【正文】 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）年產(chǎn)量400噸土霉素工業(yè)鹽發(fā)酵車間工藝設(shè)計學(xué) 生：陳麗君 學(xué) 號：09131040220專 業(yè)：制藥工程（生藥方向）班 級：2009級2班指導(dǎo)教師：劉新露 陳欲云 四川理工學(xué)院化學(xué)與制藥工程學(xué)院二O一三年六月四川理工學(xué)院設(shè)計（論文） 目錄四川理工學(xué)院設(shè)計（論文） 目錄前 言 在本次設(shè)計開始之前，我收集了大量的資料，學(xué)習(xí)和了解了土霉素性質(zhì)和特點(diǎn)，土霉素屬于四環(huán)素類廣譜抗生素，它在獸醫(yī)臨床上被廣泛應(yīng)用，其價格低且效果好，所以在新藥研究中及其他領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。同時由于價土霉素的價格低，所以今后將會在我國大量用于畜禽用藥及飼料添加劑中，預(yù)計這方面的需求會不斷增長，成為土霉素的主要市場。隨著我國制藥行業(yè)的飛速發(fā)展，土霉素作為獸藥添加劑在國內(nèi)制藥企業(yè)中年需求量達(dá)4000噸左右。土霉素產(chǎn)量的不同對土霉素的工藝要求、設(shè)備的選擇和生產(chǎn)車間的布置也不同。同時，在生產(chǎn)過程中環(huán)境控制不同，則也會導(dǎo)致土霉素的產(chǎn)量有所波動。本次設(shè)計重點(diǎn)介紹了土霉素的生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)過程的物料衡算、主要設(shè)備選型等方面的。土霉素工業(yè)鹽發(fā)酵車間工藝設(shè)計是土霉素生產(chǎn)的第一個工段，也是土霉素生產(chǎn)中最重要的一個工段。此次設(shè)計對其工藝進(jìn)行物料衡算、能量衡算、主體設(shè)備的主要尺寸計算及選型等。土霉素生產(chǎn)發(fā)酵車間布置也是設(shè)計中重要的一個環(huán)節(jié)，車間布置和廠址的選擇都要嚴(yán)格按照GMP要求進(jìn)行設(shè)計。本次設(shè)計并且采用Auto CAD繪制了車間平面圖、主體設(shè)備圖、全廠平面圖、帶控制點(diǎn)流程圖。在本次設(shè)計過程中，我的指導(dǎo)老師和學(xué)校圖書資源給予我很多的幫助和意見，在此我衷心的表示感謝。由于我的水平有限，此次設(shè)計中不妥及錯誤之處還請老師和同學(xué)們不吝賜教，批評指正 陳麗君 2013年6月4日目 錄前 言 I1 緒論 1 抗生素的介紹 1 四環(huán)素概述 2 四環(huán)素簡介 2 作用機(jī)理 2 主要功能 3 抗菌作用 4 臨床應(yīng)用 4 不良反應(yīng) 5 土霉素概述 5 性狀及理化性質(zhì) 5 應(yīng)用 6 現(xiàn)狀及市場分析 6 土霉素鹽酸鹽 72 土霉素的生產(chǎn)工藝 8 工藝流程設(shè)計 8 工藝流程設(shè)計原則 8 工藝流程設(shè)計的重要性 8 土霉素鹽酸鹽的生產(chǎn)工藝 8 土霉素的發(fā)酵工藝 9 菌種介紹 9 菌種保藏 10 斜面孢子制備 10 種子的制備 10 發(fā)酵培養(yǎng)基介紹 11 PH控制 11 溫度控制 12 發(fā)酵終點(diǎn)控制 12 土霉素提取生產(chǎn)流程及單元操作 12 發(fā)酵液的預(yù)處理 12 發(fā)酵液的純化 12 濾液脫色 12 沉淀結(jié)晶 13 干燥 13 滅菌及染菌處理 133 工藝計算 15 物料衡算 