年產(chǎn)30噸硫酸慶大霉素工程發(fā)酵車間設計任務書

1 年產(chǎn) 30 噸硫酸慶大霉素工程發(fā)酵車間設計任務書 1 概述 籌建概況 環(huán)境條件 上海氣候溫暖濕潤，建廠周圍衛(wèi)生條件為首要考慮的內(nèi)容。發(fā)酵廠廠區(qū)周圍大氣中的含塵量應在一定范圍以下。按照我國國家標準 氣中含塵量標準，高度清潔區(qū)；二級區(qū)域應不高于 mg/一般標準；三級區(qū)域含塵量高于 0.5 mg/污染區(qū)。發(fā)酵工廠建在一級或二級區(qū)域中，周圍沒有散發(fā)大量有害氣體的化工廠和產(chǎn)生大量灰 塵的煉鋼廠、煉焦廠、熱電廠等。并且與鐵路及公路主要干線保持適當距離。在工業(yè)區(qū)內(nèi)建廠，發(fā)酵工廠宜建在該區(qū)域的上風口位置，并與散發(fā)污染氣體或大量煙塵的工廠保持一定間距。上海屬沿海地區(qū)，有東風，因此總體布置應考慮減少建筑物的受風面積，建筑朝向和廠區(qū)方向宜南偏東，避免西曬，所以理想朝向為南偏東 15。 地理條件 對廠區(qū)坡度的要求，大型廠應不大于 4%，中型廠不大于 6%，小型廠不大于 10%。廠區(qū)的主要地段坡度以不大于 2%為宜。但為了便于排出廠內(nèi)場地積水，坡度不應小于 此外，為防止廠區(qū)受淹，廠區(qū) 應建在歷年最高洪水線上。 抗震條件 我國規(guī)定在地震 6 度烈度或以下時在建設時不設防，上海屬于此類地區(qū)，所以不考慮抗震設防。 原輔材料的供應條件 發(fā)酵工廠的設置要考慮原料、燃料和包裝材料等的配套供應，黃豆餅粉、淀粉等原料要能得到較好的供給。上海處于東部沿海長三角地區(qū)，本地資源成本較高，黃豆餅粉、淀粉等供應可能不充足，可從盛產(chǎn)這些農(nóng)產(chǎn)品的地方調(diào)運，如山東等地，但上海相通運輸對交方便，解決了一部分困難。 動力供應條件 發(fā)酵工廠是耗能大戶，并要求是二類負荷 用電戶。該廠選址時注意到廠區(qū)用電能得到充分保證，并有充足水源。上海用水主要來自于黃浦江，可將廠建于黃浦江中上游處，便于生產(chǎn)用水的供應。 交通運輸條件 現(xiàn)代化的發(fā)酵工廠，以其產(chǎn)品商品化、社會化為特征，沒有方便的交通運輸是難以取得高效益的，發(fā)酵工廠的運輸量較大，要求交通運輸方便、可靠，鐵路、公路、水路優(yōu)勢明顯，且有發(fā)展前景。 資金來源 主要來自于國家財政撥款和銀行貸款，同時也可以尋求私營合資或外商投資。工廠發(fā)展運營后，爭取上市，以發(fā)展民族工業(yè)為本。 2 設 計依據(jù)及設計范圍 設計依據(jù) 主要文件 設計任務書及生產(chǎn)批報。 主要技術資料 1、設計技術指標 本設計主要參考上海第四制藥廠硫酸雙氫鏈霉素生產(chǎn)技術工藝，培養(yǎng)基配方，工藝流程等等過 2 程為基礎，來進行對年產(chǎn) 30 噸硫酸慶大霉素工程發(fā)酵車間的初步設計。主要設計參數(shù)如下： （ 1）發(fā)酵系統(tǒng)（產(chǎn)量 30 噸 /年） 發(fā)酵單位：（ 1400u/ 成品單位： 600（ u/ 發(fā)酵周期： 136（ 發(fā)酵熱： 5500 裝料系數(shù)： 75%（發(fā)酵罐） 65%（一級種子罐） 70%（二級種子罐） 總收率： 70% 染菌率： 3% 年工作日： 330（天） 發(fā)酵液粘度： 50（ 發(fā)酵液重度： 1050（ kg/ （ 2）無菌空氣處理系統(tǒng) 空氣處理量： 550 空壓機出口壓力： 進罐空氣溫度： 4045 進總過濾器的相對濕度： 60% 