链霉菌发酵液固液分离过程研究

论文摘要

链霉菌是抗生素的主要生产菌,如土霉素、阿维菌素、链霉素均属于链霉菌类抗生素。目前,由发酵法生产的微生物药物的分离和纯化正面临着一系列新的问题,如含量低、易失活、提取收率低等,对发酵液的过滤性能改进显得愈来愈重要,絮凝技术凭借其诸多优点而成为当前抗生素发酵液预处理领域的研究热点。本研究的主要内容就是土霉素、阿维菌素、链霉素这几种链霉菌发酵液的絮凝工艺的优化,确定最佳絮凝条件。在土霉素的絮凝实验中,考察了絮凝剂和凝聚剂的用量、浓度和发酵液的pH等对过滤速度、滤液效价和透光度的影响,发现有些试剂的加入可以明显改变预处理效果,提高滤液效价,其中以阳离子型聚丙烯酰胺用量和壳聚糖的综合效果最为显著。阳离子型聚丙烯酰胺的浓度为0.1%或0.2%,用量不小于50 ppm,发酵液的pH值为2.0~3.0时,絮体大小和上清液透光度较好。根据优化的絮凝工艺对土霉素进行絮凝处理,获得滤液中蛋白质含量有所下降,结晶液的效价会有一些损失,但损失不大,可以考虑用聚丙烯酰胺PAM(Polyacrylamide)处理取代脱色工艺。阳离子型聚丙烯酰和壳聚糖复合使用处理土霉素发酵液,获得滤液清亮,能起到一定的脱色作用。对于阿维菌素发酵液的絮凝,主要考察了絮凝剂的种类、用量和发酵液的pH值等对絮体颗粒、上清液澄清度等的影响,根据筛选的工艺条件,可以明显改善发酵液的过滤特性,降低滤液COD(Chemical Oxygen Demand)。其中以聚合氯化铝PAC(Polyaluminum chloride)与阳离子型聚丙烯酰胺体系的综合效果最为显著。当聚合氯化铝的用量为15 mg/L,离子化度为30%的聚丙烯酰胺用量160 ppm,发酵液的pH值7.0时,絮凝颗粒最大,较均匀、密实,上清液透明度高,絮凝效果最佳。在此条件下进行阿维菌素发酵液的絮凝实验,在改善发酵液过滤性能的同时降低了废液中COD的含量,对实际生产具有重要的指导意义。链霉素发酵液的絮凝实验中,从黄血盐、硫酸锌用量,PAM用量、种类、离子化度及分子量,发酵液的pH值、稀释倍数几个方面进行研究。优化出最佳工艺条件为:黄血盐、硫酸锌用量0.1%,离子化度20%的阳离子聚丙烯酰胺用量40 ppm,不调发酵液的pH将其稀释2倍。用优化出的絮凝工艺对链霉素发酵液进行预处理,发酵液的滤速、透光率都有所提高,同时,效价损失也较小,这对于实际生产具有重要的意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 链霉菌简介
• 1.1.1 链霉菌的微生物学
• 1.1.2 链霉菌细胞壁结构
• 1.1.3 链霉菌在微生物制药中的应用
• 1.2 絮凝剂的研究与应用进展
• 1.2.1 絮凝剂的分类
• 1.2.2 凝聚与絮凝机理
• 1.3 链霉菌发酵液的固-液分离过程研究现状及存在的问题
• 1.3.1 链霉菌发酵液的固-液分离过程研究现状
• 1.3.2 存在问题
• 1.4 课题研究内容及意义
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 研究意义
• 第2章 土霉素发酵液的絮凝
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 主要仪器
• 2.1.3 主要试剂
• 2.1.4 实验方法
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 土霉素标准曲线
• 2.2.2 牛血清白蛋白标准曲线
• 2.2.3 聚丙烯酰胺用量的影响
• 2.2.4 聚丙烯酰胺浓度的影响
• 2.2.5 土霉素发酵液PH 值的影响
• 2.2.6 絮凝效果的评价
• 2.2.7 絮凝剂的复合作用对絮凝效果的影响
• 2.3 本章小结
• 第3章 阿维菌素发酵液的絮凝
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 实验材料
• 3.1.2 主要仪器
• 3.1.3 主要试剂
• 3.1.4 实验方法
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 COD 测定标准曲线
• 3.2.2 絮凝剂种类对阿维菌素发酵液絮凝效果的初步试验
• 3.2.3 聚合氯化铝用量的影响
• 3.2.4 聚丙烯酰胺离子化度的影响
• 3.2.5 聚丙烯酰胺用量的影响
• 3.2.6 阿维菌素发酵液PH 值的影响
• 3.2.7 絮凝实验结果评定
• 3.2.8 工厂初步试验
• 3.3 本章小结
• 第4章 链霉素发酵液的絮凝
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 实验材料
• 4.1.2 主要仪器
• 4.1.3 主要试剂
• 4.1.4 实验方法
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 硫酸链霉素标准曲线
• 4.2.2 黄血盐、硫酸锌用量对絮凝效果的影响
• 4.2.3 PAM 用量对絮凝效果的影响
• 4.2.4 PAM 种类对絮凝效果的影响
• 4.2.5 PAM 离子化度对絮凝效果的影响
• 4.2.6 PAM 分子量对絮凝效果的影响
• 4.2.7 发酵液的 pH 对絮凝效果的影响
• 4.2.8 发酵液稀释倍数对絮凝效果的影响
• 4.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