金霉素設(shè)計(jì)教案

PAGE1年產(chǎn)300噸金霉素發(fā)酵車間的工藝設(shè)計(jì)專業(yè)：制藥工程09級(jí)3班作者：申煥玲指導(dǎo)老師：江海霞摘要：課程設(shè)計(jì)是重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),在實(shí)踐教學(xué)中起到承上啟下的作用,可為學(xué)生畢業(yè)后到工廠工作打下良好的工作基礎(chǔ)。本設(shè)計(jì)是為年產(chǎn)300t金霉素而進(jìn)行的初步工藝設(shè)計(jì)。根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)大綱和設(shè)計(jì)任務(wù)要求該設(shè)計(jì)分別對(duì)各工藝作了詳細(xì)闡述，以理論計(jì)算為依據(jù)，以實(shí)際工廠設(shè)計(jì)為參考，力求接近并切合實(shí)際。其主要包括生產(chǎn)工藝的各種指標(biāo)、設(shè)備選形設(shè)計(jì)計(jì)算、物料衡算、水、電、汽的估算以及工藝流程圖的設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)成果主要采用形式為全廠總平面布置圖（1張），工藝流程圖（1張），設(shè)備布置圖（1張），并編寫詳細(xì)數(shù)據(jù)說明書。關(guān)鍵詞：金霉素；工藝流程;設(shè)計(jì)前言課程設(shè)計(jì)是普通高校本科教育教學(xué)與實(shí)踐相結(jié)合一個(gè)重要環(huán)節(jié)，也是必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)，是理論知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合的重要措施。金霉素的需求在日益擴(kuò)大，因此作為即將走向工作崗位的畢業(yè)生對(duì)其工藝過程了解是很有必要的。本設(shè)計(jì)為年產(chǎn)量300t金霉素的初步工藝設(shè)計(jì)，其生產(chǎn)方法是發(fā)酵法，參照大量金霉素生產(chǎn)工藝和化工設(shè)計(jì)的有關(guān)資料。本設(shè)計(jì)分別對(duì)金霉素的結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)、作用機(jī)理、工藝流程等作了相應(yīng)的闡述，并對(duì)有關(guān)的物料和熱量也作了相應(yīng)的衡算，以及對(duì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的選型和計(jì)算，還對(duì)工藝指標(biāo)、安全問題和環(huán)境保護(hù)等都作了詳細(xì)的闡述。其中對(duì)生產(chǎn)中的補(bǔ)料問題做出了解決，采用了國(guó)內(nèi)先進(jìn)技術(shù)——自動(dòng)補(bǔ)料系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)以理論設(shè)計(jì)為依據(jù)，以實(shí)際生產(chǎn)為參考，力求接近實(shí)際，切合實(shí)際。在本次設(shè)計(jì)過程中，自始自終得到江海霞老師的悉心指導(dǎo)和同組同學(xué)的熱心幫助，在此表示衷心的感謝！