【導(dǎo)讀】本次設(shè)計(jì)為生產(chǎn)規(guī)模800噸/年的土霉素車(chē)間。過(guò)濾、脫色、結(jié)晶、干燥等。物料衡算主要包括三級(jí)發(fā)酵工段衡算及分離提取工。段的物料衡算；并對(duì)于設(shè)備進(jìn)行選型設(shè)計(jì)，對(duì)主要設(shè)備的規(guī)格和臺(tái)數(shù)做以確定，并進(jìn)行了管路的選擇和管線(xiàn)的布置，最后進(jìn)行了5個(gè)工藝車(chē)間的布置。設(shè)備的條件下，使廠(chǎng)房滿(mǎn)足工廠(chǎng)設(shè)計(jì)的基本要求。

　　

【正文】 越容易流動(dòng)，即動(dòng)力消耗越小的緣故。對(duì)于某一輸量，總費(fèi)用 (投資總額與經(jīng)營(yíng)總費(fèi)用之和 )最低的管徑叫做最佳管徑 D，該輸量即是管徑 D 佳所對(duì)應(yīng)的經(jīng)濟(jì)輸量，此時(shí)管內(nèi)流速即為經(jīng)濟(jì)流速。 利用液體流速計(jì)算管徑 管徑的計(jì)算主要又流速確定，通常狀態(tài)下流速范圍如下 流體的種類(lèi)及情況 常用流速范圍 /(m/s) 流體的種類(lèi)及情況 常用流速范圍 /(m/s) 水及一般流體 13 飽和水蒸氣 粘度 較大的液體 800KPa 4060 低壓氣體 815 300KPa 2040 易燃易爆低壓氣體 8 過(guò)熱水蒸氣 3050 壓力較高氣體 1525 真空操作下氣體 10 土霉素工藝管路設(shè)計(jì) 發(fā)酵罐 (三級(jí)罐 )的接管設(shè)計(jì) 通氣管 大罐的通氣量為 (， 20℃ )，體積為 102 m3，通風(fēng)量 北京化工大學(xué)制藥工藝設(shè)計(jì)（論文） 29 smmQ / in/ 3339。 ???? 折算到工作狀態(tài) (， 30℃ )下的風(fēng)量 smQ f / 73 302 3????? 取風(fēng)速 v=25m/s，則通風(fēng)管截面積 mvQS ff ??? 通風(fēng)管徑 mmmSd ff ???? 故 選 用不銹鋼焊接鋼管 取 φ4505，其內(nèi)徑 440mm420mm。 輸液管 1)排料管 發(fā)酵罐裝料 102m3， 發(fā)酵液體積 m3， 2h之內(nèi)排空，物料體積流量 smQ /10* 33???? 發(fā)酵液流速取 v=1m/s，排料管截面積 233 10* 10* mvQS ?? ???料 管徑 mSd 8 10* 8 3 ??? ?料 取 不銹鋼焊接鋼 管 φ1335，其內(nèi)徑 123mm110mm，適用。 2)進(jìn)液管 ① 種子液 二級(jí)種子液 ，半小時(shí)之內(nèi)接種完畢，則物料的體積流量。 smQ /10* 60 0 33???? 發(fā)酵液流速取 v=1m/s，排料管截面積 233 10* 10* mvQS ?? ???料 北京化工大學(xué)制藥工藝設(shè)計(jì)（論文） 30 管徑 mmmSd 58058..0 10*3 ???? ?料 取不銹鋼焊接鋼管 φ765 ，其內(nèi)徑 66mm58mm，適用。 ② 補(bǔ)全料輸液管 全料液 32m3， 184 小時(shí)之內(nèi) 補(bǔ)料 完畢，則物料的體積流量。 smQ /10* 32 35???? 發(fā)酵液流速取 v=1m/s，排料管截面積 255 10* 10* mvQS ?? ???料 管徑 mmSd 8 10* 8 5 ??? ?料 取不銹鋼焊接鋼管 φ12，其內(nèi)徑 9mm，適用。 ③ 補(bǔ)稀料輸液管 稀料液 17m3， 184 小時(shí)之內(nèi)補(bǔ)料完畢，則物料的體積流量。 smQ /10* 17 35???? 