15 15 15 發(fā)酵車間物料衡算 15 15 16 補(bǔ)料罐中各物質(zhì)的計算 16 16 發(fā)酵罐公稱容積 18 18 18 19 熱量衡算 19 19 19 22 23 234 典型設(shè)備計算 24 發(fā)酵罐 24 24 24 26 26 28 31 32 33 種子罐 34 34 35 36 37 39 40 41 空氣過濾器 42 42 42 435 通用設(shè)備的設(shè)計與選型 45 液體輸送設(shè)備選型 45 45 氣體輸送設(shè)備選型 46 466 非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的設(shè)計 47 補(bǔ)料罐 47 47 47 48 48 48 49 植物油儲罐 49 49 49 50 50 配料罐 50 50 50 脫色罐 50 氨水儲罐 50 連消噴淋冷卻系統(tǒng)設(shè)計 51 51 53 547 車間布置設(shè)計 56 概述 56 56 56 57 車間布置說明 57 57 57 58 供電工程 58 給排水 58 生產(chǎn)用水情況概述及要求 58 排水系統(tǒng)的劃分 588 環(huán)境保護(hù)與三廢處理 60 “三廢”處理 60 60 生產(chǎn)廢水處理方案 60 61 619 廠址的選擇 63 廠址的重要性 63 廠址選擇的原則 63 廠址選擇的結(jié)果 63 所選定廠址的地理位置及氣候環(huán)境資源簡析 64 64 64 65 該廠所在工業(yè)園環(huán)境 65結(jié)束語 66參考文獻(xiàn) 67符號說明 68致 謝 70V 四川理工學(xué)院設(shè)計（論文） 1 緒論1 緒論 抗生素的介紹目前，全世界的醫(yī)藥產(chǎn)品生產(chǎn)已有一半以上由生物技術(shù)合成，其中，抗生素、維生素、激素這三大類藥物主要由微生物發(fā)酵生產(chǎn)。抗生素在世界范圍內(nèi)的應(yīng)用十分廣泛，從而有效地控制了許多傳染疾病，同時也促進(jìn)了發(fā)酵工業(yè)的發(fā)展?？股厥怯晌⑸铮ò?xì)菌、真菌、放線菌屬）或高等動植物在生活過程中所產(chǎn)生的具有抗病原體或其它活性的一類次級代謝產(chǎn)物，能干擾其他生活細(xì)胞發(fā)育功能的化學(xué)物質(zhì)?，F(xiàn)臨床常用的抗生素有在微生物培養(yǎng)液中提取的物質(zhì)以及用化學(xué)方法合成或半合成的化合物。目前已知天然抗生素不下萬種?？股匾郧氨环Q為抗菌素，事實(shí)上它不僅能殺滅細(xì)菌，而且對霉菌、支原體、衣原體等其它致病微生物也有良好的抑制和殺滅作用，近年來通常將抗菌素改稱為抗生素?？股乜梢允悄承┪⑸锷L繁殖過程中產(chǎn)生的一種物質(zhì)，用于治病的抗生素除由此直接提取外，還有完全用人工合成或部分人工合成的。通俗地講，抗生素就是用于治療各種細(xì)菌感染或其能導(dǎo)致微生物感染的藥物。 很早以前，人們就發(fā)現(xiàn)某些微生物對另外一些微生物的生長繁殖有抑制作用，把這種現(xiàn)象稱為抗生。隨著科學(xué)的發(fā)展，人們終于揭示出抗生現(xiàn)象的本質(zhì)，從某些微生物體內(nèi)找到了具有抗生作用的物質(zhì)，并把這種物質(zhì)稱為抗生素，如青霉菌產(chǎn)生的青霉素，灰色鏈絲菌產(chǎn)生的鏈霉素都有明顯的抗菌作用。所以人們把由某些微生物在生活過程中產(chǎn)生的，對某些其他病原微生物具有抑制或殺滅作用的一類化學(xué)物質(zhì)稱為抗生素。