【正文】 、產(chǎn)品及主要副產(chǎn)品的質(zhì)量規(guī)格、廠區(qū)的自然條件等，進行裝置的物料衡算。 做好廢氣、廢水和廢渣的處理，控制好噪聲，搞好綠化。 各生產(chǎn)車間、原 料包裝及儲存車間 ， 采用封閉式結(jié)構(gòu) 。 設(shè)計原則 車間 所在工廠 在居民區(qū)下側(cè)，河流上游，要求地勢平坦，水源豐富，并且節(jié)約用地，少占耕地。在條件允許情況下，盡可能的使用通用設(shè)備或標準設(shè)計以簡化設(shè)計工作量，縮短工作時間。 3 土霉素生產(chǎn)工藝流程設(shè)計 產(chǎn)品性質(zhì) 土霉素又稱 5羥基四環(huán)素，屬 廣譜抗生素 兩 性化合物。分子式為 C22H21N2O92H2O 平均分子量為 。 在 之間難溶于水，不溶于有機溶劑。主要用于革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌引起的感染，對立克次體及過濾性病毒有一定作用，能抗阿米巴腸炎及腸道感染，可以本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 4 頁 共 44 頁 用于治療上呼吸道感染、泌尿系統(tǒng)感染并且效果顯著。 產(chǎn)品質(zhì)量規(guī)格 產(chǎn)品質(zhì)量符合中國藥典 20xx 版規(guī)定。 各級 培養(yǎng)基 的制備 主要配料：糊精、黃豆餅粉、淀粉、玉米漿、固劑、氯化鈉、磷酸二氫鉀、硫酸氨、碳酸鈉、氯化鈷、玉米油、淀粉酶、碳酸鈣 各級種子培養(yǎng)基均在配料罐中配制，用打料泵送至各級種子罐中。生產(chǎn)用的菌種為 UV138 和龜裂鏈霉，用沙土管保藏，一般在溫度為 4℃左右的條件下可保存三年，一次可制備 20 多支試管。 三級培養(yǎng) 以龜裂鏈霉菌為菌種 ⑴ 一級種子培養(yǎng) 目的：使來自實驗室制備的孢子發(fā)芽、繁殖以獲得一定數(shù)量的菌絲。 一級種子罐培養(yǎng)基采用實罐滅菌，消前加 泡敵 消沫劑 。 培養(yǎng)溫度： 32℃；時間： 30 ～ 32h；流量：按壓力降數(shù)； 罐壓： ；滅菌：實消 45min； PH： ～ 接種：待一級種子罐溫度降到 29～ 33℃時，即可接種，一般接種量 (接種量指的是移入的種子懸 液體積和接種后培養(yǎng)液的體積的比例 )為 7%～ 15%。 （ 2）用鑷子將點燃的酒精棉球撤下，迅速將接種針頭扎入接種帽，由一級種子罐的滅菌工開排氣閥，將罐內(nèi)壓力控制在 ，待罐內(nèi)壓力和接種瓶內(nèi)壓力平衡后，再由一級種子罐的滅菌工將罐內(nèi)壓力降至 ，將接種瓶內(nèi)的孢子懸浮液吸入一級種子罐內(nèi)，將接種針頭拔出。 消泡： 一級種子罐不需要加入消泡劑。測量培養(yǎng)液的 pH，當其值在 ～ 時即可作為種子移入二級種子罐。2℃ 壓力降： 06h， 610h， MPa 1012h放罐， MPa ⑵ 二級種子培養(yǎng) 二級種子罐培養(yǎng)基采用實罐滅菌。 打入種子液 ： 待二級種子罐溫度降到 29～ 33℃時，即可利用壓差法將一級種子罐中的種子液打入。 消泡： 二級種子罐不需要加入消泡劑。 取樣 17～ 19 小時時取樣檢測種子液 pH， 28小時時取樣測量 C、 N、種子液效價和pH，并作出相關(guān)記錄。 攪拌：二級種子罐采用二級攪拌裝置進行攪拌，該攪拌裝置 的槳葉為箭葉式，轉(zhuǎn)速為 160r/min，功率為 10kW，另外空氣流向與攪拌方向相反。 二級種子培養(yǎng) 滅菌：實消 30min 消前： 消后： 氨氮（ g/ml）： % 溶磷（μ g/ml）： 270390 接種量（ ml/ml）： 810% 流量（ m3/h）： 9001200 培養(yǎng)時間（ h）： 2632 罐壓（ MPa）： 177。 2 攪拌轉(zhuǎn)速（ r/min）： 160 ⑶ 三級培養(yǎng) 發(fā)酵罐 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 7 頁共 44 頁 三級發(fā)酵罐采用列管式換熱（自動溫度調(diào)節(jié)），發(fā)酵罐采用六組蛇管冷卻裝置進行冷卻，低進高出。 滅菌接種 ： 三級發(fā)酵是土霉素大量產(chǎn)生的時期，發(fā)酵罐和相應(yīng)管道經(jīng)過高溫實罐滅菌后，待罐溫降到 29～ 33℃時即可采用壓差法將二級種子液打入發(fā)酵罐，開始發(fā)酵過程。即在0～ 50h溫度維持在 31177。 