【正文】 (12) 整個廠房應(yīng)加強防雷措施。種子罐也必須現(xiàn)場吊裝，步驟基本與大罐相同。 (9) 為了大罐的傳動裝置的檢修安裝，設(shè)計三樓樓層高 8m，并裝設(shè)檢修裝置如導(dǎo)軌等。 (7) 發(fā)酵中罐應(yīng)在外墻預(yù)留開口，待中罐運入車間后，再進行徹封。 (5) 為利于采光和通風(fēng)，車間布局上發(fā)酵罐位于北側(cè)，中小罐位于南側(cè)。 (3) 對于易被腐蝕的設(shè)備，加強設(shè)備的防護。 設(shè)備安裝(1) 創(chuàng)造良好的采光條件，設(shè)備布置盡量做到人員背光操作，高大設(shè)備避免靠窗布置，以免影響采光。各設(shè)備間要留有空位，離墻、地面均保持一定間距，以便于檢修。發(fā)酵罐上方頂柵上，設(shè)吊裝工字鋼架，用于電動機及蛇管的拆裝。而對發(fā)酵罐大設(shè)備，可采用可拆框架結(jié)構(gòu)的外墻予以更新。 發(fā)酵罐間距1m，已留有管道布置及情況檢修操作余地，設(shè)備與墻距大于 1m，設(shè)備基本呈對稱分布。為了便于操作，第三層樓面為統(tǒng)一操作面，并在三樓安排控制室。為了保證工藝生產(chǎn)要求，在設(shè)計中盡量保證布置得流水性，將儲槽及重型設(shè)備安排在底層。 根據(jù)設(shè)備的高度，安裝以及操作要求，共建三層廠房，一層高6m，二層高6m，三層高8m總高20m。 生產(chǎn)部分包括配料、種子組、發(fā)酵、無菌室、搖瓶培養(yǎng)室等；輔助部分包括變電配電室、化驗室、儀表控制室等；生活部分包括車間辦公室、更衣室、休息室等。第六章 車間布置及生產(chǎn)制度 車間生產(chǎn)性質(zhì)及布置說明本車間為青霉素發(fā)酵車間[11]，由三部分組成，分別為培養(yǎng)基配置連消系統(tǒng)、空氣系統(tǒng)與發(fā)酵系統(tǒng)。(5) 無菌：取樣品，用青霉素酶法滅活后或用適宜溶劑溶解后，%無菌氯化鈉溶液中，用薄膜過濾法處理后測定。(3) 吸光度：取樣品，加水制成每1ml ，在280nm的波長處測定吸光度，；在264nm的波長處有最大吸收，～。 ～ 。對于藥典上未有規(guī)定的新抗生素，則可參照相近抗生素，按經(jīng)驗規(guī)定一些指標(biāo)。因此, 生產(chǎn)上根據(jù)鏡檢判斷, 在自溶期即將來臨之際, 迅速停止發(fā)酵, 立刻放罐, 將發(fā)酵液迅速送往提煉工段。生產(chǎn)上慣稱鏡檢,根據(jù)鏡檢中菌絲形變化和代謝變化的其他指標(biāo)調(diào)節(jié)發(fā)酵溫度, 通過追加糖或補加前體等各種措施來延長發(fā)酵時間, 以獲得最多青霉素。呼吸強度低的菌株降低發(fā)酵中氧的消耗速率，而通氣與攪拌能力強的發(fā)酵罐及黏低的發(fā)酵液使發(fā)酵中的傳氧速率上升, 從而提高臨界菌體濃度。 發(fā)酵過程中菌絲濃度的控制發(fā)酵過程中必須控制菌絲濃度不超過臨界菌體濃度, 從而使氧傳遞速率與氧消耗速率在某一溶氧水平上達到平衡。若通氣流量過低,這些泡沫中的氣體不能及時交換 ,氣泡內(nèi)的氧氣很快被消耗 ,并充滿了二氧化碳 ,使菌呼吸受到抑制,直接影響發(fā)酵產(chǎn)量。(3) 通氣流量：通氣流量也會影響溶解氧（Do）的溶解度大小。如果罐壓太高影響空氣進罐流量 ,同時二氧化碳的溶解度也大幅度上升,因此罐壓不能控制太高 ,一般在(0. 2～0. 5) MPa ,相反當(dāng)罐壓太低時,氧在發(fā)酵液中的溶解度更低 ,不利于菌體生長。 