空氣潔凈度： 100 級 （ 3）連續(xù)滅菌系統(tǒng) 培養(yǎng)基滅菌處理量： 20 m3/ 連消滅菌溫度： 135 （ 4）后處理車間 提取總收率： 70%計算 （ 5）廠址：上海郊區(qū) 2、培養(yǎng)基配比 主要原料：黃豆餅粉，淀粉，葡萄糖， 主要輔料：氯化鈉，硝酸鈉，酵母粉，碳酸鈣，蛋白胨，淀粉酶，消沫油等 表 2培養(yǎng)基配比 原料名稱 一級種子罐 培養(yǎng)基配比 % 二級種子罐 培養(yǎng)基配比 % 發(fā)酵罐 培養(yǎng)基配比 % 全料 培養(yǎng)基配比 % 稀料 培養(yǎng)基配比 % 黃 豆餅粉 萄糖 粉 化鈉 化鈷 硝酸鈉 母粉 碳酸鈣 白胨 硫酸亞鐵 磷酸二氫鉀 淀粉酶（ 粉量 粉量 粉量 玉米漿 （ L/ 消沫油 4 1 3、 補料量 補氨水量： 8 L/酵液體積； 補氫氧化鈉量： ； 加消沫油量： 4 L/ 酵液體積； 3 補全料量： 370 L/ 酵液體積； 補稀料量： 200 L/ 酵液體積。 4、 接種量 （ 1） 一級種子罐至二級種子罐按 15%計算； （ 2） 二級種子罐至發(fā)酵罐按 15%計算。 5、 培養(yǎng)基滅菌 （ 1） 一級種子罐及二級種子罐培養(yǎng)基采用實罐滅菌； （ 2） 發(fā)酵、全料、稀料采用連續(xù)滅菌； （ 3） 氫氧化鈉、消沫油采用實灌滅菌； （ 4） 氨水采用過濾除菌。 6、 移種 及補料方式 （ 1） 一級種子罐至二級種子罐移種設置一分配站 （ 2） 二級種子罐至發(fā)酵罐設置一分配站 （ 3） 滅菌的發(fā)酵培養(yǎng)基、全料、稀料至發(fā)酵罐設置一分配站 （ 4） 氫氧化鈉至各發(fā)酵罐設置一分配站 （ 5） 消沫油至各發(fā)酵罐設置一分配站 （ 6） 氨水貯罐為每一發(fā)酵罐各設一臺 7、裝料系數(shù) 一級種子罐： 65%，二級種子罐： 70%，發(fā)酵罐： 75% 8、通氣量 一級種子罐： 2（ 二級種子罐： 發(fā)酵罐： ； 9、轉(zhuǎn)速范圍 一級種子罐： 60300（ 二級種子罐： 60240（ 發(fā)酵罐： 60130（ 10、培養(yǎng)時間： 一級種子罐： 64 小時，二級種子罐： 56 小時，發(fā)酵罐： 136 小時 11、工藝參數(shù)控制要求： 發(fā)酵系統(tǒng)：各罐通氣量，罐溫，溶氧，攪拌轉(zhuǎn)速現(xiàn)場集中顯示 /控制，上位機設置在控制室。要求如下： 灌壓現(xiàn)場指示； 液位報警指示，手動加消泡劑； 罐溫控制： 5 及以下采用自動控制， 5 以上采用加熱、冷卻手動切換，冷卻自動控制，加熱手動控制； 空氣流量：種子罐用轉(zhuǎn)子流量計檢測，發(fā)酵罐用渦輪流量計檢測記錄； 溶氧：監(jiān)測記錄，通過手動調(diào)節(jié)攪拌轉(zhuǎn)速、調(diào)節(jié)空氣流量調(diào)節(jié)溶氧； 自動補料：補料采用 氣動隔膜閥計算機控制； 轉(zhuǎn)速顯示及變頻調(diào)速。 連消系統(tǒng)：溫度、物料流量連鎖控制； 空氣系統(tǒng)：溫度自動控制。 12、生產(chǎn)用水要求： 發(fā)酵工廠生產(chǎn)過程中的水可分為工藝用水與冷卻用水。工藝用水一般指配料水和用于制備軟水、無鹽水等一次水，其質(zhì)量標準接近于城市自來水標準。罐冷。蒸發(fā)濃縮的操作、溶酶蒸餾回收、空壓系統(tǒng)冷卻均需要大量冷卻水，所用冷卻水須循環(huán)使用，冷卻水的溫度根據(jù)工藝要求選取。 