[發明專利]一種硫酸新霉素發酵生產中的流加補料方法

有效

• 申請號: 202011491690.7
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112522352B
• 公開（公告）日: 2023-02-07
• 發明（設計）人: 劉銘;鄭新;曾勇;李文豪;肖金華;王翀;舒玉婷;廖鵬
• 申請（專利權）人: 宜昌三峽制藥有限公司
• 主分類號: C12P19/52
• 分類號: C12P19/52
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

一種硫酸新霉素發酵生產中的流加補料方法，該方法包括以下步驟：步驟1：在補料管道上按照進料方向依次設置流量計和氣動隔膜閥；步驟2：確定每次取樣的時間間隔H；步驟3：確定總補料量S，計算補料速率V；步驟4：設定補料周期t；步驟5：確定補料瞬間速率V_瞬；步驟6：計算t_開啟；步驟7：計算時間t_關閉；步驟8：完成硫酸新霉素發酵生產中的流加補料。本發明提供的一種硫酸新霉素發酵生產中的流加補料方法，去掉了計量罐及其大量管道閥門，通過氣動隔膜閥、手動隔膜閥及排污閥、電磁流量計來實現對發酵罐的精準流加補料，操作簡單，無滅菌死角，降低了補料系統染菌的風險，降低了補料系統滅菌的次數。

技術領域

本發明涉及生物制藥技術領域，尤其是一種硫酸新霉素發酵生產中的流加補料方法。

背景技術

目前，流加補料法(指在分批發酵過程中，向發酵系統連續補加一些營養物質的一種補料方法)被廣泛應用于抗生素發酵行業，但在國內硫酸新霉素的發酵生產中并未得到應用，其主要原因是在硫酸新霉素發酵過程中需要大量補入基質濃度比較高的碳源氮源作為營養物質(例如糖料)，基質濃度高達40％，而且有一定的粘性，若采用流加補料，補料速率偏低，糖料容易堵塞管道閥門，為檢修帶來不便，而且容易造成滅菌死角。

對于如何實現硫酸新霉素的發酵補料，現有技術通常是采用帶多個閥門的計量罐對發酵罐中的發酵液進行手動補料，所采用裝置結構如圖1所示，每隔一段時間根據所測指標，計算出發酵液在未來一段時間所需要的糖料、硫銨等營養物質，先將所需營養物質壓入計量罐(計量罐上配有標記好的刻度管)，再通過計量罐一次性補入發酵罐。

上述手動補料的方式在操作和控制上完全靠人，存在不確定風險，不能精確計量和控制，操作繁瑣，勞動強度大，而且手動補料是一次性補料，一次性補入量過多，可能造成過多菌株大量生長，溶氧急劇降低，PH不穩定，造成發酵環境波動，影響菌絲正常代謝，有毒代謝物的大量累積抑制新霉素的轉化合成。

為了解決上述手動補料產生的問題，宜昌市三峽制藥有限公司還研發了自動計量杯式補料系統進行補料，在上述手動補料(圖1)的基礎上增加了氣動隔膜閥、液位電極和控制系統，在計量罐上增加液位電極來計量體積，用氣動隔膜閥來控制進出料，其原理是把欲補充的營養物質按計量罐的容積，根據補料速率，換算成相應的時間，然后等間隔地加進發酵罐，例如，2000L糖料4小時補完，計量罐體積20L，則1小時補糖料25罐，如圖2所示。

上述自動計量杯式補料方式雖然降低了勞動強度，降低了人為操作風險，也在一定程度上避免了一次性補料過多帶來的不利影響，但是該套補料系統涉及了大量的管道閥門，容易形成滅菌死角，更容易對整個補料系統造成染菌風險，維護不方便，而且由于硫酸新霉素發酵補入的營養物質濃度高，有粘性，比如糖料，會經常黏在液位電極上，影響液位電極的信號傳輸，造成計量不準或者信號延遲耽誤補料時間等問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種硫酸新霉素發酵生產中的流加補料方法，去掉了計量罐及其大量管道閥門，通過氣動隔膜閥、手動隔膜閥及排污閥、電磁流量計來實現對發酵罐的精準流加補料，操作簡單，無滅菌死角，降低了補料系統染菌的風險，降低了補料系統滅菌的次數；采用本發明所述方法后，發酵環境更穩定，菌絲代謝更旺盛，有用產物轉化率更高，效價明顯增加。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

一種硫酸新霉素發酵生產中的流加補料方法，該方法包括以下步驟：

步驟1：將補料管道直接與硫酸新霉素發酵罐連通，在補料管道上按照進料方向依次設置流量計和氣動隔膜閥；

步驟2：確定每次取樣的時間間隔H；

步驟3：每隔一個取樣時間間隔H，取樣人員對硫酸新霉素發酵罐中的發酵液取樣檢測還原糖、氨態氮等指標，結合發酵液代謝情況，確定一個取樣時間間隔H的總補料量S，計算本次取樣時間間隔的補料速率V，計算公式為：