因素,是保证生产是否顺利运行和稳定提高的基本条件.

四年夜主要影响因素包括：

1.适合年夜生产的优质菌种；

2.匹配的设备条件；

3.符合质量标准的原资料；

4.完善的配方和严谨的工艺控制.

一年夜辅助影响因素包括：

蒸汽——设备和培养基灭菌

动力——压缩空气的制备

电网——搅拌的驱动

冷却水——循环水制冷

为了减少这些因素给我的生产造成的影响,需要各个部份的基础工作,扎实认真、有效配合、严格把关、共同维护,尽量减少生产摆荡.防止生产异常,并将损失降到最低,到达满意抗生素生产指标的高效完成.

一.生产菌种

它是理想的发酵生产水平的内因因素.菌种工作做好了,发酵生产就取得了一半的胜利,这是因为,好的菌种在外因强有力的推动下,能发挥出他应有的能力和水平,使发酵生产指标到达一个较高的水平.

1）.满足年夜生产需求的斜面瓶数,并按时制备成胞子悬浮液.靠压差法接入一级种子罐进行培养,到达胞子发芽、繁殖菌丝的目的,一级种子长好后移入二级种子罐,到达继续扩年夜菌丝的目的,之后,二级种子移入发酵罐,进行前期菌丝繁殖扩年夜的低级代谢,之后进入次级代谢,低级代谢与次级代谢交替进行,最后获得具有产物生成的抗生素；

2）.优质菌种必需是纯种,只有抗生素生产菌的一个菌体,不带有其它杂菌；

3）.种子生产必需旺盛,迅速,发生所需的产物时间短,在规定的时间里,菌种必需产出预期数量的产物,并坚持相对稳定；

4）.在遗传上必需稳定,比力容易分离提纯；

根据微生物的生理生化特性,人工缔造适宜的条件（高温、干燥、缺氧、营养缺乏）使微生物的代谢活动处于不活泼和生长繁殖受抑制的休眠状态.（砂土收藏法、真空冷冻干燥收藏法）

菌种收藏的目的：

1）.坚持菌种的存活,不退化、不死亡；

2）.坚持菌种的纯洁,减少种子污染；

3）.坚持菌种遗传性状稳定,保证较高的抗生素生产能力

4）.防止菌种的退化和变异,退化和变异会使抗生素产量下降,胞子形成的能力减少,以及胞子存活率的降低.会造成生产的年夜摆荡走下坡路.

3.不竭的进行菌种的选育

培养基成分的改变和发酵条件的改进只能发挥菌种的潜能,要想使菌种的生产能力不竭提高,最根本的还是依靠菌种自己固有的特性,这就必需不竭进行菌种的培育.

菌株筛选的方向：

1）菌种的特性,符合贴近生产的需要,满足高产量低能耗、低消耗的条件；

2）菌种的特性能到达与年夜生产工艺很好的衔接,能推广有效果；

3）菌种的特性能到达产物质量的稳定和收率的提高,分歧格的产物会使收益年夜打折扣.

二.设备

发酵生产是个繁杂的过程,设备条件是抗生素生产基础的保证.设备条件达不到,生产就不能顺利有序的运行,同时满足不了平安生产.因此保证设备条件要符合以下要求：

土霉素生产是个长周期、多因素的过程,是微生物活动胞子到产物的过程.

微生物发酵生产——是有生命的菌丝体在必备的设备条件下,在一定的通气、搅拌、罐温、罐压、适宜的环境条件下弥补营养物质,经过生长繁殖,分解合成代谢及一系列生化反应获得的次级代谢产物的过程.

小罐、中罐经过各30小时左右周期各1天多的时间培养完成.

年夜罐156h周期,需要7天的时间完成.

因此,对设备的要求比力高,要求设备的维护调养,设备的检查和按期检修必需做到位.

设备的保证是使我们投进去的原料,酿成我们需要的次级代谢产物.获得效益,设备的生产故障,会影响生产顺利进行,如果中途因为设备原因停止运行,将会给生产造成惨重损失.案例1：

曾有一年夜罐接种后空气分布管断裂,进气不均匀,倒罐后继续培养,对生产影响年夜；

案例2：

曾有一年夜罐皮带没有护网,运转到中程皮带断裂甩出,幸亏周边没有人,但换皮带停搅拌,关空气对生产也有相当影响；

案例3：

一年夜罐罐壁有沙眼,运转到中途,料液沫过沙眼,往外跑料,随着时间的推移,对生产造成损失；

我来贵厂有一段时间了发现也存在设备上的一些问题,虽然获得了及时解决,但应吸取教训；

327机电被烧,69h倒罐

324进罐后罐温高,46h倒罐

321蛇管结垢严重,3月份放了3批低单元罐

微生物发酵生产中如果污染了杂菌对生产的影响非常年夜.

