维生素发酵正规版资料

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,LOGO,LOGO,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,Edit your company slogan,*,维生素发酵(f jio),第一页，共33页。,莱氏(li sh)化学法生产流程,第二页，共33页。,两步发酵法生产(shngchn)维生素C生产(shngchn)流程,发酵(f jio)过程,提取(tq)过程,转化过程,第三页，共33页。,任务(rn wu)1 D-山梨醇的制备,第四页，共33页。,山梨醇是葡萄糖在氢作还原剂，镍作催化剂的条件下，将葡萄糖醛基还原成醇羟基(qingj)而制得的，其反应式如下：,第五页，共33页。,1、工艺(gngy)过程,将水加热至7075，在不断搅拌下逐渐加入葡萄糖至全溶，制成50%葡萄糖水溶液，再加入活性炭于75，搅拌10min，滤去炭渣，然后用石灰乳液调节滤液，备用。,当氢化釜内氢气纯度99.3%，压强时可加入葡萄糖滤液，同时在触媒槽中添加活性镍，利用糖液冲入釜内，以碱液调节pH为，然后通蒸汽并搅拌。当温度达到120135时关蒸汽，并控制釜温在150155，压强在。取样化验合格后，在压强下压料至沉淀缸静置沉淀，过滤除去(ch q)催化剂，滤液经离子交换树脂交换，活性炭处理，即得D-山梨醇。收率为95%。,第六页，共33页。,2、注意事项及三废(snfi)处理,车间进行葡萄糖还原反应时氢气需自制，故配有氢气柜。,应杜绝火源，以免氢气发生爆炸。催化氢化前，葡萄糖液,的pH值应严格控制在，如pH偏低或偏高，将会使,甘露醇含量增加。,山梨醇是多元醇，在高温下具有溶解多种金属的性能，因,而生产中应避免使用铁、铝或铜制设备，尤其在料液经过(jnggu),树脂交换后，应全部使用不锈钢设备。,废镍触媒可压制成块，冶炼回收；,再生废液中的镍经沉淀后可回收。,废酸、废碱液经中和后放入下水道。,第七页，共33页。,任务(rn wu)2 L-山梨糖的制备,第八页，共33页。,1、菌种制备(zhbi),黑醋菌是一种小短杆菌，属革兰氏阴性菌（G-），生长温度为3036，最适温度为3033。,培养方法：将黑醋菌保存于斜面培养基中，每月传代一次，保存于05冰箱内。菌种从斜面培养基移入三角瓶种液培养基中，在3033振荡培养48h，合并入血清(xuqng)瓶内，糖量在100mg/ml以上，镜检菌体正常，无杂菌，可接入生产,第九页，共33页。,2、发酵液制备(zhbi),种子培养分为一、二级种子罐培养，都以质量浓度为16%20%的D-山梨醇投料，并以玉米浆、酵母膏、泡敌、碳酸钙、复合维生素B、磷酸盐、硫酸盐等为培养基，在pH5.45.6下于120保温30min灭菌，待罐温冷却(lngqu)至3034，用微孔法接种。在此温度下，通入无菌空气（1VVM），并维持罐压0.030.05MPa进行一、二级种子培养。当一级种子罐产糖量大于50mg/ml（发酵率达40%以上），二级种子罐产糖量大于70mg/ml（发酵率在50%以上），菌体正常，即可移种,第十页，共33页。,3、发酵(f jio)罐发酵(f jio),以20%左右D-山梨醇为投料浓度，另以玉米浆、尿素为培养(piyng)基，在，灭菌消毒冷却后，按接种量为10%接入二级种子培养(piyng)液。在3134，通入无菌空气（），维持罐压等条件下进行培养(piyng)。当发酵率在95%以上，温度略高（3133）、pH在左右，糖量不再上升时即为发酵的终点。,第十一页，共33页。,4、发酵液处理(chl),将发酵液过滤(gul)除去菌体，然后控制真空度在以上，温度在60以下，将滤液减压浓缩结晶即得L-山梨糖。,第十二页，共33页。