改变青霉素发酵罐的搅拌形式来提高发酵单位

杨雷

（哈药集团制药总厂 黑龙江 哈尔滨 150086）

在发酵实际生产过程中，我们一直使用发酵罐底底部单层直叶搅拌方式进行发酵生产，这种搅拌形式结构简单，安装成本较低，但由于只采用了位于发酵罐底部一层搅拌器，随着从发酵罐底部进来的高压空气大量涌入，一层搅拌显然并不能将高压空气充分打碎于水中，所以我采用了由原来的一层搅拌增加到三层，并且将直叶形式的搅拌改为“U”型，这样的好处是不但增加了发酵液中的氧气浓度，还减少了由于增加两层搅拌叶所带来的增加运转电流的问题，（经测试，U型搅拌叶的运转电流比直叶型小）可谓一举两得。

实验材料：

1 发酵罐

1.1 选用一个100吨发酵罐

1.2 单层直叶形式搅拌一副

1.3 三层U型形式搅拌一副

2 实验方案

2.1 方案

在这台100吨发酵罐上分别装上两种不同形式的搅拌器，分别运转四个批次，对其最后放罐效价及指数做对比分析。

2.2 目标

经初步分析，如成功的提高发酵罐的溶解氧，将提高发酵水平的1.5%。

2.3 两种搅拌形式如图1所示

图1

2.4 可行性分析

现在所使用的意大利青霉素菌种在国外的发酵水平在110000亿以上，而在国内的水平在90000-100000左右，这与原材料、种子制作工艺等都有关系，还有一个重要因素就是设备。一个优秀的生物反应器必须能提供微生物所需的各种条件，其中溶解氧是重中之重，而搅拌又是提高溶解氧所必须的手段。若改换成更高效的搅拌形式，则溶解氧水平肯定会提高，从而使发酵水平在一定程度上提到最高。

3 问题

由于只测试了U型搅拌叶在运转过程中的电流比直叶搅拌形式小，而未考虑到启动瞬间的电流大小问题，导致在第一次启动安装U型搅拌的发酵罐时，由于启动电流过大，造成电机烧毁。

4 加装调频器

调频器的作用是可对搅拌转速可调。把安装了U型搅拌叶的发酵罐批次用调频器进行转速控制，使之在开启搅拌的时候缓慢转动，则启动瞬间的电流由于搅拌转速的降低而大幅降低，保证电机的实际电流为额定电流之下。

表1

5 实验数据

在保证了一切其他影响发酵水平的因素外，如公用工程工艺参数以及完好的设备条件等，得出数据如表1。

6 数据分析

从如上实验数据上看，采用原来单层直叶搅拌所得的平均发酵指数为5.825，而安装新式U型搅拌所得的平均发酵指数为5.91，从而提高发酵生产水平1.46%，基本达到预期的提高1.5%的生产水平。

7 经济收益计算

对此次实验的各4批装有新旧两种形式的搅拌进行经济收益计算：

（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即安装U型搅拌比直叶搅拌每批多出总亿1678.75。

按现在车间三步收率72%计算出，则

每批多出钾盐1678.75*0.72=1208.7总亿，即120.87十亿。

按现在钾盐价格55元/十亿计算，则

120.87 *55=6647.85元，即安装新式U型搅拌在不增加其他运行费用的条件下，每批罐多收入6647.85元。

8 讨论

安装新式U型搅拌能明显的增加产品收入，我们将继续致力于进行科技攻关，为提高青霉素产量增加产品收入努力。

［1］熊宗贵.发酵工艺与原理[M].中国科学技术出版社.