【正文】 al h?? 采用外盤管和內排管結合傳熱 k=375kcal/m2hr 發(fā)酵熱較大， mt? 較小，用 914℃的低溫水 發(fā)酵溫度為 36℃ ℃1436 936ln)1436()936(tm ???????? 14 23 . 1 6 1 0 0 0 0 0 0 3 4 . 5 13 . 7 5 2 4 . 4 1mQFmKt ?? ? ??? 21 . 2 F 1 . 2 3 4 . 5 1 4 1 . 4 2? ? ? ?安 A:外盤管 取 DN100， ? 108179。 3 管，間距 ，每組二進二出高約 ，組數(shù) 4 1 . 4 2 2 9 . 6 9m 2 . 44 3 . 1 4 0 . 0 7 5 . 6 5???? ? ?， 取 4 組。 2 2 4u /4 d 3600 1000 4 3600 1000 10 kg /44u /3600 u 3600 1 .544D N 100 108 3msuhmsdm????????? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ?? ? ??外外② 外 盤 總 管 ： 取 外 盤 支 管 流 速取 總 管取 管 。 （ 3） 冷卻水進水總管直徑：取 mmmmd 3133,125 ?? ?取總 DN100φ 108179。 外盤總管為 DN100φ 108179。 中罐 330gg2L1. a ( a ) V m D D 20xx , H 45002. 5 6 m m3. 500 , D 1254. Q 54439 c a l / , 9 1454439 0.F m ,375 V D m m D a m mmmDkhH?? ? ? ? ? ? ? ? ?????? ? ? ??中需內 徑 及 筒 高 ， 取∵ π 。內 排 管 取 管 ， 組2F 1 0 . 7 9 m F F F? ? ? ?外內 內 需， ， 既 是 合 適 的。 （ 2） 筒體壁厚 4mm，封頭壁厚 6mm。 ，內排總管 DN25φ 32179。 16 小罐 ： 3023L 2H V ( ) D D 1000 2360 m m H 2400 m m2. 10 m m , 12 , m m , 12 m m3. D g 250 D 804. 150 / 1100 m m 1 11 m 1 491DmDm m Hgk k c al mH? ? ? ? ? ?? ? ??? ? ?? ? ? ???取 ， ，圓 整 取 ， ， 取壁 厚 ： 筒 體 封 頭 夾 套手 孔 ： ， 視 鏡 ：傳 熱 ： 采 用 夾 套 傳 熱 ， 此 時 ， 夾 套 內 徑π同 樣 用224 F F F 1 m F 8151 / ( 150 ) FtmFQFK?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ???封 頭夾 封 頭 筒需 夾℃ 循 環(huán) 水 ， 積 分 求 得 。 設備選型的原則 保證工藝過程實施的安全可靠（包括設備材質對產品質量的安全可靠，設備材質強度的耐溫、耐壓、耐腐蝕的安全可靠，生產過程清洗）； 經濟上合理，技術上先進，結構合理，工藝符合要求； 投資省，耗材少，加工方便，采購容易； 運行費用低，水電氣消耗少； 操作清洗方便，耐用易修，備品配件供應可靠，減輕人工勞動強度，實施機械化和自動化方便； 結構緊湊，盡量采用經濟可靠、實踐證明性能優(yōu)良的設備； 考慮生產波動與年設備平衡，留有裕量； 考慮設備故障及檢修的備用。 17 車間布置說明 生產工藝 （ 1）、為了保證工藝生產要求，在設計中盡量保證布置得流水性，將儲槽及重型設備安排在底層。 （ 2）、發(fā)酵罐中心間距 ，已留有管道布置及情況檢修操作余地，設備與墻距大 于 1m。多層廠房內，每層樓面上設一個吊裝門，層頂設計吊裝支架。 車間應設有電梯。 儀表控制室四周裝有玻璃隔窗，以減少工人在車間高噪音下工作。 