目錄第1章緒論…………..5第1.1節(jié)金霉素簡(jiǎn)介第2章工藝流程設(shè)計(jì) 7第2.1節(jié)設(shè)計(jì)目標(biāo)任務(wù)第2.2節(jié)金霉素生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)介 8第2.3節(jié)金霉素生產(chǎn)總工藝流程圖 9第3章物料衡算 9第3.1節(jié)金霉素總物料衡算 9第3.2節(jié)金霉素鈣化工序物料衡算 16第3.3節(jié)金霉素脫色結(jié)晶工序物料衡算 17第3.4節(jié)金霉素干燥工序物料衡算 17第4章設(shè)備選型 18第4.1節(jié)發(fā)酵罐 18第4.2節(jié)二級(jí)種子罐 19第4.3節(jié)一級(jí)種子罐 20第4.4節(jié)氨水儲(chǔ)罐 21第4.5節(jié)補(bǔ)料罐 21第4.6節(jié)鈣化罐 21第4.7節(jié)脫色罐 21第4.8節(jié)結(jié)晶罐 22第4.9節(jié)車間設(shè)備一覽表 22第5章車間布置設(shè)計(jì) 22第6章結(jié)論 23參考文獻(xiàn) 24第一章緒論1.1金霉素簡(jiǎn)介四環(huán)素類（Tetracyc1ines）以并四苯母核的化學(xué)結(jié)構(gòu)而得名，而金霉素（Chlortetracyc1ine)，又稱氯四環(huán)素，屬四環(huán)素類中衍生物的一種，其他衍生物還包括：金霉素、甲烯金霉素、多西環(huán)素、二甲胺四環(huán)素等。金霉素抗菌譜廣，對(duì)陽性菌、陰性菌、螺旋體、立克次氏體、支原體、衣原體、某些原蟲等均可產(chǎn)生抑制作用?；瘜W(xué)名：6-甲基（二甲氨基）-3,6,10,12,12a-五羥基-1,11-二氧代-7-氯-l,4,4a,5,5a,6,11,12a-八氫-2-并四苯甲酰胺。分子量：478.89；分子式：C22H23ClN2O8分子結(jié)構(gòu)式如下: 1.1.1金霉素藥理作用1.本品屬四環(huán)素類藥物，主要抑制敏感微生物的蛋白質(zhì)合成。其抗菌譜廣，對(duì)革蘭陽性菌、陰性菌、螺旋體、立克次氏體、支原體、衣原體、部分原蟲等均可抑制。2.金霉素主要與微生物的30S小亞基A位結(jié)合，進(jìn)而干擾氨基酰tRNA與30S小亞基結(jié)合，使氨基酰tRNA不能進(jìn)入mRNA上的受位，抑制了蛋白質(zhì)合成時(shí)肽鏈的延長(zhǎng)；金霉素還可以阻止已合成的蛋白質(zhì)肽鏈釋放。3.金霉素對(duì)70S核蛋白體的作用更為敏感，因此，金霉素能夠選擇性抑制敏感微生物，具有良好的安全性能。1.1.2金霉素耐藥機(jī)制1.產(chǎn)生耐藥性主要由于在微生物的金霉素作用部位難于達(dá)到一定濃度，原因包括：微生物外膜對(duì)金霉素的通透性下降，進(jìn)入菌體的藥物減少（如陰性菌）；微生物將金霉素泵出體外，體內(nèi)蓄積量減少（如金黃色葡萄球菌、革蘭陰性菌）；產(chǎn)生滅活金霉素的酶，破壞金霉素結(jié)構(gòu)。2.另外，微生物可能改變30S小亞基結(jié)構(gòu)，使金霉素?zé)o法結(jié)合作用部位（如腸球菌屬）。1.1.3金霉素體內(nèi)過程1.金霉素經(jīng)消化道給藥，部分吸收。單胃動(dòng)物以雞吸收最快，在l-2小時(shí)達(dá)到峰值濃度，其他動(dòng)物可能需2-4小時(shí)，多胃動(dòng)物約為4-8小時(shí)。藥物主要經(jīng)腎臟排除，被吸收的藥物可能形成肝腸循環(huán)，延長(zhǎng)藥物在體內(nèi)的持效時(shí)間。2.以15％金霉素預(yù)混劑為例，大約10-30％的藥物被腸道吸收。按飼料75mg/kg劑量添加，在腸道的藥物濃度約為6-15μg/ml,而在此劑量下血液中藥物濃度約為0.02-0.1μg/ml左右。3.我國(guó)殘留規(guī)定【同（EEC)No2377/90】：金霉素殘留限量為腎臟600μg/kg、肝臟300μg/kg、肌肉100μg/kg、奶l00μg/kg、蛋200μg/kg?，F(xiàn)行的部頒標(biāo)準(zhǔn)停藥期為7天。1.1.4金霉素主要檢測(cè)方法1.比色法：一般用于發(fā)酵過程中的含量檢測(cè)，具有快速的特點(diǎn)，但準(zhǔn)確度較低。2.