土霉素车间工艺课程设计14558.docx
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1、课程设计计题目:年年产8000吨土土霉素工工厂设计计设计内容容 226 页图纸 4 张指导老师师:学生姓名名:学号:所在班级级:年产8000吨土霉素车间间工艺设计计摘要本次设计计为生产规规模8000吨/年的土土霉素车车间。土霉素是是微生物物发酵产产物,目目前国内内土霉素素提取工工艺为用用草酸(或磷酸酸)做酸酸化剂调调节pHH值,利利用黄血血盐-硫硫酸锌作作净化剂剂协同去去除蛋白白质等高高分子杂杂质,然然后用1122#树脂脱脱色进一一步净化化土霉素素滤液,最后调调pH至至4.88左右结结晶得到到土霉素素碱产品品。本次次设计也也按照这这个工艺艺流程,分分为三级级发酵、酸化、过过滤、脱脱色、结结晶、
2、干干燥等。设计中借借鉴了实实际发酵酵车间的的布置,设设计为33层车间间,共安安装5个个发酵罐罐,1个个酸化罐罐,2个个二级种种子罐,11个一级级种子罐罐,1个个通氨罐罐,2个个补料罐罐,1个个板框过过滤器,11个结晶晶罐,脱脱色罐,喷喷雾式干干燥器等等等相关关设备。目录第1章绪绪论.5第1.11节 引引言第1.22节 设设计目标标任务第1.33节 本本次设计计的基本本内容第2章 工艺流流程设计计8第2.11节土霉素素生产工工艺流程程简介8第2.22节土霉素素生产总总工艺流流程图88第3章 物料衡衡算9第3.11节土霉霉素总物料衡衡算9第3.22节土霉素素干燥工工序物料料衡算9第3.33节土霉霉
3、素脱色色结晶工工序物料料衡算99第3.44节土霉霉素酸化化稀释过过滤工序序物料衡衡算100第3.55节土霉霉素发酵酵工序物物料衡算算11第4章 设备选选型133第4.11节 发酵罐罐13第4.22节 二级种种子罐117第4.33节 一级种种子罐119第4.44节 氨水储储罐222第4.55节 补料罐罐22第4.66节 酸化罐罐22第4.77节 结晶罐罐23第4.88节 干燥器器23第4.99节 车车间设备备一览表表24第5章 车间布布置设计计25第6章 结论225参考文献献26第一章 绪论论1.1 引言土霉素TTerrramyycinn (OOxyttetrracyycliine) 分子子式如
4、图图一所示示,化学学名:66-甲基基-4-(二甲甲氨基)-3,55,6,10,12,12aa-六羟羟基-11,111二氧代代-1,4,44a,55,5aa,6,111,112a-八氢-2-并并四苯甲甲酰胺。图一 土霉素分子式土霉素属属四环素素类抗生生素,广谱抑抑菌剂。许多立立克次体体属、支支原体属属、衣原原体属、螺螺旋体对对其敏感。其其他如放放线菌属属、炭疽疽杆菌、单单核细胞胞增多性性李斯特特菌、梭梭状芽孢孢杆菌、奴奴卡菌属属、弧菌菌、布鲁鲁菌属、弯弯曲杆菌菌、耶尔尔森菌等等亦较敏敏感。临临床上用用于治疗疗上呼吸吸道感染染胃肠肠道感染染斑疹疹伤寒恙虫病病等。常见副作作用有:肝脏、肾肾脏毒性性,
5、中枢枢神经系系统毒性性,斑丘丘疹和红红斑等过过敏反应应,长期期使用可可致牙齿齿产生不不同程度度的变色色黄染、牙牙釉质发发育不良良及龋齿齿(俗称称四环素素牙),B族维生素缺乏等。由于土霉霉素的广广泛应用用,临床床常见病病原菌对对土霉素素素耐药药现象严严重,并并且由于于其副作作用严重重,现在在临床上上多用于于兽用药药1.2设设计目标标任务请设计年年产8000吨(成品含量: 99% )土霉素工厂设计一、基础础数据设计年产产量M = 8800tt/a 成品效价价Ud = 10000单单位/毫毫克年平均发发酵水平平Uf = 3550000单位/毫升年工作日日m = 3310 d/a1、发酵酵基础工工艺参
6、数数土霉素的的发酵周周期T为为184小时时,辅助助时间为为10小时时,发酵中罐罐周期为为44小时时,辅助助时间44小时发酵周期期为355小时,辅辅助时间间3小时接种比为为5%,液液体损失失率为115%大罐一个个发酵周周期内所所需全料料的量为为:322m3大罐一个个发酵周周期内所所需稀料料的量为为:177m3逃液、蒸蒸发、取样、放放罐损失失总计为为总料液液的155%大、中、小小罐通气气量分别别为2.0、1.55、0.665(每分钟钟内单位位体积发发酵液通通入的空空气的量量)氨氮的利利用情况况,培养养20-40小小时,每每4小时时补一次次,每次次10-15LL,控氨氨水平在在45mmg/1100m
