改變青霉素發(fā)酵罐的攪拌形式來提高發(fā)酵單位

楊雷

（哈藥集團(tuán)制藥總廠 黑龍江 哈爾濱 150086）

在發(fā)酵實(shí)際生產(chǎn)過程中，我們一直使用發(fā)酵罐底底部單層直葉攪拌方式進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)，這種攪拌形式結(jié)構(gòu)簡單，安裝成本較低，但由于只采用了位于發(fā)酵罐底部一層攪拌器，隨著從發(fā)酵罐底部進(jìn)來的高壓空氣大量涌入，一層攪拌顯然并不能將高壓空氣充分打碎于水中，所以我采用了由原來的一層攪拌增加到三層，并且將直葉形式的攪拌改為“U”型，這樣的好處是不但增加了發(fā)酵液中的氧氣濃度，還減少了由于增加兩層攪拌葉所帶來的增加運(yùn)轉(zhuǎn)電流的問題，（經(jīng)測試，U型攪拌葉的運(yùn)轉(zhuǎn)電流比直葉型小）可謂一舉兩得。

實(shí)驗(yàn)材料：

1 發(fā)酵罐

1.1 選用一個(gè)100噸發(fā)酵罐

1.2 單層直葉形式攪拌一副

1.3 三層U型形式攪拌一副

2 實(shí)驗(yàn)方案

2.1 方案

在這臺(tái)100噸發(fā)酵罐上分別裝上兩種不同形式的攪拌器，分別運(yùn)轉(zhuǎn)四個(gè)批次，對(duì)其最后放罐效價(jià)及指數(shù)做對(duì)比分析。

2.2 目標(biāo)

經(jīng)初步分析，如成功的提高發(fā)酵罐的溶解氧，將提高發(fā)酵水平的1.5%。

2.3 兩種攪拌形式如圖1所示

圖1

2.4 可行性分析

現(xiàn)在所使用的意大利青霉素菌種在國外的發(fā)酵水平在110000億以上，而在國內(nèi)的水平在90000-100000左右，這與原材料、種子制作工藝等都有關(guān)系，還有一個(gè)重要因素就是設(shè)備。一個(gè)優(yōu)秀的生物反應(yīng)器必須能提供微生物所需的各種條件，其中溶解氧是重中之重，而攪拌又是提高溶解氧所必須的手段。若改換成更高效的攪拌形式，則溶解氧水平肯定會(huì)提高，從而使發(fā)酵水平在一定程度上提到最高。

3 問題

由于只測試了U型攪拌葉在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的電流比直葉攪拌形式小，而未考慮到啟動(dòng)瞬間的電流大小問題，導(dǎo)致在第一次啟動(dòng)安裝U型攪拌的發(fā)酵罐時(shí)，由于啟動(dòng)電流過大，造成電機(jī)燒毀。

4 加裝調(diào)頻器

調(diào)頻器的作用是可對(duì)攪拌轉(zhuǎn)速可調(diào)。把安裝了U型攪拌葉的發(fā)酵罐批次用調(diào)頻器進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制，使之在開啟攪拌的時(shí)候緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，則啟動(dòng)瞬間的電流由于攪拌轉(zhuǎn)速的降低而大幅降低，保證電機(jī)的實(shí)際電流為額定電流之下。

表1

5 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

在保證了一切其他影響發(fā)酵水平的因素外，如公用工程工藝參數(shù)以及完好的設(shè)備條件等，得出數(shù)據(jù)如表1。

6 數(shù)據(jù)分析

從如上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)上看，采用原來單層直葉攪拌所得的平均發(fā)酵指數(shù)為5.825，而安裝新式U型攪拌所得的平均發(fā)酵指數(shù)為5.91，從而提高發(fā)酵生產(chǎn)水平1.46%，基本達(dá)到預(yù)期的提高1.5%的生產(chǎn)水平。

7 經(jīng)濟(jì)收益計(jì)算

對(duì)此次實(shí)驗(yàn)的各4批裝有新舊兩種形式的攪拌進(jìn)行經(jīng)濟(jì)收益計(jì)算：

（5.88+6.01+5.77+5.98）-（5.71+5.91+5.80+5.88）=0.34

（0.34/4）*197.5*100=1678.75即安裝U型攪拌比直葉攪拌每批多出總億1678.75。

按現(xiàn)在車間三步收率72%計(jì)算出，則

每批多出鉀鹽1678.75*0.72=1208.7總億，即120.87十億。

按現(xiàn)在鉀鹽價(jià)格55元/十億計(jì)算，則

120.87 *55=6647.85元，即安裝新式U型攪拌在不增加其他運(yùn)行費(fèi)用的條件下，每批罐多收入6647.85元。

8 討論

安裝新式U型攪拌能明顯的增加產(chǎn)品收入，我們將繼續(xù)致力于進(jìn)行科技攻關(guān)，為提高青霉素產(chǎn)量增加產(chǎn)品收入努力。

［1］熊宗貴.發(fā)酵工藝與原理[M].中國科學(xué)技術(shù)出版社.