微生物法：該法經(jīng)典、成本低，但受一些有抗菌活性雜質(zhì)影響，就金霉素含量不一定準(zhǔn)確。此法為農(nóng)業(yè)部現(xiàn)行質(zhì)量檢測(cè)方法。3.高效液相色譜法：盡管該法受操作技術(shù)性高、設(shè)備較貴等因素制約，但就質(zhì)量控制而言，能夠更好地控制四環(huán)素、差向金霉素等雜質(zhì)的含量，杜絕將這些雜質(zhì)計(jì)成金霉素的含量。4.我們采用高效液相色譜法為金霉素檢測(cè)的主要方法，保證了金霉素的最佳質(zhì)量和客戶的利益。1.1.5金霉素質(zhì)量控制1.金霉素發(fā)酵：菌株選育，提高金霉素產(chǎn)率。2.抑制四環(huán)素形成：發(fā)酵過程減少抑氯劑的形成，配方中加入氯化鈉抑制四環(huán)素形成；溫度在33-35度時(shí)，有利于四環(huán)素的產(chǎn)生。3.差向金霉素控制：減少提煉過程的措施（降低放管料液溫度，發(fā)酵完畢后降低溫度，快速進(jìn)入板筐壓濾）；調(diào)節(jié)pH在6-7.8之間；減少干燥時(shí)間，控制干燥溫度。第二章工藝流程與技術(shù)設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)目標(biāo)任務(wù)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)年產(chǎn)300噸（成品含量：99%）金霉素生產(chǎn)車間工藝設(shè)計(jì)一、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)年產(chǎn)量M=300t/a成品效價(jià)Ud=1000單位/毫克年平均發(fā)酵水平Uf=35000單位/毫升年工作日m=310d/a1、發(fā)酵基礎(chǔ)工藝參數(shù)第金霉素的發(fā)酵周期T為184小時(shí)，輔助時(shí)間為10小時(shí)，發(fā)酵中罐周期為44小時(shí)，輔助時(shí)間4小時(shí)發(fā)酵周期為35小時(shí)，輔助時(shí)間3小時(shí)接種比為5%，液體損失率為15%大罐一個(gè)發(fā)酵周期內(nèi)所需全料的量為：32m3大罐一個(gè)發(fā)酵周期內(nèi)所需稀料的量為：17m3逃液、蒸發(fā)、取樣、放罐損失總計(jì)為總料液的15%大、中、小罐通氣量分別為2.0、1.5、0.65（每分鐘內(nèi)單位體積發(fā)酵液通入的空氣的量）培養(yǎng)20-40小時(shí)，每4小時(shí)補(bǔ)一次,每次10-15L，控氨水平在45mg/100ml以上2.1.2菌種的選擇：金色鏈霉菌（Streptomcesaureofaciens）2.1.3培養(yǎng)條件2.1.4斜面及平板培養(yǎng)條件：培養(yǎng)溫度33℃，相對(duì)濕度45%~65%，培養(yǎng)4~5d。2.1.5種子培養(yǎng)條件：培養(yǎng)溫度31℃，相對(duì)濕度45%~65%，搖瓶裝量30mL/250mL三角瓶，搖床速度280r/min,培養(yǎng)28h。2.1.6發(fā)酵培養(yǎng)條件：培養(yǎng)溫度31℃，相對(duì)濕度45%~65%，搖瓶裝量30mL/250mL三角瓶，搖床速度280r/min,接種量25%，培養(yǎng)5d。2.1.7提取基本工藝參數(shù)名稱參數(shù)名稱參數(shù)脫色崗位收率99.24%發(fā)酵液效價(jià)35000u/ml結(jié)晶干燥崗位收率86%濾液效價(jià)11000u/ml過濾崗位收率116%母液效價(jià)1370u/ml總收率99%濕晶體含水量30%發(fā)酵液密度1.58kg/L酸化液中草酸含量2.3%g/ml濾液密度1.02kg/L酸化加黃血鹽量0.25%g/ml20%氨水密度0.92kg/L酸化加硫酸鋅量0.18%g/ml氨水加量12%成品含水量1.5%脫色保留時(shí)間