設備安裝要求 情況 介紹 施工時，先由設計說明書造基， 后將大罐安裝入室后再造樓層； 外墻預留開口，待中罐進入后再砌封；小罐等安裝到位之后才依次安裝。中罐也必須現(xiàn)場吊裝，步驟基本與大罐相同，小罐先將罐體吊入裝好后，再裝上攪拌裝置與電機。 4 個班組 種子制備設備 菌種組的日常工作是制備種子液供種子罐使用，另負責菌種保藏的防菌種退化，超時還承擔生產菌種的分離純化和篩選工作。由工藝要 19 求，采用二級種子罐，接種量均為 15%，接種方式有火焰接種及壓力差接種兩種方法。大罐封頭直接焊在筒體上，裝有攪拌軸的中間軸承，攪拌軸采用“上伸軸”的安裝形式，次用端面軸封。 根據(jù)輸送介質的溫度、壓力及腐蝕情況選擇管道，材料仍以不銹鋼管為主，管道等級見表 51 管道等級及材料選用表。立足于設備節(jié)能，選用了不同形式攪拌器用于大罐、中罐、種子罐，考慮冷卻要求，設計大罐采用內蛇管和外盤管組合使用。 發(fā)酵系統(tǒng)：各罐通氣量，罐溫，溶氧，攪拌轉速現(xiàn)場集中顯示 /控制，上位機設置在控制室。 發(fā)酵罐的罐溫和空氣流量采用自動儀表檢測，通過調節(jié)冷卻水的流量控制調節(jié)罐溫，冷卻水的流量控制是由冷卻水出口帶旁路閥的氣動調節(jié)閥實現(xiàn)的。 中罐：罐壓現(xiàn)場指示，罐溫現(xiàn)場指示，罐溫自動記錄，溶氧記錄至控制室顯示， pH 在線記錄與控制， 攪拌轉速記錄在控制室顯示控制，液位自動報警。 燈鏡用電：由熱電廠供應，變電壓 36V。 本車間的蒸汽、用電、熱水全部由熱電廠供應，發(fā)酵工廠用電屬于二級負荷用電，在突然停電時，將產生大量廢品，大量原材料報廢，大幅減產，廠遭受巨大損失，因此在配電時應由不同變電器或兩段母線供電，盡可能有兩個回路。車間的生產用水主要有三部分組成：配培養(yǎng)基，發(fā)酵冷卻，罐清洗（包括車間清洗等）。罐冷卻、蒸發(fā)濃縮的操作、溶酶蒸餾回收、空壓機冷卻均需要大量冷卻水，所用冷卻水須循環(huán)使用，對冷卻水的要求比工藝用水低。 種子組的搖床間、無菌室、菌種保藏室須恒溫，另外辦公室、休息室、控制室通過管道換氣保濕。 醫(yī)藥生產過程中經常使用多種化學危險品，如濃硫酸，濃鹽酸，濃氨水等，往往容易燒傷人體，嚴重時可導致人員傷亡，故對該類設備都要定期檢修，還有某些化學合成的原料中間體和副產品都易燃而且有些化學反應本身就具有燃燒、爆炸的危險。 發(fā)酵過程中一般而言火災危險性不大，但須注意兩點： 總過濾器內以纖維類物質作為其過濾介質，這種過濾器極易燃燒，且介質在鐵制容器中燃燒時會放出 CO，隨空氣進入發(fā)酵罐，工人下罐時即有中毒危險。正確的停開車等。 生產操作人員發(fā)現(xiàn)不正常情況，應立即檢查原因及時反映，發(fā)現(xiàn)特殊的聲音、振動、漏氣、火花等緊急情況，應馬上停車并上報或喝有關崗位聯(lián)系，不弄清情況，不得開車。 發(fā)酵工廠同其他工廠一樣，排放廢水、廢氣、廢渣。本設計采用生物處理法中的活性污泥處理法。 全防護 發(fā)酵車間產生的有毒物質較少，堿用量也較少，蒸汽用量較大，電動機工作攪拌時噪音較大。建設項目必須符合國家職業(yè)安全與衛(wèi)生方面有關法規(guī)和標準，建設項目中職業(yè)安全衛(wèi)生 技術措施和實施，應與主體工程同時設計同時施工，同時投產使用。 一律不選用用公布淘汰的機電產品以及國家產業(yè)政策限制內的產業(yè)序列和大規(guī)模容量。本次的課程設計有十分重要的意義，它將在以后的學習、生活、工作都有極大的影響。設計過程中的最大塊是物料衡算、熱量衡算和設備選型與計算。其他部分主要包括工藝流程敘述、車間布置和“三廢”處理等。 經過課程設計我取得了很大的收獲，讓我們知道如何走出書本進行獨立思考，從中獲得最大的利益。設計的過程中得到了指導老師的悉心指導，老師認真負責的態(tài)度給了我很深的印象，在這里我要對指導老師表示感謝。這次設計也讓我們對所學的知識進行從新認識和深入的了解，從而更加牢固的記住，對以后的工作和學習打下了堅實的基礎。