1）.染菌罐代谢异常,失落单元,减产量；

2）.失落滤速,影响收率,甚至颗粒无收；

3）杂菌的代谢物质对产物的质量影响年夜；

4）.杂菌污染厉害还打乱正常的生产进度,造成进度凌乱；倒种增加,染菌蔓延.

5）提前放罐,影响产量.

因此,设备需要装置合理,焊接合格,阀门配备合适,处置好死角,防止污染杂菌.

有个厂子,曾在不具备某生产能力下,进行新工艺,有过八代倒种,染菌严重,生产水平下降.有的厂罐上刷漆,外观看不到漏点,但罐里有死角,连续染了多批.有的厂为节约原料,移种管道上只装置了一道移种阀,移种管道污染,中罐染菌多.我厂刚投产时,蛇管焊接分歧格,渗露,染菌厉害,生产不能正常运行,损失非常年夜.

设备设施要配套、完善、配合工艺控制完玉成程生产,如果小故障不竭,工艺控制不到位,生产也不会到达理想水平.如：

压力表禁绝确,流量对不上,温度计误差年夜,就会造成生产摆荡年夜.即便现在勉强使用生产,但因为数据禁绝,会影响我们对生产的准确分析.会使今天有价值的数据,却因为禁绝确,误导以后的生产.

4.设备需匹配,保证输送生产中所需物料

设备上配备需要的管道阀门,是为了完成：

移种、培养基打料、通氨、补料、加剂,代放等一系列把持,同时蒸汽、空气、冷却水的输送也是满足菌丝体生命活动的条件,前边说过,微生物生长是生命体生长、繁殖、代谢、合成活动的过程,不及时弥补营养成分,不满足其生存的条件,部份生命体就会提前自溶,使生产水平下降.

一个企业没有备用氨水罐,氨水用完后,需要停通氨打氨水2030分钟,造成pH忽高忽低,对菌丝体影响年夜,造成生产摆荡；

原来华药,最早的时候只有15%左右的接种量,后来为了提高发酵单元增加了接种量,同时增加了带放量,由于设备不匹配,提取时常腾不出酸化罐,造成溅逃闷罐,本钱增加；

第三部份：

符合质量标准的原资料

土霉素生产中需要12——15种原资料,要保证这些原资料在运输、贮存、使用过程中都要复合质量标准要求,才会减少生产摆荡,否则,生产中的摆荡会造成生产水平不稳或造成生产损失.

包括：

玉米浆、黄豆饼粉、碳酸钙.用量年夜,对生产影响年夜,保证质量尤为重要.

1）进货,符合质量标准,厂家稳定,换厂家先拿小样

实验,无异常在进货；

2）及时出质量检验陈说,分歧格及时退货；

3）换批号提前打招呼,提前试用,生产人员跟踪,确定对生产没有影响后在年夜量用于生产.

玉米浆质量要求：

起泡物质,PH4.0左右沉淀体积35%以上,乳酸杆菌,要求中长菌多些,短菌尽量少,溶P4000——6000ug/ml干物质40——42%,卵白质含量48%±外观黄棕

黄豆饼粉质量要求：

起泡物质,溶磷2000——2800ub/ml,干物质,42%±,卵白质含量43%±脂肪含量≥10,曾有案例,脂肪含量低于7%,泡沫年夜（中罐加剂少）控制不住泡沫,PH高峰后PH不下,造成异常,最后一个罐放下水

碳酸钙质量要求：

起泡物质,寄存一段时间,碱度变小再使用碱度≤0.03%PH9——11小罐需专用≤0.015%,因为碳酸钙碱度年夜时使用,泡沫年夜欠好控制,泡沫年夜使溶解氧降低,尤其是种子罐要选择碱度低的,否则影响种子质量.另外,配料时,碳酸钙不能与KH2PO4同时加,降低有效磷量.因为我们做的溶磷存在水中,碳酸钙与磷酸二氢钾反应生成不溶解的磷酸钙沉淀物,做不出来,又因为沉淀物不再溶解,酿成杂质,故降低了有效磷量.