30-50分鐘酸化加水量230%v/v濾液通過樹脂罐的線速度控制在0.001-0.002m/s2.2生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)介培養(yǎng)基配制種子擴(kuò)大培養(yǎng)空氣除菌發(fā)酵設(shè)備培養(yǎng)基滅菌發(fā)酵生產(chǎn)下游處理2.3金霉素生產(chǎn)總工藝流程圖發(fā)酵液草酸酸化，調(diào)節(jié)草酸酸化，調(diào)節(jié)P1.1-1.3H過濾酸化濾液加氯化鈣、氯化鎂，用氨水調(diào)節(jié)加氯化鈣、氯化鎂，用氨水調(diào)節(jié)pH7.6-7.8金霉素鈣鎂復(fù)鹽20%乙醇，11%HCL，48℃20%乙醇，11%HCL，48℃，保溫，過濾金霉素鹽酸鹽粗品草酸酸化，脫色草酸酸化，脫色酸化液調(diào)節(jié)pH4.0調(diào)節(jié)pH4.0投入丁醇液中，加鹽酸過濾金霉素投入丁醇液中，加鹽酸過濾升溫結(jié)晶升溫結(jié)晶金霉素第三章物料衡算3.1總物料衡算純品金霉素的量：300×99%=297t/a日產(chǎn)量：297/310=0.958t/d效價(jià)：297×109×1000=2.97×1014單位/a金霉素的生產(chǎn)過程總收率為99%則發(fā)酵時(shí)的總效價(jià)：2.97×1014/99%=3×1014單位/a發(fā)酵液的效價(jià)：35000單位/ml發(fā)酵液的體積：3×1014/35000=8.57×109ml=8.57×103m33.1.1大罐的物料衡算：每天發(fā)酵液的體積：8.57×103/310=27.6m3/d每天損失的體積：27.6×15%/（1-15%）=4.87m3/d加入氨水體積：培養(yǎng)20-40小時(shí)，每4小時(shí)補(bǔ)一次，每天共6次，每次15L，共計(jì)90L，既0.09m3/d大罐一個(gè)發(fā)酵周期內(nèi)所需全料的量：32m3，則一天內(nèi)所需全料：32/(194/24)=3.96m3/d大罐一個(gè)發(fā)酵周期內(nèi)所需稀料的量:17m3，則一天內(nèi)所需稀料料：17/(194/24)=2.10m3/d設(shè)發(fā)酵開始的培養(yǎng)基體積為V，蒸汽帶入的水量按20%計(jì)由體積衡算(V×20%+V×20%+V+3.96+2.10+0.09)×(1-15%)=v發(fā)酵液=27.6m3/d得培養(yǎng)基體積V為18.8m3/d則加入的二級(jí)種子液體積：27.6×20%=5.52m3/d小罐中罐大罐全料稀料組成配比（%）配比（%）配比（%）配比（%）配比（%）花生餅粉3.02.03.03.53.0玉米淀粉2.52.57.05.03.0氯化鈉0.30.350.20.30.4碳酸鈣0.60.41.10.40.4磷酸二氫鉀0.0050.003磷酸氫二鉀0.0050.003植物油43.00.40.61蒸汽帶入水量：27.6×20%=5.52m3/d因此，每天所需培養(yǎng)基組成的量如下：花生餅粉：18.8×3%+3.96×3.5%+2.10×3%=0.7656m3/d玉米淀粉：18.8×7%+3.96×5%+2.10×3%=1.577m3/d氯化鈉：18.8×0.2%+3.96×0.3%+2.10×0.4%=0.05946m3/d碳酸鈣：18.8×1.1%+3.96×0.4%+2.10×0.4%=0.2310m3/d植物油：18.8×0.4%+3.96×0.4%+2.10×1%=0.1120m3/d配料水：18.8-0.7656-1.577-0.05946-0.2310-0.1120=16.05m3/d表1三級(jí)發(fā)酵物料衡算表進(jìn)入發(fā)酵罐的量離開發(fā)酵罐的量項(xiàng)目體積（m3/d)體積（m3/周期)項(xiàng)目體積（m3/d)體積（m3/周期)二級(jí)種子液5.5244.62發(fā)酵液27.6223.1蒸汽帶