年产5000吨土霉素工厂设计方案样本.docx
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1、年产5000吨土霉素工厂设计摘 要土霉素(Terramycin)是四环素类抗生素一个, 它是一类碱性广谱抗生素,它还有其它名称,叫做盐酸地霉素、地灵霉素、氧四环素(英文/拉丁名称Oxytetracycline,OTC)等。它是经过微生物发酵合成产生,在诊疗过程中含有一些副作用,能抵御多个球菌和杆菌感染,结晶粉末展现出金黄色或灰白色。现在,中国生产土霉素量已占据世界榜首,占70%。因为土霉素临床用药副作用大,作为兽用药副作用不显著,所以现在土霉素在畜用用药方面需求量很大。土霉素是链霉菌属,归类于放线菌种,它是微生物次级代谢产物,从选育出来高产菌株-龟裂链丝菌(streptomyces rimos
2、us)发酵液中提取得到。此次生产工厂设计采取是传统提取方法,总共触及好多个关键工程概念和单元操作;即依次进行种子培育、发酵、酸化、提取、过滤、脱色、结晶、离心、脱水等。众所周知,土霉素生产工艺是应用酸化剂(草酸或磷酸)来调整pH值;再利用黄血盐-硫酸锌革除蛋白质等高分子杂质,净化发酵产物;然后用型号为122-2树脂进行脱色,过滤净化土霉素滤液,最终把pH调到4.8左右,经过结晶取得土霉素碱产品1。此次设计根据以上所述工艺步骤,具体叙述了所需物料多少,发酵车间和提取车间各个阶段工艺操作和设备选型。自创了实践发酵车间安排,由计算得出设计2个发酵车间,车间建筑为三层,每个车间安装设备型号和数量全部是
3、经过具体计算,并合理部署。 关键词:土霉素;物料衡算;设备选型;工艺步骤;提炼工段Abstract:Terramycin is a class of tetracycline antibiotics, it is a class of basic broad-spectrum antibiotics, it also has other names, called doxorubicin, terpenycin, oxytetracycline (English / Latin name Oxytetracycline , OTC) and so on. It is produced by m
4、icrobial fermentation synthesis, in the course of treatment with some side effects, can resist the infection of a variety of cocci and bacilli, crystalline powder showing golden or gray. At present, Chinas production of oxytetracycline has occupied the top of the world, accounting for 70%. As the cl
5、inical side effects of oxytetracycline large, as a veterinary side effects is not obvious, so now oxytetracycline in the use of livestock is a great demand. Oxytetracycline is Streptomyces, classified as actinomycetes, which is the secondary metabolite of microorganisms and is extracted from the fer
6、mented broth of the highly proven strain, the strain of streptomyces rimosus. The production plant design is the traditional extraction method, a total of several important engineering concepts and unit operations; that is, followed by seed cultivation, fermentation, acidification, extraction, filtr
7、ation, decolorization, crystallization, centrifugation, dehydration and so on. It is well known that oxytetracycline production process is the use of acidifier (oxalic acid or phosphoric acid) to adjust the pH value; and then use the yellow blood salt - zinc sulfate to remove protein and other high
8、molecular impurities, purify the fermentation products; and then model 122-2 resin Decolorization, filtration and purification of oxytetracycline filtrate, and finally the pH adjusted to 4.8 or so, through the crystallization of oxytetracycline alkaline products 1.This design in accordance with the
