【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 濾液要求：透光度 80% 效價(jià)： 500μ/ml 濾 液脫色及樹脂再生 原理 濾液通過 122樹脂脫色吸附，可除去部分色素和將雜質(zhì)吸附， 1222樹脂是由水楊酸、甲醛和苯酚合成的弱酸性陽(yáng)離子樹脂，該樹脂在酸性溶液中 H+不活潑，不能發(fā)生離子交換作用。但能和濾液總的色素或有機(jī)雜質(zhì)形成氫鍵，借助氫鍵力將這些雜質(zhì)吸附，從而提高原液色澤和質(zhì)量。樹脂在 NaOH 溶液中由 H型變成 Na 型而失去氫鍵活性，能使吸附的色素和雜質(zhì)解離出來，再經(jīng)過酸水作用由 Na型變成 H 型，可重復(fù)進(jìn)行 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 9 頁(yè)共 44 頁(yè) 脫色 。濾液通過 1222樹脂脫色吸附，可除去部分色素和將雜質(zhì)吸附，而樹脂經(jīng)水反洗→反堿→正堿→通酸→洗酸的過程再生。 脫色液的連續(xù)結(jié)晶 原理 土霉素是酸堿兩性化合物，等電點(diǎn)為 ，可選擇適當(dāng)?shù)膲A化劑來調(diào)節(jié)脫色液 pH至土霉素等電點(diǎn)，此時(shí)，土霉素在水中溶解度最小，可以從水溶液中直接結(jié)晶出來。生產(chǎn)控制結(jié)晶 pH 為 ～ 。根據(jù)土霉素結(jié)晶的速度，結(jié)晶達(dá)到完全需要 50 分鐘，50分鐘后母液中土霉素含量趨于穩(wěn)定。連續(xù)結(jié)晶設(shè)備的容量，保證結(jié)晶液以最大量通過時(shí)維持 50 分鐘。保證結(jié)晶液在流動(dòng)的情況下達(dá)到完 全結(jié)晶的目的。 結(jié)晶液離心分離 原理 將結(jié)晶液中晶體及母液經(jīng)離心分離以便得到含水量少，純度較高的土霉素晶體，在離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)鋪設(shè)濾袋加入結(jié)晶液。利用離心機(jī)產(chǎn)生的離心力將母液甩出，從而土霉素濕晶體留在濾袋內(nèi)達(dá)到分離目的。 濕結(jié)晶體的氣流干燥 原理 氣流干燥為急劇快速干燥，在干燥過程中濕晶體和高溫?zé)峥諝饨佑|，使水分很快蒸發(fā)，一般接觸時(shí)間 3 s～ 5 s，由于時(shí)間短可減少土霉素因長(zhǎng)時(shí)間受熱而發(fā)生破壞，保證產(chǎn)品質(zhì)量。 結(jié)晶、干燥 用氨水調(diào)脫色液 PH 至 ，進(jìn)串聯(lián)結(jié)晶柱 ，等電點(diǎn)附近攪拌沉淀結(jié)晶，將母液與晶體離心分離，并快速進(jìn)行氣流干燥，所得干粉再篩選分裝 。 4 物料衡算 有關(guān)土霉素生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo) 表 2 有關(guān)參數(shù)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 年產(chǎn)量 850 噸 發(fā)酵單位 30000u/ml 發(fā)酵周期 182h 輔助時(shí)間 10h 發(fā)酵罐裝料系數(shù) 過濾收率 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 10 頁(yè) 共 44 頁(yè) 脫色收率 結(jié)晶收率 干燥收率 年工作日 330 天 成品效價(jià) 910u/mg 中小罐周期 30h 發(fā)酵補(bǔ)料（ c*n） 接后體積的 48% 蒸發(fā)損失 接后體積的 20% 種 子罐裝料系數(shù) 種子罐損失 （以消后體積為準(zhǔn)） 小罐 12% 發(fā)酵單位富裕量 20% 中罐 8% 通氣量（比） 小罐： 中罐及大罐： 接種量（以消后體積為準(zhǔn)） 小罐 15% 發(fā)酵液稀釋效價(jià) 15000u/ml 中罐 9% 酸化 PH植 加草酸量 %（ T/ms） 折合體積 配草酸水草酸用量 %（ kg/L） 發(fā)酵液含渣量 38% 凈化劑加量 （以發(fā)酵液為準(zhǔn)） 黃血鹽 % 堿化劑 （以配堿化劑量為準(zhǔn)） 氨水 15%（ kg/L） 硫酸鋅 % NA2SO3 %（ kg/L） 脫色 A=（ 1/h） V=Qt=a/t 