【正文】 ℃ ) ， 取 t1=4℃ ， t2= 15℃ 發(fā)酵罐 :Q 冷 =882022（ KJ/h） W= 882022 (15 4)???=（ Kg/h） 種子罐 :Q 冷 ’=176400（ KJ/h） 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 17 W’= 176400 (15 4)???=（ Kg/h） 取裕量系數(shù) ， 則 總用水量 : W 總 =（ W+W’） =（ +） =（ Kg/h） ② 夏 季冷卻水用量
。 （ 2） 冷卻用水 W=21()QCt t? （ 47） 式中 ， Q 冷 — 待冷卻熱量 ， KJ/h C— 水的比熱容 ， KJ/(Kg ③ 自來水總用量 考慮日常用水、種子室用水 、中間體化驗(yàn)室 用水 等 ， 取裕量系數(shù) 。 V 補(bǔ) ’=5 6%=179。 ② 洗罐用水（從人孔直接沖洗 ， 用水量取罐體積 6%） V 發(fā) ’=50 6%=3m179。 V 種 =179。 h)。 土 霉菌發(fā)酵熱為 QF =21000~26500KJ/( m179。 25160N ??? 取 2 臺 故需種子罐臺數(shù)為 4 臺。 NTN T? (45) 式中 T’ — 種子罐的發(fā)酵周 期 ， d 一級種子罐臺數(shù) : 由經(jīng)驗(yàn)得 T’=26~32h， 取 T’=30h 所以 7 3039。 種子罐的臺數(shù) 計(jì)算公式如下 : 39。 校核 ， 39。） 圓整到國內(nèi)常用的種子罐容積系列 ， 則 039。L? =70%， 所以0 39。L? — 種子罐裝料系數(shù) ， % 由設(shè)計(jì)要求取 Vd’=179。dLVV ?? 式中 :Vd’ — 每罐所需的種子液體積 ， m179。39。 如 :種子培養(yǎng)液所需豆餅粉量 :m1=25V1=25? =210(Kg) 發(fā)酵液底料所需豆餅粉量 :m2=29V2=29? =(Kg) 補(bǔ)料耗豆餅粉量 :m3=2V3=2? =(Kg) 所以 ， 每天耗豆餅粉量 :m=m1+m2+m3=210++=1071(Kg) 依據(jù)上述計(jì)算 ， 故每天所耗各物料量為 : 糊精耗量 :m=m1=6V1=6? =(Kg) 酵母粉耗量 :m=m1+ m2=6V1+4V2=6? +4? =168(Kg) 玉米漿耗量 :m=m2=7V2=7? =(Kg) 硫酸銨耗量 :m=m1+ m2=8V1+11V2=8? +11? =(Kg) 碳酸鈣耗量 :m= m1+ m2+m3=+6V2+=? +6? +? =(Kg) 磷酸二氫鉀耗量 :m= m1+ m2+m3=++=(Kg) 豆油耗量 :m=m1+ m2=+=(Kg) 泡敵耗量 :m= m2+m3=+=(Kg) 氯化鈷耗量 :m=m1+ m2=+=(Kg) 淀粉酶耗量 :m= m2+m3=+=(Kg) 氯化鈉耗量 :m= m1+ m2+m3=4V1+2V2+2V3=(Kg) 發(fā)酵過程中物料計(jì)算 : 進(jìn)料量 =基礎(chǔ)培養(yǎng)基（消后） +種子液量 +補(bǔ)料量 出料量 =成品液（發(fā)酵液） +逃液與蒸發(fā)損失量 故實(shí)際物料消耗量 =理論物料消耗量 /（ 1損失量） 實(shí)際物料消耗見 表 4— 4— 2 和 4— 3: 發(fā)酵罐公稱容積 發(fā)酵罐公稱容積 計(jì)算公式如下 : 0dldVV n?? （ 42） 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 