【文章內(nèi)容簡介】 。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 21 178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 21 生產(chǎn)過程中三廢排放情況178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 21 處理方案178。178。178。178。178。178。 178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 21 178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 21 生產(chǎn)特點178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 21 工業(yè)衛(wèi)生及安全防護要求178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 178。178。178。178。178。178。 21 178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 21 能耗分析178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 21 節(jié)能措施178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 22 178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 22 178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 22 3 任 務(wù) 書 課題：年產(chǎn) 300 噸慶大霉素發(fā)酵車間的工藝設(shè)計 一、課題的目的、意義： 通過該課程的學(xué)習(xí)將化工原理、工程制圖、藥劑學(xué)、制藥工程等方面的知識有機地聯(lián)系在一起并用于實際生產(chǎn)設(shè)計中，鞏固已學(xué)的知識。 掌握制藥工程設(shè)計的任務(wù)、步驟和方法， 完成制藥工程中某單元反應(yīng)或局部車間的初步設(shè)計，為以后的畢業(yè)設(shè)計打下基礎(chǔ)。 通過模擬工程設(shè)計，了解工程設(shè)計的一般過程，學(xué)會收集數(shù)據(jù)、查找手冊、工藝計算、罐體設(shè)計以及車間設(shè)計平面圖設(shè)計，掌握工程設(shè)計中物料衡算、能量衡算，設(shè)備計算等計算。 二、制藥工程課程設(shè)計的內(nèi)容和要求： 課程設(shè)計是制藥工程課程中綜合性和實踐性較強的環(huán)節(jié)，要求學(xué)生能利用本課程與前修課程的基礎(chǔ)知識，了解工程設(shè)計的基本內(nèi)容，掌握藥廠設(shè)計的基本步驟和方法，培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用知識解決實際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生工程實際理念和嚴謹?shù)目茖W(xué)作風(fēng)。本課程包含課程涉及的基礎(chǔ)知識，包括工藝設(shè)計說明書、工藝路線的選擇、物料衡算或能量衡算或主體設(shè)備設(shè)計計算及選型等，并繪制帶控制點工藝流程圖或車間平面布置圖或主體設(shè)備圖。 三、設(shè)計說明書及圖紙要求： 設(shè)計工作量要求： 應(yīng)按設(shè)計工作安排圓滿完成設(shè)計任務(wù)，完成一張 A1 設(shè)計圖紙，編寫課程設(shè)計說明書； 說明書及圖紙質(zhì)量要求： 設(shè)計說明書應(yīng)包括設(shè)計任務(wù)書、工藝路線的選擇、物料衡算或能量衡算或主體設(shè)備計算及選型等，參考文獻等相關(guān)內(nèi)容，做到條理清楚，論據(jù)充分，計算詳實。 圖紙要求布局合理，線條清晰，粗實分明，圖例圖標(biāo)符合設(shè)計 規(guī)范。 4 年產(chǎn) 300 噸慶大霉素發(fā)酵車間的工藝設(shè)計 設(shè)計依據(jù) 主要文件 :設(shè)計任務(wù)書 主要技術(shù)資料 設(shè)計技術(shù)指標(biāo) 本設(shè)計主要以相關(guān)的發(fā)酵技術(shù)工藝、培養(yǎng)基配方、工藝流程等過程為基礎(chǔ)和參考，來進行對年產(chǎn) 300 噸慶大霉素工程發(fā)酵車間工藝的設(shè)計。