发酵法制备链霉素最后.docx

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1、 - 好好学习，每天向上皖西学院生物与制药工程学院制药设备与工程设计课 程 设 计班级姓名学号指导教师二年月日皖西学院生物与制药工程学院制药设备与工程设计 课程设计任务书- 0 - - 好好学习，每天向上- 11 -设计题目专业班级设计的目的和要求发酵法制备链霉素的工厂设计指导教师学 生1、产量及生产时间：年产链霉素干粉50 吨，年开工300 天，每天24 小时。2、原料及工艺要求：原料菌种自选，产品质量符合链霉素相关标准，产品包装为 100 克/瓶。3、其它数据：查阅相关资料。1、工艺流程的设计、说明及物料衡算。设计任务2、绘出带掌握点的工艺流程图、厂区平面布置图、主体车间平面 图、主体车间

2、立面图、主体设备分别剖面图、关心设备图。1、星期一：收集查阅相关文献资料设计工作 2、星期二：初步确定工艺方案计 划 与 3、星期三：物料衡算、主要设备选型进度安排 4、星期四：最终确定工艺方案，撰写设计说明书5、星期五：绘制相应图纸主要参考文献资料参考文献：1 朱宏吉，张明贤. 制药设备与工程设计，化学工业出版社，2023.2 宫锡坤. 生物制药设备. 中国医药科技出版社，20233 李津. 生物制药设备和分别纯化技术. 化学工业出版社，2023.4 元英进. 制药工艺学 化学工业出版社，2023.5 李淑芬，姜中义. 高等制药分别工程. 化学工业出版社，2023.6 王国胜. 化工原理课程

3、设计. 大连理工大学出版社，2023.7 娄爱娟. 化工设计. 华东化工学院出版社，2023.8 杨树才. 化工制图. 化学工业出版社， 2023. 12课 程 设 计 说 明 书 目 录第一章设计资料宋体，小三号一、产品设计简介宋体，四号第3页二、设计参数和质量标准第4页其次章工艺设计与说明一、工艺流程图第5页二、工艺说明第5页第三章物料衡算与设备选型一、物料衡算第7页二、主要设备选型第9页第四章设计总结第11页附录：1. 设备一览表第12页2. 参考文献第13页第一章 设计资料一产品设计简介1. 筹建概况发酵厂厂区四周大气中的含尘量应在肯定范围以下。发酵工厂建在一级或二级区域中，四周没有散

4、发大量有害气体的化工厂和产生大量灰尘的炼钢厂、炼焦厂、 热电厂等。并且与铁路及大路主要干线保持适当距离。发酵工厂是耗能大户，并要求是二类负荷用电户。该厂选址时留意到厂区用电能得到充分保证，并有充分水源。六安用水主要来自于淠河，可将厂建于淠河中上游处，便于生产用水的供给。我国规定在地震 6 度烈度或以下时在建设时不设防，六安属于此类地区， 所以不考虑抗震设防。2. 产品方案与建设规模产品名称：链霉素生产规模：年产 50 吨产品主要物性：链霉素为白色或类白色粉末，无臭或微臭。易溶于水，微溶于，不溶于、和。抗菌范围比较广。对革兰阴性细菌、结核杆菌和某些革兰阳性细菌都 有抑制作用。主要用于结核杆菌感染

5、，也可用于布氏杆菌病、鼠疫等。用 于的，除外，还有、等。 本品能被植物植株吸取，对革兰氏阴性菌和阳性菌杀伤力强，预防效果明显，低温时持效期一般为 7 天左右，晴天 34 天。本品适用于防治蔬菜软腐病，柑桔溃疡病，烟草野火病，黄瓜霜霉病、角 斑病，辣椒炭疽病，番茄疮痂病，桃叶细菌性穿孔病，水稻拜叶枯病及其 他植物细菌性病害。使用方法：1、可喷雾每袋加水50100kg、灌根或浸种；2、用于预防，每袋加水 50kg相当于 200r，依据病害程度每亩用 23 袋；施药时间最好在上午10 点前、下午3 点后，喷药8 小时内遇雨应补喷。使用间隔期为 710 天。本品对柑桔溃疡病、疮痂病、花叶病均有防治效果