發(fā)酵過程中溶解氧的控制(1) 罐壓：罐壓直接影響發(fā)酵液中氧的分壓 ,我們知道氧是一種難溶于水的氣體 ,氧在發(fā)酵液中的溶解度不僅受培養(yǎng)基成分的影響 ,而且當(dāng)各類物質(zhì)濃度增加時 ,氧的溶解度也要降低。 ADAM4017 (A/ D)為檢測信號(4～20mA)輸入模塊。補加消泡油的個別情況下，可以提高空氣流量來加速脂肪酸的氧化，以糾正由于油脂分解產(chǎn)生大量脂肪酸引起的PH降低。 采取措施：發(fā)酵液PH和氨氮含量都低時，補加氨水，就可以達到調(diào)節(jié)PH和補充氨氮的目的。過高的流加速率造成酸性中間產(chǎn)物的積累使pH值降低；過低的加糖速率不足以中和蛋白質(zhì)代謝產(chǎn)生的氨或其他生理堿性物質(zhì)代謝產(chǎn)生的堿性化合物而引起pH值上升。如圖(以溫度降低為例) 自動調(diào)節(jié)過程的分析 發(fā)酵過程中PH的控制 菌體生長的最適PH和產(chǎn)物合成的最適PH可能不一樣，青霉素發(fā)酵的最適pH值一般認為在 左右,有時也可以略高或略低一些,因為青霉素在堿性條件下不穩(wěn)定,容易加速其水解。測出水箱的溫度與溫度智能表上的溫度設(shè)定值進行比較(溫度智能表上的溫度設(shè)定取決于實際要求的發(fā)酵溫度) ,智能表根據(jù)偏差的大小 ,經(jīng)過 PID 運算 ,輸出 4 20mA的電流信號 ,電壓調(diào)節(jié)器根據(jù)電流信號改變其輸出電壓 ,從而控制水箱內(nèi)的加熱器的加熱功率 ,調(diào)節(jié)水箱溫度 ,使其等于智能表上的設(shè)定值。該控溫系統(tǒng)以智能表、 調(diào)壓器、 加熱器和水箱為主。系統(tǒng)工作原理：在下圖中壓力開關(guān)的作用是防止水泵 “悶泵”,當(dāng)發(fā)酵罐夾層的進水閥或回水閥沒有打開時 ,壓力開關(guān)將切斷水泵電源。該系統(tǒng)可控溫精度為正常發(fā)酵所需要的177。對菌絲生長和青霉素合成來說 , 最適溫度不是一樣的, 一般前者略高于后者, 故有的發(fā)酵過程在菌絲生長階段采用較高的溫度，以縮短生長時間, 到達生產(chǎn)階段后便適當(dāng)降低溫度 , 以利于青霉素的合成。~.式中 Q——通氣量 P——通氣壓力 Z——液面高度 t——發(fā)酵溫度 27℃ W——空氣流速 18m/sP=罐壓+Z/10=+==，環(huán)管截面積㎡小孔直徑取4mm，則㎡開孔數(shù)n=（個）選用環(huán)形管式分布器，要求環(huán)管上的空氣噴孔應(yīng)在攪拌葉輪邊之內(nèi)，所以知環(huán)形管長度L==則小孔與小孔的間距為第五章 發(fā)酵過程優(yōu)化控制 發(fā)酵過程中溫度的控制青霉素發(fā)酵的最適溫度隨所用菌株的不同可能稍有差別, 但一般認為應(yīng)在25℃ 左右。精過濾器選用上海山姆環(huán)保設(shè)備有限公司生產(chǎn)的SAM—SCF350全自動自清洗過濾器，其規(guī)格為：(DH=350mm1700mm)，進出口徑DN100mm，排污口徑DN50mm，4臺。~. 