主要設(shè)計的參考參數(shù)如下： （ 1）、發(fā)酵系統(tǒng)（產(chǎn)量 300 噸 /年） 發(fā)酵單位： 1400(u/ml） 成品單位： 600（ u/mg） 發(fā)酵周期： 136（ h） 發(fā)酵熱： 5500 (kcal/m3h ) 裝料系數(shù)： 75%（發(fā)酵罐） 65%（一級種子罐） 70%（二級種子罐） 總收率： 70% 染菌率： 3% 年工作日： 330（天） 發(fā)酵液粘度： 50（ CP） 發(fā)酵液重度： 1050（ kg/m3） （ 2）、無菌空氣處理系統(tǒng) 空氣處理量： 550（ m3 / min） 空壓機出口壓力： ~（ Mpa） 進罐空氣溫度： 40~45℃ 進總過濾器的相對濕度： 60% 空氣潔凈度： 100 級 （ 3）、連續(xù)滅菌系統(tǒng) 培養(yǎng)基滅菌處理量： 20（ m3/h） 連消滅菌溫度： 135℃ （ 4）、后處理車間 提取總收率： 70%計算。 培養(yǎng)基配比 主要原料：黃豆餅粉，淀粉，葡萄糖； 主要輔料：氯化鈉，硝酸鈉，酵母粉，碳酸鈣，蛋白胨，淀粉酶，消沫油等。 培養(yǎng)基配比 原料名稱 一級種子罐 培養(yǎng)基配比 % 二級種子罐 培養(yǎng)基配比 % 發(fā)酵罐 培養(yǎng)基配比 % 全料 培養(yǎng)基配比 % 稀料 培養(yǎng)基配比 % 黃豆餅粉 葡萄糖 淀粉 氯化鈉 氯化鈷 硝酸鈉 酵母粉 碳酸鈣 蛋白胨 硫酸亞鐵 磷酸二氫鉀 淀粉酶（ kg） %淀粉量 %淀粉量 %淀粉量 5 玉米漿（ L/ m3） 消沫油 4 1 補料量 補氨水量： 8 L/m3 發(fā)酵液體積； 補氫氧化鈉量： ~ L/m3 發(fā)酵液體積； 加消沫油量： 4 L/ m3 發(fā)酵液體積； 補全料量： 370 L/ m3 發(fā)酵液體積； 補稀料量： 200 L/ m3 發(fā)酵液體積。 接種量 （ 1） 一級種子罐至二級種子罐按 15%計算； （ 2） 二級種子罐至發(fā)酵罐按 15%計算。 培養(yǎng)基滅菌 （ 1） 一級種子罐及二級種子罐培養(yǎng)基采用實罐滅菌； （ 2） 發(fā)酵、全料、稀料采用連續(xù)滅菌； （ 3） 氫氧化鈉、消沫油采用實灌滅菌； （ 4） 氨水采用過濾除菌。 移種 及補料方式 （ 1） 一級種子罐至二級種子罐移種設(shè)置一分配站； （ 2） 二級種子罐至發(fā)酵罐設(shè)置一分配站； （ 3） 滅菌的發(fā)酵培養(yǎng)基、全料、稀料至發(fā)酵罐設(shè)置一分配站； （ 4） 氫氧化鈉至各發(fā)酵罐設(shè)置一分配站； （ 5） 消沫油至各發(fā)酵罐設(shè)置一分配站； （ 6） 氨水貯罐為每一發(fā)酵罐各設(shè)一臺。 裝料系數(shù) 一級種子罐： 65%，二級種子罐： 70%，發(fā)酵罐： 75% 通氣量 一級種子罐： 2（ VVM），二級種子罐： (VVM)，發(fā)酵罐： (VVM) 轉(zhuǎn)速范圍 一級種子罐： 60~300（ RPM），二級種子罐： 60~240（ RPM） 發(fā)酵罐： 60~130（ RPM） 培養(yǎng)時間 一級種子罐： 64 小時，二級種子罐： 56 小時，發(fā)酵罐： 136 小時 1工藝參數(shù)控制要求 發(fā)酵系統(tǒng)：各罐通氣量，罐溫，溶氧，攪拌轉(zhuǎn)速現(xiàn)場集中顯示 /控制，上位機設(shè)置在控制室。要求如下： ① 灌壓現(xiàn)場指示；液位報警指示，手動加消泡劑； ② 罐溫控制： 5 m3 罐及以下采用自動控制， 5 m3 罐以上采用加熱、冷卻手動切換，冷卻自動控制，加熱手動控制； ③ 空氣流量：種子罐用轉(zhuǎn)子流量計檢測，發(fā)酵罐用渦輪流量計檢測記錄； ④ 溶氧：監(jiān)測記錄，通過手動調(diào)節(jié)攪拌轉(zhuǎn)速、調(diào)節(jié)空氣流量調(diào)節(jié)溶氧； ⑤ 自動補料：補料采 用氣動隔膜閥計算機控制； ⑥ 轉(zhuǎn)速顯示及變頻調(diào)速。 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。 6 1生產(chǎn)用水要求 發(fā)酵工廠生產(chǎn)過程中的水可分為工藝用水與冷卻用水。工藝用水一般指配料水和用于制備軟水、 無鹽水等一次水，其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)接近于城市自來水標(biāo)準(zhǔn)。罐冷。蒸發(fā)濃縮的操作、溶酶蒸餾回收、空壓 系統(tǒng)冷卻均需要大量冷卻水，所用冷卻水須循環(huán)使用，冷卻水的溫度根據(jù)工藝要求選取。 ① 自來水：常溫， （ MPa），用于配料、夏天實罐滅菌的前期冷卻、清洗設(shè)備等； ② 循環(huán)水： 20— 23℃ (△ t=3℃ )， （ MPa），用于連續(xù)滅菌培養(yǎng)基冷卻，空氣冷卻，發(fā)酵控溫冷卻； ③ 低溫水： 9— 14℃ (△ t=5℃ )， （ MPa），用于夏天空氣后級冷卻及發(fā)酵控溫冷卻； ④ 冷鹽水： 10— 0℃ (△ t=10℃ )， （ MPa），用于料液冷卻保溫。 1生產(chǎn)用蒸汽要求 發(fā)酵車間用汽壓力 （ MPa） 1排水系統(tǒng)的劃分 給排水系統(tǒng)可分為兩種，一種是排放水指標(biāo)達到排放要求可直接排放的水，另一種是含有雜質(zhì)及毒性物質(zhì)較多達不到直接排放要求的水，須經(jīng)過廢水回收站處理后方可排放。 設(shè)計原則 加強技術(shù)經(jīng)濟指 標(biāo)作比較，善于從實際出發(fā)去分析研究問題，設(shè)計的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)以達到或超過國內(nèi)同類型工廠生產(chǎn)實際平均先進水平為宜。 解放思想，積極采用新技術(shù)，力求設(shè)計在技術(shù)上具有現(xiàn)實性和先進性，在經(jīng)濟上具有合理性。 設(shè)計必須結(jié)合實際，因地制宜，體現(xiàn)設(shè)計的通用性和獨特性相結(jié)合的原則，并適當(dāng)留有發(fā)展余地。 發(fā)酵工廠設(shè)計還應(yīng)考慮采用微生物發(fā)酵的工廠的獨特要求，既要注意到周圍的環(huán)境清潔衛(wèi)生狀況，又要注意到對工廠內(nèi)車間之間對衛(wèi)生、無菌、防火等條件的相互影響。 產(chǎn)品規(guī)格 化學(xué)結(jié)構(gòu)：略 分子式、分子量： 抗生素 R1 R2 分子式 分子量 慶大霉素 C1 CH3 NHCH3 C21H43N5O7 慶大霉素 C2 H NH2 C19H39N5O7 慶大霉素 C1A CH3 NH2 C20H41N5O7 技術(shù)規(guī)格及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見下表 技術(shù)規(guī)格及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 項目 標(biāo)準(zhǔn) 美國藥典 (23 版 ) 性狀 白色或類白色粉末 生物效價（干） ≥ 590?/mg 鑒別 呈正反應(yīng) 比旋度 +107176。 —— +121176。 7 干燥失重 ≤ %(110℃真空， 3hr) 酸度 pH： 熾灼殘渣 ≤ % 甲醇含量 ≤ % 熱源 內(nèi)毒素單位 /mg 慶大堿 120xxu/mg 合格 無菌 合格 (內(nèi)控 )?異常毒物 1200 u/ml 合格 ?降壓物質(zhì) 20xxu/kg 合格 重金屬 ≤ ?? ppm 鈣離子 ≤ 5??萬單位 鎂離子 ≤ 5??萬單位 有效期 5 年 產(chǎn)品主要物性 慶大霉素是堿性抗生素，臨床上常用其硫酸鹽。硫酸慶大霉素為白色或微黃白色的粉末，無臭，對光、空氣、廣泛 pH 及熱穩(wěn)定 （在 pH 60℃保存 35~180 天，對溶液的效價影響不大，在 pH 4 以下，其效價降低 8%~30%），有吸濕性。易溶于水，不溶于乙醇、丙酮、氯仿、乙醚及苯。 慶大霉素是一種殺菌力較強的廣譜抗生素，對多種 G+和 G菌均有較強的抗菌作用，特別是銅綠假單胞菌比卡那霉素和新霉素強 5~10 倍（但不及多粘菌素 E），對金黃色葡萄球菌有良好的抗菌作用。在臨床上主要適用于敗血癥，呼吸道感染，尿路感染，眼、耳、鼻、喉部感染，治療嚴重大面積燒傷，手術(shù)后的感染以及作為腹部手術(shù)前的腸道消毒，均有一定的療效。慶大霉素因使用劑量小，毒 副反應(yīng)較新霉素、卡那霉素為輕。 分析方法 按 20xx 年版《中華人民共和國藥典》（第二部）查出慶大霉素的分析方法為： 1. 取本品約 50mg，加水 1ml 溶解后，加 1N HCl 2ml，在水浴中加熱 10 分鐘，加 2N NaOH 2 ml 與 2%乙酰丙酮的水溶液 1ml，置水浴中加熱 5 分鐘冷卻后，加對二甲基苯甲醛試劑 1ml，即顯淡粉紅色。 2. 取本品約 5mg，加水 1ml 溶解后，加 %茚三酮的水飽和亞丁醇溶液 1ml 與吡啶 ，在水浴中加熱 5 分鐘即顯藍紫色。 3. 硫酸根鑒別反應(yīng)： 1) 加氯化鋇有白色沉淀。 2) 加醋 酸鉛。 3) 加鹽酸不生成白色沉淀。 生產(chǎn)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(gòu)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(gòu)化 慶大霉素 C2b 慶大霉素 C2 ↓ N甲基化 慶大霉素 C1 注：本設(shè)計所采用的