【正文】 6 原料及中間產(chǎn)品的技術(shù)規(guī)格 167。要求如下： ① 灌壓現(xiàn)場指示； ② 液位報警指示，手動加消泡劑； ③ 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； ④ 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； ⑤ 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； ⑥ 自動補料：補料采用氣動隔膜閥計算機控制； ⑦ 轉(zhuǎn)速顯示及變頻調(diào)速； ⑧ 連消系統(tǒng)：溫度、物料流量連鎖控制； ⑨ 空氣系統(tǒng)：溫度自動控制。 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(zhuǎn)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(jié)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(diào)節(jié)。 工藝介質(zhì)的腐蝕性 發(fā)酵流程對管道要求較高，根據(jù)管道中的料液的腐蝕性、毒性等特性，以及對無菌度的要求，要選擇不同等級及材質(zhì)的管道。 發(fā)酵車間不涉及提煉，蒸汽和酸堿用量很大，不適用有機溶媒，故原料、中間體、產(chǎn)品無毒性，車間內(nèi)環(huán)境無易燃易爆。 生產(chǎn)特點 發(fā)酵生產(chǎn)一般要經(jīng)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(chǎn)物，嚴重的還會染菌。 年產(chǎn) 30 噸硫酸慶 大霉素工程發(fā)酵車間的初步設計 生工 071 072 班 第 5 組 第 14 頁 167。若在發(fā)酵后其染菌，可考慮提前放罐，若染菌罐含大量雜菌，過濾速度緩慢，則放罐前加熱至 45℃， 15min，然后再提煉。 異常發(fā)酵處理： 中罐、小罐染菌一般采取放罐措施。 大罐：培養(yǎng) 14 小時后開始取樣分析，每 4 小時取樣測 pH、氨氮，每 8 小時取一次樣，分析全糖、氨氮、 PH、還原糖、效價等。 中間取樣分析： 小罐：培養(yǎng) 4 小時后取樣分析，測 PH、氨氮、效價、菌絲濃度等。 ℃， 136hr轉(zhuǎn)速 60130rpm 接種量 15% 通氣量 罐壓 攪拌功率 115kw 接種量 10% 裝料 60% 大罐發(fā)酵液 提煉車間 年產(chǎn) 30 噸硫酸慶 大霉素工程發(fā)酵車間的初步設計 生工 071 072 班 第 5 組 第 13 頁 ４、 補油：手動加入。 ℃， 2430h 轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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。 自發(fā)酵 40 小時后開始補稀料，根據(jù)發(fā)酵液還原糖含量水平控制，保持還原糖濃度大于等于 ３、 補氨水：自發(fā)酵 33 小時開始補氨水，每 4 小時補一次，每次 1015L，使發(fā)酵液 中氨氮濃度不低于 45mg/100ml。 ２、 補稀料：一個發(fā)酵周期補 2 次左右。 從發(fā)酵 20 小時開始補全料，至 30 小時時結(jié)束。 補料 情況： １、 補全料： 一個發(fā)酵周期約補 3 次。中罐、小罐培養(yǎng)時間短，培養(yǎng)基一次投入，中間不補料，大罐考慮到各種由于底物濃度過高引起的底物抑制情況以及產(chǎn)物合成期對營養(yǎng)成分的需求，采用中間補料。 工藝流程框圖 注：本框圖僅為發(fā)酵部分（設備參數(shù)供參考） 年產(chǎn) 30 噸硫酸慶 大霉素工程發(fā)酵車間的初步設計 生工 071 072 班 第 5 組 第 12 頁 167。 167。 5 生產(chǎn)方法及工藝流程 167。用鋁罐包裝標準為 5 公斤一罐，內(nèi)襯塑料袋。 167。 年產(chǎn) 30 噸硫酸慶 大霉素工程發(fā)酵車間的初步設計 生工 071 072 班 第 5 組 第 11 頁 3. 硫酸根鑒別反應： 1) 加氯化鋇有白色沉淀。 分析方 法 按 1990 年版《中華人民共和國藥典》（第二部）查出硫酸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。慶大霉素因使用劑量小，毒副反應較新霉素、卡那霉素為輕。 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。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。 干燥失重 ≤ %(110℃真空， 3hr) 酸度 pH： 熾灼殘渣 ≤ % 甲醇含量 ≤ % 高壓液相 C1 25— 50% C1A 10%— 35% C2+C2A 25%— 55% 熱源 內(nèi)毒素 單位 /mg 慶大堿 12021u/mg 合格 無菌 合格 (內(nèi)控 )?異常毒物 1200 u/ml 合格 ?