【正文】 酸化工段物料衡算表 用量 % 體積系數(shù) 用量 噸 料液體積增加量 m3 草酸 黃血鹽 硫酸鋅 合計 計算說明舉例：草酸用量 = V 大放 %=%= 體積系數(shù)是指 每添加一噸草酸（或黃血鹽等）料液體積的增加量。 m: 全年生產(chǎn)天數(shù) 330 天 μm：發(fā)酵單位： 31000μ/ml=31000g/ m3 ηp提煉總收率： = V 放 ：發(fā)酵或種子培養(yǎng)結(jié)束后，發(fā)酵罐或種子罐的放料體積 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 11 頁 共 44 頁 V 進 ：發(fā)酵罐的總進料量，包括消后體積和補料體積 V 放 = V 接后 +V 補 － V 蒸發(fā) = V 接后 +48%V 接后 － 20%V 接后 = V 接后 = m3 計算得： V 接后 = 又 V 接后 =V 消后 +V 接種 = V 消后 +15% V 消 后 = V 消后 = 計算得： V 消后 = m3 V 接種 =15% V 消后 =15%= V 補 =48% V 接 后 =48%= V 蒸發(fā) =20% V 接 后 =20%= V 冷 凝水 = V 配料 又 V 配料 =V 消前 = V 消后 － V 冷 凝水 = V 消后 － V 配料 V 配料 = V 消后 /== 二級種子 罐 V0= V 接種 ／ η0=／ = m3 圓整為 14m3 由物料衡算： V 消后 +V 接種 = V 放 +V 損失 → V 消后 +9% V 消后 =+8% V 消后 其中： 中罐 接種量 － 9%； 中罐 蒸發(fā)損失： 消后體積 8% 即 消后 = m3 ∴ V 消后 = V 接種 =9% V 消后 = m3 V 損失 =8% V 消后 = V 接 后 = V 放 +V 損失 =+= V 配料 =V 消前 = V 消后 － V 冷 凝水 = V 消后 － V 配料 → 配料 = V 消后 = m3 ∴ V 配料 =V 冷 凝水 = V 配料 == 中罐臺數(shù) =發(fā)酵 罐臺數(shù) 種子罐周期／ 發(fā)酵 罐周期 =2830／ 182≈ 2 臺 設(shè)為 4臺，其中 2臺備用。 4 物料衡算 有關(guān)土霉素生產(chǎn)技術(shù)指標 表 2 有關(guān)參數(shù)和技術(shù)經(jīng)濟指標 年產(chǎn)量 850 噸 發(fā)酵單位 30000u/ml 發(fā)酵周期 182h 輔助時間 10h 發(fā)酵罐裝料系數(shù) 過濾收率 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 10 頁 共 44 頁 脫色收率 結(jié)晶收率 干燥收率 年工作日 330 天 成品效價 910u/mg 中小罐周期 30h 發(fā)酵補料（ c*n） 接后體積的 48% 蒸發(fā)損失 接后體積的 20% 種 子罐裝料系數(shù) 種子罐損失 （以消后體積為準） 小罐 12% 發(fā)酵單位富裕量 20% 中罐 8% 通氣量（比） 小罐： 中罐及大罐： 接種量（以消后體積為準） 小罐 15% 發(fā)酵液稀釋效價 15000u/ml 中罐 9% 酸化 PH植 加草酸量 %（ T/ms） 折合體積 配草酸水草酸用量 %（ kg/L） 發(fā)酵液含渣量 38% 凈化劑加量 （以發(fā)酵液為準） 黃血鹽 % 堿化劑 （以配堿化劑量為準） 氨水 15%（ kg/L） 硫酸鋅 % NA2SO3 %（ kg/L） 脫色 A=（ 1/h） V=Qt=a/t 交換負荷 =F/M F 流量， M樹脂體積 m3/h h 結(jié)晶時間 60min 母液單位 1000u/ml 結(jié)晶體含水量 20% 成品含水量 7% SS800 離心機每臺每次處理 40kg 結(jié)晶體 種子罐、發(fā)酵罐罐 壓 *10^5Pa 加草酸量： %，折合體積 m3/T （即每 100 噸發(fā)酵液添加 噸草酸，發(fā)酵液的體積增加 m3） 凈化劑加量：黃血鹽 % m3/ T， 硫酸鋅 % m3/T （含義同草酸） 提煉總收率： = 發(fā)酵階段 物料衡算 發(fā)酵罐 由年產(chǎn)計算每天放罐發(fā)酵液的體積 。 濕結(jié)晶體的氣流干燥 原理 氣流干燥為急劇快速干燥，在干燥過程中濕晶體和高溫?zé)峥諝饨佑|，使水分很快蒸發(fā)，一般接觸時間 3 s～ 5 s，由于時間短可減少土霉素因長時間受熱而發(fā)生破壞，保證產(chǎn)品質(zhì)量。 