7、ml以上上培养基配配比:小罐中罐大罐全料稀料组成配比(%)配比(%)配比(%)配比(%)配比(%)黄豆饼粉粉3.02.53.03.53.0淀粉2.52.58.06.53.0氯化钠0.40.3660.20.4碳酸钙0.60.41.10.40.4磷酸二氢氢钾0.00050.0003磷酸氢二二钾0.00050.0003植物油42.6770.412、提取取基本工艺艺参数名称参数名称参数脱色岗位位收率99.224%发酵液效效价350000u/ml结晶干燥燥岗位收收率86%滤液效价价110000u/ml过滤岗位位收率116%母液效价价13700u/mml总收率99%湿晶体含含水量30%发酵液密密度1.58
8、8kg/L酸化液中中草酸含含量2.3% g/ml滤液密度度1.022kg/L酸化加黄黄血盐量量0.255% gg/mll20%氨氨水密度度0.922kg/L酸化加硫硫酸锌量量0.188% gg/mll氨水加量量12%成品含水水量1.5%脱色保留留时间30-550分钟钟酸化加水水量230%v/vv滤液通过过树脂罐罐的线速速度控制制在0.0011-0.0022m /s土霉素提提取操作作工艺参参数一览览表名称反应时间间( + 、)/hh装料系数数酸化稀释释40.700结晶80.7001.3本本设计基基本内容容1.3.1工艺艺流程设设计根据设计计任务,查查阅有关关资料、文文献,搜搜集必要要的技术术资料
9、,工工艺参数数,进行行生产方方法的选选择比较较,工艺艺流程与与工艺条条件确定定的论证证。简述述工艺流流程。1.3.2工艺艺计算物料衡算算:每个个工序画画工艺流流程简图图,列出出所有工工艺参数数,计算算,列出出衡算表表,发酵酵和提取取列出物物料衡算算总表。热量衡算算:不要要求设备选型型:大、中中、小罐罐、通氨氨、补料料罐的尺尺寸及数数量;大大罐的罐罐壁、封封头、搅搅拌装置置及轴功功率。提提取工段段各工序序主要设设备尺寸寸及数量量。管道设计计:大罐罐主要接接管设计计,提取取各种设设备的主主要连接接管道。1.3.3完成成初步设设计阶段段图纸:设备流流程图、车车间平面面布置图图。第二章 工艺流流程设计
10、计2.1土土霉素生生产工艺艺流程简简介土霉素是是微生物物发酵产产物,目目前国内内土霉素素生产工工艺主要要含发酵酵和提取取两大步步。提取取工艺为为用草酸酸(或磷磷酸)做做酸化剂剂调节ppH值,利用黄黄血盐-硫酸锌锌作净化化剂协同同去除蛋蛋白质等等高分子子杂质,然后用用1222#树脂脂脱色进进一步净净化土霉霉素滤液液,最后后调pHH至4.8左右右结晶得得到土霉霉素碱产产品。本本次设计计也按照照这个工工艺流程程,分为为三级发发酵、酸化、过过滤、脱脱色、结结晶、干干燥等。2.2土土霉素生生产总工工艺流程程图发酵液酸 化稀释稀释液板框过滤菌丝122#树脂脱色脱色液过滤pH=4.8结晶氨水滤液母液离心分离
11、湿晶体干燥土霉素产品结晶液草酸,黄血盐,硫酸锌,去离子水发 酵第三章 物料衡衡算3.1总总物料衡衡算纯品土霉霉素的量量:800099% =7922 t/a效价价:799210910000 =7.99210144 单位位/a土霉素的的生产过过程总收收率为999%则发酵时时的总效效价:77.92210144/999% =810144 单位位/a发酵液的的效价:350000单单位/mml发酵液的的体积:810144/3550000 =22.29910100 mll =22.299104 m33.2干干燥工序序物料衡衡算湿晶体3.58t/d干 燥干晶体2.54t/d水分1.04t/d干晶体重重:800
12、0(1-1.55% )=7888 t/a湿基含水水量:WW1=330%/(1-30%) =0.443干基含水水量:WW2=11.5%/(11-1.5%) =00.022应除去的的水分:7888(0.43-0.002)=3233.088 t/a湿晶体的的量:7788+3233.088 =111111.088 t/a表3-11干燥工工序物料料衡算表表干燥前干燥后项目质量t/a质量t/d项目质量t/a质量t/d湿晶体的的量11111.0883.588干晶体的的量7882.544除去的水水分323.081.044总量11111.0883.588总量11111.0883.5883.3脱脱色结晶晶工序物物
13、料衡算算脱色提取滤 液277.57t/d氨 水33.31t/d母 液307.35t/d湿晶体3.53t/d母液效价价:13370uu/mll 氨氨水加量量:122%由效价守守恒得母母液体积积:733.73310635000099.24%1166%(1-86%)/113700106=3003.557m3氨水:2277.5712%=333.311t湿晶体:3.558 tt/d母液:2277.57+33.31-3.558=3307.35tt/d表3-22 脱色色提取工工序物料料衡算表表脱色提取取前脱后色提提取项目质量(tt/d)质量(tt/周期期)项目质量(tt/d)质量(tt/周期期)滤液277.