降壓物質(zhì) 2021u/kg 合格 重金屬 ≤ ?? ppm 鈣離子 ≤ 5??萬單位 鎂離子 ≤ 5??萬單位 澄 色級 ≤ 2 級 清 濁度 ≤ 1 號 度 毛點 ≤ 8 點 有效期 5 年 167。 年產(chǎn) 30 噸硫酸慶 大霉素工程發(fā)酵車間的初步設計 生工 071 072 班 第 5 組 第 10 頁 表 41 技術(shù)規(guī)格及質(zhì)量標準 項目 標準 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 比旋度 +107176。 2H2SO4 硫酸慶大霉素 C1A CH3 NH2 C20H41N5O7178。 產(chǎn)品規(guī)格 法定名： 硫酸 慶大霉素 化學名 ：硫酸 慶大霉素 C C2 和 C1A 化學結(jié)構(gòu)： 分子式、分子量 ： 抗生素 R1 R2 分子式 硫酸慶大霉素 C1 CH3 NHCH3 C21H43N5O7178。 產(chǎn)品名稱及生產(chǎn)規(guī)模 產(chǎn)品名稱：硫酸慶大霉素 生產(chǎn)規(guī)模：年產(chǎn) 30 噸 167。 167。 設計必須結(jié)合實際，因地制宜，體現(xiàn)設計的通用性和獨特性相結(jié)合的原則，并適當留有發(fā)展余地。 3 設計原則 加強技術(shù)經(jīng)濟指標作比較，善于從實際出發(fā)去分析研究問題，設計的技術(shù)經(jīng)濟指標以達到或超過國內(nèi)同類型工廠生產(chǎn)實際平均先進水平為宜。輔助配套工藝設計由施第六組完成。 167。 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)酵控溫年產(chǎn) 30 噸硫酸慶 大霉素工程發(fā)酵車間的初步設計 生工 071 072 班 第 5 組 第 8 頁 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 13 生產(chǎn)用蒸汽要求： 發(fā)酵車間用汽壓力 （ MPa） 14 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。罐冷。 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。要求如下： ① 灌壓現(xiàn)場指示； ② 液位報警指示，手動加消泡劑； ③ 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； ④ 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； ⑤ 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； ⑥ 自動補料：補料采用氣動隔膜閥計算機控制； ⑦ 轉(zhuǎn)速顯示及變頻調(diào)速。 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。主要設計參數(shù)如下： （ 1）發(fā)酵系統(tǒng)（產(chǎn)量 30 噸 /年） 發(fā)酵單位：（ 1400u/ml） 成品單位： 600（ u/mg） 年產(chǎn) 30 噸硫酸慶 大霉素工程發(fā)酵車間的初步設計 生工 071 072 班 第 5 組 第 6 頁 發(fā)酵周期： 136（ hr） 發(fā)酵熱： 5500 kcal/m3hr 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/hr； 連消滅菌溫度： 135℃ （ 4）后處理車間 提取總收率： 70%計算 （ 5）廠址：上海郊區(qū) 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 表 21 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 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。 167。 設計依據(jù) 167。 167。 資金來源 主要來自于國家財政撥款和銀行貸款，同時也可以尋求私營合資或外商投資。 交通運輸條件 現(xiàn)代化的發(fā)酵工廠，以其產(chǎn)品商品化、社會化為特征，沒有方便的交通運輸是難以取得高效益的，發(fā)酵工廠的運輸量較大，要求交通運輸方便、可靠，鐵路、公路、水路優(yōu)勢明顯，且有發(fā)展 前景。上海用水主要來自于黃浦江，可將廠建于黃浦江中上游處，便于生產(chǎn)用水的供應。 動力供應條件 發(fā)酵工廠是耗能大戶，并要求是二類負荷用電戶。上海處于東部沿海長三角地區(qū)，本地資源成本較高，黃豆餅粉、淀粉 等供應可能不充足，可從盛產(chǎn)這些農(nóng)產(chǎn)品的地方調(diào)運，如山東等地，但上海相通運輸對交方便，解決了一部分困難。 167。 167。廠區(qū)的主要地段坡度以不大于 2%為宜。 167。在工業(yè)區(qū)內(nèi)建廠，發(fā)酵工廠宜建在該區(qū)域的上風口位置，并與散發(fā)污染氣體或大量煙塵的工廠保持一定間距。發(fā)酵工廠建在一級或二級區(qū)