产吨土霉素车间工艺设计方案 .docx

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1、精品名师归纳总结课程设计题目：年产 800 吨土霉素工厂设计设计内容 30页图纸4张指导老师：周延 同学姓名：李周阳学号： 202182077所在班级：生实 0801可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结年产 800 吨土霉素车间工艺设计摘 要：土霉素是一种四环类广谱抗生素，有肯定副作用。目前，中国已成 为世界上最大的土霉素生产国，占70%。目前我国畜用土霉素需求量很大。本次设计为生产规模 800 吨/年的土霉素车间。土霉素是微生物发酵产物，目前国内土霉素提取工艺为用草酸 或磷酸做酸化剂调剂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

2、一步净化土霉素滤液,最终调 pH 至 4.8 左右结晶得到土霉素碱产品。本次设计也依据这个工艺流程，分为三级发酵、酸化、过滤、脱色、结晶、干燥等。设计中借鉴了实际发酵车间的布置，设计为 3 层车间，共安装 5 个发酵罐， 1 个酸化罐， 2 个二级种子罐， 1 个一级种子罐， 1 个通氨罐， 2 个补料罐， 1 个板框过滤器， 1 个结晶罐，脱色罐，喷雾式干燥器等等相关设备。目录第 1 章绪论第 1.1 节 引言第 1.2 节 设计目标任务第 1.3 节 本次设计的基本内容第 2 章 工艺流程设计第 2.1 节土霉素生产工艺流程简介第 2.2 节土霉素生产总工艺流程图第 3 章 物料衡算第 3

3、.1 节土霉素总物料衡算可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结第 3.2 节土霉素发酵工序物料衡算第 3.3 节土霉素酸化稀释过滤工序物料衡算第 3.4 节土霉素脱色结晶工序物料衡算第 3.5 节土霉素干燥工序物料衡算第 4 章 设备选型第 4.1 节 发酵罐第 4.2 节第 4.3 节第 4.4 节二级种子罐一级种子罐氨水储罐第 4.5 节 全料罐第 4.6 节 稀料罐第 4.7 节第 4.8 节储酸罐酸化罐第 4.9 节 稀释罐第 4.10 节板框过滤机第 4.11 节脱色罐第 4.12 节结晶罐第 4.13 节干燥器第 5 章 管道设计5.1 发酵罐 三级罐 的接管设计5.2

4、酸化设备的流体输送5.3 稀释设备的流体输送可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结5.4 板框过滤设备的输送5.5 脱色工段的流体输送5.6 结晶过程的流体输送5.7 管道汇总表第 6 章 车间布置： 第 7 章结论参考文献第一章 绪论1.1 引言：土霉素 Terramycin Oxytetracycline是四环类抗生素，其在结构上含有四并苯的基本母核，随环上取代基的不同或位置的不同而构成不同种H 3 CHOHNCH3 2OHCONH2OHOOHO图一 土霉素分子式土霉素属四环素类抗生素，广谱抑菌剂。很多立克次体属、支原体属、衣原体属、螺旋体对其敏锐。其他如放线菌属、炭疽杆菌、单核

5、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、耶尔森菌等亦较敏锐。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。类的四环素类抗生素。分子式如图一所示，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 -1,4,4a,5,5a,6 ，11,12a- 八氢-2- 并四苯甲酰胺。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结常见副作用有：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，

6、临床常见病原菌对土霉素素耐药现象严峻， 并且由于其副作用严峻，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/毫克年平均发酵水平 Uf = 35000 单位/毫升年工作日 m = 315d/a1、发酵基础工艺参数土霉素的发酵周期 T 为 184 小时，帮助时间为 10 小时， 发酵中罐周期为 44 小时，帮助时间 4 小时发酵周期为 35 小时，帮助时间 3 小时接种比为 20%，液体缺失率为 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

