毕业设计-年产400吨土霉素发酵工段工艺设计.docx

内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书题目三年产400吨土霉素发酵工段工艺设计学生姓名：薛红伟学号：0602121114专业：生物工程班级：OI班指导教师：赵宏宇讲师摘要本设计任务是年产400吨土霉素的发酵工段工艺设计。土霉素是四环素类抗菌素的一种，是由龟裂链霉菌所产生的抗生素，对多种球菌和杆菌有抗菌作用，对立克次体和阿米巴病原虫也有抑制作用，用来治疗上呼吸道感染、胃肠道感染、斑疹伤寒、恙虫病等。经查资料选择合理的生产工艺流程、设计方法、思路。本设计主要内容包括：生产工艺选择，工艺计算（物料衡算，能量衡算，水、蒸汽用量，标准设备、非标准设备的尺寸计算，换热设备，压缩空气耗量等）、设备选型（标准、非标准设备）。根据发酵罐的尺寸结构，选取合理的车间布局，公用工程、安全卫生与环境保护等为辅助工艺。设计最后计算得到50m3的发酵罐7台，IOnP的种子罐4台，IOn?的补料罐2台，1011）3的氨水储罐2个，2.5m3的泡敌罐2个以及In?的植物油罐2个。共绘制了六张图：发酵罐装配图、种子罐装配图、物料流程图、工艺管道及仪表流程图、厂房车间布置图、设备一览表，完成设计说明书。关键词：土霉素；发酵；生产；工艺设计TheprocessdesignoftheOxytetracyclinefermentationsectionwiththecapacityof400tonsannuallyAbstractThetaskwastodesignanannualoutputof400tonsofOxytetracyclinefermentationprocess.Oxytetracyclineisoneofthetetracycline-typeantibiotics.ltwasproducedbyStreptomycesrimosusantibiotics,whichhaveantibacterialactivityagainstRickettsiapathogenicamoebaandinsects,andcantreatofupperrespiratorytractinfection,gastrointestinaltractinfections,typhus,scrubtyphusandsoon.Thedesignofthemainincludedasfollows:theselectionofproductingprocess,theprocessofcalculation(materialbalance,energybalance,water,steamCOnSUmPtiOn,thestandardequipment,thesizeofnon-standardequipment,theheattransferequipment,compressedairconsumption),equipmentselection(standard,non-standardequipment).AccordingtothesizeofFermentationtank,thestructureoftheplantlayoutareasonable,publicworksandhealthandsafetyandenvironmentalprotectionwasselectedassupportingtechnology.Thecalculationis:sevenfermentersof50m2,fourseedingtanksof10m3,twofeedingtanksof10m2,twoammoniapitchersof10m3,twob.gpetanksof2.5m3andtwoplantoiltanksof1m3.Thedesignedplotasfollows:fermentorassemblydiagram,assemblydrawingofseedfilling,materialfollowdiagram,processpipingandinstrumentationflowdiagram,plantlayoutworkshop,equipmentlist,completethedesignspecification.Keywords:C)XytetraCyCIine;Fermentation;PrOdUCtion;PrOCeSSDesign目录摘要IAbstractII目录III第一章弓I言1第二章总论62.1 指导思想62.2 设计依据62.3 设计要求62.4 设计步骤6第三章土霉素概述83.1 土霉素生产工艺流程简介83.2 发酵工艺过程83.2.1 种子制备83.2.2 培养基的配制93.3 土霉素产品的分离纯化93.3.1 土塞索纯化方法93.3.2 土霉素的分离1()第四章工艺计算114.1 物料衡算114.1.1 培养及配比关系114.1.2 每天放罐发酵液体积114.2 发酵车间物料衡算114.3 发酵罐公称容积124.3.1 发酵罐公称容积124.3.2 酵工段所需的发酵罐台数144.3.3 每罐发酵液体积144.3.4 种子罐容积确定144.3.5 种子罐的台数154.4 热量计算154.4.1 发酵过程中的热效应计算154.4.2 水的用量164.4.3 蒸汽耗量计算184.4.4 