但是隨著抗生素的不斷發(fā)展，陸續(xù)出現(xiàn)了抗病毒、抗衣原體、抗支原體，甚至抗腫瘤的抗生素也紛紛發(fā)現(xiàn)并運(yùn)用于臨床這時稱為抗生素更符合實(shí)際?？鼓[瘤抗生素的出現(xiàn)，說明微生物產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)除了之前所說的抑制或殺滅某些病原微生物的作用之外，還具有抑制癌細(xì)胞的增殖或代謝的作用，因此現(xiàn)代抗生素的定義應(yīng)當(dāng)為：由某些微生物產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)，能抑制微生物和其他細(xì)胞增殖的物質(zhì)叫做抗生素。1929年英國細(xì)菌學(xué)家弗萊明在培養(yǎng)皿中培養(yǎng)細(xì)菌時，發(fā)現(xiàn)從空氣中偶然落在培養(yǎng)基上的青霉菌長出的菌落周圍沒有細(xì)菌生長。他認(rèn)為是青霉菌產(chǎn)生了某種化學(xué)物質(zhì)，分泌到培養(yǎng)基里抑制了細(xì)菌的生長。這種化學(xué)物質(zhì)便是最先發(fā)現(xiàn)的抗生素青霉素。在第二次世界大戰(zhàn)期間弗萊明和另外兩位科學(xué)家經(jīng)過艱苦的努力，終于把青霉素提取出來制成了制服細(xì)菌感染的物資藥品。因?yàn)樵趹?zhàn)爭期間，防止戰(zhàn)傷感染的藥品是十分重要的戰(zhàn)略物資。所以，美國把青霉素的研制放在同研制原子彈同等重要的地位。1943年，這個消息傳到中國，當(dāng)時還在抗日后方50從事科學(xué)研究工作的微生物學(xué)家朱既明，也從長霉的皮革上分離到了青霉菌，并且用這種青霉菌制造出了青霉素。1947年，美國微生物學(xué)家瓦克斯曼又在放線菌中發(fā)現(xiàn)、并且制成了治療結(jié)核病的鏈霉素養(yǎng)。從那時到現(xiàn)在，過去了半個多世紀(jì)，科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了近萬種抗生素。不過它們之中的絕大多數(shù)毒性太大，適合作為治療人類或牲畜傳染病的藥品還不到百種。后來人們發(fā)現(xiàn)，抗生素并不是都能抑制微生物生長，有些是能夠抑制寄生蟲的，有的能夠除草，有的可以用來治療心血管病，還有的可以抑制人體的免疫反應(yīng)，可以用在器官移植手術(shù)中。在20世紀(jì)90年代以后，科學(xué)家們把抗生素的范圍擴(kuò)大了，給了一個機(jī)關(guān)報的名稱，叫做生物藥物素。 四環(huán)素類抗生素是由放線菌產(chǎn)生的一類廣譜抗生素，包括金霉素、土霉素、四環(huán)素及半合成衍生物甲烯土霉素、強(qiáng)力霉素、二甲胺基四環(huán)素等，其結(jié)構(gòu)均含并四苯基本骨架。廣泛用于多種細(xì)菌及立克次氏體、衣原體、支原體等所致之感染，其不良反應(yīng)有：a消化道反應(yīng)；b肝損害；c腎損害；d影響牙齒及骨骼的發(fā)育，所以8歲以下小兒禁用；e有局部刺激，所以不可肌注，靜滴宜充分稀釋；f有過敏反應(yīng)；g使用時間稍長，易致腸道菌群失調(diào)；h含鈣及二價以上金屬離子之藥物、食物，均可形成絡(luò)合物而阻礙其利用。四環(huán)素為抑菌性廣譜抗生素，除革蘭氏陽性、陰性細(xì)菌外，對立克次氏體、衣原體、支原體、螺旋體均有作用。成人可口服，靜滴時，用葡萄糖液稀釋后滴注。注意：口服時鹽酸鹽比堿吸收好，但刺激性較大；宜空腹服用，以免與食物發(fā)生作用；過期后嚴(yán)禁再用；肝、腎功能不全者慎用，孕、乳婦及8歲以下小兒禁用。具有抑菌作用并在極高濃度時有殺菌作用的一大類半合成廣譜抗生素。