入水量5.5244.62損失4.8739.37培養(yǎng)基18.8152.0全料量3.9632.01稀料量2.1016.98氨水0.090.73總量35.99290.96總量32.47262.47表2三級(jí)發(fā)酵培養(yǎng)基的組成項(xiàng)目體積（m3/d)體積（m3/周期）花生餅粉0.76566.1886玉米淀粉1.57712.75氯化鈉0.059460.4806碳酸鈣0.23101.867植物油0.11200.9053配水量16.05129.7總18.80152.0發(fā)酵罐發(fā)酵罐32.47m3/d二級(jí)種子液5.52m3/d培養(yǎng)基18.8m3/d蒸汽帶入水量5.52m3/d全料量3.96m3/d稀料量2.10m3/d液氨0.09m3/d發(fā)酵液27.6m3/d液體損失率為15%4.87m3/d3.1.2中罐的物料衡算：設(shè)發(fā)酵開始的培養(yǎng)基體積為V，蒸汽帶入的水量按20%計(jì)，由體積衡算：(V×20%+V×20%+V)×(1-15%)=V‘二級(jí)種子液V‘二級(jí)種子液×(1-15%)=V二級(jí)種子液=5.52m3/dV‘二級(jí)種子液=5.52/0.85=6.49m3得培養(yǎng)基體積V為5.52m3則加入的一級(jí)種子液：5.52×20%=1.104m3/d蒸汽帶入水量：5.52×20%=1.104m3/d液體損失15%:6.49×0.15=0.9735m3/d接種損失15%：1.104/(1-15%)-1.104=0.1948m3/d總損失量=液體損失+接種損失0.9735+0.1948=1.1683m3/d因此，每天所需培養(yǎng)基組成的量如下：花生餅粉：5.52×2.0%=0.1104m3/d玉米淀粉：5.52×2.5%=0.138m3/d氯化鈉：5.52×0.35%=0.01932m3/d碳酸鈣：5.52×0.4%=0.02208m3/d磷酸二氫鉀：5.52×0.003%=0.0001656m3/d磷酸二氫鉀：5.52×0.003%=0.0001656m3/d植物油：5.52×3.0%=0.1656m3/d配料水：5.52-0.1104-0.138-0.01932-0.02208-0.0001656-0.0001656-0.1656=5.0643m3/d表3二級(jí)發(fā)酵物料衡算表（周期為48h即2d）進(jìn)入發(fā)酵罐的量離開發(fā)酵罐的量項(xiàng)目體積（m3/d)體積（m3/周期)項(xiàng)目體積（m3/d)體積（m3/周期)一級(jí)種子液1.1042.208二級(jí)種子液6.4912.98帶入水量1.1042.208損失1.16832.3366培養(yǎng)基5.5211.04總量7.72815.456總量7.658315.3166表4二級(jí)發(fā)酵培養(yǎng)基的組成項(xiàng)目體積（m3/d)體積（m3/周期）黃豆餅粉0.11040.2208淀粉0.1380.276氯化鈉0.019320.03864碳酸鈣0.022080.04416植物油0.16560.3312配水量5.064310.1286磷酸二氫鉀0.00016560.0003312磷酸氫二鉀0.00016560.0003312總5.5211.04發(fā)酵罐發(fā)酵罐7.728m3/d一級(jí)種子液1.104m3/d培養(yǎng)基5.52m3/d蒸汽帶入水量1.104m3/d二級(jí)種子液6.49m3/d液體損失15%0.9735m3/d接種損失15%0.1948m3/d3.1.3小罐的物料衡算：設(shè)發(fā)酵開始的培養(yǎng)基體積為V，蒸汽帶入的水量按20%，斜面孢子體積忽略不計(jì)，由體積衡算：(V×20%+V)×(1-15%)=V’一級(jí)種子液V’一級(jí)種子液×(1-15%)=V一級(jí)種子液=1.104m3/d得培養(yǎng)基體積V為1.273m3/dV’=1.299則蒸汽帶入水量:1.273×20%=0.2546m3/d