13 表 4— 1 發(fā)酵培養(yǎng)基 物料 消耗表 物料 名稱 產(chǎn) 1 噸土霉素耗量 400t/a 物料耗量 每日消耗量（ Kg/d） 豆餅 粉 淀 粉 糊精 酵母粉 玉米漿 硫酸銨 碳酸鈣 磷酸二氫鉀 豆油 氯化鈷 淀粉酶 氯化鈉 泡敵 16 345836 935053 16275 54250 66464 126139 78120 4960 7874 496 1860 32550 6400 175 252 16 6 105 表 4— 2 種子培養(yǎng)基 物料 消耗表 物料名稱 產(chǎn) 1 噸土霉素耗量 400t/a 物料耗量 每日消耗量（ Kg/d） 淀粉 糊精 豆餅粉 酵母粉 硫酸銨 碳酸鈣 磷酸二氫鉀 豆油 氯化鈷 氯化鈉 67 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 14 表 4— 3 補(bǔ)料消耗表 物料名稱 產(chǎn) 1 噸土霉素耗量 400t/a 物料耗量 每日消耗量（ Kg/d） 淀粉 豆餅粉 碳酸鈣 磷酸二氫鉀 淀粉酶 氯化鈉 65100 2604 1767 2604 210 式中 ， V0— 每天所需發(fā)酵液體積 ， m3 nd— 每天放罐數(shù) ， 罐 /天 ? L— 裝料系數(shù) ， % 由生產(chǎn)情況和 設(shè)計(jì)要求取 :Vd =42 m3/d， nd =1 罐 /天 ， ? l =80%， 得 0 4280%V ? =（ m3） 圓 整到國內(nèi) 常 用發(fā)酵罐容積系列 ， 則 V0=50m3 發(fā)酵工段所需的發(fā)酵罐臺數(shù) N= nd T (43) 式中 ， nd— 每天放罐數(shù) ， 罐 /天 T— 發(fā)酵周期 ， d（發(fā)酵周期 =每批發(fā)酵時間 +輔助時間） 由 生產(chǎn)情況和設(shè)計(jì)要求取 : T=160h 1 1 6 0 6 .6 724N ??? 取 7 臺 每罐發(fā)酵液體積 1 42 4211dd VV ? ? ? (44) 校核 :? L=4250 ? 100%=84%， 則發(fā)酵罐的裝料系數(shù)為 84%， 符合要求。方法 :以含 1mmol/L 的 EDTA 的25mmol/L 檸檬酸鈉溶液（用 0． 1mol/L 的氫氧化鈉液調(diào) pH 值至 11． 5）作為運(yùn)行緩沖液 ， 未涂層毛細(xì)管柱為 70cm*)， 有效長度為 64cm， 采用壓力方式由毛細(xì)管柱的陽極旱樣 5s， 運(yùn)動電壓為 15kV， 分離溫度為 20 度 ， 檢測波長為 254nm， 并將方法測得的結(jié)果與藥典規(guī)定方法測得的結(jié)果進(jìn)行了比較 ， 結(jié)果 :所確定的實(shí)驗(yàn)條件可使土霉素與數(shù)種相關(guān)物質(zhì)得到令人滿意的分離 ， 其分離效率較法定方法的為高 ， 結(jié)論 :本方法可使土霉素與數(shù)種相關(guān)物質(zhì)分離 ， 分析時間較短 ， 能有效控制我國現(xiàn)行工藝生產(chǎn)的土霉素質(zhì)量以及監(jiān)控儲存條件對質(zhì)量的影響。該純 化新工藝達(dá)到了國內(nèi)領(lǐng)先水平。解決了超濾膜的清洗問題 ， 保證了其重復(fù)使用。溶解液中除鹽酸外 ， 加入另一種多元酸 ， 不僅有利于土霉素的溶解 ， 在結(jié)晶時也可邦助土霉素形成較好的晶粒 ， 有利于提高純度 ， 并可大大改善產(chǎn)品的外觀。