压缩空气耗194.4.5 用电的计算20第五章典型设备计算215.1 发酵罐215.1.1 通用式发酵罐几何尺寸比例215.1.2 发酵罐的装料容积及几何尺寸215.1.3 搅拌器装置及轴功率225.1.4 发酵罐的换热设备245.1.5 发酵罐壁厚计算275.1.6 寸芟昌S:'285.1.7 发酵罐支座选择305.2 种子罐305.2.1 种子罐尺寸计算305.2.2 搅拌爰置及轴功率315.2.3 种子罐的换热设备335.2.4 种子罐壁厚计算345.2.5 接管设计365.2.6 种子罐支座的选择375.3 空气过滤器375.3.1 空气过滤器的计算及设计375.3.2 发酵罐的空气分过滤器系统设备的计算375.3.3 种子罐的空气分过滤器系统设备的计算39第六章通用设备的设计与选型416.1 液体输送设备选型416.1.1 泵的分类和特点416.2 气体输送设备选型426.2.1 空气压缩机选型42第七章非标准设备的设计447.1 补料罐447.1.1 设备容的确定447.1.2 基本尺寸的计算447.1.3 搅拌装置及轴功率计算447.1.4 电动机功率确定457.1.5 补料罐壁厚计算457.1.6 支座的选取457.2 氨水储罐457.2.1 设备容积的确定457.2.2 基本尺寸计算457.2.3 氨水罐壁厚的计算467.2.4 支座的选取467.3 泡敌储罐467.3.1 设备容积的确定467.3.2 基本尺寸的确定467.3.3 泡敌罐壁厚的计算477.3.4 支座的选取477.4 植物油储罐477.4.1 设备容积的确定477.4.2 基本尺寸的确定477.4.3 植物油储罐壁厚的计算477.4.4 支座的选取487.5 配料罐517.5.1 基本尺寸计算517.5.2 泵的选取51第八章车间布置设计与公用工程498.1 概述498.1.1 车间布置设计的内容和程序498.1.2 车间平面布置的内容和要求498.1.3 车间布置原则508.2 车间布置说明508.2.1 建筑508.2.2 生产工艺508.2.3 安装要求518.3 供电工程518.3.1 采暖和通风518.4 给排水528.4.1 生产用水情况概述及要求528.4.2 排水系统的划分52第九章设备设计选型539.1 概述539.2 设备设计选型的原则539.3 专业设备的设计选型539.3.1 种子罐和发酵罐换热设备539.3.2 空气净化设备549.3.3 通用设备549.3.4 非标准设备559.4 设备材料选择原则55第十章仪表控制方案5610.1 概述5610.2 发酵过程参数测5610.2.1 化学参数5610.2.2 物理参数5610.3 控制系统与分析5610.3.1 PH值控制5610.3.2 补料控制5610.3.3 消泡系统57第十一章能环保护与安全生产5811.1 三废处理5811.1.1 生产过程中“三废”排放情况5811.1.2 处理方案5811.1.3 控制噪声的基本方法5811.2 能源问题5811.2J能耗分析5811.2.2节能措施5811.3生产物料的性质5811.3.1主要技术保安措施591L4车检维修59参考文献60附录6265第一章引言1.l土霉素的研究背景及进展四环素类抗生素是具有非烷结构的一类广谱抗生素，为天然或半合成药物。本类药物对革兰阳性菌和阴性菌、立克次体、支原体、衣原体、螺旋体等均有抑制作用。这类药物主要抑制细菌蛋白质合成起杀菌作用。四环素类药物的抗菌强度顺序为米诺环素多西环素美他环素金霉素甲金霉素四环素土霉素。四环素类的不良反应有消化道反应、肝肾损害、变态反应、菌群失调及局部刺激等，大剂量应用可致肝损害，严重者可致死亡。四环素类药物可沉积于牙和骨中，与钙结合引起釉质和骨质发育不全，造成牙齿黄染，并影响婴幼儿骨骼正常发育，可以透过胎盘和进人乳汁，因此孕妇、授乳妇女和8岁以下儿童禁忌。四环素类抗生素还应避免与抗酸药、钙盐、铁盐、镁、铝、祕等同服，能与四环素类药物络合而阻碍吸收O第一个四环素类抗生素是1948年从金色链丝菌中分离得到的金霉素。20世纪50年代相继推出土霉素、四环素、及地美环素，都属于天然产物类。这是第一代四环素类药物。20世纪50年代后期，得到6-脱氧四环素，其细菌学及药物代谢动力学性质有明显的改变。第二代四环素类药物是20世纪60年代出现的，将第一代四环素的6位羟基除去得到长效四环素，即多西环素（脱氧土霉素，强力霉素），属于半合成品。多西环素在稳定性、抗菌活性及药代动力学性质方面都比天然产物有明显改善，它是第一个一天服用一次的四环素族药物，并能产生持久的血药浓度。1.2土霉素产品的理化性质1.21土霉素的理化性质土霉素TeITamyCin（OXytetraCyCIine）（地霉素，氧四环素）分子式如图1.1所示，化学名：6-甲基-4-（二甲氨基）-3,5,6,10,12,12a-六羟基-1,11二氧代4,4a,5,5a,6,11,12a-八氢-2-并四苯甲酰胺。是由土壤链霉菌（StrePtomyCeSrimosus）所制备。为淡黄色结晶性粉末，难溶于水。常用其盐酸盐，为黄色结晶性粉末；无臭，味微苦，微有引湿性，在日光下颜色变暗，在碱溶液中易破坏失效。在水中易溶，在乙醇中略溶，在氯仿或乙醛中不溶。其10%水溶液的PH为2.32.9。图LI土霉素分子式四环素族有相似的理化性质。从结构分析，为酸碱两性化合物。在干燥条件下比较稳定，但遇光易变色。