2.其它原资料

其他原资料不是不主要,而是用量少或性能稳定,对生产的相对小,但在换厂家时,一定要提前取小样实验.

1）酵母粉：

有机氮源磷源物质,小罐使用

细胞数≥60亿/g主要保证细胞数,溶P5000——7000ug/ml卵白质含量45—50%

如：

案例：

小罐菌丝有小网状后不再生长,后来发现酵母粉细胞数没有到达质量要求,换厂家时没有试验即批量进货,给生产造成了影响.

2）消沫剂

到达质量要求的消沫剂生产中使用,加剂后,泡沫消除快,维持时间长；质量差的消沫剂加剂后维持时间短,造成异常发酵,年夜罐放不出体积,需要及时换厂家.

3）淀粉

含水量≤14%陈说要真实准确,及时调整,减少生产摆荡,卵白含量≤3%,淀粉乳波美度≥18溶P≤50ub/ml

（4月12日溶P高108ug/ml——83ug/ml年夜罐消后,补料消后P高,170—200ug/ml调整玉米浆加量后,消后磷恢复150ug/ml以下）

配制人员要按要求配制各级罐的培养基.

按料单备料后,检查配制罐设备、管道、阀门,保证处于正常使用状态,先按要求加水,开搅拌,首先加入无机原料及小料,再加入有机原料,最后加玉米浆、无机磷、固剂.加够体积,联系打料；按步伐顺序加料可减少原资料相互间的反应碰撞,减少反应,保证有效成分的减少.

华药生产土霉素1958年投产,因为碳酸钙和无机磷加到一个配制罐里,初年夜罐消后磷摆荡年夜,因为碳酸钙的质量影响,47年后反映出来,没有查出原因之前,消小料磷补入,增加蒸汽消耗,还打乱了生产进度,影响了生产水平.查出原因好后,规避了这两种原资料的碰撞,减少了异常情况的发生,保证了生产顺利进行.

3月下旬规范了配料把持,明确加料顺序,统一把持方法,也是为了减少生产摆荡.

四、工艺配方和工艺控制要求

工艺配方和工艺控制要求虽然是发酵生产的外因,但也十分重要,他们都是在老一辈技术人员的经心归纳、总结、完善、改进后的收获功效.使发酵菌种发挥了极年夜的潜能.几千单元提高到现在的最高4万3的发酵高水平.

1）满足C源,N源的协调（主要是有机物的加量）；

2）满足PH氨氮的协调（碳酸钙和硫酸铵的加量）

PH和残C的协调（通氨与补料的协调）；

3）满足种子和发酵的协调；（种子量年夜,培养基浓些）

4）满足发酵与补料的协调；（培养基浓,补料可稀,如果培养基浓,补料液稠,会造成菌丝体代谢慢）

5）满足培养基浓度与容积比的协调

容积比：

即接完种开搅拌以后的罐内体积与发酵罐全容积的比值；

（培养基稠时,容积比可年夜些,容积比小,培养基可稀些,否则造成没有带放或发酵体积欠好控制）

6）满足代放与放罐体积的协调；（控制首次补料周期并保证不竭弥补营养物质）

7）满足消后P与发酵单元的协调；（p耗尽,进入次级代谢,消后P高,进入合成期相对晚）

8）满足低级代谢与次级代谢的协调；（卵白质含量要控制,有机物尽量代谢完）

工艺配方选择适合本厂设备条件,原资料质量、能源配制条件的,其实不竭摸索节能降耗的好配方,使生产能发挥最好水平,生产质量到达合格.

1）要满足生产需要控制条件,不竭摸索、总结、制定复合菌体生长、代谢、繁殖、合成的罐温、罐压、空气流量、接种量、菌龄.

2）不竭完善工艺控制要求

我厂两个车间的工艺控制要求都下发到了各个班组,这是我厂生产中经过多年摸索总结出来的,适合我厂现生产需求的最佳的工艺控制条件；

另外还有工艺控制标准：

包括：

中小罐、年夜罐消后、接后质量参数

中小罐、年夜罐放罐质量参数

中小罐关键点（周期）的质量参数

如：

我厂两个车间都及时跟踪种子代谢情况,根据参数、液面、外观等及时采用控制办法.