液體損失15%：1.299×0.15=0.1948m3/d接種損失15%：1.273×20%×15%=0.03819m3/d總損失量=液體損失+接種損失：0.1948+0.03819=0.2330m3/d因此，每天所需培養(yǎng)基組成的量如下：花生餅粉：1.273×3%=0.03819m3/d玉米淀粉：1.273×2.5%=0.03182m3/d氯化鈉：1.273×0.4%=0.005092m3/d碳酸鈣：1.273×0.6%=0.007638m3/d磷酸二氫鉀:1.273×0.005%=0.00006365m3/d磷酸氫二鉀：1.273×0.005%=0.00006365m3/d植物油：1.273×4%=0.05092m3/d配料水：1.273-0.03819-0.03182-0.005092-0.007638-0.00006365-0.00006365-0.05092=1.1395m3/d表5一級(jí)發(fā)酵物料衡算表（周期38/24=1.58d）進(jìn)入發(fā)酵罐的量離開發(fā)酵罐的量項(xiàng)目體積（m3/d)體積（m3/周期)項(xiàng)目體積（m3/d)體積（m3/周期)培養(yǎng)基1.2732.016一級(jí)種子液1.1041.748帶入水量0.25460.4031損失0.23300.3689總量1.5282.419總量1.3372.11表6一級(jí)培養(yǎng)基的組成（周期38/24=1.58d）項(xiàng)目體積（m3/d)體積（m3/周期）花生餅粉0.038190.05409玉米淀粉0.031820.05038氯化鈉0.0050920.008062碳酸鈣0.0076380.01209植物油0.050920.08062配水量1.1395m1.804磷酸二氫鉀0.000063650.0001008磷酸氫二鉀0.000063650.0001008總1.2732.016蒸汽帶入水量0.蒸汽帶入水量0.2546m3/d培養(yǎng)基1.273m3/d發(fā)酵罐發(fā)酵罐3.103m3/d斜面孢子一級(jí)種子液斜面孢子一級(jí)種子液1.104m3/d液體損失15%液體損失15%0.1948m3/d接種損失15%0.03819m3/d總損失0.23303.2鈣化工序物料衡算：發(fā)酵液效價(jià)：35000u/ml濾液效價(jià)：11000u/ml由效價(jià)守恒得濾液的體積：27.6×106×35000×1.16/11000×106=101.9m3濾液：101.9×103×1.02=103.9t/d草酸：27.6×103×2.3%×10-3=0.6348t/d氯化鈣：27.6×103×0.75%×10-3=0.207t/d氯化鎂：27.6×103×0.18%×10-3=0.04968t/d水：27.6×2.3=63.48t/d發(fā)酵液：27.6×103×1.58=43.608t/d表3-3鈣化稀釋過濾工藝物料衡算表酸化過濾前酸化過濾后項(xiàng)目質(zhì)量（t/d）質(zhì)量(t/周期)項(xiàng)目質(zhì)量（t/d）質(zhì)量(t/周期)）草酸0.63485.131濾液103.9839.9氯化鈣0.2071.673菌絲2.34618.96氯化鎂0.049680.4016發(fā)酵液27.6352.5水63.48513.1總量108.0873總量106.2858.43.3脫色結(jié)晶工序物料衡算：母液效價(jià)：1370u/ml氨水加量：12%由效價(jià)守恒得母液體積：27.6×106×35000×99.24%×116%×（1-86%）/1370×106=113.6m3氨水：103.9×12%=12.47t濕晶體：0.9463t/d母液：103.9+12.47-0.9463=115.4t/d表3-2脫色提取工序物料衡算表脫色提取前脫后色提取項(xiàng)目質(zhì)量（t/d）質(zhì)量(t/周期)項(xiàng)目質(zhì)量（t/d）質(zhì)量(t/周期)濾液103.9839.9母液113.6918