式中 Q——通氣量 P——通氣壓力 Z——液面高度 t——發(fā)酵溫度 27℃ W——空氣流速 18m/sP=罐壓+Z/10=+==，環(huán)管截面積m2小孔直徑取4mm，則㎡開孔數(shù)n==24（個）選用環(huán)形管式分布器，要求環(huán)管上的空氣噴孔應(yīng)在攪拌葉輪邊之內(nèi)，所以知環(huán)形管長度L==則小孔與小孔的間距為 一級種子罐物料管道選型(1) 進料管進料流速 ～， m/sV=，W=10 m3/h操作時間t=查流體管GB81632008 (2) 蒸汽管, 蒸汽密度=，流速取 18m/s，操作時間為 1 小時，則蒸汽管徑為查流體管GB81632008(3) 過濾器進空氣,流速2～3m/s預(yù)過濾器選用上海山姆環(huán)保設(shè)備有限公司生產(chǎn)的SAM—BWF300全自動反沖洗過濾器，其規(guī)格為：(DH=300mm1750mm)，濾芯數(shù)量5，進出口徑DN100mm，排污口徑DN50mm，4臺。精過濾器選用上海山姆環(huán)保設(shè)備有限公司生產(chǎn)的SAM—SCF550全自動自清洗過濾器，其規(guī)格為：(DH=550mm1850mm)，進出口徑DN200mm，排污口徑DN50mm，7臺。~.式中： Q——通氣量 P——通氣壓力 Z——液面高度 t——發(fā)酵溫度 27℃ W——空氣流速 18m/sP=罐壓+Z/10=+==，環(huán)管截面積㎡小孔直徑取5mm，則㎡開孔數(shù)n==26（個）選用環(huán)形管式分布器，要求環(huán)管上的空氣噴孔應(yīng)在攪拌葉輪邊之內(nèi)，所以知環(huán)形管長度L==則小孔與小孔的間距為 二級種子罐物料管道選型(1) 進料管進料流速 ～， m/sV=，W=50 m3/h操作時間t=查流體管GB81632008 (2) 蒸汽管, 蒸汽密度=，流速取 18m/s，操作時間為 1 小時，則蒸汽管徑為查流體管GB81632008(3) 過濾器進空氣,流速 2～3m/s預(yù)過濾器選用上海山姆環(huán)保設(shè)備有限公司生產(chǎn)的SAM—BWF600全自動反沖洗過濾器，其規(guī)格為：(DH=600mm2180mm)，濾芯數(shù)量18，進出口徑DN250mm，排污口徑DN80mm，過濾能力5m3/min，7臺。精過濾器選用上海山姆環(huán)保設(shè)備有限公司生產(chǎn)的SAM—BWF1000全自動反沖洗過濾器，其規(guī)格為：(DH=1000mm2500mm)，濾芯數(shù)量30，進出口徑DN450mm，排污口徑DN100mm，過濾能力20m3/min，14臺。 發(fā)酵罐物料管道選型(1) 進料管進料流速 ～， m/s① 進培養(yǎng)基管V= m3，W=50 m3/h操作時間t=查表GB81632008 ② 補料管（間歇補料） 由經(jīng)驗，補料流速 5L/hr，選管15(2) 蒸汽管, 蒸汽密度=，流速取 18m/s，操作時間為 1 小時，則蒸汽管徑為查流體管GB81632008(3) 過濾器進空氣,流速2～3m/s預(yù)過濾器選用上海山姆環(huán)保設(shè)備有限公司生產(chǎn)的SAM—BWF1200全自動反沖洗過濾器，其規(guī)格為：(DH=1200mm2620mm)，濾芯數(shù)量36，進出口徑DN500mm，排污口徑DN100mm，14臺。其參數(shù)為：排氣量150，軸功率67KW，重量3400Kg。(2) 壓頭根據(jù)經(jīng)驗，104MPa，則總阻力為：△P=+104++=。 空氣總過濾器，因此選用上海山姆環(huán)保設(shè)備有限公司生產(chǎn)的SAM—BWF1200全自動反沖洗過濾器，其規(guī)格為：(DH=1200mm2620mm)，濾芯數(shù)量36，進出口徑DN500mm，排污口徑DN100mm，9臺。(4) 泡敵泵流量Q=2=選泵時，Q==揚程H因發(fā)酵罐高度為13m，所以H=2m。(3) 補油泵流量Q=2=選泵時，Q==揚程H因發(fā)酵罐高度為13m，此裝置置于二樓樓面，所以H=2m。