6、，可与抗生素农药、有机磷农药混用。生产方法：本品生产主要承受发酵法。生产过程分为两大步骤：菌种发酵，将 冷干管或沙土管保存的链霉菌孢子接种到斜面上， 于 27下培育 7 天。待斜面长满孢子后 ,制成悬浮液接入装有培育基的摇瓶中，于27下培育 4548 小时待菌丝生长旺盛后，取假设干个摇瓶，合并其中的培育液将其接种于种子罐内已灭菌的培育基中，通入无菌空气搅拌，在罐温27下培育 6263 小时，然后接入发酵罐内已灭菌的培育基中，通入无菌空气， 搅拌培育， 在罐温为 27下，发酵约 78 天。提取精制， 发酵液经酸化、过滤，除去菌丝及固体物，然后中和，通过弱酸型进行离子交换，再用稀硫酸洗脱 ,收集高

7、浓度洗脱液 链霉素硫酸盐溶液。洗脱液再经磺酸型脱盐，此时溶液呈酸性，用阴离子树脂中和后， 再经脱色得到精制液。精制液经薄膜浓缩成浓缩液，再经喷雾枯燥得到无菌粉状产品，或者将浓缩液直接做成水针剂。生产工艺（1） 为了保证工艺生产要求，在设计中尽量保证布置得流水性，将储槽及重型设备安排在底层。发酵罐操作面布置在三楼,穿过二楼至一楼设置底座裙座；中罐、 补全料罐、补稀料罐操作面在三楼，穿过三楼楼板，底座在二楼楼板为裙座；小罐在三楼用耳式支架固定；氨水储罐、消沫油罐、氢氧化钠储罐安装在三楼。为了便于操作，第三层楼面为统一操作面，并在三楼安排掌握室，分析室。二楼安排种子组，分析室，仪器室；一楼安排配电间

8、、仓库、机修间，办公室及更衣室卫生间。（2） 发酵罐中心间距，已留有管道布置及状况检修操作余地，设备与墙距大于 1cm.（3） 设备根本呈对称分布。包装方法本产品为粉剂。用瓶装标准为 100 克/瓶。二设计参数和质量标准1.设计参数小罐：转速 60-300rnp 通气量 2m3/min 罐压搅拌功率中罐：转速 60-240rnp 接种量 15% 通气量 罐压搅拌功率 22kw 大罐： 转速 60-130rnp 接种量 15% 通气量 罐压搅拌功率 115kw2. 质量标准：酸度 取本品，加水制成每 1ml 中含 20 万单位的溶液，依法测定 pH 值应为 。溶液的澄清度与颜色 取本品 5 份，

9、分别加水 5ml，溶解后,溶液应澄清无色；如显浑浊，与 2 号浊度标准液比较，均不得更浓；如显色，与各色 5 号标准比色液比较，均不得更深。枯燥失重 取本品，以五氧化二磷为枯燥剂，在 60减压枯燥 4 小时， 减失重量不得过 特别毒性 取本品，加氯化钠注射液制成每 1ml 中含 2600 单位的溶液，依法检查按静脉注射法给药，观看 24 小时，应符合规定。热原 取本品，加灭菌注射用水制成每 1ml 中含 2 万单位的溶液， 依法检查剂量按家兔体重每 1kg 注射 ，应符合规定。降压物质 取本品，依法检查附录 G，剂量按猫体重每 1kg 注射 3000 单位，应符合规定。无菌 取本品，分别参加无

10、菌氯化钠溶液中，使溶解，用薄膜过滤法处理后，依法检查应符合规定。另取装量 10ml 的 葡萄糖肉汤培育基 6 管，分别参加每 1ml 中含 2 万单位的溶液 ，3 管在 3035培育，另 3 管在 2025培育，应符合规定。3. 含量测定：周密称取本品适量，加灭菌水制成每 1ml 中约含 1000 单位的溶液,照抗生素微生物检定法测定。1000链霉素单位相当于 1mg的C21H39N7O12其次章 工艺设计与说明一工艺流程图液氮保藏(-196)沙土管保藏(2-4)斜面孢子(代 1)斜面培育恒温恒湿35-36，7 天摇瓶培育33-34，转速 250rpm装量 80ml/750ml接种量一块斜面/

11、瓶原斜面孢子摇瓶种子斜面培育恒温恒湿34-35，6 天小罐种子培育36，24-30h转速 60-300rpm，搅拌功率通气量 2m3/min,罐压小罐种子中罐种子培育36，25hr 转速60-240rpm 接种量 15% 通气量罐压搅拌功率 22kw中罐种子大罐发酵36，136hr 转速 60-130rpm 接种量 15%通气量罐压搅拌功率 115kw大罐发酵液提炼车间注：本设计所承受的工艺路线为先从沙土管中取出孢子接种到原斜面上或从液氮保存的孢子接种到原斜面上，7 天后接合格种子到代 1 斜面上， 6 天后接白色饱满的菌落到摇瓶中，后接 6-8 瓶摇瓶种子到小罐中，并经中罐种子扩大培育后接到