两个霉菌室跟踪小罐pH高峰和下降的周期；

跟踪中罐氨氮代谢情况并加以控制,保证种子质量做的都很好.

年夜罐的pH控制范围,残C控制范围,制定后加强控制,

严格把关,较少生产中的摆荡.看罐比力有经验,根据补料量,罐内液面确定带放体积.

3）认真落实工艺控制要求

为了保证生产稳定和减少异常情况的发生,各组人员一定要认真落实工艺控制要求,做好交接班工作.

消毒组：

要严格依照SOP把持规程规范把持,保证培养基消后质量,保证消后体积符合工艺控制要求；保证无菌要求.

进罐前做好设备检查复核工作,防止因为设备问题迟误进度

如：

208因为设备故障倒不进种子,重新调整了进度,造成培养基重消.

配料组：

按要求备料,检查,加料,打料,保证消后培养基参数的准确；

看罐组：

认真执行各项工艺控制的要求,及时对霉菌室工艺调整内容进行落实,加强对工艺控制项目和工艺控制原料的管理,加强巡检,及时反映异常情况,争取时间尽快采用解救办法,将生产损失降到最低.加剂是个严谨的控制,把持中,需复核加剂,并做到,做我所写,写我所做,及时记录.原则是前期少加,少量屡次,减少对菌体的伤害,保证溶氧条件,中后期可适量多加,后期菌体的抵当能力增加了,体积也年夜了,发酵液稠了,相对对菌体的影响降低.染菌罐可多加,按期加剂提高滤速.

霉菌组：

按时按要求下发各种工艺通知单

例如：

落实生产进度、下发配料料单、通氨、补料、移种、温度调整、流量调整等通知单等

异常情况处置、突发情况处置的决定通知单；

无菌样的跟踪,消后样质量的跟踪,滤速、粘度、菌丝形态的跟踪等.

如：

残C有时一个班偏低,主要是消流加管路,这需要霉菌和消毒很好的衔接,提前把C控制高限,防止残C抄标.

1）按期对生产进行分析,总结、不竭完善配方和工艺控制；

2）及时对低单元罐进行分析查找原因,加以控制,减少生产摆荡.

如：

321发烧罐,蛇管水垢多,造成罐发烧,最多一批发烧八次,一个月三批低单元罐,及时除垢后,现在正常.

如：

311罐,连续四批低单元罐,代放多,基础配方浓缩,需跟踪,摸索最合适的工艺控制和配方,减少异常发酵和减少低单元罐.

3）对高单元罐进行分析,好经验推广,提高整体水平.

4）不竭提高种子质量,根据各罐特征,特殊控制,到达理想水平.

5）工艺变动后,出以工艺变动的书面通知,严格落实,加以追踪,及时调整.

五、辅助影响因素

水、电、汽、气十分重要,生产中不能缺少,但又随之影响而困扰

1.断水、电、汽、气前需提前通知,发酵车间,提前做好准备.

2.发酵车间要有断水、电、汽、气的应急预案,进行培训,全面掌握.以备有序把持,防止发酵异常,较少损失.

3.有条件的工厂配备应急灯,两路电.

4.保质保量供给水、电、汽、气

如：

蒸汽压力保证压力4—6kg,蒸汽使用不妥,杂菌趁虚而入,蒸汽自己自带菌,锅炉出问题,蒸汽管路装置分歧理,造成蒸汽污染.

蒸汽分配站各路用汽应分管使用.

如：

空气压力要稳定,保证不能停空气,空气压力低,溶解氧降低,对生产影响年夜.停空气,菌体缺氧,自溶.短时停空气,需提前通知,各罐提前降温,减缓菌体代谢速度,降低菌体需氧量

如：

循环水温的保证,18℃以下,夏天设备条件不配套的条件下,水温随天气温度有变动.应每天跟踪天气预报,气温高的天,提前降1—2℃,罐温高的罐跟踪发酵液和菌丝形态以及效价增长幅度的情况,

及时补些小料,减少异常.

如：

断电前提前通知,工艺配合,提前降温降PH,减少异常,需要时补葡糖糖小料,以及玉米浆小料.

4月15日（王工）

创作时间：

二零二一年六月三十日