四環(huán)素類抗生素在酸性和堿性條件下均不穩(wěn)定，四環(huán)素類藥物中含有許多羥基、烯醇羥基及羰基，在中性條件下能與多種金屬離子形成不溶性螯合物。與鈣或鎂離子形成不溶性的鈣鹽或鎂鹽，與鐵離子形成紅色絡(luò)合物，與鋁離子形成黃色絡(luò)合物。在體內(nèi)四環(huán)素類藥物與鈣離子形成的絡(luò)合物呈黃色沉積在骨骼和牙齒上，小兒服用會發(fā)生牙齒變黃，孕婦服用后其產(chǎn)兒可能發(fā)生牙齒變色，骨骼生長抑制。因此小孩和孕婦對此藥因慎用或禁服。四環(huán)素為廣譜抑菌劑，高濃度時具殺菌作用。除了常見的革蘭陽性菌、革蘭陰性菌以及厭氧菌外，多數(shù)立克次體屬、支原體屬、衣原體屬、非典型分枝桿菌屬、螺旋體也對本品敏感。本品對革蘭陽性菌的作用優(yōu)于革蘭陰性菌，但腸球菌屬對其耐藥。其他如放線菌屬、炭疽桿菌、單核細(xì)胞增多性李斯特菌、梭狀芽孢桿菌、奴卡菌屬等對本品敏感。四環(huán)素對淋病奈瑟菌具一定抗菌活性，但耐青霉素的淋球菌對四環(huán)素也耐藥。本品對弧菌、鼠疫桿菌、布魯菌屬、彎曲桿菌、耶爾森菌等革蘭陰性菌抗菌作用良好，對銅綠假單胞菌無抗菌活性，對部分厭氧菌屬細(xì)菌具一定抗菌作用，但遠(yuǎn)不如甲硝唑、克林霉素和氯霉素，因此臨床上并不選用。多年來由于四環(huán)素類的廣泛應(yīng)用,臨床常見病原菌包括葡萄球菌等革蘭陽性菌及腸桿菌屬等革蘭陰性桿菌對四環(huán)素多數(shù)耐藥，并且,同類品種之間存在交叉耐藥。本品作用機(jī)制在于藥物能特異性地與細(xì)菌核糖體30S亞基的A位置結(jié)合，阻止氨基酰－tRNA在該位上的聯(lián)結(jié)，從而抑制肽連的增長和影響細(xì)菌蛋白質(zhì)的合成。a用于惡性腫瘤的診斷：四環(huán)素對胃、肺、膀胱、口腔粘膜等部位的癌組織具有很強(qiáng)的親和力，進(jìn)入人體后迅速被癌細(xì)胞攝取蓄積，血液中濃度相對較低，且從尿中排泄較正常人延緩。利用四環(huán)素在紫外線激發(fā)下能發(fā)了熒光的特點(diǎn)，對上述惡性腫瘤進(jìn)行輔助診斷，簡便易行，病人痛苦小，陽性率達(dá)85%以上。b用于各種囊腫：鹽本四環(huán)素溶液具有較強(qiáng)的酸性、PH為2－，用做硬化劑注射于各種囊腫的囊腔內(nèi)，可引起漿膜發(fā)生充血水腫、纖維滲出等化學(xué)性炎癥反應(yīng)，破壞各種漿液的病理性分泌，促進(jìn)纖維滲出等化學(xué)性炎癥反應(yīng)，破壞各種漿液的病理性分泌、促進(jìn)纖維化粘連，閉合囊腫腔。臨床用于坐骨結(jié)節(jié)囊腫、月國窩囊腫、腱鞘囊腫、甲腺囊腫、睪丸和前庭大腺囊腫、肝和腎囊腫等，方法簡便，治愈率高，可避免手術(shù)痛苦，是目前的首選治療方案。－%利多卡因或普魯卡因液10－20毫升內(nèi)，抽盡囊腔內(nèi)液后，依囊腫大小的酌情注入藥量。多發(fā)性者可分次治療，反復(fù)用藥。如對坐骨結(jié)節(jié)、月國窩囊腫注入3－5毫升，－1毫升，甲狀腺囊腫用1－3毫升，肝、腎囊腫需在B超引導(dǎo)下注藥3－15毫升。90%者用藥一次痊愈，最多應(yīng)用三次，無副作用。c治療頑固性胸腔積氣、積液：頑固性自發(fā)性氣胸多需手術(shù)修補(bǔ)，但年邁體弱或有合并癥者手術(shù)危險極大。對此，%普魯卡因8毫升，再加50%葡萄糖40毫升，經(jīng)胸穿或引流管緩慢注入患側(cè)胸腔，在4小時內(nèi)不斷變換體位，過后引流出胸腔內(nèi)氣體和液體，5天后胸透不出現(xiàn)復(fù)張即可再重復(fù)一次，100%可愈。如在纖支鏡引導(dǎo)下找到破口，直接噴酒藥液于局部，術(shù)后1－5天即可痊愈。對各種頑固性胸腔積液，無論結(jié)核性或癌性，注入本劑均或使胸膜腔粘連閉