車間布置是從經濟和節(jié)能方面加以敘述。熱量衡算比起物料衡算還要麻煩，熱量衡算主要是計算出平均每天所消耗的能量，這些能量主要包括冷凝水用量、蒸汽用量以及熱空氣用量，計算出這些物質的用量易于其他輔 助廠房的生產，起到能達到供應要求而又不浪費能源的目的。主要從車間布置、生產技術、車間管理、消防、節(jié)能以及危險 防范等方面加以介紹。 生活照明取日光燈，操作臺面上可置節(jié)能燈，過道可用感應燈以避免不必要的浪費。 單位產品能耗，主要工藝消耗指標和國內國際對比分析； 主要指標應以國內、國際先進水平作為比較依據(jù)。此外電機攪拌的噪音源普遍存在。工藝流程中布置有集水井、調節(jié)池、曝氣池、沉淀池、過濾裝置等。這些廢水如果不經過處理，直接排入江河水域，會使水質嚴重污染，甚至發(fā)黑發(fā)臭。 設備多的計劃檢修，基本方法是先檢查后修理，根據(jù)事先定好的計劃隔一段時間對設備進行計劃檢查。 實行“包機包修”制，發(fā)動操作人員與檢修人員共同維護檢修。 發(fā)酵罐培養(yǎng)基中的可燃性物品要遠離火源；另外，在工廠各個易發(fā)生火災的區(qū)域安裝上火災探測器，用以檢測被保護區(qū)域有無火災發(fā)生以便及時補救與控制。 發(fā)酵車間中有可能與空氣形成爆炸混合物的懸浮狀可燃物粉塵和可燃纖維有淀粉、葡萄糖粉等，可能引起火災危險的可燃物質有木、布、紙等，可燃液體有油等。 采暖： (1)、 搖床間應保持恒定溫度，需自動調節(jié)； (2)、控制室、無菌室基本維持溫度 25℃左右，濕度 6070%。 21 給水系統(tǒng)可分為兩種，一種是排放水指標達到排放要求可直接排放的水，另一種是含有雜質及毒 性物質較多達不到直接排放要求的水，須經過廢水回收站處理后方可排放。 發(fā)酵工廠生產過程中的水可分為工藝用水與冷卻用水?？捎?610kv 電纜供電，到廠里后，降至 380v 后供全廠使用。 事故照明用電：線路獨立于其他用電線路。 車間用電包括多種情況： 設備用電：由熱電廠供應，變電壓 380V。 各罐為了維 持發(fā)酵過程罐溫一定，再配備冷卻水降溫同時也設置了蒸汽保溫進氣管，可直接用蒸汽升溫，如小罐實罐消毒時，培養(yǎng)基升溫初期也可考慮采用間壁式蒸汽加熱，中罐大罐則可考慮冬季用溫水保溫，采用冷水蒸汽混合器產生溫水，溫水溫度由熱電偶測量，溫水流量由氣動薄膜閥控制。 連消系統(tǒng)：溫度、物料流量連鎖控制； 空氣系統(tǒng)：溫度自動控制。 二級種子：壓差接種， 36℃， ， 通氣 ，培養(yǎng) 25h。彎頭、三通等管件無特殊要求。 各發(fā)酵罐，種子罐，補料罐均為不銹鋼材質，考慮到發(fā)酵環(huán)境對整個過程的要求，同時考慮經濟條件，發(fā) 酵罐設備的材質選擇，優(yōu)先考慮的是滿足工藝要求，其次是經濟性、產品質量和產量、安全性。一級種子罐采用實罐滅菌，電機機械攪拌。 在搖瓶間的主要設備是搖瓶機，一般情況下選擇單軸旋轉式搖瓶機，也可選擇變速搖瓶機或往復式搖瓶機。 生產制度 18 發(fā)酵生產的不間斷性使工廠必須 24 小時工作，由于一個工人每天工作 8h，一周休息 2天，因而采用四班三倒制，以 8 天為一個周期，每天每班 1h 吃飯休息。 車面內設有工字鋼架，吊裝口，異軌，電梯以方便安裝與檢修。 防爆車間應加強通風換氣，保證易燃易爆物質在空氣中的濃度不大于爆炸極限濃度。 對于發(fā)酵工段大量產熱的車間，可采取機械通風措施，設計時也充分考慮空間大小。 各種子罐、發(fā)酵罐都設有人孔或手孔以便檢修，設視鏡以便監(jiān)測。 設備安裝檢修 由于發(fā)酵對環(huán)境要求控制較高 ，需要經常對設備進行維修與更換，因此布置時必須考慮到設備的安裝、維修、拆卸的方便可行性。為了便于操作，第三層樓面為統(tǒng)一操作面，并在三樓安排控制室，分析室。生產車間一般含生產、輔助、生活三部分。 小罐設備選型與計算匯總： （ 1） 選型： D=1000mm， H=2400mm， V0=，手孔取 Dg250mm，視鏡 Dg=800mm，支座采用耳式支座。