.3氨水12.47100.8濕晶體0.94637.649總量116.4940.9總量114.5925.53.4干燥工序物料衡算：干晶體重：300×（1-1.5%）=295.5t/a濕晶含水量：W1=30%/(1-30%)=0.43干晶含水量：W2=1.5%/(1-1.5%)=0.02應(yīng)除去的水分：295.5×（0.43-0.02）=121.2t/a濕晶體的量：295.5+121.2=416.7t/a表3-1干燥工序物料衡算表干燥前干燥后項(xiàng)目質(zhì)量t/a質(zhì)量t/d項(xiàng)目質(zhì)量t/a質(zhì)量t/d濕晶體的量416.70.9463干晶體的量295.50.9234除去的水分121.20.3910總量416.70.9463總量3046.79.829第四章設(shè)備選型4.1發(fā)酵罐4.1.1發(fā)酵罐的選型選用機(jī)械渦輪攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐。4.1.2生產(chǎn)能力、數(shù)量和容積的確定4.1.2.1發(fā)酵罐容積的確定：選用200m3罐，全容積為230m34.1.2.2生產(chǎn)能力的計(jì)算：選用公稱容積為200m3的發(fā)酵罐，裝料系數(shù)為0.7,那么該罐生產(chǎn)金霉素的能力為:200×0.7=140(m3)由前面的物料衡算中，已知年產(chǎn)300噸金霉素鈉鹽的工廠,日產(chǎn)27.6m3的金霉素。發(fā)酵的操作時(shí)間需要194h(其中發(fā)酵時(shí)間184h),這樣生產(chǎn)需要的發(fā)酵罐應(yīng)為：N=27.6/140×194/24=1.59（罐） 取整后需2臺(tái),加1臺(tái)替換備用，總共3臺(tái)每日投（放）罐次為：27.6/140=0.197(罐)取整后需1臺(tái)4.1.2.4主要尺寸公稱容積VN(m3)罐內(nèi)徑D(mm）圓筒高H0(mm)封頭高h(yuǎn)0(mm)罐體總高H(mm)不計(jì)上封頭容積(m3)全容積(m3)攪拌器直徑D(mm)攪拌轉(zhuǎn)速n(r/min)電動(dòng)機(jī)功率N(kW)20050001000013001260022323017001502304.2二級(jí)種子罐選型:選擇機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐容積和數(shù)量的確定由前面的物料衡算中，已知年產(chǎn)300噸金霉素的工廠,日產(chǎn)5.52m3的二級(jí)種子液。所以選用公稱容積為50m3的二級(jí)種子罐，裝料系數(shù)為0.7,那么該罐生產(chǎn)的能力為:50×0.7=35(m3)發(fā)酵的操作時(shí)間需要48(其中發(fā)酵時(shí)間44h),這樣生產(chǎn)需要的二級(jí)種子罐應(yīng)為：N=5.52/35×48/24=0.315（罐）取整后需1臺(tái)設(shè)備容積的計(jì)算： 由前面的物料衡算中，已知年產(chǎn)300噸金霉素的工廠,日產(chǎn)5.52m3的二級(jí)種子液，每天的種子液的量： V0=5.52(m3/d)所需設(shè)備總?cè)莘e： V=5.52×48/(24×0.7)=15.77(m3)查表公稱容積為50m3的發(fā)酵罐，總?cè)莘e為55.2m3。4.2.3主要尺寸的確定 選擇10m3的發(fā)酵罐公稱容積VN(m3)罐內(nèi)徑D（mm）圓筒高H0（mm）封頭高h(yuǎn)0（mm）罐體總高H（mm）不計(jì)上封頭容積（m3）全容積（m3）攪拌器直徑D(mm)攪拌轉(zhuǎn)速n（r/min）電動(dòng)機(jī)功率N（kW）101800360047545009.9810.863014513 具體尺寸如下：4.3一級(jí)種子罐:選型:選擇機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐容積和數(shù)量的確定由前面的物料衡算中，已知年產(chǎn)300噸金霉素的工廠,日產(chǎn)1.104m3的一級(jí)種子液。