發(fā)酵液流速取 v=1m/s，排料管截面積 255 10* 10* mvQS ?? ???料 管徑 mmSd 8 10* 8 5 ??? ?料 取不銹鋼焊接鋼管 φ12，其內(nèi)徑 9mm，適用。 ④ 通氨管 液氨共 ， 2040h內(nèi)補(bǔ) 6 次，平均每次補(bǔ)十分鐘，共計(jì)耗時(shí) 1h， 則物料的體積流量。 smQ /10* 35???? 發(fā)酵液流速取 v=1m/s，排料管截面積 255 10** mvQS ?? ???料 北京化工大學(xué)制藥工藝設(shè)計(jì)（論文） 31 管徑 mmSd 7 8 10* 8 5 ??? ?料 取不銹鋼焊接鋼管 φ12，其內(nèi)徑 9mm，適用。 酸化設(shè)備的流體輸送 酸化液進(jìn)料管即采用發(fā)酵液的排空管不銹鋼焊接鋼管 φ1335 。 酸化液 排出 的 體積近似認(rèn)為與發(fā)酵液相等，即 ， 酸化罐 裝料 102m3，發(fā)酵液體積 m3， 2h之內(nèi)排空，物料體積流量 smQ /10* 33???? 發(fā)酵液流速取 v=1m/s，排料管截面積 233 10* 10* mvQS ?? ???料 管徑 mSd 8 10* 8 3 ??? ?料 取不銹鋼焊接鋼管 φ1335，其內(nèi)徑 123mm110mm，適用 。 稀釋設(shè)備的流體輸送 稀釋罐進(jìn)料管即采用酸化罐的排空管不銹鋼焊接鋼管 φ1335 稀釋液的體積為 ，采用三個(gè)酸化罐，即每個(gè)罐內(nèi)液體的體積為 m3，裝料 102m3， 2h之內(nèi)排空，物料體積流量 smQ /10* 33???? 發(fā)酵液流速取 v=1m/s，排料管截面積 233 10* 10* mvQS ?? ???料 管徑 mSd 8 10* 8 3 ??? ?料 取不銹鋼焊接鋼管 φ1335，其內(nèi)徑 123mm110mm，適用 。 板框過(guò)濾設(shè)備的輸送 進(jìn)入板框過(guò)濾機(jī)的管道與稀釋液流出的管道相同，不銹鋼焊接鋼管北京化工大學(xué)制藥工藝設(shè)計(jì)（論文） 32 φ133 經(jīng)板框過(guò)濾后，由濾液效價(jià)可知體積為 m3， 處理時(shí)間 30min 物料體積流量 smQ / 00 8 3??? 發(fā)酵液流速取 v=1m/s，排料管截面積 mvQS ???料 管徑 mSd 7 8 8 ??? 料 故選用不銹鋼焊接鋼管取 φ4505，其內(nèi)徑 440mm420mm。 脫色工段的流體輸送 進(jìn)入脫色罐的管道與板框過(guò)濾流出的管道相同，不銹鋼焊接鋼管 φ4505。 流出脫色罐的管道 V=288m3，操作時(shí)間為 40min， 物料體積流量 smQ /)60/40(3 6 0 0 2 8 8 3??? 發(fā)酵液流速取 v=1m/s，排料管截面積 mvQS ???料 管徑 mSd 8 8 ??? 料 故選用不銹鋼焊接鋼管取 φ4505，其內(nèi)徑 440mm390mm。 結(jié)晶過(guò)程的流體輸送 液氨的輸送 需要加入的液氨體積為 ，結(jié)晶的停留時(shí)間為 8 小時(shí)，物料體積流量 smQ /10* 00 33???? 發(fā)酵液流速取 v=1m/s，排料管截面積 233 10** mvQS ?? ???料 北京化工大學(xué)制藥工藝設(shè)計(jì)（論文） 33 管徑 mSd 10*3 ??? ?料 取不 銹鋼焊接鋼管 φ48，其內(nèi)徑 43mm39mm，適用 結(jié)晶罐之間的流體輸送 結(jié)晶總處理體積為 288 m3，結(jié)晶的停留時(shí)間為 8 小時(shí)，物料體積流量 smQ / 3??? 發(fā)酵液流速取 v=1m/s，排料管截面積 mvQS ???料 管徑 mSd 1 1 8 8 ??? 料 取不銹鋼焊接鋼管 φ1335，其內(nèi)徑 123mm113mm，適用。 