12、发酵罐中，接种方法为单种，放罐后至后处理车间。二工艺说明1.工艺特点：本工艺工程为三级发酵，小罐 -中罐-大罐。中罐、小罐培育时间短， 培育基一次投入，中间不补料，大罐考虑到各种由于底物浓度过高引起的底物抑制状况以及产物合成期对养分成分的需求，承受中间补料。主要补全料、补稀料、补氨水、通过氢氧化钠调整 pH，手动加消沫油，在种子阶段，对无菌要求较高。2. 补料状况：补全料： 一个发酵周期约补 3 次。每吨发酵液约补 370L 全料。从发酵20 小时开头补全料，至 30 小时时完毕。依据发酵液复原糖含量水平掌握具体补全料体积准时间。补稀料：一个发酵周期补 2 次左右。每吨发酵液约补 200L 稀

13、料。自发酵40 小时后开头补稀料，依据发酵液复原糖含量水平掌握，保持复原糖浓度大于等于 100ml.补氨水：自发酵 33 小时开头补氨水，每 4 小时补一次，每次 10-15L，使发酵液中氨氮浓度不低于 45mg/100ml。补油：手动参加。补氢氧化钠：调整发酵液 pH，与 pH 环控，保持发酵液 pH 在之间。3. 中间取样分析：小罐：培育 4 小时后取样分析，测 PH、氨氮、效价、菌丝浓度等。中罐：培育 4 小时后取样分析，测 PH、氨氮、效价、菌丝浓度等。大罐：培育 14 小时后开头取样分析，每 4 小时取样测 pH、氨氮，每 8 小时取一次样，分析全糖、氨氮、PH、复原糖、效价等。培育

14、 20 小时后取样加无菌肉汤，4 小时后取无菌斜面，37恒温培育，放罐前涂片镜检。4. 特别发酵处理：（1） 中罐、小罐染菌一般实行放罐措施。（2） 大罐染菌，假设在接种后不久即在发酵前期，可将培育基返回连消系统重消毒；假设在中后期，对发酵影响较大的，倒罐，影响较小的，可承受降温，一般降至32培育，并将别的大罐发酵液倒一局部进去，加强生长菌的优势抑制杂菌的生长；另外，对染菌罐补料可削减补料量 ，至杂菌得到抑制后再加大补料量。假设在发酵后其染菌，可考虑提前放罐，假设染菌罐含大量杂菌，过滤速度缓慢，则放罐前加热至45，15min，然后再提炼。第三章 物料衡算与设备选型一 物料衡算1. 公称体积与台

15、数计算大罐由年产量打算每天放罐体积1000 m U1000 * 50 * 600Vd = m Ufqh(1 -h)染= 57.38m3 / d300 *1400 * 0.7 *1 - 0.03mmG 为年产量/吨， p 为成品单位 u/mg，mh p 为总收率，h为染菌率m为年工作日，m 为发酵单位 u/ml，为使提炼工段生产效率均衡，避开不必要的贮罐，设计为每天放一罐，所以n= 1dVV=d57.38=76.51m30大n jd21* 0.75dL n 每天放一罐，以平衡提炼工段与发酵工段生产水平，j发酵罐装料系数取关心时间 32h关心时间包括进料时间、灭菌操作时间、移种时间、放罐压料时间、

16、清洗与检修发酵罐时间，这样设备周转更好，也可以处理染菌及其他突发状况，则有：T+ T136 + 32 发辅大发酵罐发酵周期为24= 7天24所以需要 7 台二级种子罐= 14.14mV= 计量体积* 接种比*1+ 损失比 57.38* 0.15* (1+ 0.15) 30中种子罐装料系数0.7其中取损失比为 15%下同取关心时间为 40h，得其周期为56 + 40 = 4天24n = 发酵罐台数*种子周期= 7 * 4= 4台承受单种法发酵罐周期7一级种子罐计量体积* 接种比*1+ 损失比 57.38* 0.15* 0.15*1+ 0.15V= 2.28m3 0小种子罐装料系数0.6564 +