交換負(fù)荷 =F/M F 流量， M樹脂體積 m3/h h 結(jié)晶時(shí)間 60min 母液?jiǎn)挝? 1000u/ml 結(jié)晶體含水量 20% 成品含水量 7% SS800 離心機(jī)每臺(tái)每次處理 40kg 結(jié)晶體 種子罐、發(fā)酵罐罐 壓 *10^5Pa 加草酸量： %，折合體積 m3/T （即每 100 噸發(fā)酵液添加 噸草酸，發(fā)酵液的體積增加 m3） 凈化劑加量：黃血鹽 % m3/ T， 硫酸鋅 % m3/T （含義同草酸） 提煉總收率： = 發(fā)酵階段 物料衡算 發(fā)酵罐 由年產(chǎn)計(jì)算每天放罐發(fā)酵液的體積 。 Vd=G103μp／（ ηpmμm） =8501000910／（ 31000330） = 其中 G：年 產(chǎn)量 850 噸 μp： 910μ/mg=910g/Kg 。 m: 全年生產(chǎn)天數(shù) 330 天 μm：發(fā)酵單位： 31000μ/ml=31000g/ m3 ηp提煉總收率： = V 放 ：發(fā)酵或種子培養(yǎng)結(jié)束后，發(fā)酵罐或種子罐的放料體積 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 11 頁(yè) 共 44 頁(yè) V 進(jìn) ：發(fā)酵罐的總進(jìn)料量，包括消后體積和補(bǔ)料體積 V 放 = V 接后 +V 補(bǔ) － V 蒸發(fā) = V 接后 +48%V 接后 － 20%V 接后 = V 接后 = m3 計(jì)算得： V 接后 = 又 V 接后 =V 消后 +V 接種 = V 消后 +15% V 消 后 = V 消后 = 計(jì)算得： V 消后 = m3 V 接種 =15% V 消后 =15%= V 補(bǔ) =48% V 接 后 =48%= V 蒸發(fā) =20% V 接 后 =20%= V 冷 凝水 = V 配料 又 V 配料 =V 消前 = V 消后 － V 冷 凝水 = V 消后 － V 配料 V 配料 = V 消后 /== 二級(jí)種子 罐 V0= V 接種 ／ η0=／ = m3 圓整為 14m3 由物料衡算： V 消后 +V 接種 = V 放 +V 損失 → V 消后 +9% V 消后 =+8% V 消后 其中： 中罐 接種量 － 9%； 中罐 蒸發(fā)損失： 消后體積 8% 即 消后 = m3 ∴ V 消后 = V 接種 =9% V 消后 = m3 V 損失 =8% V 消后 = V 接 后 = V 放 +V 損失 =+= V 配料 =V 消前 = V 消后 － V 冷 凝水 = V 消后 － V 配料 → 配料 = V 消后 = m3 ∴ V 配料 =V 冷 凝水 = V 配料 == 中罐臺(tái)數(shù) =發(fā)酵 罐臺(tái)數(shù) 種子罐周期／ 發(fā)酵 罐周期 =2830／ 182≈ 2 臺(tái) 設(shè)為 4臺(tái)，其中 2臺(tái)備用。 一級(jí)種子 罐 V 放 = V 接種 = V0= V 接種 ／ η0=／ = m3 圓整為 由： V 消后 +V 接種 = V 放 +V 損失 其中 V 接種 可忽略 → V 消后 =+12% V 消后 即 消后 = ∴ V 消后 = m3 V 損失 =12% V 消后 =12%= m3 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 12 頁(yè) 共 44 頁(yè) 又 V 配料 =V 消前 = V 消后 － V 冷 凝水 = V 消后 － V 配料 → 配料 = V 消后 = m3 得 V 配料 =V 冷 凝水 = V 配料 == 一級(jí)種子 罐臺(tái)數(shù) =二級(jí)種子 罐臺(tái)數(shù) 一級(jí)種子 罐周期／ 二級(jí)種子 罐周期 =230／ 30=2臺(tái) 設(shè)為 4 臺(tái)，其中 2臺(tái)備用。 