4 自來水：常溫， 用于配料、夏天實罐滅菌的前期冷卻、清洗設備等； 循環(huán)水： 20 23 ( t=3 )， 用于連續(xù)滅菌培養(yǎng)基冷卻，空氣冷卻，發(fā)酵控溫冷卻； 低溫水： 9 14 ( t=5 )， 用于夏天空氣后級冷卻及發(fā)酵控溫冷卻； 冷鹽水： 0 ( t=10 )， 用于料液冷卻保溫 13 生產(chǎn)用蒸汽要求： 發(fā)酵車間用汽壓力 14排水系統(tǒng)的劃分： 給排水系統(tǒng)可分為兩種，一種是排放水指標達到排放要求可直接排放的水，另一種是含有雜質(zhì)及毒性物質(zhì)較多達不到直接排放要求的水，須經(jīng)過廢水回收站處理后方可排放。 15、水文氣象資料 （ 1）氣溫 極端最高氣 溫： 極端最低氣溫： 最熱月平均氣溫： （ 8 月） 最熱月最熱時平均氣溫： （ 7 月） 最冷月平均氣溫： （ 1 月） 最冷月最冷時平均氣溫： （ 1 月） （ 2）濕度 最濕月平均相對濕度（ %）： 84（ 6 月） 最濕月平均相對濕度（ %）： 73（ 1 月） 全年平均相對濕度（ %）： 79 （ 3）風速及風向 最多風向及頻率：夏季 全年 大月平均風速（ m/s）： 3 月） 最大風速（ m/s）： 20 全年平均風速（ m/s）： 4）自來水水溫及硬度 水源地： 楊浦水廠 水源性質(zhì)：黃浦江 水溫：最低水溫： 2 月） 月平均最低水溫： 最高水溫： 34（ 7 月） 月平均最高水溫： 總硬度：最高值 月平均最高： 低值 月平均最低： 4、其他數(shù)據(jù)： 海拔高度： 平均氣壓： 1016大凍土層深度： 6防 ：設計任務為發(fā)酵工段，按 產(chǎn)的火災危險性分類，為戊級，按 炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范發(fā)酵車間防爆為級。 設計范圍及分工 本小組由 張成、曹楠、丁秋然、周峰、胡浩、李加亮、樊宇、曹秋禹、劉東明 人組成，負責設計上海地區(qū)年產(chǎn) 30噸硫酸慶大霉素發(fā)酵車間，包括工藝流程、罐體設計、設備選型、帶控制節(jié)點的工藝管道流程圖及車間平面布置圖的設計。輔助配套工藝設計由施第六組完成。 3 設計原則 1、 加強技術經(jīng)濟指標作比較，善于從實際出發(fā)去分析研究 問題，設計的技術經(jīng)濟指標以達到 5 或超過國內(nèi)同類型工廠生產(chǎn)實際平均先進水平為宜。 2、 解放思想，積極采用新技術，力求設計在技術上具有現(xiàn)實性和先進性，在經(jīng)濟上具有合理性。 3、 設計必須結合實際，因地制宜，體現(xiàn)設計的通用性和獨特性相結合的原則，并適當留有發(fā)展余地。 4、 發(fā)酵工廠設計還應考慮采用微生物發(fā)酵的工廠的獨特要求，既要注意到周圍的環(huán)境清潔衛(wèi)生狀況，又要注意到對工廠內(nèi)車間之間對衛(wèi)生、無菌、防火等條件的相互影響。 4 產(chǎn)品方案與建設規(guī)模 產(chǎn)品名稱及生產(chǎn)規(guī)模 產(chǎn)品名稱：硫酸慶大霉素 生產(chǎn)規(guī) 模：年產(chǎn) 30噸 產(chǎn)品方案 產(chǎn)品規(guī)格 法定名： 硫酸 慶大霉素 化學名 ：硫酸 慶大霉素 1A 化學結構： 分子式、分子量 ： 抗生素 2 分子式 硫酸慶大霉素 212酸慶大霉素 192酸慶大霉素 2026 技術規(guī)格及質(zhì)量標準見表 4 表 4 技術規(guī)格及質(zhì)量標準 項目 標準 美國藥典 (23 版 ) 狀 白色或類白色粉末 生物效價（干） 590/鑒 別 呈正反應 比旋度 +107 +121 干燥失重 110真空， 3 酸度 熾灼殘渣 甲醇含量 高壓液相 25 50% 10% 35% 2A 25% 55% 熱源 毒素單位 /大堿 12000u/格 無菌 合格 (內(nèi)控 )異常毒物 1200 u/格 降壓物質(zhì) 2000u/格 重金屬 離子 5萬單位 鎂離子 5萬單位 澄 色級 2 級 清 濁度 1 號 度 毛點 8 點 有效期 5 年 產(chǎn)品主要物性 慶大霉素是堿性抗生素，臨床上常用其硫酸鹽。