年产800吨土霉素工厂设计论文本科论文Word文件下载.docx

1、其他如放线菌属、炭疽杆菌、单核细胞增多性李斯特菌、梭状芽孢杆菌、奴卡菌属、弧菌、布鲁菌属、弯曲杆菌、耶尔森菌等亦较敏感。临床上用于治疗上呼吸道感染胃肠道感染斑疹伤寒恙虫病等。常见副作用有：肝脏、肾脏毒性，中枢神经系统毒性，斑丘疹和红斑等过敏反应，长期使用可致牙齿产生不同程度的变色黄染、牙釉质发育不良及龋齿（俗称四环素牙），B族维生素缺乏等。由于土霉素的广泛应用，临床常见病原菌对土霉素素耐药现象严重，并且由于其副作用严重，现在临床上多用于兽用药1.2设计目标任务请设计年产800吨（成品含量： 99% ）土霉素工厂设计一、基础数据设计年产量M = 800t/a 成品效价Ud = 1000单位/毫克

2、 年平均发酵水平Uf = 35000单位/毫升 年工作日m = 315 d/a 1、发酵基础工艺参数土霉素的发酵周期T为184小时，辅助时间为10小时，发酵中罐周期为44小时，辅助时间4小时发酵周期为35小时，辅助时间3小时接种比为20%，液体损失率为15%大罐一个发酵周期内所需全料的量为：32m3大罐一个发酵周期内所需稀料的量为：17m3逃液、蒸发、取样、放罐损失总计为总料液的15%大、中、小罐通气量分别为2.0、1.5、0.65（每分钟内单位体积发酵液通入的空气的量）氨氮的利用情况，培养20-40小时，每4小时补一次,每次10-15L，控氨水平在45mg/100ml以上培养基配比：小罐中罐

3、大罐全料稀料组成配比（%）黄豆饼粉3.02.53.5淀粉8.06.5氯化钠0.40.360.2碳酸钙0.61.1磷酸二氢钾0.0050.003磷酸氢二钾植物油42.6712、提取基本工艺参数名称参数脱色岗位收率99.24%发酵液效价35000u/ml结晶干燥岗位收率86%滤液效价11000u/ml过滤岗位收率116%母液效价1370u/ml总收率99%湿晶体含水量30%发酵液密度1.58kg/L酸化液中草酸含量2.3% g/ml滤液密度1.02kg/L酸化加黄血盐量0.25% g/ml20%氨水密度0.92kg/L酸化加硫酸锌量0.18% g/ml氨水加量12%成品含水量1.5%脱色保留时间3

4、0-50分钟酸化加水量230%v/v滤液通过树脂罐的线速度控制在0.001-0.002m /s3.土霉素提取操作工艺参数一览表反应时间（ + 、）/h装料系数酸化稀释0.70结晶81.3本设计基本内容1.3.1工艺流程设计根据设计任务，查阅有关资料、文献，搜集必要的技术资料，工艺参数，进行生产方法的选择比较，工艺流程与工艺条件确定的论证。简述工艺流程。1.3.2工艺计算物料衡算：每个工序画工艺流程简图，列出所有工艺参数，计算，列出衡算表，发酵和提取列出物料衡算总表。热量衡算：不要求设备选型：大、中、小罐、通氨、补料罐的尺寸及数量；大罐的罐壁、封头、搅拌装置及轴功率。提取工段各工序主要设备尺寸及

5、数量。管道设计：大罐主要接管设计，提取各种设备的主要连接管道。1.3.3完成初步设计阶段图纸：设备流程图、车间平面布置图。第二章 工艺流程设计2.1土霉素生产工艺流程简介土霉素是微生物发酵产物，目前国内土霉素生产工艺主要含发酵和提取两大步。提取工艺为用草酸（或磷酸）做酸化剂调节pH值,利用黄血盐-硫酸锌作净化剂协同去除蛋白质等高分子杂质,然后用122#树脂脱色进一步净化土霉素滤液,最后调pH至4.8左右结晶得到土霉素碱产品。2.2土霉素生产总工艺流程图土霉素生产总工艺流程图第三章 物料衡算3.1总物料衡算纯品土霉素的量：80099% =792 t/a日产量：792/315= 2.51 t/d效

6、价：7921091000 =7.921014 单位/a土霉素的生产过程总收率为99%则发酵时的总效价：7.921014/99% =8发酵液的效价：35000单位/ml发酵液的体积：81014/35000 =2.291010 ml =2.29104 m33.2.1大罐的物料衡算：每天发酵液的体积： 2.29104/315=72.70 m3/d每天损失的体积：72.7015%/（1-15%）=12.83 m3/d加入氨水体积：培养20-40小时，每4小时补一次，每天共6次，每次15L，共计90L，既0.09 m3/d大罐一个发酵周期内所需全料的量：32 m3 ，则一天内所需全料：32/（194/2