管道 匯總 表 由此可以的到所有車(chē)間的管路總表 管道名稱(chēng) 所屬車(chē)間 管道材料 管徑 /mm 管壁厚 /mm 發(fā)酵罐通氣管 發(fā)酵車(chē)間 不銹鋼焊接鋼管 450 5 種子罐進(jìn)液管 發(fā)酵車(chē)間 不銹鋼焊接鋼管 76 5 排料管 發(fā)酵車(chē)間 不銹鋼焊接鋼管 133 5 補(bǔ)全料輸液管 發(fā)酵車(chē)間 不銹鋼焊接鋼管 12 補(bǔ)稀料輸液管 發(fā)酵車(chē)間 不銹鋼焊接鋼管 12 通氨管 發(fā)酵車(chē)間 不銹鋼焊接鋼管 12 酸化液進(jìn)料管 酸化 稀釋 車(chē)間 不銹鋼焊接鋼管 133 5 酸化液出料管 酸化稀釋車(chē)間 不銹鋼焊接鋼管 133 5 稀釋液進(jìn)料管 酸化稀釋車(chē)間 不銹鋼焊接鋼管 133 5 稀釋液出料管 酸化稀釋車(chē)間 不銹鋼焊接鋼管 133 5 板框過(guò)濾進(jìn)料管 酸化稀釋車(chē)間 不銹鋼焊接鋼管 133 5 北京化工大學(xué)制藥工藝設(shè)計(jì)（論文） 34 板框過(guò)濾出料管 酸化稀釋車(chē)間 不銹鋼焊接鋼管 450 5 脫色罐進(jìn)料管 過(guò)濾結(jié)晶車(chē)間 不銹鋼焊接鋼管 450 5 脫色罐出料管 過(guò)濾結(jié)晶車(chē)間 不銹鋼焊接鋼管 450 5 液氨輸送管 過(guò)濾結(jié)晶車(chē)間 不銹鋼焊接鋼管 48 結(jié)晶罐輸液管 過(guò)濾結(jié)晶車(chē)間 不銹鋼焊接鋼管 133 5 北京化工大學(xué)制藥工藝設(shè)計(jì)（論文） 35 第六章 車(chē)間布置設(shè)計(jì) 車(chē)間布置基本要求 ① 最大限度地滿(mǎn)足工藝生產(chǎn)包括設(shè)備 維修的要求。 ② 有效地利用車(chē)間建筑面積 (包括空間 )和土地。 ③ 要為車(chē)間的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)先進(jìn)合理以及節(jié)能等要求創(chuàng)造條件。 ④ 考慮其他專(zhuān)業(yè)對(duì)本車(chē)間布置的要求。 ⑤ 要考慮車(chē)間的發(fā)展和廠(chǎng)房的擴(kuò)建。 ⑥ 車(chē)間中所采取的勞動(dòng)保護(hù)、防腐、防火、防毒、防爆及安全衛(wèi)生等措施是否符合要求。 ⑦ 本車(chē)間與其他車(chē)間在總平面圖上的位置合理，力求使它們之間輸送管線(xiàn)最短，聯(lián)系最快 ⑧ 考慮建設(shè)地區(qū)的氣象、地質(zhì)、水文等條件。 ⑨ 人流物流不能交錯(cuò)。 車(chē)間的組成 車(chē)間按照工藝過(guò)程分為三個(gè)工序，即種子制備、配料的消毒和發(fā)酵及發(fā)酵產(chǎn)物的分離提純?nèi)?部分，故車(chē)間由種子制備區(qū)，配料區(qū)、發(fā)酵區(qū)、輔助工藝區(qū)及人凈更衣區(qū)組成。 車(chē)間的區(qū)域布置按工藝流程及工序來(lái)劃分，合理布置，充分考慮到發(fā)酵車(chē)間的自然通風(fēng)，和自然采光措施。遵循操作方便、生產(chǎn)安全、維修便利、布局美觀(guān)的原則。 本車(chē)間屬于戊類(lèi)廠(chǎng)房，其中更衣室、變電間的局部為丙類(lèi)，衛(wèi)生的等級(jí)屬 4 級(jí)。 車(chē)間的總體布局 見(jiàn)后附圖紙 北京化工大學(xué)制藥工藝設(shè)計(jì)（論文） 36 第七章 結(jié)論 本次設(shè)計(jì) 的 生產(chǎn)規(guī)模 800 噸 /年的土霉素車(chē)間 ，其中 成品含量： 96%， 年產(chǎn)量 M = 800t/a，成品效價(jià) Ud = 1000U/mg，年平均發(fā)酵水平 Uf = 35000U/mg，年工作日 m =335d/a。 