,溶氧浓度 在发酵过程中，溶氧不但是菌体生长所必需的条件，而且又是反应物之一。,在产酸中期，菌体生长正常时，高浓度的山梨糖对发酵收率影响不大。,当回流到时，开始收集交换液，控制流出液的pH值，以防树脂饱和，发酵液交换完后，用纯水洗柱，至流出液古龙酸含量低于1mg/ml以下为止。,1、菌种制备(zhbi),当回流到时，开始收集交换液，控制流出液的pH值，以防树脂饱和，发酵液交换完后，用纯水洗柱，至流出液古龙酸含量低于1mg/ml以下为止。,因此，生产上一般前期处于高的溶氧状态；,浓度过高，则分解生成许多杂质，使反应物色深，一般盐酸浓度为38%。,第三十一页，共33页。,两步发酵法生产(shngchn)维生素C生产(shngchn)流程,NaHCO3 CH3OH4,碱转化新工艺的主要(zhyo)特点,6下于120保温30min灭菌，待罐温冷却(lngqu)至3034，用微孔法接种。,任务(rn wu)1 D-山梨醇的制备,任务(rn wu)1 D-山梨醇的制备,当氢化釜内氢气纯度99.,废盐酸回收后可再用于第一次交换。,任务3 2-酮基-L-古龙(g lng)酸的制备,第十三页，共33页。,1、菌种制备(zhbi),将保存于冷冻管的假单孢杆菌和氧化葡萄糖酸杆菌菌种活化(huhu)，分离及混合培养后移入三角瓶种液培养基中，在2933振荡培养24h，产酸量在69mg/ml，pH值降至7以下，菌形正常无杂菌，再移入血清瓶中，即可接入生产。,第十四页，共33页。,2、发酵液制备(zhbi),先在一级种子培养罐内加入经过灭菌后的辅料（玉米浆、尿素及无机盐）和醪液（折纯含山梨糖1%），控制(kngzh)温度为2930，发酵初期温度较低，通入无菌空气维持罐压为0.05MPa，pH6.77.0，至产酸量达合格浓度，且不再增加时，接入二级种子罐培养，条件控制(kngzh)同前。作为伴生菌的芽孢杆菌开始形成芽孢时，产酸菌株开始产生2-酮基-L-古龙酸，直到完全形成芽孢和出现游离芽孢时，产酸量达高峰（5mg/ml以上）为二级种子培养终点。,第十五页，共33页。,3、发酵(f jio)罐发酵(f jio),供发酵(f jio)罐用的培养基经灭菌冷却后，加入至山梨糖的发酵(f jio)液内，接入第二步发酵(f jio)菌种的二级种子培养液，在温度30，通入无菌空气下进行发酵(f jio)，为保证产酸正常进行，往往定期滴加灭菌的碳酸钠溶液调pH值，使保持左右。当温度略高（3133），pH 在左右、二次检测酸量不再增加，残糖量以下，即为发酵(f jio)终点，得含古龙酸钠的发酵(f jio)液。此时游离芽孢及残存芽孢杆菌菌体已逐步自溶成碎片，用显微镜观察已无法区分两种细菌的差别，整个产酸反应到此也就结束了。所以，根据芽孢的形成时间来控制发酵(f jio)是一种有效的办法。在整个发酵(f jio)期间，保持一定数量的氧化葡萄糖酸杆菌（产酸菌）是发酵(f jio)的关键。,第十六页，共33页。,整个发酵(f jio)过程可分为产酸前期、产酸中期和产酸后期。产酸前期主要是菌体适应环境进行生长的阶段。该阶段产酸量很少，为了提高发酵(f jio)收率应尽可能缩短产酸前期。产酸前期长短与底物浓度、接种量、初始pH及溶氧浓度等有关。产酸中期是菌体大量积累产物的时期。产酸中期的时间主要决定于产酸前期菌体的生长的好坏和中期的溶氧浓度控制，也与pH值等有关。因此适宜的操作条件可获得较大的产酸速率和较长的发酵(f jio)中期，从而可提高发酵(f jio)收率。产酸后期，菌体活性下降，产酸速率变小，同时部分酸发生分解，引起酸浓度下降。生产上由于要求发酵(f jio)液中残糖浓度小于，不可能提前终止发酵(f jio)，所以在此期间应采取措施，设法延长菌体活性，使之继续产酸。,第十七页，共33页。,影响发酵(f jio)产率的因素主要有以下几点：,山梨糖初始浓度 在一定的温度（30）、压力（表压）和pH（）和溶液氧浓度（10%60%）下存在一个极限浓度，此极限浓度为80mg/ml。