17、 32取关心时间 32hr则其周期为 242. 物料衡算大罐物料衡算= 4天n =7 * 47= 4台出料量V= 57.38m3V放损= 0.15V放= 8.607m3种进料量 V= 接种比* V = 0.15 *57.38 = 8.607m3补料量 进料=根底培育基量消后+种子液量+补料量1 出料=成品液量发酵液量+逃液与蒸发损失量1氨水： 8*10-3 *57.38 = 0.4590m3消沫油： 4 *10-3 *57.38 = 0.2295m3NaOH： 2 *10-3 *57.38 = 0.1148m3全料： 370 *10-3 *57.38 = 21.23m3 稀料： 200 *10

18、-3 *57.38 = 11.476m3所以，总补料量： 0.459 + 0.2295 + 0.1148 + 21.23 +11.476 = 33.51m3放种子流量= V*15% = 8.067m3V= V消后放- V- V- V补接损= 57.38 - 33.51- 8.067 + 8.067 = 23.87m3中罐物料衡算V出料量放中= 接种比*V放大= 0.15*57.38 = 8.607m3V= 0.15*V损= 0.15*8.607 = 1.291m3放中V进料量接= 接种比*V放中= 0.15*8.607 = 1.291m3V= V+ V- V消后放中损接= 8.067 +1.2

19、91-1.291 = 8.607m3小罐物料衡算V出料量： 放= 接种比*V放中= 0.15*8.607 = 1.291m3进料量：V= 0m3接V= V消后放+ V- V损接= 1.291+ 0.19365 - 0 = 1.485m33. 计算结果汇总：大罐每天每罐放罐体积，公称容积，发酵时间 136hr，共 7 台； 二级种子罐共 4 台，公称容积；一级种子罐共 4 台，公称容积；水计量汇总：发酵热：大罐=105 kcal/hr，中罐=104 kcal/hr，小罐=8151 kcal/hr；循环冷却水：大罐=105kg/hr，中罐=104kg/hr，小罐=103kg/hr，总水量=hr 水

20、温 2023，t=3，低温循环水：大罐=104 kg/hr，中罐=104 kg/hr，小罐=103kg/hr， 总水量=hr水温 914，t=5，夏季使用自来水：自来水主要用于洗涤与配料，总量 238m3用电状况汇总：用电主要包括电机搅拌以及其他用电；各罐电机搅拌总功率=1160 计用电功率=附：以每天有 6 个大罐、4 个中罐、4 个小罐同时工作且各一个罐用作培育基冷却计算总量，顶峰用量以大罐计二 主要设备选型1.大罐设备选型：1 选型：D=3500mm，H=8700mm，V =，人孔取f 600mm，视镜 Dg=125mm，0支座承受裙座。（2） 筒体壁厚 16mm，封头壁厚 18mm。（

21、3） 冷却水进水总管直径：取d= 125mm, 取f 133 3mm总DN100108*3 的外盘管盘 27 圈分为 3 组，DN6576*3 的内排管16 根分 4 组，总换热面积为 ，壁距 。外盘总管为DN100108*3，内排总管为DN6576*，汇总管为DN250 273*（4） 承受三层搅拌，中间轴承两个，下层承受六弯叶圆盘涡轮式，上两层承受四宽叶旋桨式，每层间距；搅拌桨直径。5 电机功率 132kw，电机为 Y355L1-10，减速机为 K157-Y132。2.中罐设备选型：1 选型：D=2023mm，H=4500mm，V =，人孔取f 500mm，视镜 Dg=125mm，0支座承

22、受裙座。（2） 筒体壁厚 4mm，封头壁厚 6mm。（3） DN100108*3 的外盘管盘两圈，DN6576*的内排管，冷却水进水总管直径：取 DN5057*外盘总管 DN6576*，内排总管 DN25 32*。汇总管取 DN8089*3，管间距等同上。（4） 承受两层六弯叶搅拌，下搅拌桨直径。（5） 电机功率 55kw，减速机 LC200-14，电机 Y250-M4 3.小罐设备选型与计算汇总：1 选型：D=1000mm，H=2400mm，V =，手孔取 Dg250mm，视镜 Dg=800mm，0支座承受耳式支座。（2） 筒体壁厚 10mm，封头壁厚 12mm。（3） 冷却水流量 820k

23、g/hr,冷却水管为 DN1520*2（4） 承受两层搅拌，均承受六弯叶涡轮式，搅拌桨直径。（5） 不通气搅拌功率=。（6） 减速机为 LC100-11，电动机为 Y112M-4，额定功率 4kw4. 补料罐各项参数汇总：（1） 补氨水罐：取 m3 。经过计算可取筒体直径为 800mm，筒体高度为1600mm。进出料管径 DN3238*，分别安装 100L 计量罐。（2） 补氢氧化钠罐：取m3 。经过计算可取筒体直径为,500mm，筒体高度为 1000mm。进出料管径 DN2532*，分别安装安排站。（3） 补消沫油罐：取m3 。经过计算可取筒体直径为 600mm，筒体高度为1200mm。进出