硫酸慶大霉素為白色或微黃白色的粉末，無臭，對光、空氣、廣泛 熱穩(wěn)定（在 、 60保存 35180 天，對溶液的效價影響不大，在 以下，其效價降低 8%30%），有吸濕性。易溶于水，不溶于乙醇、丙酮、氯仿、乙醚及苯。 慶大霉素是一種殺菌力較強的廣譜抗生素，對多種 G+和 特別是銅綠假單胞菌比卡那霉素和新霉素強 510 倍（但不及多粘菌素 E），對金黃色葡萄球菌有良好的抗菌作用。在臨床上主要適用于敗血癥，呼吸道感染，尿路感染，眼、耳、鼻、喉部感染，治療嚴重大面積燒傷，手術后的感染以及作為腹部手術前的腸道消毒，均有一定的療效。慶大霉素因使用劑量小，毒副反應較新霉素、卡那霉素為輕。 分析方法 按 1990年版中華人民共和國藥典（第二部）查出硫酸慶大霉素的分析方法為： 1. 取本品約 50水 1 1N 水浴中加熱 10 分鐘，加 2N 酰丙酮的水溶液 1水浴中加熱 5分鐘冷卻后，加對二甲基苯甲醛試劑 1顯淡粉紅色。 7 2. 取本品約 5水 1解后，加 三酮的水飽和亞丁醇溶液 1吡啶 水浴中加熱 5分鐘即顯藍紫色。 3. 硫酸根鑒別反應： 1) 加氯化鋇有白色沉淀。 2) 加醋酸鉛 3) 加鹽酸不生成白色沉淀。 包裝方法 本產(chǎn)品通過美國 證，主要用于出口，產(chǎn)品為粉劑。用鋁罐包裝標準為 5 公斤一罐，內(nèi)襯塑料袋。 5 生產(chǎn)方法及工藝流程 生產(chǎn)方法 生物合成 慶大霉素的可能途徑如下： 22 巴龍胺 2 慶大霉素 A 慶大 氧氨基化 抗生素 抗生素 氧 脫氧，氨基化 慶大霉素 抗生素 脫氧差向異構化 慶大霉素 慶大霉素 慶大霉素 ：本設計所采用的工藝路線為先從沙土管中取出孢子接種到原斜面上（或從液氮保存的孢子接種到原斜面上）， 7 天后接合格種子到代 1 斜面上， 6 天后接白色豐滿的菌落到搖瓶中，經(jīng)中罐種子擴大培養(yǎng)后接到發(fā)酵罐中，接種方法為單種，放罐后至后處理車間。 工藝過程 工藝流程框圖 注：本框圖僅為發(fā)酵部分（設備參數(shù)供參考） 8 工藝流程說明 工藝特點： 本工藝工程為三級發(fā)酵，小罐 大罐。中罐、小罐培養(yǎng)時間短，培養(yǎng)基一次投入，中間不補料，大罐考慮到各種由于底物濃度過高引起的底物抑制情況以及產(chǎn)物合成期對營養(yǎng)成分的需求，采用中間補料。主要補全料、補稀料、補氨水、通過氫氧化鈉調(diào)節(jié) 動加消沫油，在種子階段，對無菌要求較高。 補料情況： 、 補全料： 一個發(fā)酵周期約補 3次。每噸發(fā)酵液約補 370 從發(fā)酵 20 小時開始補全料，至 30 小時時結束。根據(jù)發(fā)酵液還原糖含量水平控制具體補全料體積及時間。 、 補稀料：一 個發(fā)酵周期補 2次左右。每噸發(fā)酵液約補 200 自發(fā)酵 40小時后開始補稀料，根據(jù)發(fā)酵液還原糖含量水平控制，保持還原糖濃度大于等于 00、 補氨水：自發(fā)酵 33 小時開始補氨水，每 4 小時補一次，每次 10發(fā)酵液 中氨氮濃度不低于 4500 小罐種子培養(yǎng) 36 24速 60拌功率 氣量 2m3/壓 氮保藏 () 沙土管保藏 (2) 斜面培養(yǎng) 恒溫恒濕 35 7 天 原斜面孢子 斜面培養(yǎng) 恒溫恒濕 34 6 天 斜面孢子 (代 1) 搖瓶培養(yǎng) 33 速 250量 8050種量一塊斜面 /瓶 50瓶種子 小罐種子 中罐種子培養(yǎng) 36 250種量 15% 通氣量 壓 拌功率 22罐種子 大罐發(fā)酵 36 1360種量 15% 通氣量 壓 拌功率 115種量 10% 裝料 60% 大罐發(fā)酵液 提煉車間 9 、 補油：手動加入。 