7、需稀料的量为： 17m3逃液、蒸发、取样、放罐缺失总计为总料液的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）氨氮的利用情形，培育20-40 小时，每 4 小时补一次 ,每次10-15L，控氨水平在 45mg/100ml 以上培育基配比：组成小罐配比中罐配比%）大罐配比%）全料配比稀料配比黄豆饼粉%） 3.02.53.0%） 3.5/h1.3 本设计基本内容1.3.1 工艺流程设计依据设计任务，查阅有关资料、文献，搜集必要的技术资料，工艺参数， 进行生产方法的挑选比较，工艺流程与工艺条件确定的论证。简述工艺流程。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品

8、名师归纳总结1.3.2 工艺运算物料衡算：每个工序画工艺流程简图，列出全部工艺参数，运算，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。其次章 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 或磷酸做酸化剂调剂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

9、杂质,然后用 122#树脂脱色进一步净化土霉素滤液,最终调 pH 至 4.8 左右结晶得到土霉素碱产品。本次设计也依据这个工艺流程，分为三级发酵、酸化、过滤、脱色、结晶、干燥等。2.2 土霉素生产总工艺流程图孢子培育种子培育砂土孢子斜面孢子36.5 4-5 天30 38h 0.65v/v/m一级种子培育液种子扩大培育发酵二级种子培育液30 48h 1.0v/v/m30 194h 1：2.0v/v/m补加液氨酸化发酵液2.3%g/ml 草酸调pH1.75-1.85酸化液稀释200%v/v稀释液板框过滤ZnSO4 0.18%黄血盐 0.23%7 / 31树脂脱色分别洗涤滤液脱色液结晶12% 氨水结

10、晶液122-2 树脂用滤后水淋洗再甩干土霉素生产总工艺流程图可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结第三章 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/d914可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结效价： 792 10 1000 =7.92 10土霉素的生产过程总收率为 99%14单位/a14可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结就发酵时的总效价： 7.92 10发酵液的效价： 35000 单位/ml14/99% =81010单位/a43可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结发酵液的体

11、积： 8103.2.1 大罐的物料衡算： 每天发酵液的体积：/35000 =2.29 10ml =2.29 10 m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2.29104/315=72.70 m3/d每天缺失的体积：372.70 15%/=3.96 m3/d大罐一个发酵周期内所需稀料的量 :17 m3，就一天内所需稀料料： 17/194/24=2.10 m3/d设发酵开头的培育基体积为 V ，蒸汽带入的水量按 20% 计由体积衡算3V 20%+V 20%+V+3.96+2.10+0.09 1-15%= v 发酵液 =72.70m /d得培育基体积 V 为 56.70m3/d 就加入的二

12、级种子液体积： 56.70 20%=11.34m3/d蒸汽带入水量：56.70 20%=11.34m3/d因此，每天所需培育基组成的量如下： 黄豆饼粉：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结56.70 3%+3.96 3.5%+2.103%= 1.903m 3/d淀粉：56.70 8%+3.96 6.5%+2.103%= 4.856m 3/d氯化钠：56.70 0.2%+2.10 0.4%= 0.1218m3/d碳酸钙：56.70 1.1%+3.96 0.4%+2.100.4%=0.6471m3/d植物油：56.70 0.4%+2.10 1%= 0.24 78m3/d配料水：56.7

13、0-1.903-4.856-0.1218-0.6471-0.2478=48.92m3/d进入发酵罐的量离开发酵罐的量m3/ 周表 2 三级发酵培育基的组成工程体积黄豆饼粉1.903体积m3/周期）15.38表 1 三级发酵物料衡算表工程体3积体 积 m3/ 周体积 体 积工程3期期二级种子液11.34发 酵91.6672.70587.7蒸汽带入 水11.34液91.66缺失12.83103.7量培育基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总量85.53691.4可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结淀粉4.85