結(jié)晶液離心分離 原理 將結(jié)晶液中晶體及母液經(jīng)離心分離以便得到含水量少，純度較高的土霉素晶體，在離心機轉(zhuǎn)鼓內(nèi)鋪設(shè)濾袋加入結(jié)晶液。連續(xù)結(jié)晶設(shè)備的容量，保證結(jié)晶液以最大量通過時維持 50 分鐘。生產(chǎn)控制結(jié)晶 pH 為 ～ 。濾液通過 1222樹脂脫色吸附，可除去部分色素和將雜質(zhì)吸附，而樹脂經(jīng)水反洗→反堿→正堿→通酸→洗酸的過程再生。但能和濾液總的色素或有機雜質(zhì)形成氫鍵，借助氫鍵力將這些雜質(zhì)吸附，從而提高原液色澤和質(zhì)量。 過程：發(fā)酵完畢，將發(fā)酵液壓入酸化罐中，開動攪拌和壓縮空氣，按快速加酸法（盡量避開等電點 ）加入草酸（除 Ca2+）， 調(diào) PH 值至 左右，待消沫后加黃血鹽（除 Fe3+）并用草酸水進行稀釋再加入 ZnSO4（除蛋白質(zhì)） , 最后稀釋液打入板框過濾機，過濾完畢用低單位液和草酸頂洗， 4000μ/ml左右回流， 頂洗至 500μ/ml時停止。酸化的目的就是將難溶于水的游離堿、高價金屬離子螯合物溶解，轉(zhuǎn)化為易溶于水的草酸土霉素，這是從一種化學(xué)狀態(tài)轉(zhuǎn)化為另一種化學(xué)狀態(tài)的過程，也是從難溶狀態(tài)轉(zhuǎn)化為易容狀態(tài)的過程，抗生素從菌絲體內(nèi)轉(zhuǎn)入水溶液中，生產(chǎn)上稱 為酸化釋放單位。過量的黃血鹽首先與發(fā)酵液中的 Fe3+作用，生成普魯士蘭而去鐵，反應(yīng)式如下： 3Na4(Fe(CN)6)+4Fe3+ →Fe4(Fe(CN)6)3↓+12Na+ 余下的黃血鹽和 ZnSO4作用生成膠狀亞鐵氰化鋅復(fù)鹽反應(yīng)式如下： 2Na4(Fe(CN)6)+3ZnSO4 →Na2Zn3(Fe(CN)6)2↓+3Na2SO4 這種膠狀物能吸附發(fā)酵液中部分蛋白質(zhì)、色素，從而減少雜質(zhì)對土霉素結(jié)晶的干擾。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 8 頁共 44 頁 原理： 利用土霉素堿能與草酸生成鹽而溶于水的性質(zhì)，使土霉素堿從菌絲體內(nèi)轉(zhuǎn)入水相，以便與菌絲分離，利用草酸和發(fā)酵液中的 Ca2+生成溶解度極小的草酸鈣，除去Ca2+。 攪拌轉(zhuǎn)速（ r/min）： 140。 發(fā)酵 過程技術(shù)參數(shù)： 消前： 消后： 氨氮（ g/ml）： % 溶磷（ μg/ml）： 170300 殘?zhí)牵?g/ml）： % 空氣流量（ m3/h）： 3500 PH： 0100h， 培養(yǎng)時間（ h）： 140170 100h, 培養(yǎng)溫度（ ℃ ）： 177。 當(dāng)總糖下降到 5%（ g/ml）時開始補料，補糖量按糖代謝速度殘?zhí)橇亢吞蔷S持水平來計算，補料液為實罐滅菌。為了防止氣泡的大量產(chǎn)生需要給發(fā)酵罐內(nèi)添加消泡劑，本工藝主要采用泡敵作為消泡劑。補氮量的多少參考 pH值。 1℃。 1℃， 51～ 150h時溫度保持在 30177。 為了盡可能提高土霉素的產(chǎn)量，三級發(fā)酵分為 30℃和 31℃兩個控制階段。 攪拌： 發(fā)酵罐采用四級攪拌裝置進行攪拌。 培養(yǎng)溫度（℃）： 32177。 轉(zhuǎn)移 ： 二級罐發(fā)酵 28 個小時后液體變?yōu)轸丈?、變稠，測量效價和 pH，在培養(yǎng)后期，隨著糖、氮濃度的降低，如果 pH大于 ，效價在 800 u/m1 左右即可將其打入發(fā)酵罐中。 冷卻：二級種子罐采用 6組蛇管的冷卻裝置進行冷卻 ,進水方式為低進高出。 調(diào)溫 ： 土霉素的最適生長溫度為 31℃，在發(fā)酵熱，攪拌熱等熱源的作用下可能使發(fā)酵罐內(nèi)的溫度偏離，因此需要通入冷卻水調(diào)節(jié)發(fā)酵罐的溫度。 通 氣 ： 土霉素是好氧霉菌，因此需要給罐內(nèi)不斷的通入空氣，并且用攪拌槳不斷的攪拌，以增加氧氣的擴散和熱量的交換。采用壓差法將二級種子壓入發(fā)酵罐中，全程通入無菌空氣，實行機械攪拌，并進行補料。 