、 補氫氧化鈉：調(diào)節(jié)發(fā)酵液 持發(fā)酵液 之間。 中間取樣分析： 1、小罐：培養(yǎng) 4 小時后取樣分析，測 氮、效價、菌絲濃度等。 2、中罐：培 養(yǎng) 4 小時后取樣分析，測 氮、效價、菌絲濃度等。 3、大罐：培養(yǎng) 14 小時后開始取樣分析，每 4 小時取樣測 氮，每 8 小時取一次樣，分析全糖、氨氮、 原糖、效價等。培養(yǎng) 20 小時后取樣加無菌肉湯， 4 小時后取無菌斜面， 37恒溫培養(yǎng)，放罐前涂片鏡檢。 異常發(fā)酵處理： 1、 中罐、小罐染菌一般采取放罐措施。 2、 大罐染菌，若在接種后不久即在發(fā)酵前期，可將培養(yǎng)基返回連消系統(tǒng)重新消毒；若在中后期，對發(fā)酵影響較大的，倒罐，影響較小的，可采用降溫，一般降至 32培養(yǎng)，并將別的大罐發(fā)酵液倒一部分進去，加強生長菌的優(yōu)勢抑制雜 菌的生長；另外，對染菌罐補料可減少補料量 ，至雜菌得到抑制后再加大補料量。若在發(fā)酵后其染菌，可考慮提前放罐，若染菌罐含大量雜菌，過濾速度緩慢，則放罐前加熱至 45， 15后再提煉。 3、 發(fā)酵中遇空氣精過濾器阻塞，空氣流量下降，過濾器兩端壓差增大，可立即調(diào)換過濾器內(nèi)芯。 10 設備框圖 預過濾器 精過濾器 一級種子罐 蒸汽過濾器 預過濾器 精過濾器 二級種子罐 蒸汽過濾器 預過濾器 精過濾器 發(fā)酵罐 蒸汽過濾器 氨水罐 預過濾器 精過濾器 蒸汽過濾器 消沫油罐 全料罐 稀料罐 生產(chǎn)特點 發(fā)酵生產(chǎn)一般要經(jīng)過復雜的反應歷程，這對反應條件的控制要求很高，稍有偏差，就可能得不到有用的產(chǎn)物，嚴重的還會染菌。 發(fā)酵也是一個時間較長的過程，各步反應都需要一定的反應時間，往往需要一定的溫度、壓力、溶氧水平和 就要求控制調(diào)節(jié)的持續(xù)性與速度的靈敏性，需在幾個 小時內(nèi)對發(fā)酵過程進行連續(xù)的監(jiān)控。 發(fā)酵車間不涉及提煉，蒸汽和酸堿用量很大，不適用有機溶媒，故原料、中間體、產(chǎn)品無毒性，車間內(nèi)環(huán)境無易燃易爆。 工藝介質(zhì)的腐蝕性 發(fā)酵流程對管道要求較高，根據(jù)管道中的料液的腐蝕性、毒性等特性，以及對無菌度的要求，要選擇不同等級及材質(zhì)的管道。 空氣總過濾器二級空氣過濾 器 二級空氣過濾 器 11 表 5道等級及材料選用表 典型介質(zhì) 管道等級 生活用水、工業(yè)用水、低壓消防水、循環(huán)冷卻水 汽、熱水、冷凝水 般工藝介質(zhì)（非易燃、易爆的中心物料）、排氣（無腐蝕性） 般易燃、易 爆、有毒、刺激性物料（氯氣、甲醇、油品等） 凈物品（純水、過濾壓縮空氣、無菌物料等） 帶控制點的工藝流程圖 設計思想：發(fā)酵是一個復雜的工藝過程，常要一定的溫度、壓力、 速，同時通過這些參數(shù)也可監(jiān)測發(fā)酵情況，及時發(fā)現(xiàn)異常情況，也可結合自動化儀表裝置實現(xiàn)部分自動控制，另外設置流量記錄控制點檢測流量，人工調(diào)節(jié)。 