一種土霉素純化方法 ， 其特征在于它是先將土霉素溶解在含有鹽酸和另外一種在— 有緩沖作用的酸的混合水溶液中 ， 用堿回調(diào)至一定ｐＨ值 ， 加入凈化劑 ， 而后分別用 5— 10 萬分子量超濾膜和 6000— 10000 分子量超濾膜過濾 ， 最后按無菌操作要求經(jīng)稀釋加堿調(diào)節(jié) pH 值結(jié)晶。 土霉素產(chǎn)品的分離純化 土霉素純化方法 ① 先將土霉素溶解在含有鹽酸和另外一種在 — 有緩沖作用的酸的混合水溶液中 ， 用堿回調(diào)至一定ｐＨ值 ， 加入凈化劑 ， 而后經(jīng)二次超濾 ， 最后稀釋 ， 按無菌條件加堿調(diào)ｐＨ值結(jié)晶。一般在 500 毫升三角瓶中裝 50— 80 毫升 ， 1000 毫升三角瓶中裝入 100— 200 毫升培養(yǎng)液即可。振蕩培養(yǎng)能使土霉素得到足夠的氧氣 ， 同時可隨時把菌絲打成碎塊 ， 增加種子的數(shù)量。 培養(yǎng)液的配制方法是 :（ %） 淀粉 : 糊精 : 酵母粉 : 氯化鈉 : 碳酸鈣 : 硫酸銨 : 磷酸二氫鉀 : 水 :100 毫升 把以上成分混合攪成米湯狀 ， 把磷酸二氫鉀溶于少量水中 ， 同時倒入定量的沸水中攪拌均勻 ， 分裝在三角瓶里 ， 塞上棉塞 ， 再用雙層紗布和一層廢報(bào)紙把瓶口包好 ， 用繩扎緊 ， 在高壓滅菌器中 ， 以 大氣壓滅菌 30 分鐘 ， 或采用間歇滅菌法進(jìn)行滅菌。 （ 3）斜面種子制備 在無菌室內(nèi)把沙土管中的土霉素孢子移植至斜面試管里的培養(yǎng)基上 ， 移種好的斜面試管放入 36— 37℃ 培養(yǎng)箱或恒溫室內(nèi) ， 培養(yǎng) 4— 7 天 ， 觀察到斜面培養(yǎng)基表面 土霉素生長十分豐滿 ， 菌面色澤呈灰白。 培養(yǎng)基斜面制成后 ， 在接種箱中把沙土孢子接種到斜面上 ， 放在保溫箱里 ， 在 37℃條件下培養(yǎng)五至七天 ， 即可生出一層白色的孢子。將保存在冰箱里的菌種直接接種到砂土管中。其生產(chǎn)工藝流程如圖 所示 : → 圖 工藝流程圖 發(fā)酵工藝過程 種子制備 （ 1）沙土孢子制備 土霉菌砂土管系采用放線菌龜裂鏈絲菌。 7) 編寫初步設(shè)計(jì)有關(guān)的生產(chǎn)工藝部分的文件。 5) 向配套專業(yè)（土建、自控儀表、供水、環(huán)保、供電、供熱、采暖通風(fēng)、技術(shù)經(jīng)濟(jì)）內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 7 提出設(shè)計(jì)要求和有關(guān)資料。 3) 設(shè)備的選型和計(jì)算 ， 確定生產(chǎn)設(shè)備的規(guī)格和臺數(shù)。 設(shè)計(jì) 步驟 工藝設(shè)計(jì)在初步階段 ， 可分為下面幾個步驟 : 1) 選擇并確定生產(chǎn)流程 ， 確定技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 （ 5）保證整套系統(tǒng)不僅可常規(guī)操作 ， 而且也能滿足開停車等非常規(guī)操作。 （ 3）必須充分考慮各種明顯的和潛在的危險(xiǎn) ， 保證生產(chǎn)人員的健康安全 ， 如生物反應(yīng)器等壓力容器 ， 易燃、易爆、揮發(fā)性溶劑的管理以及基因工程菌的微生物擴(kuò)散等。 