(2) 氨水泵流量Q=2=選泵時，Q==揚程H本設(shè)計只有發(fā)酵過程添加氨水調(diào)節(jié)PH，因發(fā)酵罐高度為13m，此裝置置于三樓樓面，所以H=2m，,。因補料罐置于二層樓面處，所以H=（136）=。 液體輸送設(shè)備選型氨水泵、泡敵泵、補油泵均放置在三樓地面，補料泵放置在二樓地面。(4) 泡敵罐（參照二級種子罐設(shè)計）每天消耗泡敵的量1420/330=,取公稱容積25m3，H=2D由得D=，H=圓整 D=2500mm H=5000mm，制造材料為不銹鋼，名義厚度6mm，上下封頭厚度為6mm，且校核滿足條件。取9m3 ，H/D=2公稱容積 D= H= 圓整 D=1800mm H=3500mm參考二級發(fā)酵罐取壁厚選用10mm，且滿足校核條件。支座選取HGT31531985A型（角鋼）三腿支座。參考二級發(fā)酵罐取壁厚選用10mm，且滿足校核條件，支座選取HGT31531985A型（角鋼）三腿支座。取140m3 ，H/D=2公稱容積 D= H= 圓整 D=4400mm H=9000mm圓筒部分裝液量：則圓筒部分填料系數(shù)：圓筒部分的液面高：罐內(nèi)液柱高度：② 攪拌功率及軸功率計算本設(shè)計選用推進式攪拌器取ρ（醪液密度）= v 設(shè)備計算 貯罐(1) 補料罐（參照二級種子罐設(shè)計）初步設(shè)計選用二個補料罐，并在每個發(fā)酵罐安裝分配站。② 上封頭壁厚計算：其計算公式 K:增強系數(shù)取1由JB/T47351997查的圓整取壁厚6mm。判斷是否考慮液體靜壓力：已知發(fā)酵液密度為，料液高度HL= ，故筒體底部產(chǎn)生的靜壓力為：＞5%= 故須考慮在內(nèi)。定攪拌轉(zhuǎn)速330r/min進行設(shè)計,取小皮帶輪直徑D小=300mm，則大皮帶輪直徑。 g(重力加速度取)μ=106107=104雷諾系數(shù)：＞104 為湍流不通氣攪拌功率：K—功率準(zhǔn)數(shù) ，K取2d—攪拌葉徑 〔米〕—校正系數(shù)== 通氣攪拌功率：==(5) 電功率假設(shè)軸封摩擦損失10%，皮帶傳動機械效率95%，則電機功率：選用電動機：Y132S6，功率3kw，轉(zhuǎn)數(shù)480r/min,%，其機身高度為475mm。② 攪拌器功率計算N 發(fā)酵罐攪拌速率取330r/min=醪液粘度：μ=v令底道槳葉徑：上道槳葉徑=1：,底道槳設(shè)置八彎葉渦輪槳 ,上道槳設(shè)置六彎葉渦輪槳。h 一級種子罐(1) 選型： 一級種子罐示意圖 根據(jù)生物工程設(shè)備常見的機械攪拌通風(fēng)種子罐的幾何尺寸比例H/D =～ 取 H/D=3Di/D =1/2～1/3 取 Di =HO/D =2 HO =2D h= C/Di=～ 取 C =根據(jù)封頭形狀、直徑查閱化工容器設(shè)計手冊得公式：公稱容積 H= D= 圓整 H=4200mm D=1400mm則公稱容積全容積查表[7]得封頭內(nèi)表面積F=㎡，容積V=，人孔取400mm，視鏡80mm，夾套φ120mm, 查表[8]選取Ds=1400mm的支腿式支座，并根據(jù)工廠實際情況做適當(dāng)?shù)母淖?。?上封頭壁厚計算：其計算公式 K:增強系數(shù)取1由JB/T47351997查的圓整取壁厚8mm。判斷是否考慮液體靜壓力：已知發(fā)酵液密度為=1040kg/m3，料液高度HL= ，故筒體底部產(chǎn)生的靜壓力為：＞5%= 故須考慮在內(nèi)。定攪拌轉(zhuǎn)速270r/min進行設(shè)計,取小皮帶輪直徑D小=400mm，則大皮帶輪直徑。 = g(重力加