发酵生产的影响因素

1、发酵培训发酵生产的影响因素发酵生产中存在着诸多影响因素， 而四大主要影响因素，使之困 扰着发酵能否正常运作；能否发酵指标持续保持较好水平；能否达到 降成本增效益的方向目标。另外还有一大辅助因素，是保证生产是否 顺利运行和稳定提高的基本条件。四大主要影响因素包括：1适合大生产的优质菌种；2. 匹配的设备条件；3符合质量标准的原材料；4完善的配方和严谨的工艺控制。一大辅助影响因素包括：蒸汽设备和培养基灭菌动力压缩空气的制备电网一一搅拌的驱动冷却水一一循环水制冷为了减少这些因素给我的生产造成的影响，需要各个部门的基础工作，扎实认真、有效配合、严格把关、共同维护，尽量减少生产 波动。避免生产异常，并将

2、损失降到最低，达到满意抗生素生产指标 的咼效完成。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 产就取得了一半的成功，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，使发酵生产指标达到一个较高的水 平。1对优质菌种的要求1) .满足大生产需求的斜面瓶数，并按时制备成孢子悬浮液。靠 压差法接入一级种子罐进行培养，达到孢子发芽、繁殖菌丝的目 的，一级种子长好后移入二级种子罐， 达到继续扩大菌丝的目的, 之后，二级种子移入发酵罐，进行前期菌丝繁殖扩大的初级代谢， 之后进入次级代谢，初级代谢与次级代谢交替进行，最后得到具 有产物生成的抗生素；2) .优质菌

3、种必须是纯种，只有抗生素生产菌的一个菌体，不带 有其它杂菌；3) .种子生产必须旺盛，迅速，产生所需的产物时间短，在规定的时间里，菌种必须产出预期数量的产物，并保持相对稳定；4) .在遗传上必须稳定，比较容易分离提纯；2.做好菌种保藏工作根据微生物的生理生化特性，人工创造适宜的条件(低温、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。(砂土保藏法、真空冷冻干燥保藏法)菌种保藏的目的：1) 保持菌种的存活，不退化、不死亡；2) 保持菌种的纯粹，减少种子污染；3) .保持菌种遗传性状稳定，保证较高的抗生素生产能力4) .避免菌种的退化和变异，退化和变异会使抗生素

4、产量下降，孢 子形成的能力减少，以及孢子存活率的降低。会造成生产的大波动 走下坡路。3不断的进行菌种的选育培养基成份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断提高，最根本的还是依靠菌种本身固有的特 性，这就必须不断进行菌种的培育。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) 菌种的特性能达到与大生产工艺很好的衔接，能推广有效果；3) 菌种的特性能达到产品质量的稳定和收率的提高，不合格的产 品会使收益大打折扣。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

5、安全生 产。因此保证设备条件要符合以下要求：1完成全程运转土霉素生产是个长周期、多因素的过程，是微生物活动孢子到产 物的过程。微生物发酵生产一一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、适宜的环境条件下补充营养物质， 经过生长繁殖，分解合成代谢及一系列生化反应得到的次级代谢产物 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。大罐156h周期，需要7天的时间完成。因此，对设备的要求比较高，要求设备的维护保养，设备的检查和定 期检修必须做到位。设备的保证是使我们投进去的原料，变成我们需要的次级代谢产物。 得到效益，设备的生产故障，会影响生产顺利进行，如

6、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:曾有一大罐接种后空气分布管断裂，进气不均匀，倒罐后继续培养，对生产影响大; 案例2:曾有一大罐皮带没有护网，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： 一大罐罐壁有沙眼，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，虽然得到了及时解决，但应吸取教训；327电机被烧，69h倒罐324进罐后罐温咼，46h倒罐321蛇管结垢严重，3月份放了 3批低单位罐2不污染染菌微生物发酵生产中如果污染了杂菌对生产的影响非常大。1

7、) 染菌罐代谢异常，掉单位，减产量；2) .掉滤速，影响收率，甚至颗粒无收；3) 杂菌的代谢物质对产品的质量影响大；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，设备需要安装合理，焊接合格，阀门配备合适，处理好死 角，避免污染杂菌。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，移种管道上只安 装了一道移种阀，移种管道污染，中罐染菌多。我厂刚投产时，蛇管 焊接不合格，渗露，染菌厉害，生产不能正常运行，损失非常大。3.