各罐通氣量，罐溫，溶氧，攪拌轉(zhuǎn)速現(xiàn)場集中顯示 /控制，上位機設置在控制室。要求如下： 灌壓現(xiàn)場指示； 液位報警指示，手動加消泡劑； 罐溫控制： 5 及以 下采用自動控制， 5 以上采用加熱、冷卻手動切換，冷卻自動控制，加熱手動控制； 空氣流量：種子罐用轉(zhuǎn)子流量計檢測，發(fā)酵罐用渦輪流量計檢測記錄； 溶氧：監(jiān)測記錄，通過手動調(diào)節(jié)攪拌轉(zhuǎn)速、調(diào)節(jié)空氣流量調(diào)節(jié)溶氧； 自動補料：補料采用氣動隔膜閥計算機控制； 轉(zhuǎn)速顯示及變頻調(diào)速； 連消系統(tǒng)：溫度、物料流量連鎖控制； 空氣系統(tǒng)：溫度自動控制。 參見：發(fā)酵車間帶控制點的工藝流程圖（圖號 080508050805 6 原料及中間產(chǎn)品的技術規(guī)格 原料及中間 產(chǎn)品技術規(guī)格 表 6原料及中間產(chǎn)品技術規(guī)格 序號 名稱 規(guī)格 分析方法 用途 備注 1 葡萄糖 化學純 碘量法 斜面、搖瓶培養(yǎng)基 2 葡萄糖 工業(yè)用 碘量法 各罐用碳源、能源 又稱右 旋糖 3 黃豆餅粉 工業(yè)用 1、 測定水分及揮發(fā)物含量 2、 測定灰分 3、 凱氏定氮法測定總氮量 4、 折光法測油含量 5、 精纖維及重金屬含量 用作氮源 含油量 高 4 豆油 工業(yè)用 1、 用灼燒殘渣法測含磷量 2、 用 準液滴定效價 消泡劑 無懸浮物、雜物等 5 碳酸鈣 工業(yè)用 用反滴定法測定，想加入過量標準 液，再用 定 調(diào)節(jié) 溶于 水 6 淀粉 工業(yè)用 / 各罐用碳源、能源 12 7 硝酸鈉 化學純 / 無機鹽 8 酵母粉 工業(yè)用 / 9 蛋白胨 工業(yè)用 / 10 硫酸亞鐵 化學純 / 無機鹽 11 淀粉酶 化學純 / 水解淀粉 12 氨水 工業(yè)用 酸堿滴定法 調(diào)節(jié) 特殊 臭味 13 磷酸二氫 鉀 工業(yè)用 取樣 入水 10解，加入 液20加酚酞用 定 用作無機鹽 易受潮 14 氯化鈉 化學純 取樣約 0解，加 2%糊精液 5，用 定，供無機鹽 又稱精 鹽 15 氯化鈷 化學純 酸性條件下加入碘化鉀，折算為鈷量相當?shù)牡猓僖粤虼蛩徕c反滴定 有利于維生素 含六分結晶水 16 工業(yè)用水 自來水 1、 測 、 標準堿液測定 量 3、 用 準堿液滴定 量 (總堿度 ) 4、 溶氧測定，堿性條件下使 化酸性條件下使之還原，同時氧化 2，用硫代硫酸鈉標準液滴定 5、 銀量法測定氯離子 6、 絡合法測定水的硬度 培養(yǎng)基用水、洗滌用水等 7 物料衡算 設計指標及主要物性參數(shù) 1、設計指標（見 主要技術資料 的主要設計指標） 2、設計經(jīng)濟指標 3、主要物性參數(shù) 水：比熱 1汽： 135， 焓 (液體 )化熱 度 汽比體積 m3/ 物料衡算 、 由年產(chǎn)量決定每天放罐體積 d/400*330 600*30*1000)1(1000V 3 ）（染 （ 噸， p 為成品單位 u/m 為年工作日， m 為發(fā)酵單位 u/p 為總收率，m 為染菌率） 13 2、公稱體積與臺數(shù) 為使提煉工段生產(chǎn)效率均衡，避免不必要的貯罐，設計為每天放一罐 所以 1 32 V 大 （ 每天放一罐，以平衡提煉工段與發(fā)酵工段生產(chǎn)水平， L 發(fā)酵罐裝料系數(shù)） 取輔助時間 32h（輔助時間包括進料時間、滅菌操作時間、移種時間、放罐壓料時間、清洗與檢修發(fā)酵罐時間），這樣設備周轉(zhuǎn)更好，也可以處理染菌及其他突發(fā)情況，則有： 