7、4）=3.96 m3/d大罐一个发酵周期内所需稀料的量:17 m3 ，则一天内所需稀料料：17/（194/24）=2.10 m3/d设发酵开始的培养基体积为V，蒸汽带入的水量按20%计由体积衡算（V20%+V20%+V+3.96+2.10+0.09） （1-15%）= v发酵液=72.70m3/d得培养基体积V为56.70m3/d则加入的二级种子液体积：56.7020%=11.34 m3/d蒸汽带入水量：20%=11.34m3/d因此，每天所需培养基组成的量如下：黄豆饼粉：3%+3.963.5%+2.103%= 1.903m3/d 淀粉：8%+3.966.5%+2.103%= 4.856m3/

8、d 氯化钠：0.2%+2.100.4%= 0.1218m3/d 碳酸钙：1.1%+3.960.4%+2.100.4%=0.6471m3/d 植物油：1%= 0.24 78m3/d 配料水： 56.70-1.903-4.856-0.1218-0.6471-0.2478=48.92m3/d表1 三级发酵物料衡算表进入发酵罐的量离开发酵罐的量项目体积（m3/d）体积（m3/周期）二级种子液11.3491.66发酵液72.70587.7蒸汽带入水量损失12.83103.7培养基56.70458.3全料量3.9632.01稀料量2.1016.98氨水0.090.73总量85.53691.4表2 三级发酵

9、培养基的组成1.90315.384.85639.250.12180.98450.64715.2310.24782.003配水量48.92395.4总3.2.2中罐的物料衡算：设发酵开始的培养基体积为V，蒸汽带入的水量按20%计，由体积衡算：20%+V）（1-15%）= V二级种子液V二级种子液（1-15%）= V二级种子液=11.34m3/dV二级种子液=11.34/0.85=13.34得培养基体积V为11.21 m3则加入的一级种子液：11.2120%=2.242 m3/d液体损失15%13.340.15=2.001m3/d接种损失15% 2.242/（1-15%）-2.242=0.3956

10、 m3/d 总损失量=液体损失+接种损失2.001+0.3956=2.397m3/d2.5%=0.2802m3/d0.36%=0.04036 m3/d0.4%=0.04484 m3/d磷酸二氢钾：0.003%=0.0003363 m3/d2.67%=0.2993 m3/d 11.21-0.2802-0.2802-0.04036-0.04484-0.0003363-0.0003363-0.2993=10.26 m3/d 表3 二级发酵物料衡算表（周期为48h即2d）一级种子液2.2424.48413.3426.68 带入水量2.3974.79411.2122.4215.6931.38表4 二级发

11、酵培养基的组成0.28020.56040.040360.080720.044840.089680.29930.598610.2620.520.00033630.00067263.2.3小罐的物料衡算：设发酵开始的培养基体积为V，蒸汽带入的水量按20%，斜面孢子体积忽略不计，由体积衡算：（1-15%）= V一级种子液V一级种子液（1-15%）= V一级种子液=2.242m3/d得培养基体积V为2.586 m3/d则 蒸汽带入水量:2.58620%=0.5172m3/d2.6380.15=0.3956m3/d20%15%=0.07758 m3/d0.3956+0.07758=0.4673m3/d3

12、%=0.07758 m3/d2.5%=0.06465 m3/d0.4%=0.01034m3/d0.6%=0.01552 m3/d0.005%=0.0001293 m3/d磷酸氢二钾：0.005%=0.0001293m3/d4%=0.1034 m3/d2.586-0.07758-0.06465-0.01034-0.01552-0.0001293-0.0001293-0.1034=2.314 m3/d表5 一级发酵物料衡算表（周期38/24=1.58d）2.5864.0862.6384.1680.51720.81720.46730.73833.1034.903表6 一级培养基的组成（周期38/24

13、=1.58d）0.077580.1226 0.064650.10210.010340.016340.015520.024520.10340.16342.3143.6560.00012930.00020430.5172 m3/d2.586 m3/d发酵罐3.103 m3/d斜面孢子2.638 m3/d液体损失15% 0.3956m3/d接种损失15% 0.07758 m3/d总损失=0.39+0.07=0.4673 3.3酸化稀释过滤工序物料衡算：发酵液效价：35000u/ml 滤液效价：11000u/ml 由效价守恒得滤液的体积：106350001.16/11000106=268.33 m3滤