8、 生产运转中满足工艺控制要求设备设施要配套、完善、配合工艺控制完成全程生产，如果小 故障不断，工艺控制不到位，生产也不会达到理想水平。如：压力 表不准确，流量对不上，温度计误差大，就会造成生产波动大。即 便现在勉强使用生产，但因为数据不准，会影响我们对生产的准确 分析。会使今天有价值的数据，却因为不准确，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必要的管道阀门，是为了完成：移种、培养基打料、 通氨、补料、加剂，代放等一系列操作，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，不及时补充营养成分

9、，不满 足其生存的条件，部分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20-30分钟，造成pH忽高忽低，对菌丝体影响大，造成生产波动；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 酵单位增加了接种量，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，成本增加； 第三部分：符合质量标准的原材料土霉素生产中需要1215种原材料，要保证这些原材料在运 输、储存、使用过程中都要复合质量标准要求，才会减少生产波动， 否则，生产中的波动会造成生产水平不稳或造成生产损失。1主要原材料包括：玉米浆、黄豆饼粉、碳酸钙。用量大，对生

10、产影响大，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）及时出质量检验报告，不合格及时退货；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 有影响后在大量用于生产。玉米浆质量要求： 起泡物质，PH 4.0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P 4000 000ug/ml干物质4042%,蛋白质含量48%外观黄棕黄豆饼粉质量要求：起泡物质， 溶磷20002800ub/ml，干物 质，42%,蛋白质含量43%脂肪含量10，曾有案例，脂肪含量 低于7%泡沫大（中罐加剂少）控制不住泡沫，PH高峰后PH不下， 造成异

11、常，最后一个罐放下水碳酸钙质量要求：起泡物质，存放一段时间，碱度变小再使用碱度w 0.03% PH 911小罐需专用w 0.015%因为碳酸钙碱度大 时使用，泡沫大不好控制，泡沫大使溶解氧降低，尤其是种子罐要选 择碱度低的，不然影响种子质量。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，变成杂质，故降低了有效磷量。2.其它原材料其他原材料不是不主要，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

12、/g主要保证细胞数， 溶P5000 7000ug/ml 蛋白质含量 4550%女口：案例：小罐菌丝有小网状后不再生长，后来发现酵母粉细 胞数没有达到质量要求，换厂家时没有试验即批量进货，给生 产造成了影响。2）消沫剂达到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，大罐放不出体积，需要及时换厂家。3）淀粉含水量w 14%报告要真实准确，及时调整，减少生产波动，蛋白含量w 3%淀粉乳 波美度18溶P50ub/ml（2014年4月12日溶P高108ug/ml 83ug/ml 大罐消后，补料消后P高，170 200ug/ml调整玉米浆加

13、量后，消后磷恢复150ug/ml以下）3配制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；按步骤顺序加料可减少原材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，2005年初大罐消后磷波动大，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 这两种原材料的碰撞，

14、减少了异常情况的发生，保证了生产顺利进2016年3月下旬规范了配料操作，明确加料顺序，统一操作方法， 也是为了减少生产波动。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、 改进后的收获成果。使发酵菌种发挥了极大的潜能。几千单位 提高到现在的最高4万3的发酵高水平。1. 工艺配方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；（种子量大，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

15、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，容积比可大些，容积比小，培养基可稀些，不 然造成没有带放或发酵体积不好控制）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断 补充营养物质）7）满足消后P与发酵单位的协调；（p耗尽，进入次级代谢，消 后P高，进入合成期相对晚）8）满足初级代谢与次级代谢的协调；（蛋白质含量要控制，有机 物尽量代谢完）工艺配方选择适合本厂设备条件，原材料质量、能源配制条件 的，并不断摸索节能降耗的好配方，使生产能发挥最好水平，生 产质量达到合格。2. 工艺

16、控制1）要满足生产需要控制条件，不断摸索、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）不断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、大罐消后、接后质量参数中小罐、大罐放罐质量参数中小罐关键点（周期）的质量参数女口：我厂两个车间都及时跟踪种子代谢情况，根据参数、液面、外观等及时采取控制措施。两个霉菌室跟踪小罐pH咼峰和下降的周期；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。大罐的pH控制范围，残C控制范围，制

17、定后加强控制，严格把关，较少生产中的波动。看罐比较有经验，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：要严格按照SOP操作规程规范操作，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，避免因为设备问题耽误进度如：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

18、料的管理，加强巡检， 及时反映异常情况，争取时间尽快采取补救措施，将生产损失降到最 低。加剂是个严谨的控制，操作中，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，少量多次，减少对菌体的伤 害，保证溶氧条件，中后期可适量多加，后期菌体的抵抗能力增加了， 体积也大了，发酵液稠了，相对对菌体的影响降低。染菌罐可多加，定期加剂提咼滤速。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理、突发情况处理的决定通知单；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。女口：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，避免残C抄标。3. 工艺改进1）定期对生产进行分析，总结、不断完善配方和工艺控制；2）及时对低单位罐进行分析查找原因，加以控制，减少生产波动。 如：321发烧罐，蛇管水垢多，造成罐发烧，最多一批发烧八次，一个月三批低单位罐，及时除垢后，现在正常。如：311罐，连续四批低单位罐，代放