匯總管取 DN80φ 89179。 的內排管，冷卻水進水總管直徑：取 DN50φ 57179。 u 1 . 5 / d 0 . 0 2 3 8 D N 2 5 3 2 2 . 58 0 8 9 3m s mDN ??? ? ??③ 內 排 總 管 ， 取 ， ， 則 取 ；④ 匯 總 管 ： 。3213 2 12 2 4m??? ? ??。 ，匯總管為 DN250φ 273179。 3 的內排管 16 根分 4 組，換熱面積為 178。 7 32 5 0DN ??④匯總管 15 大罐設備選型與計算匯總： （ 1） 選型： D=3500mm， H=8700mm， V0=，人孔取 ? 600mm，視鏡 Dg=125mm，支座采用裙座。 因為， F F 2 9 . 6 9 1 9 . 8 8 4 9 . 4 7 4 1 . 4 2F ? ? ? ? ? ?總 外內， 所以是適合的。 [(n1)]d=4 其中 d= 取 n=27，分為 3 組。大罐 7 臺每天放兩罐，一臺備用；中罐 4臺，每天接種一臺至大罐，一臺備用；小罐 4 臺，每天接種一臺至中罐，一臺備用。 管道等級及材料選用表 典型介質 管道等級 生活用水、工業(yè)用水、低壓消防水、循環(huán)冷卻水 B1B 蒸汽、熱水、冷凝水 B1E 一般工藝介質（非易燃、易爆的中心物料）、排氣（無腐蝕性） B1M 一般易燃、易爆、有毒、刺激性物料（氯氣、甲醇、油品等） B1N 潔凈物品（純水、過濾壓縮空氣、無菌物料等） E1D 帶控制點的工藝流程圖 設計思想：發(fā)酵是一個復雜的工藝過程，常要一定的溫度、壓力、 PH、轉速，同時通過這些參數(shù)也可監(jiān)測發(fā)酵情況，及時發(fā)現(xiàn)異常情況，也可結合自動化儀表裝置實現(xiàn)部分自動控制，另外設置流量記錄控制點檢測流量，人工調節(jié)。 設備框圖 預過濾器 精過濾器 一級種子罐 蒸汽過濾器 預過濾器 精過濾器 二級種子罐 蒸汽過濾器 預過濾器 精過濾器 發(fā)酵罐 蒸汽過濾器 氨水罐 預過濾器 精過濾器 NaOH 罐 蒸汽過濾器 消沫油罐 空氣總過濾器 二級空氣過濾 器 二級空氣過濾 器 11 全料罐 稀料罐 生產特點 發(fā)酵生產一般要經過復雜的反應歷程，這對反應條件的控制要求很高，稍有偏差，就可能得不到有用的產物，嚴重的還會染菌。培養(yǎng) 20 小時后取樣加無菌肉湯， 4 小時后取無菌斜面， 37℃恒溫培養(yǎng)，放罐前涂片鏡檢。 ５、 補氫氧化鈉：調節(jié)發(fā)酵液 pH，與 pH 環(huán)控，保持發(fā)酵液 pH 在 之間。 ℃， 2430h 轉速 60300rpm，攪拌功率 通氣量 2m3/min,罐壓 液氮保藏 (196℃ ) 沙土管保藏 (24℃ ) 斜面培養(yǎng) 恒溫恒濕 3536℃， 7 天 原斜面孢子 斜面培養(yǎng) 恒溫恒濕 3435℃， 6 天 斜面孢子 (代 1) 搖瓶培養(yǎng) 3334℃， 轉速 250rpm 裝量 80ml/750ml 接種量一塊斜面 /瓶 5064hr 搖瓶種子 小罐種子 中罐種子培養(yǎng) 36177。 ２、 補稀料：一個發(fā)酵周期補 2 次左右。 補料情況： １、 補全料： 一個發(fā)酵周期約補 3 次。 生產方法 生物合成慶大霉素的可能途徑如下： D葡萄糖→ 2脫氧青蟹肌醇→ 2脫氧青蟹醇胺 ↓ ↓ D葡萄糖胺→ 巴龍胺 ← 2脫氧鏈霉胺 ↓ 8 慶大霉素 A ↓ C甲基化和差向異構化 慶大 X2 脫氧↓氨基化↓ L甲基化 抗生素 JI20A 抗生素 G418 脫氧↓ ↓脫氧，氨基化 慶大霉素 C1a 抗生素 JI20B ↓ N甲基化 ↓脫氧差向異構化 慶大霉素 C2b 慶大霉素 C2 ↓ N甲基化 慶大霉素 C1 注：本設計所采用的工藝路線為先從沙土管中取出孢子接種到原斜面上（或從液氮保存的孢子接種到原斜面上）， 7 天后接合格種子到代