14、5722433.699母液307.3524844.411氨水33.331269.26湿晶体3.53328.553总量315.8825122.955总量315.8825122.9553.4酸酸化稀释释过滤工工序物料料衡算酸 化 稀 释 过 滤草 酸 1.70 t/d黄血盐0.18 t/d硫酸锌0.13 t/d水169.58 t/d发酵液 116.49 t/d菌丝 10.59 t/d滤液277.57 t发酵液效效价:3350000u/ml 滤液效效价:1110000u/ml 由效价守守恒得滤滤液的体体积:773.7731063500001.116/1110000106=2772.113m3滤液:2
15、272.131031.002=2277.57 t 每天/t 草酸:773.7731032.33%10-33= 11.700黄血盐:73.731030.775%10-33= 00.188硫酸锌:73.731030.118%10-33= 00.133水:733.7332= 1447.446发酵液:73.731031.558= 1166.499总: 2665.997表3-33 酸化化稀释过过滤工艺艺物料衡衡算表酸化过滤滤前酸化过滤滤后项目质量(tt/d)质量(tt/周期期)项目质量(tt/d)质量(tt/周期期))草酸1.70013.771滤液277.5722433.699黄血盐0.1881.499
16、菌丝10.55984.995硫酸锌0.1331.077水169.5813700.766发酵液116.49941.66总量288.0823288.644总量288.0823288.6443.5发发酵工序序物料衡衡算发 酵发酵液73.73 m3/d损失13.01 m3/d黄豆饼粉2.62 m3 /d淀粉6.77 m3 /d氯化钠0.17 m3 /d碳酸钙 0.91 m3 /d植物油0.34 m3/d接种量1.61 m3 /d氨(碱)0.09 m3 /d配料水71.93m3 /d每天发酵酵液的量量:2.29104/3115=773.773 mm3逃液,蒸蒸发,取取样,放放灌损失失总计为为总料液液的
17、115%每天损失失的量:73.7315%/(11-155%)=13.01 m3每天离开开发酵罐罐的总量量:733.733+133.011=866.744m3大罐一个个发酵周周期内所所需全料料的量: 322m3 一天天内所需需:322/199424=3.995 mm3大罐一个个发酵周周期内所所需稀料料的量: 177 m33 一一天内所所需:117/119424=2.110 mm3发酵前加加入的物物料量:(733.733+122.666)-33.955-2.10=80.69 m3 每每天 每周期期(1944/244)黄豆饼粉粉:800.6993%+3.9953.55%+22.1003%= 22.6
18、22 m33 221.119 mm3淀粉:880.6698%+3.9956.55%+22.1003%= 6.777 mm3 554.776 mm3氯化钠:80.690.22%+22.1000.44%= 0.17 m3 11.377 m33碳酸钙:80.691.11%+33.9550.44%+22.1000.44%=00.911 m33 77.377 m33植物油:80.690.44%+22.1001%= 0.34 m3 22.799 m33接种量:80.6920%/199424= 1.661 mm3 113.004 mm3碱:800.6990.00156= 0.009 mm3 00.733 m
19、33配料水: 711.933 m33 5881.443 mm3表4发酵酵工序物物料衡算算表进入发酵酵罐的量量离开发酵酵罐的量量项目体积(mm3/d)体积(mm3/周期期)项目体积(mm3/d)体积(mm3/周期期)黄豆饼粉粉2.62221.119发酵液73.773595.98淀粉6.77754.776损失13.001105.16氯化钠0.1771.377碳酸钙0.9117.377植物油0.3442.799接种量1.61113.004氨(碱)0.0990.733配料水71.993581.43总量86.774701.15总量86.774701.15第四章 设备选选型4.1发发酵罐4.1.1发酵酵罐
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