大發(fā)酵罐發(fā)酵周期為 天輔發(fā) 724 321 3 624 所以需要 7臺 級種子罐 種子罐裝料系數(shù) 損失比）（接種比計量體積中 1*V 0 其中取損失比為 15%（下同） 取輔助時間為 40h，得 其周期為 天424 4056 采用單種法 發(fā)酵罐周期種子周期發(fā)酵罐臺數(shù) *n 臺47 4*7 級種子罐 30 V ）（種子罐裝料系數(shù) 損失比）（接種比計量體積小 取輔助時間 32其周期為 天424 3264 臺47 4*7n 料衡算 罐物料衡算 6、 出料量 放 放損 14 7、 進料量 3 接種比種 8、 補料量 進料 =基礎培養(yǎng)基量（消后） +種子液量 +補料量 1 出料 =成品液量（發(fā)酵液量） +逃液與蒸發(fā)損失量 1 氨水： 33 9 0*8 消沫油： 33 0*4 33 0*2 全料： 33 0*3 7 0 稀料： 33 7*10*20 0 所以，總補料量： 種子流量 5*V 放 損接補放消后 5、 出料量 放大放中 接種比 放中損 6、 進料量 放中接 接種比 接損放中消后 罐物料衡 算 放中放 接種比 3接 接損放消后 計算結果匯總： 大罐每天每罐放罐體積 稱容積 酵時間 136 7臺； 二級種子罐共 4臺，公稱容積 一級種子罐共 4臺，公稱容積 15 （各罐全容積見 9 設備計算及選型） 進出料與補料情況見以下框圖 物料衡算框圖（每一罐批） 原材料消耗表（每一罐批） 表 7小罐培養(yǎng)基配料表 (原料名稱 一級種子罐 培養(yǎng)基配比 % 一級種子罐 消耗量 (黃豆餅粉 萄糖 粉 化鈉 酸鈉 母粉 1 碳酸鈣 酸二氫鉀 沫油 4 7中罐培養(yǎng)基配料表 (原料名稱 二級種子罐 培養(yǎng)基配比 % 二級種子罐 消耗量 (黃豆餅粉 萄糖 粉 種 養(yǎng)基 種 罐 罐 損失 養(yǎng)基 罐 損失 養(yǎng)基 罐 損失 氨 459L 稀料 16 氯化鈉 酸鈉 母粉 酸鈣 粉酶（ 粉量 沫油 7大罐培養(yǎng)基配料表 (表 7料培養(yǎng)基配料表 (表 7料培養(yǎng)基配料表 (原料名稱 發(fā)酵罐 培養(yǎng)基配比 % 發(fā)酵罐 消耗量 (黃豆餅粉 粉 化鈷 酸鈣 白胨 酸亞鐵 粉酶（ 粉量 沫油 料名稱 全料 培養(yǎng)基配比 % 發(fā)酵罐 消耗量 (黃豆餅粉 粉 化鈷 酸鈣 白胨 料名稱 全料 培養(yǎng)基配比 % 發(fā)酵罐 消耗量 (黃豆餅粉 萄糖 粉 化鈉 酸鈉 酸鈣 17 表 7材料消耗總表 8 能量衡算 能量衡算 1）發(fā)酵熱計算 hr/k c a 52285500k c a k c a k c a 小罐中罐大罐發(fā)酵2） 蒸汽冷凝熱效應 輸料過程中料液已經(jīng)散熱冷卻了部分，所以不必明細計算冷凝熱。 3）循環(huán)冷卻水（冬季用）（水溫 20 23， t=3， 循環(huán)水用量： W 大 =Q 大罐 c t=315000 3=105000 kg/ 中 =54400 3=kg/粉酶（ 粉量 沫油 1 18 W 小 =8151 3=kg/罐考慮培養(yǎng)基冷卻用水 以最大工作狀態(tài) 6 個大罐、 4 個中罐、 4 個小罐，安全系數(shù) 則循環(huán)冷卻水總量為： 7 2 4 . 910)345 總 管匯總管取高峰用量以大罐計， 4 0 4）低溫循環(huán)水（ 水溫 9 14， t=5， 季使用） 低溫水用量： 2 0 051 大罐大 同理 hr/ 3 0 8 8 7W小中 取安全系數(shù) 最大工作了為 6 臺大罐， 4 中罐， 4 小罐 所以 ) 3 8 8 7(* 1 2 0*6*總W 一級種子罐采用培養(yǎng)基實消，蒸汽量需計入培養(yǎng)基，所以 hr/ 0W 31 即 所以 hr/ 31 總總 管。