当山梨醇浓度大于该浓度时，将抑制菌体生长，表现为产酸前期长，产酸速率变小，使发酵产率下降。从生产(shngchn)角度考虑，希望得到尽可能高的酸浓度，也即要求山梨糖初始浓度越高越好。因此，较适宜的初始浓度为80mg/ml左右。在产酸中期，菌体生长正常时，高浓度的山梨糖对发酵收率影响不大。因此，在发酵过程中滴加山梨糖或一次补加山梨糖均能提高发酵液中产物浓度。,第十八页，共33页。,溶氧浓度 在发酵过程中，溶氧不但是菌体生长所必需的条件，而且又是反应物之一。在菌体生长阶段，高溶氧能使菌体很好地生长，而在中期，则应控制一定的溶氧浓度以限制菌体的过渡生长，避免过早衰老，从而延长菌体的生产期。中期溶氧浓度越高，产酸速率越大，但产酸中期越短，这对整个发酵过程是不利的。因此，生产上一般前期处于高的溶氧状态；中期溶氧以为宜；后期耗氧减少，大多数情况下溶氧浓度会上升。,pH值 发酵过程中如pH降至是不利的，如能通过连续(linx)的调节使 pH维持于间对发酵是有利的。.,第十九页，共33页。,3、2-酮基-L-古龙(g lng)酸的制备,工艺过程,a.一次交换 将发酵液冷却后用盐酸酸化，调至菌体蛋白等电点，使菌体蛋白沉淀。静置数小时后去掉菌体蛋白，将酸化上清液以23m3/h的流速压入一次阳离子交换柱进行离子交换。当回流到时，开始收集交换液，控制流出液的pH值，以防树脂饱和，发酵液交换完后，用纯水洗柱，至流出液古龙酸含量低于1mg/ml以下为止。当流出液达到一定pH值时，则更换树脂进行交换，原树脂进行再生处理。,b.加热过滤 将经过(jnggu)一次交换后的流出液和洗液合并，在加热罐内调pH至蛋白质等电点，然后加热至70左右，加0.3%左右的活性炭，升温至9095后再保温1015min，使菌体蛋白凝结。停搅拌，快速冷却，高速离心过滤得清液。,第二十页，共33页。,c.二次交换 将酸性上清液打入二次交换柱进行离子交换，至流出液的时，开始收集交换液，控制流出液，交换完毕，洗柱至流出液古龙酸含量在1mg/ml以下为止。若时，需更换交换柱。,d.减压浓缩结晶 先将二次交换液进行一级真空浓缩，温度45，至浓缩液的相对密度(md)达左右，即可出料。接着，又在同样条件下进行二级浓缩，然后加入少量乙醇，冷却结晶，甩滤并用冰乙醇洗涤，得2-酮基-L-古龙酸。,如果以后工序使用碱转化，则需将2-酮基-L-古龙酸进行真空干燥，以除去部分水分。,第二十一页，共33页。,注意事项及“三废处理”,a.调好等电点是凝聚菌体蛋白(dnbi)的重要因素。,b.树脂再生的好坏直接影响2-酮基-L-古龙酸的提取。标准为进出酸差小于1%、无Cl-。,c.浓缩时，温度控制在45左右较好，以防止跑料和炭化。,d.结晶母液可再浓缩和结晶甩滤，加以回收以提高收率；废盐酸回收后可再用于第一次交换。,第二十二页，共33页。,任务(rn wu)4、粗品维C的制备,第二十三页，共33页。,1、酸转化(zhunhu),工艺过程,配料比为2-酮基-L-古龙酸：38%盐酸：丙酮=1：（W/W）：（W/W）。,先将丙酮及一半古龙酸加入转化罐搅拌，再加入盐酸和余下的古龙酸。待罐夹层满水后开蒸汽阀，缓慢升温至3038关汽，自然升温至5254，保温约5h，反应到达高潮，结晶析出，罐内温度稍有上升，最高可达59，严格控制温度不能超过60。反应过程中为防止泡沫过多引起冒罐，可在投料时加入一定量的泡敌作消泡剂。剧烈反应期后，维持(wich)温度在5052，至总保温时间为20h。开冷却水降温1h，加入适量乙醇，冷却至-2，放料。甩滤后用冰乙醇洗涤，甩干，再洗涤，甩干3h左右，干燥后得粗维C。,影响因素 盐酸浓度低，转化不完全；浓度过高，则分解生成许多杂质，使反应物色深，一般盐酸浓度为38%。转化反应中需加入一定量丙酮，以溶解反应中生成的糠