發(fā)酵冬蟲夏草菌粉120噸罐生產(chǎn)工藝研究

摘要：本文通過對江東基地120噸發(fā)酵罐的工藝進行摸索與研究，思考工藝放大過程中可能出現(xiàn)的問題，針對產(chǎn)量、質(zhì)量等關(guān)鍵指標優(yōu)化生產(chǎn)工藝，將發(fā)酵冬蟲夏草菌粉120噸罐順利推上生產(chǎn)，以期生產(chǎn)出合格的蟲草原粉并取得良好的經(jīng)濟效益。本文分別從液化料、配料、培養(yǎng)基配比工藝等條件入手，通過對搖瓶小試數(shù)據(jù)結(jié)果進行分析，探究出適合120噸罐使用的發(fā)酵工藝，并順利推上生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：冬蟲夏草菌粉；120噸罐；工藝研究；經(jīng)濟效益

引言：

百令膠囊是我公司最主要的產(chǎn)品之一，近年來隨著銷售規(guī)模的上升，其原料藥--發(fā)酵冬蟲夏草菌粉的缺口也越來越大，急需擴大現(xiàn)有的生產(chǎn)規(guī)模。由于之前我們的工藝技術(shù)人員沒有120噸發(fā)酵的經(jīng)驗，需要從頭摸索新的發(fā)酵工藝，因此本文擬從120噸罐與祥符橋廠區(qū)的工藝對比出發(fā)，對液化料、配料、培養(yǎng)基配比等工藝參數(shù)進行優(yōu)化，探究出適合120噸罐生產(chǎn)的發(fā)酵工藝，進而達到提高生產(chǎn)水平的目的，為公司創(chuàng)造新的利潤點。

一、菌種工藝

菌種的液化需要使用消毒鍋，由于江東菌種接種量是祥符橋廠區(qū)的3倍，因此使用了大消毒鍋進行消毒。而在實際的使用過程中發(fā)現(xiàn)，使用大消毒鍋后的菌種菌濃和干重均較低，具體數(shù)據(jù)如下：大消毒鍋干重6.9g/L，菌濃16%；小消毒鍋9.2g/L，菌濃20%。通過分析大小消毒鍋的消毒后液化料的參數(shù)發(fā)現(xiàn)：大消毒鍋pH6.68，總糖0.43%，氨基氮174μg/ml；小消毒鍋pH6.61，總糖0.60%，氨基氮193μg/ml.

從實驗數(shù)據(jù)可以看出，使用大消毒鍋的液化料其總糖和氨基氮均較低，不利于菌種的生長。經(jīng)過分析，發(fā)現(xiàn)大消毒鍋在消毒過程中升溫時間較小消毒鍋長，會導(dǎo)致營養(yǎng)成分破壞的較多，因此我們選擇小消毒鍋進行液化。

二、液化料工藝

隨著發(fā)酵罐噸位數(shù)從祥符橋廠區(qū)的30噸罐擴展至江東基地的120噸罐，液化罐也從原來的30噸罐放大到了100噸罐。由于設(shè)備體積的放大，液化罐在靜置過程中散熱速度明顯減慢，在靜置結(jié)束后，液化料溫度由原來祥符橋廠區(qū)的75℃上升至現(xiàn)在的95℃以上。通過搖瓶小試探究不同液化料對于干重的影響。

（一）搖瓶小試

使用不同溫度的液化料配置搖瓶進行小試，對比其搖瓶的干重情況如下：95℃保溫過夜干重10.045g/L，較對照提高2.97%；75℃保溫過夜干重6.88g/L，較對照下降29.47%；65℃保溫過夜干重11.365，較對照提高16.50%；自然降溫干重10.975g/L，較對照提高12.51%；靜置后降溫至75℃液化料干重11.855g/L，較對照提高21.53%；對照干重9.755g/L。從實驗結(jié)果來看，使用靜置后降溫至75℃液化料的干重提高最多，達到21.53%。因此使用該種工藝進行后續(xù)發(fā)酵中試。

