一种青霉素发酵液连续培养方法技术

本发明专利技术提供了一种青霉素发酵液连续培养方法，包括以下步骤：（a）设置一级、二级、三级和四级发酵罐；（b）将正常发酵罐中多余的2万—5万μ/mL的发酵液无菌带放至一级发酵罐中培养；（c）将正常发酵罐中多余的和一级发酵罐中5万—8万μ/mL的发酵液无菌带放至二级发酵罐中培养；（d）将正常发酵罐中多余的和二级发酵罐中8万—11万μ/mL的发酵液无菌带放至三级发酵罐中培养；（e）将正常发酵罐中多余的和三级发酵罐中大于11万μ/mL的发酵液无菌带放至四级发酵罐中培养；（f）将四级发酵罐中的发酵液培养后过滤。本发明专利技术使青霉素带放发酵液的发酵单位大幅提高，发酵废水中的COD浓度明显下降，降低了环保费用。

【技术实现步骤摘要】
一种青霉素发酵液连续培养方法
本专利技术属于抗生素发酵领域，具体涉及一种青霉素发酵液连续培养方法。
技术介绍
青霉素（Penicillin）是人类发现的第一个抗生素，青霉素是由产黄青霉菌（PenicilliumChrysogenum）在发酵过程中通过次级代谢而合成的。由于青霉素发酵工艺的特殊性，需要连续补入大量原材料，包括液糖、苯乙酸、硫酸铵和氨水，补入这些原材料后发酵罐中发酵液的体积会快速增加，发酵罐不能运转过多发酵液，所以发酵罐在一个运行周期内需要每天向外放出一定体积的发酵液，这个过程称之为带放，放出的发酵液称之为带放发酵液或带放料液。早期处理带放发酵液的方法是：直接将带放发酵液带放至过滤岗位，这样处理带放发酵液的缺点是带放发酵液没有经过充分培养，其发酵单位低，发酵液中的营养物质没有被很好利用就被排放掉。后来经过改进后处理带放发酵液的方法是：将青霉素发酵前期的带放发酵液用培养罐收集在一起，经过培养罐短时间培养，前期带放发酵液的发酵单位有一定幅度升高，带放发酵液中营养物质部分被利用。但是培养罐的运行与发酵罐的运行存在同样的问题，即连续补入液糖、苯乙酸、硫酸铵和氨水这些原材料后培养罐中发酵液的体积同样会快速增加，培养罐中发酵液体积增加到一定程度后需要不断向外带放发酵液或停止培养罐运行并将内部发酵液全部带放至过滤岗位。这样简单增加培养罐的措施无法根本解决带放发酵液发酵单位低、带放发酵液中营养物质含量高以及发酵废水处理成本高的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供一种青霉素发酵液连续培养方法，以解决现有方法带放发酵液发酵单位低、带放发酵液中营养物质含量高以及发酵废水处理成本高的问题。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种青霉素发酵液连续培养方法，包括以下步骤：（a）设置青霉素带放料液发酵罐，所述带放料液发酵罐包括一级发酵罐、二级发酵罐、三级发酵罐和四级发酵罐；（b）将青霉素正常发酵罐中多余的效价为2万—5万μ/mL的发酵液无菌带放至一级发酵罐中培养；（c）将青霉素正常发酵罐中多余的效价为5万—8万μ/mL的发酵液以及一级发酵罐中培养至效价为5万—8万μ/mL的发酵液无菌带放至二级发酵罐中培养；（d）将青霉素正常发酵罐中多余的效价为8万—11万μ/mL的发酵液以及二级发酵罐中培养至效价为8万—11万μ/mL的发酵液无菌带放至三级发酵罐中培养；（e）将青霉素正常发酵罐中多余的效价大于11万μ/mL的发酵液以及三级发酵罐中培养至效价大于11万μ/mL的发酵液无菌带放至四级发酵罐中培养；（f）将四级发酵罐中培养至效价大于12万μ/mL的发酵液无菌带放至过滤岗位过滤。