1℃， 151h～放罐溫度保持在 31177。三級發(fā)酵大約需要八天左右的發(fā)酵時間。要求100 小時前 pH在 ～ ， 100 小時后 ～ 。 補料 ： 隨著發(fā)酵的進行，營養(yǎng)物質(zhì)的 濃度不斷下降，因此要通過補料罐和氨罐為其提供營養(yǎng)。 防止雜菌污染 在抗生素發(fā)酵過程中污染雜菌的主要原因有培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備滅菌不徹底、種子帶有雜菌、空氣過濾系統(tǒng)被污染、發(fā)酵設(shè)備滲漏、操作不慎等，在移種、取樣等過程中應(yīng)進行嚴格的無菌操作，并根據(jù)需要多次取樣進行無菌檢查。1 150h放罐， 罐壓（ MPa）： 177。 發(fā)酵液的酸化 、凈化、 過濾 目的：是發(fā)酵菌絲體內(nèi)的土霉素與菌絲體分開，并進行 凈化（黃血鹽和硫酸鋅為凈化劑），同時釋放單位。而草酸鈣還能和一些有機雜質(zhì)結(jié)合提高濾液質(zhì)量：加入黃血鹽和 ZnSO4做凈化劑。 四環(huán)類抗生素的產(chǎn)生菌在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的抗生素主要以難溶于水的游離堿與高價金屬離子螯合物積存在菌絲體內(nèi)，因此未經(jīng)酸化的發(fā)酵液其濾液效價很低。轉(zhuǎn)化率越高單位釋放的越好。 參考指標： 酸化： 稀釋單位： 120xx13000μ/ml 濾液要求：透光度 80% 效價： 500μ/ml 濾 液脫色及樹脂再生 原理 濾液通過 122樹脂脫色吸附，可除去部分色素和將雜質(zhì)吸附， 1222樹脂是由水楊酸、甲醛和苯酚合成的弱酸性陽離子樹脂，該樹脂在酸性溶液中 H+不活潑，不能發(fā)生離子交換作用。樹脂在 NaOH 溶液中由 H型變成 Na 型而失去氫鍵活性，能使吸附的色素和雜質(zhì)解離出來，再經(jīng)過酸水作用由 Na型變成 H 型，可重復(fù)進行 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 9 頁共 44 頁 脫色 。 脫色液的連續(xù)結(jié)晶 原理 土霉素是酸堿兩性化合物，等電點為 ，可選擇適當?shù)膲A化劑來調(diào)節(jié)脫色液 pH至土霉素等電點，此時，土霉素在水中溶解度最小，可以從水溶液中直接結(jié)晶出來。根據(jù)土霉素結(jié)晶的速度，結(jié)晶達到完全需要 50 分鐘，50分鐘后母液中土霉素含量趨于穩(wěn)定。保證結(jié)晶液在流動的情況下達到完 全結(jié)晶的目的。利用離心機產(chǎn)生的離心力將母液甩出，從而土霉素濕晶體留在濾袋內(nèi)達到分離目的。 結(jié)晶、干燥 用氨水調(diào)脫色液 PH 至 ，進串聯(lián)結(jié)晶柱 ，等電點附近攪拌沉淀結(jié)晶，將母液與晶體離心分離，并快速進行氣流干燥，所得干粉再篩選分裝 。 Vd=G103μp／（ ηpmμm） =8501000910／（ 31000330） = 其中 G：年 產(chǎn)量 850 噸 μp： 910μ/mg=910g/Kg 。 一級種子 罐 V 放 = V 接種 = V0= V 接種 ／ η0=／ = m3 圓整為 由： V 消后 +V 接種 = V 放 +V 損失 其中 V 接種 可忽略 → V 消后 =+12% V 消后 即 消后 = ∴ V 消后 = m3 V 損失 =12% V 消后 =12%= m3 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 12 頁 共 44 頁 又 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 得 V 配料 =V 冷 凝水 = V 配料 == 一級種子 罐臺數(shù) =二級種子 罐臺數(shù) 一級種子 罐周期／ 二級種子 罐周期 =230／ 30=2臺 設(shè)為 4 臺，其中 2臺備用。 