一种硫酸新霉素发酵生产中的流加补料方法技术

一种硫酸新霉素发酵生产中的流加补料方法，该方法包括以下步骤：步骤1：在补料管道上按照进料方向依次设置流量计和气动隔膜阀；步骤2：确定每次取样的时间间隔H；步骤3：确定总补料量S，计算补料速率V；步骤4：设定补料周期t；步骤5：确定补料瞬间速率V

【技术实现步骤摘要】
一种硫酸新霉素发酵生产中的流加补料方法
本专利技术涉及生物制药
，尤其是一种硫酸新霉素发酵生产中的流加补料方法。
技术介绍
目前，流加补料法(指在分批发酵过程中，向发酵系统连续补加一些营养物质的一种补料方法)被广泛应用于抗生素发酵行业，但在国内硫酸新霉素的发酵生产中并未得到应用，其主要原因是在硫酸新霉素发酵过程中需要大量补入基质浓度比较高的碳源氮源作为营养物质(例如糖料)，基质浓度高达40％，而且有一定的粘性，若采用流加补料，补料速率偏低，糖料容易堵塞管道阀门，为检修带来不便，而且容易造成灭菌死角。对于如何实现硫酸新霉素的发酵补料，现有技术通常是采用带多个阀门的计量罐对发酵罐中的发酵液进行手动补料，所采用装置结构如图1所示，每隔一段时间根据所测指标，计算出发酵液在未来一段时间所需要的糖料、硫铵等营养物质，先将所需营养物质压入计量罐(计量罐上配有标记好的刻度管)，再通过计量罐一次性补入发酵罐。上述手动补料的方式在操作和控制上完全靠人，存在不确定风险，不能精确计量和控制，操作繁琐，劳动强度大，而且手动补料是一次性补料，一次性补入量过多，可能造成过多菌株大量生长，溶氧急剧降低，PH不稳定，造成发酵环境波动，影响菌丝正常代谢，有毒代谢物的大量累积抑制新霉素的转化合成。为了解决上述手动补料产生的问题，宜昌市三峡制药有限公司还研发了自动计量杯式补料系统进行补料，在上述手动补料(图1)的基础上增加了气动隔膜阀、液位电极和控制系统，在计量罐上增加液位电极来计量体积，用气动隔膜阀来控制进出料，其原理是把欲补充的营养物质按计量罐的容积，根据补料速率，换算成相应的时间，然后等间隔地加进发酵罐，例如，2000L糖料4小时补完，计量罐体积20L，则1小时补糖料25罐，如图2所示。上述自动计量杯式补料方式虽然降低了劳动强度，降低了人为操作风险，也在一定程度上避免了一次性补料过多带来的不利影响，但是该套补料系统涉及了大量的管道阀门，容易形成灭菌死角，更容易对整个补料系统造成染菌风险，维护不方便，而且由于硫酸新霉素发酵补入的营养物质浓度高，有粘性，比如糖料，会经常黏在液位电极上，影响液位电极的信号传输，造成计量不准或者信号延迟耽误补料时间等问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种硫酸新霉素发酵生产中的流加补料方法，去掉了计量罐及其大量管道阀门，通过气动隔膜阀、手动隔膜阀及排污阀、电磁流量计来实现对发酵罐的精准流加补料，操作简单，无灭菌死角，降低了补料系统染菌的风险，降低了补料系统灭菌的次数；采用本专利技术所述方法后，发酵环境更稳定，菌丝代谢更旺盛，有用产物转化率更高，效价明显增加。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种硫酸新霉素发酵生产中的流加补料方法，该方法包括以下步骤：步骤1：将补料管道直接与硫酸新霉素发酵罐连通，在补料管道上按照进料方向依次设置流量计和气动隔膜阀；步骤2：确定每次取样的时间间隔H；步骤3：每隔一个取样时间间隔H，取样人员对硫酸新霉素发酵罐中的发酵液取样检测还原糖、氨态氮等指标，结合发酵液代谢情况，确定一个取样时间间隔H的总补料量S，计算本次取样时间间隔的补料速率V，计算公式为：补料速率V＝总补料量S/取样时间间隔HS，单位为L；H，单位为小时；步骤4：设定本次取样间隔H中的补料周期t＝20-300秒；步骤5：确定补料瞬间速率V瞬当气动隔膜阀开启后，流量计所测瞬间流量即为补料瞬间速率V瞬V瞬，单位为L/h步骤6：计算一次补料周期t中气动隔膜阀开启的时间t开启，计算公式为t开启＝(补料速率V×补料周期t)÷补料瞬间速率V瞬t开启，单位为秒；步骤7：计算一次补料周期t中气动隔膜阀关闭的时间t关闭，计算公式为t关闭＝补料周期t-t开启t关闭，单位为秒；步骤8：根据步骤4确定的补料周期t以及步骤6计算的一次补料周期t中气动隔膜阀开启的时间t开启，在本次取样时间间隔H内，不断重复开关气动隔膜阀，直至一个取样时间间隔H的总补料量S全部补充进入硫酸新霉素发酵罐，即完成硫酸新霉素发酵生产中的流加补料。优选地，步骤1中，在气动隔膜阀两端的补料管道上分别设置第一手动隔膜阀和第二手动隔膜阀，第一手动隔膜阀和第二手动隔膜阀上分别设置有排污阀。优选地，步骤2中，每次取样的时间间隔H由硫酸新霉素生长代谢规律和取样检测可操作性来决定，通常为4-8小时。优选地，步骤1中的流量计为电磁流量计，安装于垂直的补料管道的底端，其电线连接于补料管道的金属法兰上。本专利技术提供的一种硫酸新霉素发酵生产中的流加补料方法，克服了此前硫酸新霉素发酵无法实现流加补料的缺陷，克服自动计量杯式补料系统结构复杂，容易造成灭菌死角，维护不便及电极易受干扰等问题，去掉了计量罐及其大量管道阀门，通过气动隔膜阀、手动隔膜阀及排污阀及电磁流量计来实现对发酵罐的精准流加补料，大大简化了结构和补料步骤，降低了成本；操作简单，无灭菌死角，降低了染菌的风险，降低了补料系统灭菌的次数，气动隔膜阀两端各设有一个手动隔膜阀，防止在生产中气动隔膜阀失灵需要检修时及时关闭手动隔膜阀，避免污染整个补料管道及发酵罐，安全系数更高，手动隔膜阀各连接一个排污阀，确保在灭补料管道或发酵罐时，蒸汽畅通，阀门与阀门之间无灭菌死角，在垂直的补料管道底端安装电磁流量计，并将电线连接到金属法兰上，有效抗电磁干扰，电磁流量计测量不受流体密度、粘度等影响，测量更准确。硫酸新霉素发酵采用本专利技术所述的方法后罐内溶氧更稳定，菌丝代谢更旺盛，有用产物新霉素转化率更高，放罐效价明显增加。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明：图1为本专利技术
技术介绍
中手动补料的示意图；图2为本专利技术
技术介绍
中自动计量杯式补料系统的示意图；图3为本专利技术所述方法的流量计及各阀门的连接示意图；图4为本专利技术实施例二的溶氧曲线图，其中横坐标代表发酵周期，单位为h，纵坐标代表溶氧。具体实施方式实施例一一种硫酸新霉素发酵生产中的流加补料方法，该方法包括以下步骤：步骤1：将补料管道1直接与硫酸新霉素发酵罐2连通，在补料管道1上按照进料方向依次设置流量计3和气动隔膜阀4。步骤2：确定每次取样的时间间隔H。步骤3：每隔一个取样时间间隔H，取样人员对硫酸新霉素发酵罐2中的发酵液取样检测还原糖、氨态氮等指标，结合发酵液代谢情况，确定一个取样时间间隔H的总补料量S，计算本次取样时间间隔的补料速率V，计算公式为：补料速率V＝总补料量S/取样时间间隔HS，单位为L；H，单位为小时。步骤4：补料周期t时间过短会造成气动隔膜阀4频繁开关，影响气动隔膜阀4寿命及整个流加补料系统稳定，补料周期t时间过长就有可能达不到流加补料的效果，步骤4：设定本次取样间隔H中的补料周期t＝20-300秒；例如：取样时间间隔H＝4小时，总补料量S＝3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硫酸新霉素发酵生产中的流加补料方法，其特征在于该方法包括以下步骤：/n步骤1：将补料管道(1)直接与硫酸新霉素发酵罐(2)连通，在补料管道(1)上按照进料方向依次设置流量计(3)和气动隔膜阀(4)；/n步骤2：确定每次取样的时间间隔H；/n步骤3：每隔一个取样时间间隔H，取样人员对硫酸新霉素发酵罐(2)中的发酵液取样检测还原糖、氨态氮等指标，结合发酵液代谢情况，确定一个取样时间间隔H的总补料量S，计算本次取样时间间隔的补料速率V，计算公式为：/n补料速率V＝总补料量S/取样时间间隔H；/nS，单位为L；H，单位为小时；/n步骤4：设定本次取样间隔H中的补料周期t；/n步骤5：确定补料瞬间速率V