匯總管取高峰用量以大罐計，43 2 53 0 0 6 0 04* 2d 5)自來水 洗罐用水 也用于制備軟水，無鹽水，以設備公稱容積 80%計 W 3000 80 ）（小中大配料用水 19 培養(yǎng)基原料大多為固體，所以培養(yǎng)基用水量約為消后培養(yǎng)基體積量 所以 小所以 配總計 因為另有日常用水，種子用水，車間清洗用水等，安全系數(shù)以 以每天各有 1 個罐清洗和配料的高峰用量計 所以 W 水總 =（ W+W 配） * *m 高峰用量為大罐清洗時，經(jīng)計算自來水總管 。即取 水計量匯總： （ 1）發(fā)酵熱：大罐 =105 罐 =104 小罐 =8151 （ 2） 循環(huán)冷卻水：大罐 =105 kg/罐 =104 kg/ 小罐 =103 kg/水量 =水溫 20 23 ， t=3 ， （ 3） 低溫循環(huán)水：大罐 =104 kg/罐 =0 4 kg/ 小罐 =0 3kg/水量 =水溫 9 14， t=5 ， 季使用） （ 4） 自來水：自來水主要用于洗滌與配料，總量 238)配電 P 總 =7*P 發(fā) +4*（ P 中 +P ?。?=7*132+4*(55+4)=1160用電扇空調(diào)等需 15明種子等需 150安全系數(shù) 以 P 電 = 1160+15+150） =電情況匯總 ： 用電主要包括電機攪拌以及其他用電； 各罐電機攪拌總功率 =1160 計用電功率 =)空氣 每天有一大罐待工，其氣用來壓料，攪拌，維持罐壓，為安全起見，中罐小罐均 按 4 臺工作計算。 （ *（ *=要求配套設計空氣系統(tǒng)供給 50 3m 壓縮空氣量。（標準狀況下的空氣量） 動力車間供應的壓縮空氣為 壓） 40 m i n/ 33 1 3* 82 7 3 402 7 3*Q 3g,g 又經(jīng)計算，空氣總管 d=以取管 。 8)蒸汽 （計算中各管徑見 設備計算 ） 20 查工藝手冊得飽和蒸汽多項特性指標 3 蒸汽： 135， 焓 (液體 )化熱 度 汽比體積 m3/力車間供應的蒸汽為 時有 3a ir m/ 焓 比熱 11P 黏度 重度 3g m/ A 一級種子罐采用實罐滅菌 直接加熱所需蒸汽量 *（ 30%50%），以 40%計 即 = %40*)1(*ct)212c 1 2 . 4 7%151*1*0121*1050* ）（）（S 0%= )( 0 3 進蒸汽管道的截面積為蒸汽比體積，直接加熱所需時間：保溫階段 以實消的總時間 =t1+ 發(fā)酵罐，二級種子罐采用連續(xù)滅菌 s 發(fā)發(fā) g 電機 C 總計 考慮到其他因素，取安全系數(shù) d/ 0 *取管用量計以大罐連消為小時最大）（總 公用工程負荷表 自來水負荷表 序號 設備 使用時間 (hr/d) 用水量 備注 位號 名稱 數(shù)量 (臺 ) 小時最大 (m3/小時平均 (m3/日用量 (m3/d) 1 罐 4 1 洗和配料 21 2 罐 4 2 1 312 清洗 3 罐 7 3 洗 其他 24 1 其他用水 合計 附：以每天各有 1 個罐清洗和配料的高峰用量計 循環(huán)冷卻水負荷表 序號 設備 使用時間 (hr/d) 用水量 備注 位號 名稱 數(shù)量 (臺 ) 小時最大 (t/小時平均 (t/日用量 (t/d) 水溫 20 23， t=3， 罐 4 24 罐 4 24 罐 7 24 735 735 17640 合計 ：以 每天 有 6個大罐、 4個中罐、 4個小罐同時工作且各一