科技前沿“水體污染控制與治理”國家科技重大專項(xiàng)“制藥行業(yè)全過程水污染控制技術(shù)集成與工程實(shí)證”課題，針對制藥行業(yè)青霉素發(fā)酵過程排放的廢水濃度高、酸堿性變化大、碳氮比低、色度高和殘留抗生素等問題，通過對發(fā)酵過程污染物產(chǎn)生環(huán)節(jié)的系統(tǒng)分析，提升和優(yōu)化發(fā)酵生產(chǎn)工藝，促進(jìn)青霉素可持續(xù)綠色生產(chǎn)。
 　　課題承擔(dān)單位華北制藥股份有限公司，基于生產(chǎn)菌生理代謝特性的多尺度發(fā)酵過程優(yōu)化理論，結(jié)合用于生物過程優(yōu)化與放大研究的專用設(shè)備、數(shù)據(jù)處理軟件包等關(guān)鍵共性技術(shù)平臺，建立了青霉素工業(yè)發(fā)酵過程優(yōu)化控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了有機(jī)氮源利用率的提高和污染物減排。在此基礎(chǔ)上，課題開發(fā)了基于合成培養(yǎng)基營養(yǎng)包替代復(fù)合有機(jī)氮源的新工藝，并通過對全合成培養(yǎng)基營養(yǎng)包進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了青霉素發(fā)酵生產(chǎn)單位的顯著提升。
 　　課題形成的青霉素發(fā)酵過程優(yōu)化原料替代和過程控制工藝在華北制藥股份有限公司倍達(dá)分廠進(jìn)行了生產(chǎn)驗(yàn)證，以建立的數(shù)據(jù)采集參數(shù)為指導(dǎo)，通過調(diào)整磷酸鹽和銨離子的流加量準(zhǔn)確控制菌體的比生長速率，可以很好維持菌體的生長，促進(jìn)青霉素合成，與原工藝相比提高了13%以上，生產(chǎn)效率提升效果顯著。發(fā)酵廢酸水COD較原工藝降低了32.7%，廢酸水中氨氮降低了46.5%，明顯降低了發(fā)酵廢水污染物的排放，減輕了企業(yè)污水處理負(fù)荷，促進(jìn)了青霉素清潔生產(chǎn)的快速實(shí)現(xiàn)。