畢業(yè)論文-年產(chǎn)400噸土霉素生產(chǎn)發(fā)酵工段工藝設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧
2025-05-15 01:36 本頁(yè)面
【正文】 作簡(jiǎn)介 發(fā)酵液的預(yù)處理 土霉素因能和鈣、鎂等金屬離子，某些季銨鹽、堿等形成復(fù)合物而沉淀，在 6 發(fā)酵過(guò)程中，這些復(fù)合物聚集在菌絲中，而在液體中濃度不高，因此，應(yīng)對(duì)發(fā)酵液進(jìn)行酸化的預(yù)處理使之釋放出來(lái)，以保證沉淀的收率和質(zhì)量。通常采用草酸作為酸化劑，其去鈣較完全，析出的草酸鈣還能促進(jìn)蛋白質(zhì)的凝結(jié)，提高濾液質(zhì)量，草酸屬于弱酸，比鹽酸、硫酸等對(duì)設(shè)備的腐蝕性小。但其價(jià)格較貴，并促使差向土霉素等異構(gòu)物的產(chǎn)生，因此在草酸做酸化劑時(shí)，溫度必須在 15℃ 以下，且盡量縮短操作時(shí)間。通常在考慮土霉素穩(wěn)定性和 成品質(zhì)量及成本的前提下， pH 控制在 。 發(fā)酵液的純化 發(fā)酵液中同時(shí)存在著許多有機(jī)和無(wú)機(jī)的雜質(zhì)，為了進(jìn)一步提高濾液質(zhì)量，為直接沉淀創(chuàng)造有利條件，可加入黃血鹽進(jìn)而硫酸鋅協(xié)同作用除去蛋白質(zhì)，同時(shí)除去鐵離子 (黃血鹽和鐵離子生成普魯士藍(lán)沉淀 )，并加入硼砂，以提高濾液質(zhì)量。 濾液脫色 進(jìn)一步除去濾液中的色素和有機(jī)雜質(zhì)以提高濾液質(zhì)量，將濾液通過(guò) 1222 樹(shù)脂進(jìn)行脫色，該樹(shù)脂在酸性濾液中氫離子不活波，不能發(fā)生電離及離子交換作用，但能生成氫鍵，其生成的氫鍵能吸附溶液中的帶正電的鐵離子、色素及其 他有機(jī)雜質(zhì)，故能使土霉素濾液的色澤和質(zhì)量有所提高。樹(shù)脂在氫氧化鈉溶液中又氫型變成納型，失去氫鍵的活性，能使其吸附的色素和雜質(zhì)解離出來(lái)，再經(jīng)酸作用仍能回復(fù)活性，可重復(fù)使用?，F(xiàn)多采用板框式過(guò)濾機(jī)。 沉淀結(jié)晶 經(jīng)預(yù)處理過(guò)的濾液加入堿化劑調(diào) pH 至等電點(diǎn)，使之沉淀結(jié)而從濾液中分離。通常使用氨水 (含 23%NaHSO3 或 Na2CO3 及尿素 )，既節(jié)約成本，又能起到抗氧化脫色作用，效果較好。條件控制為 ， 2830℃ 、結(jié)晶通常需要 2小時(shí)。目前通常采用連續(xù)結(jié)晶法。經(jīng)旋風(fēng)分離，離心送至干燥。 7 物料經(jīng)粉碎后，通常采用旋風(fēng)干燥機(jī)干燥，并經(jīng)除塵可得到最終產(chǎn)物。 土霉素生產(chǎn)總工藝流程圖 砂土孢子 斜面孢子 孢子培養(yǎng) ℃ 45 天 種子培養(yǎng) 30℃ 38h 一級(jí)種子培養(yǎng)液 種子擴(kuò)大培養(yǎng) 30℃ 48h 發(fā)酵 30℃ 194h 1： 補(bǔ)加液氨 濕晶體 旋風(fēng)干燥 土霉素堿成品 發(fā)酵液 酸化 %g/ml 草酸調(diào) ZnSO4 % 黃血鹽 % 酸化液 稀釋 200%v/v 稀釋液 板框過(guò)濾 濾液 樹(shù)脂脫色 1222 樹(shù)脂 脫色液 結(jié)晶 12%氨水 調(diào) 2830℃ 結(jié)晶液 分離洗滌 用濾后水淋洗再甩干 8 第三章 物料衡算 土霉素的生產(chǎn)工藝一般分為發(fā)酵工段、酸化工段、過(guò)濾工段、脫色工段、結(jié)晶工段、離心工段、干燥工段。土霉素生產(chǎn)車間發(fā)酵工段是土霉素生產(chǎn)的第一個(gè)環(huán)節(jié)，也是最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。 土霉素發(fā)酵工段，工作日 30 天，物料衡算由干燥工段開(kāi)始計(jì)算。 干燥工段 已知數(shù)據(jù)：土霉素濕品含水量 30%,干品含水量 7%，損失率 1%。 取土霉素干品含水量為 %7 ，干燥過(guò)程中損失率為 %3 ，土霉素濕品含水量為 %20 由已知數(shù)據(jù)可得： 日產(chǎn)量為： 340 0 10 30 0 13 33 .3m k g? ? ? ?