通過液化料小試的梯度實驗結(jié)果可以看出，液化料降溫至75℃使用的干重表現(xiàn)最好，因此在75℃的條件下繼續(xù)進行小試。

在實驗搖瓶的配制過程中，使用靜置后降溫至75℃的液化料，結(jié)果如下：自然降溫液化料使用溫度95℃，補料前平均干重4.3g/L，放瓶前平均干重7.0g/L；降溫至75℃液化料使用溫度75℃，補料前平均干重4.8g/L，較自然降溫提升11%，放瓶前平均干重7.6g/L，較自然降溫提升8%。

從實驗小試的結(jié)果來看，使用降溫后的液化料其補料前干重和放瓶前干重較對照罐提升11%和8%。使用降溫后的液化料在小試的干重上有良好的表現(xiàn)，如能通過設(shè)備改造將液化料降溫的流程簡化，使用靜置后降溫的液化料，對成品產(chǎn)量有良好的促進作用。

三、配料工藝

祥符橋廠區(qū)和江東基地配制補料液情況對比如下：祥符橋廠區(qū)補料罐30噸，打料時間40分鐘；江東廠區(qū)補料罐80噸，打料時間90分鐘。

從祥符橋廠區(qū)和江東基地的配料工藝對比可以看出，江東基地的打料時間要明顯長于祥符橋廠區(qū)。主要原因有：1.江東發(fā)酵罐體積明顯放大，補料罐噸位數(shù)是祥符橋的2.5倍多，因此培養(yǎng)基的投料量明顯上升；2.江東配料使用自動拆包機，在投料速度上要比祥符橋稍慢一些。因此導(dǎo)致整體打料時間延長。為了防止料罐打料時間過長，我們在配料過程中調(diào)整投料方式，具體工藝對比如下：祥符橋廠區(qū)將碳源氮源一同在配料池中溶解，同時打入發(fā)酵罐，開始加熱消毒；江東廠區(qū)先投入碳源，完全溶解后打入發(fā)酵罐；再投入氮源，完全溶解后打入發(fā)酵罐，開始加熱消毒。

江東基地使用的這種投料方式，是分別完全溶解碳源和氮源，再打入發(fā)酵罐開始消毒。分別采用兩種配料工藝配制料罐，具體培養(yǎng)基數(shù)據(jù)如下：采用祥符橋工藝pH6.81，總糖2.68%，氨基氮569μg/ml；采用江東基地工藝pH6.78，總糖3.31%，氨基氮714μg/ml，總糖和氨基氮含量分別提高了23%和25%，豐富了培養(yǎng)基的成分。

從消后樣數(shù)據(jù)可以看出，使用江東基地新的投料工藝可以減少培養(yǎng)基中碳源和氮源的破壞，碳源和氮源都提高了25%左右，保證培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分，有利于產(chǎn)量的提升。

四、實驗結(jié)論和討論

通過調(diào)整江東基地的各項生產(chǎn)工藝，成品的產(chǎn)量和質(zhì)量均得到明顯提升，從產(chǎn)量質(zhì)量情況來看，通過菌種、液化料、培養(yǎng)基、投料方式等一系列的工藝調(diào)整，在祥符橋廠區(qū)的生產(chǎn)經(jīng)驗上進一步細化操作流程，使得江東百令項目順利上馬。江東基地目前整體的產(chǎn)量質(zhì)量水平均有明顯提升，并能穩(wěn)定在這一水平下穩(wěn)定生產(chǎn)。

在這一探究和摸索的過程中，我們也走了一些彎路，碰到了很多難題，不過最終還是摸索出了適合120噸罐發(fā)酵的工藝，并將之順利的推上了生產(chǎn)。在這期間，我們的生產(chǎn)技術(shù)人員也積累了許多寶貴的生產(chǎn)工藝經(jīng)驗，同時為公司創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟效益。后期我們將繼續(xù)對產(chǎn)量質(zhì)量等各項工藝參數(shù)指標進行升級和優(yōu)化，力爭在產(chǎn)量和質(zhì)量上取得突破，為蟲草規(guī)?；a(chǎn)提供新的思路。

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作者簡介：沈劍聞，1987-09，男，漢，杭州人，大學(xué)本科，助理工程師