本专利技术技术方案的进一步改进在于：一级发酵罐体积为30m3—100m3，一级发酵罐加入葡萄糖或液糖量为1.5—2.0kg/m3·h，发酵液氨氮含量为0.2—0.3mg/mL，搅拌转速为60—80r/min，一级发酵罐数量为2—5个。一级发酵罐中发酵液效价为2万—8万μ/mL。本专利技术技术方案的进一步改进在于：二级发酵罐体积为50m3—120m3，二级发酵罐加入葡萄糖或液糖量为3.0—4.0kg/m3•h，发酵液氨氮含量为0.3—0.4mg/mL，搅拌转速为80—100r/min，二级发酵罐数量为2—6个。二级发酵罐中发酵液效价为5万—11万μ/mL。本专利技术技术方案的进一步改进在于：三级发酵罐体积为75m3—150m3，三级发酵罐加入葡萄糖或液糖量为3.5—4.5kg/m3•h，发酵液氨氮含量为0.3—0.4mg/mL，搅拌转速为100—110r/min，三级发酵罐数量为2—7个。三级发酵罐中发酵液效价为8万—12万μ/mL。本专利技术技术方案的进一步改进在于：四级发酵罐体积为100m3—200m3，四级发酵罐加入葡萄糖或液糖量为1.0—1.5kg/m3·h，发酵液氨氮含量为0.1—0.15mg/mL，搅拌转速为70—80r/min，四级发酵罐数量为2—5个。四级发酵罐中发酵液效价为11万—13万μ/mL。本专利技术技术方案的进一步改进在于：带放料液发酵罐温度控制在23℃—28℃。本专利技术技术方案的进一步改进在于：带放料液发酵罐中发酵液pH控制在6.0—7.0。本专利技术技术方案的进一步改进在于：一级发酵罐、二级发酵罐、三级发酵罐和四级发酵罐通过外径为5cm—20cm的不锈钢管连接，所述不锈钢管与正常发酵罐连通，在一级发酵罐、二级发酵罐、三级发酵罐和四级发酵罐外各自设置有不锈钢手动阀门或自动阀门。本专利技术取得的技术进步和有益效果是：本专利技术通过设置多级带放料液发酵罐以及每级发酵罐特定的工艺控制条件，能够使青霉素带放发酵液的发酵单位显著提高；使带放发酵液中的各种营养成分被充分利用，节约了原材料成本；使发酵废水中的COD浓度明显下降，降低了环保处理费用，有利于保护环境。本专利技术的一级发酵罐用于收集发酵早期低单位的青霉素发酵液，该发酵液中菌丝的菌龄比较年轻且一致，通过对一级发酵罐发酵参数进行恰当控制，罐内菌丝分化良好，发酵单位稳定增加。当发酵液在一级发酵罐中运转9h—42h后，其发酵单位达到5万—8万μ/mL，可无菌带放至二级发酵罐，解决了补入大量原材料后发酵罐中发酵液的体积快速增加造成发酵罐不能正常运转的问题。本专利技术的二级发酵罐用于收集发酵中期较低单位的青霉素发酵液和一级发酵罐运转后的发酵液，虽然收集各种不同发酵罐的发酵液，但收集的发酵液中菌丝的菌龄比较一致，而且发酵单位也大致相同，加上特殊的发酵条件控制，二级发酵罐的发酵单位增长迅速。当发酵液在二级发酵罐中运转9h—48h后，其发酵单位达到8万—11万μ/mL，可无菌带放至三级发酵罐继续运转，解决了现有技术中发酵单位较高的发酵液直接去过滤岗位的问题。本专利技术的三级发酵罐用于收集发酵后期较高单位的青霉素发酵液和二级发酵罐运转后的发酵液，尽管发酵单位已经很高，菌丝的菌龄已经偏老，但是本专利技术通过特殊的发酵条件控制，三级发酵罐中发酵液的发酵单位增长也较为快速，当发酵液在三级发酵罐中运转12h—24h后，其发酵单位大于11万μ/mL，可无菌带放至四级发酵罐继续运转。本专利技术的四级发酵罐用于收集发酵后期大于11万μ/mL的青霉素发酵液和三级发酵罐运转后的发酵液，虽然四级发酵罐中发酵液的发酵单位增长趋缓，但是发酵单位增加的总量也相当可观，经过试验得出，通过减少补料量，罐内菌丝可以把发酵液中的各种营养物质充分消耗，本环节不仅能提高发酵单位，且对降低发酵废水中COD的含量具有重要意义。