一級種子培養(yǎng) 技術(shù) 參考指標： 消前： 消后： 糖（ g/ml）： % 氨氮（ g/ml）： % 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 6 頁共 44 頁 溶磷（ μg/ml） ： 85135 接斜面孢子：兩瓶 培養(yǎng)時間： 3034h 培養(yǎng)溫度： 32177。 轉(zhuǎn)移 ：經(jīng)過約 30小時左右的培養(yǎng)，培養(yǎng)基的顏色漸漸的變?yōu)辄S色，趨于成熟。 （ 3）用火柴點燃蠟燭，讓蠟液滴在接種帽上，凝固后用 氧化鋅膠布再封好。操作程序如下： （ 1）用蘇爾浸泡的棉花在接種帽處從內(nèi)向外檫拭 2～ 3次，再用 75%的酒精棉球擦拭 3～ 4次，然后用同樣的酒精棉球蓋在接種帽處點燃。 通氣：從罐底通入空氣來達到物料混合均勻的目的。 一級種子罐采用夾套式換熱（自動溫度調(diào)節(jié)），無攪拌動力設(shè)備。在 30℃條件下，經(jīng)過 7天時間的培養(yǎng)后，觀察可看到，土霉素菌落豐滿， 菌落下有一定量的紅色分泌物，面積大于菌落； 孢子的顏色為乳白色。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 5 頁共 44 頁 菌種的培養(yǎng) 土霉素生產(chǎn)車間的菌種培養(yǎng)在培養(yǎng)室里進行。具體質(zhì)量指標如下： 外觀：淡黃色粉末 效價： 910μ/mg 異物： 5 個 / 異物： 5 個 / 比旋度： [α]D25： 199o 酸堿度： 水分： %% 保質(zhì) 期：四年 雜質(zhì) 吸收峰： 430 不大于 490nm不大于 工藝流程 [篩選高單位菌種流程 ] 菌種 →斜面（ 37℃ ， 14 天） → 孢子懸浮液 →計數(shù) →誘變處理 →分離 →雙碟（ 510 個菌落）培養(yǎng)五天 →挑選單菌落 →試管斜面（ 4 天） →挑斜面 →接砂土管 →砂土孢子 →茄子瓶 →斜面孢子 [工藝流程 ] 沙土孢子（ ℃ ， 45 天） →斜面孢子（ 38℃ ， 2830h，空氣攪拌） →一級種子培養(yǎng) （ 30℃ ， 2832h， 1： ， 空氣攪拌） → 二級種子培養(yǎng)（ 30℃ ， 170190h， 1： VVm） → 發(fā)酵液 （草酸調(diào) ， 硫酸鋅 %，黃血鹽%） → 酸化液（板框頂洗過濾 10h → 濾液（ 122樹脂脫色） →脫色液 [15%水（含 2%亞硫酸鈉）調(diào) ， 2830℃ ] →結(jié)晶液（甩慮后用水淋洗再甩干） →濕晶體（進風(fēng)： 140170℃ ，出風(fēng)： 4080℃ ） →土霉素堿成品 工藝流程簡述 種子制備 種子制備是在無菌條件下進行的，菌種名稱為 UV138 二代。耐藥性嚴 重， 毒副作用低，具有成鹽、沉淀、降解成色等一系列化學(xué)反應(yīng)。等電點為 。理論效價為 1000μ/mg，具有旋光性，熔點為 ℃ ， 土霉素具有吸濕性，在空氣中吸收水分而潮解且顏色變深。本產(chǎn)品為黃色結(jié)晶性粉末，無臭，在紫外線輻射下可產(chǎn)生黃色熒光。原料來源立足于國內(nèi)、立足于本地，選擇優(yōu)質(zhì)價廉的原料立足于本地。盡可能采用新工藝 、新設(shè)備、 新技術(shù)，以利于投產(chǎn)后達到好的經(jīng)濟效益 。 在保證安全、經(jīng)濟運行的條件下，盡可能降低工程造價 年生產(chǎn)時間為 330 天。 建立起全面的全系統(tǒng)的事故防范措施和人身健康保障措施。 廠址選擇是工業(yè)基本建設(shè)中的一個重要環(huán)節(jié)，在工廠布置和車間布置方面要符合國家長遠規(guī)劃和工業(yè)布局規(guī)劃。 生產(chǎn)、消防用水來自廠區(qū)內(nèi)自來水供應(yīng)，并與廠區(qū)供水管網(wǎng)引接，排水至廠區(qū)原有排水干管 。 設(shè)計范圍 本設(shè)計為 年產(chǎn) 850 噸土霉素生產(chǎn)工程初步工藝設(shè)計 ，在本設(shè)計中包括土霉素 堿 生產(chǎn)工藝流程設(shè)計、物料衡算與設(shè)備選型、進行車間平面布置、水電氣衡算、勞動組織與定員安排以及 三廢處理工程設(shè)計 。如 《化工工藝設(shè)計手冊》、《抗生素生產(chǎn)設(shè)備》、《發(fā)酵工廠設(shè)計》、《 分離純化工藝原理 》、《 抗生素工藝學(xué) 》等參考書籍。 設(shè)計依據(jù)及范圍 設(shè)計依據(jù) 1 生工學(xué) 院