設(shè)計(jì)要求 生產(chǎn)工程設(shè)備必須滿足下列要求 : （ 1） 滿足生物技術(shù)產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量指標(biāo) 。過程設(shè)計(jì)依據(jù)生物工藝條件 ， 選擇合理的原料 ， 確定最經(jīng)濟(jì)和安全的途徑 ， 使之生產(chǎn)出符合一定質(zhì)量的生物技術(shù)產(chǎn)品。非工藝設(shè)計(jì)是以工藝設(shè)計(jì)為依據(jù) ， 按照生物發(fā)酵專業(yè)的要求進(jìn)行的設(shè)計(jì)。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 6 第二章 總論 指導(dǎo)思想 發(fā)酵工廠工藝設(shè)計(jì)是一種創(chuàng)造性、實(shí)踐性活動 ， 包括工藝設(shè)計(jì)和非工藝設(shè)計(jì)。由于我國目前仍為發(fā)展中國家 ， 市場對產(chǎn)品的價格十分敏感 ， 低價產(chǎn)品的市場銷路較好。 土霉素原料藥在市場競爭中的最大優(yōu) 勢是價格低廉 ， 因此 ， 多年來它大量用于畜禽藥及飼料添加劑。 另外 ， 以土霉素為原料可以生產(chǎn)的美他環(huán)素 ， 其臨床效果強(qiáng)于土霉素 ， 且對土霉素的耐藥菌株仍較為有效。其中 2/3 左右供應(yīng)出口 ， 主要出口歐洲、東南亞等地 ， 屬外向型品種。現(xiàn)在主要生產(chǎn)廠家為江蘇揚(yáng)州威斯曼公司和河南開封制藥廠。如多西霉素（強(qiáng)力霉素） ， 就是以土霉素為原料經(jīng)過多步反應(yīng)制得的半合成抗生素 ， 其市場價格是土霉素的 5～ 7 倍 ，產(chǎn)品大量出口。 我國生產(chǎn)的土霉素大部分為低檔產(chǎn)品 ， 未來幾年出口形勢將十分嚴(yán)峻。在國內(nèi)市場上 ， 土霉素除了作為生產(chǎn)強(qiáng)力內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 5 霉素等的原料外 ， 主要用于畜禽藥物以及飼料添加劑 ， 臨床用藥微乎其微。 1995 年 ， 我國土霉素出口價格為 美元 /公斤 ， 1998 年為 10 美元 /公斤 ， 2022 年已降到 7 美元 /公斤。其中石家莊華曙制藥的規(guī)模和產(chǎn)量最大 ， 達(dá) 6000 噸左右 ，約占世界總產(chǎn)量的 1/4。 21 世紀(jì)初 ，全國土霉素產(chǎn)量已從 20 世紀(jì) 80 年代的 2 萬噸下降到 12022 噸 ， 目前的產(chǎn)量已不到 1 萬噸 ， 生產(chǎn)企業(yè)從幾十個減少到只有幾個。因此 ， 開發(fā)利用土霉素及制劑具有良好的前景和技術(shù)基礎(chǔ)。在眾多抗生素品種中 ， 價格最低的土霉素今后將會在我國大量用于畜禽用藥及飼料添加劑中 ， 預(yù)計(jì)這方面的需求會不斷增長 ， 成為土霉素的主要市場。脫氧土霉素 100ppm 混飲和 200ppm 混飼對雞大腸桿菌病的治愈率分別是 %及 %， 而感染對照組的死亡率為 %， 用藥組的增重效果顯著高于感染對照組 (P) [9]。王喜貴用土霉素糖鹽水治療仔豬白痢疾的最大治愈率達(dá) 100%[8]. 曾振靈等以試管兩倍稀釋法測定脫氧土霉素對雞大腸桿菌的最小抑菌濃度 ， 然后對人工誘發(fā)雛雞大腸桿菌進(jìn)行混飲或混料給藥 5 天的治療試驗(yàn)。土霉素糖鹽水中加入足量的土霉