料液體積增加量 == 噸 稀釋倍數(shù) =31000 V 稀釋后 = V 酸化 稀釋倍數(shù) == 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 14 頁 共 44 頁 過濾 稀釋效價 過濾收率 V 稀釋后 =濾液平均效價 V 濾液 15000=10000V 濾液 → V 濾液 = m3 V 高 = V 稀釋后 == V 低 = V 濾液 － V 高 =－ = V 渣 =38% V 大放 =38%= ∵ V 草酸水 + V 稀釋后 = V 濾液 + V 渣 ∴ V 草酸水 = V 濾液 + V 渣 － V 稀釋后 =+－ = m3 草酸用量 =% V 草酸水 =%103= 脫色 脫色單位 =脫色收率 濾液平均效價 V 濾液 =100000106= 億 損失單位 =濾液平均效價 V 濾液 （ 1－脫色收率） =100000282..32106（ 1－ ） = 億 脫色液量 =濾液體積 = 脫色液濃度 =脫色單位 /脫色液量 = 結(jié)晶 結(jié)晶單位 =結(jié)晶收率 脫色單位 == 億 離心單位 =結(jié)晶單位－母液效價 （ V 濾液 +V 堿化劑 ） =－ 1000（ +1%） 106/108 = 億 應(yīng)當 補充 堿化劑用量；亞硫酸鹽用量 干燥單位 =離心單位 干燥收率 == 億 濕體含水量： 20% 即：每次出產(chǎn)量： 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 15 頁 共 44 頁 40（ 1－ 20%）／（ 1－ 7%） = （ SS800 每臺每次處理 40kg濕晶體） 每臺離心機每次處理： 910106= 億 離心機總臺數(shù) =／ =66臺 實際臺數(shù) =離心機總臺數(shù)／批次 =66／ 8=9臺 5 設(shè)備計算與選型 發(fā)酵階段 發(fā)酵 罐 發(fā)酵罐公稱容積 V0和臺數(shù)的確定 選用帶機械攪拌的通風(fēng)式發(fā)酵罐。 nd:每天放罐數(shù)，一般每天 12罐，取 n=1 發(fā)酵 罐的體積 110m3 發(fā)酵罐總臺數(shù)： nd發(fā)酵周期 =18=8 個。在本設(shè)計中，取 H0／ D=3 ，其中 H0： 圓筒部分高度 m； D：發(fā)酵罐內(nèi)徑 m. 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 16 頁 共 44 頁 發(fā)酵罐的直邊高度： JB115473 規(guī)定 ,標準橢圓形封頭的直邊高度有 2 50 mm 三種，根據(jù)壁厚來選擇發(fā)酵罐直邊高度。 實罐滅菌：為了使滅菌時培養(yǎng)基的傳熱較為理想，需開動攪拌，此時功率消耗較大。發(fā)酵前期以及后期：微生物生長緩慢，對溶氧需求低，特別是發(fā)酵后期，菌體老化 ，發(fā)酵液粘度增加，劇烈攪拌會加速菌絲體的自溶，泡沫增加，影響發(fā)酵水平的提高。 綜上所述， 發(fā)酵罐在運轉(zhuǎn)過程中分為通氣和不通氣兩種情況。 攪拌器直徑： D i =1/3D =1/3= 擋板寬度： B== 攪拌葉間距： S=2 Di = 攪拌葉與罐底距離： C=（ ） Di 取 ，則有 C= = C +3S =+3= ＜ HL= ∴ 取 4 層攪拌器 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 17 頁 共 44 頁 一般來說， 最上層攪拌漿葉到液面距離在 D i ~2D i之間 ，進行核算如下： 最上層攪拌漿葉到液面距離 － = ＞ Di = 設(shè)發(fā)酵液 為牛頓型流體，符合全擋板條件 （指能達到消除液面漩渦的最低條件，此條件與擋板數(shù)、擋板寬度與罐徑之比有關(guān)） ： ρ=1050㎏ / m3 n=110r/min μ= N S/㎡ 則： Rem= D i2ρ n／ μ =1050（ 110／ 60） /=104＞ 104 采用 六 箭 葉渦輪攪拌器， 根據(jù) Rem， 查《 化工工藝設(shè)計手冊（上） 》 P258 圖 107，得功率準數(shù) N p= 軸功率： P0= N p D i5ρ n3=1050（ 110/60） 3= f校正 = 13 LiiHDDD= ? = （ HL液柱高 ； D I 攪拌器直徑 ） ∴ 實際軸功率 P*= f校正 P 0== 四層攪拌功率 Pm= P* [1+（ 4－ 1） ]=[1+（ 4－ 1） ]= 《 化工工藝設(shè)計手冊（上） 》 P258 公式 109 Pm=P[1+(m1)多層攪拌器的軸功率 M 攪拌器 經(jīng)查互聯(lián)網(wǎng) ， ，選用 浙江西瑪電機有限公司 Y355L22 型號電機，功率 315KW，效率 95% 檢驗： 315 95%=＞ 選型合理 . 4 發(fā)酵罐 通氣管 最常用的通氣裝置為一單孔管，單孔管的出口位于罐的中央，開口向下 ，以免培養(yǎng)基中固體物質(zhì)在開口處堆積和罐底固形物質(zhì)沉淀。一般 5噸以下的小型罐，利用