所以選用公稱容積為5m3的一級(jí)種子罐，裝料系數(shù)為0.7,那么該罐生產(chǎn)的能力為:5×0.7=3.5m3發(fā)酵的操作時(shí)間需要38(其中發(fā)酵時(shí)間35h),這樣生產(chǎn)需要的一級(jí)種子罐應(yīng)為：N=1.104/3.5×38/24=0.4994（罐）取整后需1臺(tái)設(shè)備容積的計(jì)算：由前面的物料衡算中，已知年產(chǎn)300噸金霉素的工廠,日產(chǎn)1.104m3的一級(jí)種子液，每天的種子液的量： V0=1.104m3/d)所需設(shè)備總?cè)莘e： V=1.104×38/(24×0.7)=2.234(m3)查表公稱容積為5m3的發(fā)酵罐，總?cè)莘e為6.27m3。則1臺(tái)一級(jí)種子罐的總?cè)莘e為：6.27×1=6.27m3>2.234m3,可滿足需要4.3.3主要尺寸的確定 選擇1m3的發(fā)酵罐 具體尺寸如下：公稱容積VN/m3罐內(nèi)徑D/mm圓筒高H0/mm封頭高h(yuǎn)0/mm罐體總高H/mm不計(jì)上封頭容積/m3全容積/m3攪拌器直徑D/mm攪拌轉(zhuǎn)速n（r/min）電動(dòng)機(jī)功率N/kW1900180025023001.251.363152201.5選擇公稱容積是1m3的種子罐1個(gè)。罐的內(nèi)徑：900mm；封頭高度：250mm；封頭容積：0.112m3。4．4通氨罐:每罐三級(jí)發(fā)酵需要0.09m3的液氨，且有3個(gè)發(fā)酵罐均連續(xù)操作，考慮裝料系數(shù)為0.7，0.09*3/0.7=0.38m3，故選取公稱容積為1m3的罐一個(gè)。4.5補(bǔ)料罐:每罐三級(jí)發(fā)酵需要32m3的全料，且有3個(gè)發(fā)酵罐均連續(xù)操作，考慮裝料系數(shù)為0.7，32*3/0.7=137.1m3故選用公稱容積為50m3的儲(chǔ)罐，故選取3個(gè)全料罐。4.6鈣化罐:鈣化罐中包含原料發(fā)酵液和加入的酸液，總體為27.6m3，考慮到裝料系數(shù)為0.7，則實(shí)際需要的罐體積為39.43m3，因此，選用1個(gè)公稱容積為50m3的酸化罐即可滿足生產(chǎn)要求。4.7脫色罐:脫色保留時(shí)間30-50分鐘，取40min，液通過樹脂罐的線速度控制在0.001-0.002m/s，取0.0015m/s，則物料在罐內(nèi)停留的距離即0.0015*40*60=3.6m，考慮裝料系數(shù)0.7，則3.6/0.7=5.14m，因此選取罐體高度超過5.14m的罐即可。因此，選取公稱容積50m3的儲(chǔ)液罐,其罐內(nèi)部圓筒高度為6m。液氨儲(chǔ)罐加入的液氨體積為35.04m3，考慮裝料系數(shù)為0.7，實(shí)際需要體積為50.06m3，則選用公稱容積為50m3的儲(chǔ)液罐即可滿足要求，結(jié)晶時(shí)間為8小時(shí)，屬間歇操作，則每天只一次，因此只需1個(gè)罐。4.8結(jié)晶罐:采用三級(jí)連續(xù)結(jié)晶，設(shè)三級(jí)罐的總體積為VV/(V處理量/24)>8V處理量291.97m3，則V>97.32m3為了晶核的形成和形成晶體的飽滿，三級(jí)罐應(yīng)依次由小到大則分別選擇公稱容積為5m310m3100m3的三個(gè)罐串聯(lián)即可滿足要求。4.9車間設(shè)備一覽表設(shè)備名稱所屬車間數(shù)量型號(hào)一級(jí)種子罐11發(fā)酵車間117公稱容積5m3φ1500二級(jí)種子罐發(fā)酵車間5公稱容積50m3φ3100三級(jí)發(fā)酵罐3發(fā)酵車間33公稱容積200m3φ4600通氨罐1發(fā)酵車間11公稱容積1m