14、液：268.331031.02=273.70t 每天/ t 草酸：2.3%10-3= 1.67黄血盐：0.75%10-3= 0.545硫酸锌：0.18%10-3= 0.13水：2.3= 167.21发酵液：1.58= 114.87总： 284.43表3-3 酸化稀释过滤工艺物料衡算表酸化过滤前酸化过滤后质量（t/d）质量（t/周期）质量（t/周期）草酸1.6713.50滤液273.702212.41黄血盐0.5454.41菌丝10.7386.73硫酸锌0.131.05水167.211351.61114.87928.53284.432299.143.4脱色结晶工序物料衡算：母液效价：1370u/

15、ml 氨水加量：由效价守恒得母液体积：99.24%116%（1-86%）/1370106=299.33 m3氨水：273.7012%=32.84t湿晶体：3.53t/d母液：273.70+32.84-3.53=303.01t/d表3-2 脱色提取工序物料衡算表脱色提取前脱后色提取母液303.012449.3332.84265.46湿晶体3.5328.54306.5422477.872477.873.5 干燥工序物料衡算：干晶体重：（1-1.5% ）=788 t/a湿晶含水量：W1=30%/（1-30%） =0.43干晶含水量：W2=1.5%/（1-1.5%） =0.02应除去的水分：788（0

16、.43-0.02）=323.08 t/a湿晶体的量：788+323.08 =1111.08 t/a表3-1 干燥工序物料衡算表干燥前干燥后质量t/a质量t/d湿晶体的量1111.08干晶体的量7882.51除去的水分323.081.02第四章 设备选型4.1三级发酵罐发酵罐的选型选用机械涡轮搅拌通风发酵罐。生产能力、数量和容积的确定 发酵罐容积的确定：选用200m3罐，全容积为230m3 生产能力的计算：选用公称容积为200 m3的发酵罐，装料系数为0.7,那么该罐生产土霉素的能力为:2000.7=140 （m3）由前面的物料衡算中，已知年产800吨土霉素的工厂,日产72.70 m3的土霉素。

17、发酵的操作时间需要194h（其中发酵时间184h）,这样生产需要的发酵罐应为：N=72.70/140194/24=4.20 （罐） 取整后需5台每日投（放）罐次为：72.70/140=0.52 （罐）设备容积的计算： 由前面的物料衡算中，已知年产800吨土霉素的工厂,日产72.70 m3的土霉素，每天的发酵液的量： V0=72.70 （m3/d）所需设备总容积： V=72.70194/（240.7）= 839.51（m3）查表公称容积为200 m3的发酵罐，总容积为230m3。则5台发酵罐的总容积为：2305=1150 m3839.51 m3,可满足需要主要尺寸公称容积VN（m3）罐内径D（m

18、m）圆筒高H0（mm）封头高h0（mm）罐体总高H（mm）不计上封头容积（m3）全容积（m3）搅拌器直径D（mm）搅拌转速n（r/min）电动机功率N（kW）2005000100001300126002232301700150搅拌轴功率（见上表）4.2二级种子罐选型 :选择机械搅拌通风发酵罐容积和数量的确定由前面的物料衡算中，已知年产800吨土霉素的工厂,日产11.34 m3的二级种子液。所以选用公称容积为50 m3的二级种子罐，装料系数为0.7,那么该罐生产的能力为:500.7=35（m3）发酵的操作时间需要48（其中发酵时间44h）,这样生产需要的二级种子罐应为：N=11.34/3548/

19、24=0.648（罐）取整后需1台11.34/35=0.324 （罐） 由前面的物料衡算中，已知年产800吨土霉素的工厂,日产11.34m3的二级种子液，每天的种子液的量： V0=11.34（m3/d） V=11.3448/（240.7）= 32.40（m3）查表公称容积为50 m3的发酵罐，总容积为55.2m3。则1台二级种子罐的总容积为：55.2m332.4m3,可满足需要4.3一级种子罐:由前面的物料衡算中，已知年产800吨土霉素的工厂,日产2.242 m3的一级种子液。所以选用公称容积为5m3的二一级种子罐，装料系数为0.7,那么该罐生产的能力为:50.7=3.5（m3）发酵的操作时间

20、需要38（其中发酵时间35h）,这样生产需要的二级种子罐应为：N=2.242/3.538/24=1.014（罐）取整后需2台2.242/3.5=0.640 （罐）由前面的物料衡算中，已知年产800吨土霉素的工厂,日产2.242m3的二级种子液，每天的种子液的量： V0=2.242（m3/d） V=2.24238/（240.7）= 5.07（m3）查表公称容积为5m3的发酵罐，总容积为6.27m3。则2台二级种子罐的总容积为：6.272=12.54m35.07m3,可满足需要44通氨罐:每罐三级发酵需要0.09m3的液氨，且有5个发酵罐均连续操作，考虑装料系数为0.7，0.09*5/0.7=0.64m3，故选取公称容积为1m3的罐一个。4.5全料罐:每罐三级发