【技术特征摘要】
1.一种硫酸新霉素发酵生产中的流加补料方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤1：将补料管道(1)直接与硫酸新霉素发酵罐(2)连通，在补料管道(1)上按照进料方向依次设置流量计(3)和气动隔膜阀(4)；
步骤2：确定每次取样的时间间隔H；
步骤3：每隔一个取样时间间隔H，取样人员对硫酸新霉素发酵罐(2)中的发酵液取样检测还原糖、氨态氮等指标，结合发酵液代谢情况，确定一个取样时间间隔H的总补料量S，计算本次取样时间间隔的补料速率V，计算公式为：
补料速率V＝总补料量S/取样时间间隔H；
S，单位为L；H，单位为小时；
步骤4：设定本次取样间隔H中的补料周期t；
步骤5：确定补料瞬间速率V瞬
当气动隔膜阀(4)开启后，流量计(3)所测瞬间流量即为补料瞬间速率V瞬；
V瞬，单位为L/h；
步骤6：计算一次补料周期t中气动隔膜阀(4)开启的时间t开启，计算公式为t开启＝(补料速率V×补料周期t)÷补料瞬间速率V瞬；
t开启，单位为秒；
步骤7：计算一次补料周期t中气动隔膜阀(4)关闭的时间t关闭，计算公式为
t关闭＝补料周期t-t开启；
t关闭，单位为秒；
步骤8：根据步骤4确...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘铭，郑新，曾勇，李文豪，肖金华，王翀，舒玉婷，廖鹏，
申请(专利权)人：宜昌三峡制药有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42