24、料管径 DN2532*，分别安装安排站。（4） 全料罐：取 36 m3 通用式储罐。经过计算可取筒体直径为 2800mm， 筒体高度为 5600mm。进出料管径 DN3238*，分别安装安排站。（5） 稀料罐：取 17 m3 通用式储罐。经过计算可取筒体直径为 2200mm， 筒体高度为 4400mm。进出料管径 DN3238*，分别安装安排站。第四章设计总结通过这次课程设计，我学到了很多书本上学不到或没有的学问。生疏到理论学问的重要性，只有拥有扎实的理论根底才能更好的做到与实际相结合。固然通过完本钱次面对分别工程设计的任务，使我把握了一些学问点在实际生产中的应用。在完成此次任务的过程中，我生

25、疏到团队精神的重要性。这也符合当今社会的进展的要求。只有合作才能更好更快的完成任务。这也提示我们再现阶段必需要加强培育自己的动手力量和合作精神以及独立思考问题和解决问题的力量，以便在使自己更具竞争力。固然，我们的设计还存在很多缺乏之处，比方：对于工业废水的处理， 原料及资源的充分利用和循环使用等诸多问题都亟待我们去完善。我们相 信，经过实践的检验以及不断的积存与总结，我们的设计将会更加完善。最终，我要感谢本次课程设计辅导教师对我们的指导和帮助，对我们任务的完成起着重要的作用。附：设备一览表M102A蒸汽过滤5 -D器M103AGS-Z-05 GB-NB-44341241435413460771

26、75752572602252232150222800212507m3/min不锈钢不锈6 -D精过滤器05m3/min钢M104A汽水过滤不锈7 -D器钢M105A不锈8 -D预过滤器GS-B2-22 m3/min钢M106A蒸汽过滤9-D器M107AGS-Z-05 GB-NB-m3/min不锈钢不锈10-D精过滤器22 m3/min钢M108A汽水过滤11 -D器M109A不锈钢GS-B2-1不锈12 -G预过滤器010 m3/min钢M110A蒸汽过滤13 -G器M111AGS-Z-05 GB-NB-m3/min不锈钢不锈14 -GM112A15 -D精过滤器精过滤器10GB-NB- 30

27、10 m3/min钢30 m3/min不锈钢M113A蒸汽过滤16 -D器M119AGS-Z-05 GS-B2-1m3/min不锈钢不锈17 -DM120A18 -B预过滤器精过滤器0GB-NB- 210 m3/min钢2 m3/min不锈钢M121A蒸汽过滤29-B器M122AGS-Z-05 GS-B2-0m3/min不锈钢不锈20 -B预过滤器5m3/min钢M123A氨水过滤21 -B器M124A蒸汽过滤22 -B器M125AGS-Z-05 GB-NB-m3/min不锈钢m3/min不锈钢不锈23 -BV104A24 -B精过滤器05氨水罐m3/min钢800*1600mm不锈钢V103

28、A氨水计量25 -G罐100L不锈400*600mm钢28V101A-B补沫油罐400L600*1200mm不锈钢3002136802总计V102A氢氧化钠200L不锈-B罐500*1000mm钢参考文献：1 沈自法，唐孝宣发酵工厂工艺设计. 华东理工大学出版社，20232 吴思方. 发酵工厂工艺设计概论. 中国轻工业出版社，19953 国家医药治理局上海医药设计院. 化工工艺设计手册. 化学工业出版社， 19944 陈均名 抗生素工业分析。中国医药可及出版社，19915 陈国豪. 生物工程设备. 华东理工大学生物工程学院，20236 陈敏恒，丛德滋. 化工原理其次版. 化学工业出版社，20237 潘洪良，郝俊文. 过程设备机械设计. 华东理工大学出版社，20238 华东理工大学，南昌大学等 过程设备机械根底，化学工业出版社，20239 医药设计技术规定 国家医药治理局上海医药设计院，199410 朱宏吉，张明贤. 制药设备与工程设计，化学工业出版社， 2023.11 宫锡坤. 生物制药设备. 中国医药科技出版社，202312 李津. 生物制药设备和分别纯化技术. 化学工业出版社，2023.13 元英进. 制药工艺学 化学工业出版社，2023.14 李淑芬，姜中义. 高等制药分别工程. 化学工业出版社，2023.