14、639.25氯化钠0.12180.9845碳酸钙0.64715.231植物油0.24782.003配水量48.92395.4总56.70458.3全料量3蒸汽带入水量11.34 m3/d3.96 m /d稀料量2.10 m /d3培育基56.70m3/d液氨0.09 m 3/d二级种子液11.34 m /d发酵罐85.53 m 3/d3发酵液72.70 m 3/d液体缺失率为15%12.83 m3 /d黄 豆 饼 粉 1.903 m3培淀粉 4. 856m 3 /d养氯 化钠 0.12 18m3碳酸钙 0.6471m3基植物油 0.2478 m3/d配料水 48.92 m3 /d3.2.2 中

15、罐的物料衡算：设发酵开头的培育基体积为 V ，蒸汽带入的水量按 20% 计， 由体积衡算：V 20%+V 20%+V 1-15%= V二级种子液3V 二级种子液 1-15%= V 二级种子液 =11.34m /dV 二级种子液 =11.34/0.85=13.34可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结得培育基体积 V 为 11.21 m3 就加入的一级种子液： 11.21 20%=2.242m3/d蒸汽带入水量：11.21 20%=2.242m3/d液体缺失 15%13.34 0.15=2.001m3/d接种缺失 15%2.242/1-15%-2.242=0.3956m3/d总缺失量

16、=液体缺失 +接种缺失2.001+0.3956=2.397m3/d因此，每天所需培育基组成的量如下： 黄豆饼粉：11.21 2.5%=0.2802m3/d淀粉：11.21 2.5%=0.2802m3/d氯化钠：11.21 0.36%=0.04036 m3/d碳酸钙：11.21 0.4%=0.04484 m3/d磷酸二氢钾：311.21 0.003%=0.0003363 m /d磷酸二氢钾：11.21 0.003%=0.0003363 m3/d植物油：11.21 2.67%=0.2993 m3/d配料水：11.21-0.2802-0.2802-0.04036-0.04484-0.0003363-

17、0.0003363-0.2993=10.26 3m/d可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结表 3 二级发酵物料衡算表 周期为 48h 即 2d）进入发酵罐的量离开发酵罐的量可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结体积工程3体 积 m3/ 周工程体积 体 积 m3/ 周3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结一 级 种 子期二 级 种子期可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2.2424.48413.3426.68液液带入水量2.2424.484缺失2.3974.794培育基11.2122.42总量15.6931.38总量15.6931.38表 4 二级发

18、酵培育基的组成工程体积体积 1-15%= V一级种子液可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结V一级种子液1-15%= V一级种子液=2.242m3/d可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结得培育基体积 V 为 2.586m3/d就 蒸汽带入水量 :2.586 20%=0.5172m3/d液体缺失 15%2.638 0.15=0.3956m3/d接种缺失 15%2.586 20% 15%=0.07758m3/d总缺失量 =液体缺失 +接种缺失0.3956+0.07758=0.4673m3/d因此，每天所需培育基组成的量如下：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结黄豆

19、饼粉：2.586 3%=0.07758 m3/d淀粉：2.586 2.5%=0.06465 m3/d氯化钠：2.586 0.4%=0.01034m3/d碳酸钙：2.586 0.6%=0.01552 m3/d磷酸二氢钾：2.586 0.005%=0.0001293 m3/d磷酸氢二钾：2.586 0.005%=0.0001293m3/d植物油：2.586 4%=0.1034 m 3/d配料水：2.586-0.07758-0.06465-0.01034-0.01552-0.0001293-0.0001293-0.1034=2.314 3m/d进入发酵罐的量离开发酵罐的量工程体积体 积 m3/ 周工

20、程体积体 积 m3/ 周表 5 一级发酵物料衡算表 周期 38/24=1.58d）期期一级种 子培育基2.5864.0862.6384.168液带入水量0.51720.8172缺失0.46730.7383总量3.1034.903总量3.1034.903表 6 一级培育基的组成周期 38/24=1.58d）工程体积3体积工程质量质量 t/周t/d）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167.211351.61发酵液114.87928.53总量284.432299.14总量284.432299.143.4 脱色