本次設(shè)計(jì)主要涉及到土霉素發(fā)酵生產(chǎn)的具體工藝流程 ，即 由龜裂鏈絲菌(streptomyces rimosus)發(fā)酵得到， 并 以草酸 (或部分鹽酸替代草酸 )作酸化劑調(diào)節(jié)發(fā)酵液 pH 值，利用黃血鹽鈉和硫酸鋅作凈化劑生成普魯士藍(lán)沉淀協(xié)同去除 Fe3+及高分子雜質(zhì)，再經(jīng) 1222 樹(shù)脂脫色，調(diào)節(jié) pH 至 晶得干燥到土霉素成品 。主要工藝包括 三級(jí)發(fā)酵、酸化、過(guò)濾、脫色、結(jié)晶、干燥等 ，并確定了各個(gè)車(chē)間的工藝流程圖 。物料衡算主要包括三級(jí)發(fā)酵工段衡算及分離提取工 段的物料衡算；對(duì)于設(shè)備進(jìn)行選型設(shè)計(jì)，對(duì) 主要設(shè)備的規(guī)格和臺(tái)數(shù)做以確定，并進(jìn)行了管路的選擇和管線(xiàn)的布置，最后進(jìn)行了 5 個(gè)工藝車(chē)間的布置。 設(shè)計(jì)中借鑒了實(shí)際相關(guān)發(fā)酵車(chē)間的布置，設(shè)計(jì)為 3 層車(chē)間，共安裝 7 個(gè)三級(jí)發(fā)酵罐、 5 個(gè)二級(jí)發(fā)酵罐、 3 個(gè)一級(jí)發(fā)酵罐及相關(guān)補(bǔ)料設(shè)備；提取車(chē)間包括酸化罐、稀釋罐、板框過(guò)濾機(jī)、脫色罐、結(jié)晶罐、干燥器等設(shè)備，在合理利用現(xiàn)有設(shè)備的條件下，使廠(chǎng)房滿(mǎn)足工廠(chǎng)設(shè)計(jì)的基本要求 。 總體說(shuō)來(lái)，該設(shè)計(jì)能滿(mǎn)足工廠(chǎng)的生產(chǎn)要求，并且做到 操作方便、生產(chǎn)安全、維修便利、布局美觀(guān) 。 北京化工大學(xué)制藥工藝設(shè)計(jì)（論文） 37 第八章 參考文獻(xiàn) [1]. 田彩霞 , 趙建強(qiáng) . 土霉素結(jié)晶工藝改進(jìn)的研究 [J]. 中國(guó)抗生 素雜志 , 2020, 31(3): 178180. [2]. 李永麗 . 土霉素酸化提取工藝的研究 [J]. 內(nèi)蒙古石油化工 , 2020(11): 67. [3]. 張玉鈞 , 劉晶 , 呂兵 , 等 . 土霉素提煉工藝的改進(jìn) [J]. 黑龍江醫(yī)藥 , 1995, 8(1): 1819. [4]. 邊艷青 , 李保榮 , 石振華 , 等 . 耐磷酸鹽土霉素菌株選育和發(fā)酵的研究 [J]. 中國(guó)抗生素雜志 , 2020, 28(8): 456458. [5]. 于信令 . 味精工業(yè)手冊(cè) [M]. 中國(guó)輕工業(yè)出版社 , 北京 , 1995. [6]. JB/T47462020 鋼制壓力容 器用封頭 . [7]. 楊祖榮 . 化工原理 [M]. 化學(xué)工業(yè) 出版社 , 北京 , 2020. [8]. 中國(guó)石化集團(tuán)上海工程有限公司 . 化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) [M]. 第三版 , 化學(xué)工業(yè)出版社 , 北京 , 2020. [9]. 金國(guó)淼 . 干燥器 [M]. 化學(xué)工業(yè)出版社 , 北京 , 2020. [10]. 康永 . 液體過(guò)濾與過(guò)濾介質(zhì) [ M]. 化學(xué)工業(yè)出版社 , 北京 , 2020.