本专利技术提供的青霉素发酵液连续培养方法，彻底改变了以往青霉素发酵车间的运转模式，不仅解决了带放发酵液发酵单位低和营养物质含量高的问题，且更加便于管理，根据带放发酵液的效价不同直接带放至对应的发酵罐即可，大大提高了生产的连续性、灵活性，尤其适宜青霉素的大规模发酵生产。该方法涉及的各级发酵罐可以长时间保持无菌状态，与正常发酵罐相比，生产同样产量的青霉素，各级发酵罐降低了蒸汽消毒的消耗，节约了蒸汽成本。具体实施方式实施例1（a）将1号发酵罐中效价为28650μ/mL的12m3发酵液无菌带放至一级发酵罐中，将2号发酵罐中效价为35230μ/mL的10m3发酵液无菌带放至一级发酵罐中，将3号发酵罐中效价为41330μ/mL的11m3发酵液无菌带放至一级发酵罐中，将收集到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种青霉素发酵液连续培养方法，其特征在于，包括以下步骤：（a）设置青霉素带放料液发酵罐，所述带放料液发酵罐包括一级发酵罐、二级发酵罐、三级发酵罐和四级发酵罐；（b）将青霉素正常发酵罐中多余的效价为2万—5万μ/mL的发酵液无菌带放至一级发酵罐中培养；（c）将青霉素正常发酵罐中多余的效价为5万—8万μ/mL的发酵液以及一级发酵罐中培养至效价为5万—8万μ/mL的发酵液无菌带放至二级发酵罐中培养；（d）将青霉素正常发酵罐中多余的效价为8万—11万μ/mL的发酵液以及二级发酵罐中培养至效价为8万—11万μ/mL的发酵液无菌带放至三级发酵罐中培养；（e）将青霉素正常发酵罐中多余的效价大于11万μ/mL的发酵液以及三级发酵罐中培养至效价大于11万μ/mL的发酵液无菌带放至四级发酵罐中培养；（f）将四级发酵罐中培养至效价大于12万μ/mL的发酵液无菌带放至过滤岗位过滤。

【技术特征摘要】
1.一种青霉素发酵液连续培养方法，其特征在于，包括以下步骤：（a）设置青霉素带放料液发酵罐，所述带放料液发酵罐包括一级发酵罐、二级发酵罐、三级发酵罐和四级发酵罐；（b）将青霉素正常发酵罐中多余的效价为2万—5万μ/mL的发酵液无菌带放至一级发酵罐中培养；（c）将青霉素正常发酵罐中多余的效价为5万—8万μ/mL的发酵液以及一级发酵罐中培养至效价为5万—8万μ/mL的发酵液无菌带放至二级发酵罐中培养；（d）将青霉素正常发酵罐中多余的效价为8万—11万μ/mL的发酵液以及二级发酵罐中培养至效价为8万—11万μ/mL的发酵液无菌带放至三级发酵罐中培养；（e）将青霉素正常发酵罐中多余的效价大于11万μ/mL的发酵液以及三级发酵罐中培养至效价大于11万μ/mL的发酵液无菌带放至四级发酵罐中培养；（f）将四级发酵罐中培养至效价大于12万μ/mL的发酵液无菌带放至过滤岗位过滤。2.根据权利要求1所述的青霉素发酵液连续培养方法，其特征在于，一级发酵罐体积为30m3—100m3，一级发酵罐加入葡萄糖或液糖量为1.5—2.0kg/m3·h，发酵液氨氮含量为0.2—0.3mg/mL，搅拌转速为60—80r/min，一级发酵罐数量为2—5个。3.根据权利要求1所述的青霉素发酵液连续培养方法，其特征在于，二级发酵罐体积为50m3—120m3，二级发酵罐加入葡萄...

【专利技术属性】
技术研发人员：段志钢，王平，尹贵超，王成，王淑琳，王云，
申请(专利权)人：华北制药股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13