21、结晶工序物料衡算：母液效价： 1370u/ml氨水加量： 12%可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结由效价守恒得母液体积：72.70 1063500099.24% 116% 1-86%）/1370 106=299.33 m3氨水： 273.70 12%=32.84t湿晶体： 3.53t/d母液： 273.70+32.84-3.53=303.01t/d滤液273.70t/d脱色提取母液303.01t/d氨水32.84t/d湿晶体3.53t/d3.5 干燥工序物料衡算：干晶体重： 800 =0.43干晶含水量： W2=1.5%/1-1.5% =0.02应除去的水分： 788 工程质量质

22、量t/周期滤液t/d）273.702212.41母液3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 m 的土霉素。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=72.70/140 194/24=4.20 罐）取整后需 5 台每日投设备容积的运算：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 m 3 的土霉素，每天的发酵液的量：V0=72.70 m 3/d可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结所需设备总容积：V=72.70194/24 0.7= 839.51m 333查表公称容积为 200 m

23、 的发酵罐，总容积为 230m。就 5 台发酵罐的总容积为：230 5=1150 m3839.51 m3, 可满意需要主要尺寸公称容罐内 径圆 筒 高封 头罐 体 总不 计全 容搅 拌搅 拌电 动 机积DmmH0mm高高上 封积器 直转 速功率VNm 3）h0mHmm头 容m3径nr/miNkWm积m3Dmmn2005000100001300126002232301700150230搅拌轴功率 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=11.34/3548/24=0.648罐）取整后需 1 台每日投设备容积的运算：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师

24、归纳总结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=11.34m3/d所需设备总容积：V=11.3448/24 0.7= 32.40m3查表公称容积为 50 m3 的发酵罐，总容积为55.2m3。就 1 台二级种子罐的总容积为：55.2m332.4m3,可满意需要4.3 一级种子罐 :选型 :挑选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 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, 那么该罐生产的才能为:50.7= 3.5m3

25、发酵的操作时间需要 38 其中发酵时间 35h, 这样生产需要的二级种子罐应为： N=2.242/3.5 38/24=1.014 罐）取整后需 2 台每日投设备容积的运算：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=2.242m3/d所需设备总容积：V=2.24238/24 0.7= 5.07m3查表公称容积为 5m3的发酵罐，总容积为 6.27m3。就 2 台二级种子罐的总容积为：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结6.27 2=12.54m35.07m3,可满意需要4.4 通氨罐:每罐三级发酵需要 0.09

26、m3 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 ，应选取公称容积为 1m3的罐一个。4.5 全料罐:每罐三级发酵需要 32m3的全料，且有 5 个发酵罐均连续操作，考虑装料系数为0.7 ， 32*5/0.7=228.57 m3应选用公称容积为 50m3 的储罐，应选取5 个全料罐。4.6 稀料罐:每个三级发酵罐需要 17m3的稀料，且有 5 个发酵罐均连续操作，考虑装料系数为 0.7 ，17*5/0.7=121.43 m3 ，应选取公称容积为 50 m3 的储罐 3 个。4.7 储酸罐每天产生发酵液共 72.70m3/d，酸化工程中加入

27、草酸 1.67 t/d，二水合草酸密度为 1.653kg/L ，就可推算出体积为 1.01m3，考虑装料系数为 0.7，实际体积为1.43m3，就挑选公称容积为 2.5m3 的储液罐即可满意生产要求。酸化稀释共需4 小时，属间歇操作，因此一个罐可以满意 6 大罐的需要，即每天工作 4 小时4.8 酸化罐:酸化罐中包含原料发酵液和加入的酸液，总体为72.70m3，考虑到装料系数为0.7，就实际需要的罐体积为 103.85m3，因此，选用 2 个公称容积为 50m3 的酸化罐即可满意生产要求。4.9 稀释罐:在稀释的过程中加入两倍体积的水，使得酸化液的体积变为218.1m3，考虑装料系数为 0.7，就实际需要的罐体积为311.6m3，因此，选取公称容积为75m3 的罐 5 个，可满意每天生产一批的要求。4.10 板框过滤机。处理液密度 =32.8