干 品 干品中土霉素的質(zhì)量： ? ?1 3 3 3 .3 1 7 % 1 2 3 9 .9 7m k g? ? ?干 有 效 濕品中土霉素的質(zhì)量： ? ?1 2 3 9 .9 7 1 1 % 1 2 5 2 .4 9m k g??濕 有 效 濕品的總質(zhì)量： ? ?1 2 5 2 .4 9 1 3 0 % 1 7 8 9 .2 8m k g??濕 品 損 失的質(zhì)量： 1 2 5 2 .4 9 1 % 1 2 .5 2m k g? ? ?損 失 結(jié)晶分離工段 脫后液 離心母液 堿化劑 濕 品 損失 土霉素折濕效價(jià) 根據(jù)效價(jià)平衡： ? ? 折濕濕品折干干品 UmUm ???? 3%1 （ 31） 干品m —— 土霉素干品的總質(zhì)量， kg ； 濕品m —— 土霉素濕品的總質(zhì)量， kg ； 折干U —— 土霉素的折干效價(jià)， ? ? kgkg干品 ； 折濕U —— 土霉素的折 濕效價(jià)， ? ? kgkg 濕品 已知數(shù)據(jù)： kg?干 品 ； kg?濕 品 ； kgkgU /109 3 0 3??折干 結(jié)晶、分離 9 代入式 （ 31）得 ： ? ?313 33 .3 93 0 10 17 89 .2 8 1 1% U? ? ? ? 折 濕 解得： 70 0 /U ug m g?折 濕 堿化劑密度 已知數(shù)據(jù)： %5 氨水的密度 31 /980 mkg?? , %25 氨水的密度 32 /910 mkg?? ，內(nèi)差法計(jì)算得 %15 的氨水的密度 33 /945 mkg?? 設(shè)堿化劑的質(zhì)量為 100 kg ,氨水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 %15 ，亞硫酸鈉固體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 %4 ，所以水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 %81 則： 15?氨水m kg ， kg4?亞硫酸鈉m ， 81?水m kg ， 1000?水? 3mkg ，3/945 mkg?氨水? 氨水體積： 氨水氨水氨水 ?mV ? （ 32） ????氨水氨水氨水 ?mV 3m 水的體積： 水水水 ?mV ? 31081100081 ????水水水 ?mV 3m 堿化劑中亞硫酸鈉的體積忽略不計(jì)，則堿化劑的總體積：233 ???????? 水氨水堿化劑 VVV 3m 堿化劑的密度： 33 / 100 mkgVm ????堿化劑堿化劑堿化劑? 求其他未知量 結(jié)晶分離工段中土霉素的質(zhì)量守恒，有公式 濕有效損失離心離心脫后脫后 mmUVUV ????? （ 33） 脫后V —— 脫色后液體的體積， 3m ； 脫后U —— 脫色后液體的效價(jià)， Lkg ； 離心V —— 離心母液的體積， 3m ； 離心U —— 離心母液的效價(jià)， Lkg ； 損失m —— 脫色分離過(guò)程中損失的土霉素的質(zhì)量， kg。 根據(jù)結(jié)晶分離工段中總的質(zhì)量守恒，有公式 濕品損失離心離心堿化劑堿化劑脫后脫后 mmVVV ??????? ??? （ 34） 脫后? —— 脫色后液體的密度， Lkg ； 10 堿化劑V —— 堿化劑的體積， 3m ； 離心?—— 離心母液的密度， Lkg 。 (1)已知數(shù)據(jù) :損失率為 1%， %1??? 脫后脫后損失 UVm ， 610 00 0 10 /U k g L??脫 后 610650 ??離心U Lkg ， ?濕 有 效 kg 將已知數(shù)據(jù)代入式（ 33）得 ： 6 610 00 0 10 99 % 65 0 10 12 52 .4 9VV? ? ? ? ? ? ?脫 后 離 心 ① （ 2）已知數(shù)據(jù) : ?脫后? Lkg , ?堿化劑? Lkg , ?離心? Lkg , ?濕 品 kg , %1?? 脫后脫后損失 ?Vm 將已知量代入式 （ 34） 得： 1. 02 5 0. 99 1. 03 2 0. 01 26 1. 02 1. 02 5 1
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