發(fā)酵階段物料衡算總結(jié) 表 1 三級(jí)發(fā)酵料液平衡表 項(xiàng)目 大罐 中罐 小罐 V 放 （ m3 ） V 消后 （ m3 ） V 接后 （ m3 ） V 接種 （ m3 ） V 冷凝水 （ m3 ） V 損失 （ m3 ） V 配料 （ m3 ） V 補(bǔ)料 （ m3 ） V 進(jìn) （ m3 ） 表 2 每罐發(fā)酵液原料消耗 的計(jì)算 （以接種后體積為基準(zhǔn)核算） 原料名稱 配比（ %） 接種后體積 m3） 投料量 kg（ L） 大罐 (%) 中罐 (%) 小罐 (%) 大罐 中罐 小罐 合計(jì) 玉米漿 7 大罐： 中罐： m3 小罐： m3 糊精 淀粉 磷酸二氫鉀 黃豆餅粉 碳酸鈣 硫酸銨 1 氯化鈉 酵母粉 氯化鈷 淀粉酶 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 13 頁(yè) 共 44 頁(yè) 9 泡敵 單位生產(chǎn)時(shí)間原料消耗指標(biāo) 原材料 天耗 Kg 月耗 kg 年耗 噸 玉米漿 糊精 淀粉 磷酸二氫鉀 黃豆餅粉 碳酸鈣 硫酸銨 氯化鈉 酵母粉 氯化鈷 淀粉酶 泡敵 注：每月以 30 個(gè)計(jì)算，每年以 330 個(gè)生產(chǎn)日計(jì)算 提取階段 物料衡算 酸化 、稀釋 V 大放 = m3 發(fā)酵總單位 =發(fā)酵單位 放罐 體積 =31000106/108=25203 億 V 酸化 = V 大放 +料液體積增加量 =+= 酸化工段物料衡算表 用量 % 體積系數(shù) 用量 噸 料液體積增加量 m3 草酸 黃血鹽 硫酸鋅 合計(jì) 計(jì)算說明舉例：草酸用量 = V 大放 %=%= 體積系數(shù)是指 每添加一噸草酸（或黃血鹽等）料液體積的增加量。 料液體積增加量 == 噸 稀釋倍數(shù) =31000 V 稀釋后 = V 酸化 稀釋倍數(shù) == 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 14 頁(yè) 共 44 頁(yè) 過濾 稀釋效價(jià) 過濾收率 V 稀釋后 =濾液平均效價(jià) V 濾液 15000=10000V 濾液 → V 濾液 = m3 V 高 = V 稀釋后 == V 低 = V 濾液 － V 高 =－ = V 渣 =38% V 大放 =38%= ∵ V 草酸水 + V 稀釋后 = V 濾液 + V 渣 ∴ V 草酸水 = V 濾液 + V 渣 － V 稀釋后 =+－ = m3 草酸用量 =% V 草酸水 =%103= 脫色 脫色單位 =脫色收率 濾液平均效價(jià) V 濾液 =100000106= 億 損失單位 =濾液平均效價(jià) V 濾液 （ 1－脫色收率） =100000282..32106（ 1－ ） = 億 脫色液量 =濾液體積 = 脫色液濃度 =脫色單位 /脫色液量 = 結(jié)晶 結(jié)晶單位 =結(jié)晶收率 脫色單位 == 億 離心單位 =結(jié)晶單位－母液效價(jià) （ V 濾液 +V 堿化劑 ） =－ 1000（ +1%） 106/108 = 億 應(yīng)當(dāng) 補(bǔ)充 堿化劑用量；亞硫酸鹽用量 干燥單位 =離心單位 干燥收率 == 億 濕體含水量： 20% 即：每次出產(chǎn)量： 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 15 頁(yè) 共 44 頁(yè) 40（ 1－ 20%）／（ 1－ 7%） = （ SS800 每臺(tái)每次處理 40kg濕晶體） 每臺(tái)離心機(jī)每次處理： 910106= 億 離心機(jī)總臺(tái)數(shù) =／ =66臺(tái) 實(shí)際臺(tái)數(shù) =離心機(jī)總臺(tái)數(shù)／批次 =66／ 8=9臺(tái) 5 設(shè)備計(jì)算與選型 發(fā)酵階段 發(fā)酵 罐 發(fā)酵罐公稱容積 V0和臺(tái)數(shù)的確定 選用帶機(jī)械攪拌的通風(fēng)式發(fā)酵罐。 V0= Vd/(ndΦ )=(1)= m3 圓整為 110m3 發(fā)酵罐裝料系數(shù) Φ ： 。 nd:每天放罐數(shù)，一般每天 12罐，取 n=1 發(fā)酵 罐的體積 110m3 發(fā)酵罐總臺(tái)數(shù)： nd發(fā)酵周期 =18=8 個(gè)。 幾何尺寸 的計(jì)算 V 大罐 =110 m3 發(fā)酵罐的高徑比影響：高徑比越大，氧氣的利用率越大；進(jìn)罐的空氣壓力越高，伴隨空壓機(jī)的出口壓力提高和能耗增加；影響料液中二氧化碳的濃度，進(jìn)而影響微生物的代謝。在本設(shè)計(jì)中，取 H0／ D=3 ，其中 H0： 圓筒部分高度 m； D：發(fā)酵罐內(nèi)徑 m. 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 16 頁(yè) 共 44 頁(yè) 發(fā)酵罐的直邊高度： JB1154