9、above described process, detailing the number of materials required, fermentation workshop and extraction workshop at all stages of the process operation and equipment selection. Since the creation of the practice of fermentation workshop arrangements, calculated by the design of two fermentation wo
10、rkshop, workshop building for the three, each workshop to install the equipment model and quantity are calculated in detail, and reasonable layout.Key words: oxytetracycline; material balance; equipment selection; process flow.目 录第1章 绪论- 1 -1.1 土霉素概述- 1 -1.2设计目标任务- 1 -1.3本设计基础内容- 4 -1.3.1工艺步骤设计- 4 -
11、1.3.2工艺计算- 4 -1.3.3完成绘图- 4 -1.4 原料和产品规格- 4 -1.5 供电- 5 -第2章 总平面部署说明- 6 -2.1 工厂总平面部署设计标准- 6 -2.2 车间部署设计标准- 6 -第3章 工艺设计和计算- 7 -3.1发酵生产工艺- 7 -3.1.1土霉素生产工艺步骤介绍- 7 -3.1.2土霉素生产总工艺步骤图- 7 -3.2工艺计算- 8 -3.2.1发酵车间物料衡算- 8 -3.2.2提取车间物料衡算- 13 -3.3 动力消耗计算- 15 -3.3.1 电力概算- 15 -3.3.2 水概算- 15 -3.3.3 蒸汽概算- 16 -3.3.4无菌空
12、气概算- 16 -第4章 设备设计和选型- 18 -4.1 发酵车间- 18 -4.1.1 计算依据- 18 -4.1.2计算过程- 18 -4.2提取车间- 21 -4.2.1计算依据- 21 -4.2.2计算过程- 21 -4.3设备汇总- 27 -第5章 管道设计- 29 -5.1发酵罐接管设计- 29 -5.2酸化设备流体输送- 31 -5.3稀释设备流体输送- 32 -5.4板框过滤设备输送- 32 -第6章 车间设备部署设计- 33 -6.1车间设备部署设计标准- 33 -6.2车间设备部署- 33 -第7章 安全和环境保护- 34 -7.1 废水处理系统- 34 -7.1.1衡量
13、指标- 34 -7.1.2污水处理工艺步骤- 35 -7.2 废渣处理系统- 35 -7.2.1废渣处理及步骤- 36 -本设计采取处理方法是气流干燥湿菌丝- 36 -7.2.2污泥处理- 36 -7.3 废气处理系统- 36 -第8章 人员额定- 37 -8.1全厂定员编制- 37 -第9章 技术经济衡算- 40 -9.1设备规格- 40 -9.2投资概算- 41 -9.2.1设备购置、运输安装费- 41 -9.2.2建筑工程费- 41 -9.2.3总投资费用- 41 -9.2.4全厂最终投资- 41 -9.3产品成本概算- 42 -9.3.1可变成本- 42 -9.3.2固定成本- 43
14、-9.3.3生产总成本- 45 -9.4技术经济分析- 45 -9.4.1产品销售额- 45 -9.4.2税金- 45 -9.4.3销售利润- 45 -9.4.4投资回收期- 45 -9.4.5盈亏平衡点- 46 -参考文件- 47 -致 谢- 48 -第1章 绪论1.1 土霉素概述:土霉素(Terramycin)有两种完全不一样状态,一个是无定形粉末,而另一个是淡黄色结晶,它属于放线菌中链霉菌属。结构上含有母核,而且这个母核是四并苯基,想要形成不一样类别四环素类抗生素,替换基就要处于不一样位置上,又或四环上有着不一样类型替换基。图1 土霉素分子式广谱抑菌剂有很多个,土霉素就是其中一个。为何土
15、霉素能够发挥抗生素功效?其原因是在原核生物核糖体 30S亚基上A位点能够专一性和土霉素牢牢结合在一起,进而阻碍蛋白质翻译过程中肽链延长,达成抑制细菌生长效果。OTC对很多肠球菌属、立克次体属、支原体属、革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌等有抑制作用。其它比如肺炎球菌、弯曲杆菌、流感杆菌、沙门氏菌、炭疽杆菌、草绿色链球菌、布鲁菌属、奴卡菌属和克雷伯氏菌等亦较敏感12。现今,用于诊疗家畜药品和饲料添加剂中全部会用到土霉素, 使得畜禽生长加紧,加强畜禽免疫力。不过因为长久使用会使得其能产生较强抗药性,所以现在也越来越少使用土霉素了。土霉素还能够作为制造多西环素等关键原料。因为本品和不一样品种四环素类抗生素之
16、间有着相同化学结构,所以轻易产生交叉耐药 1415。而且因为其产生副作用较为严重,所以临床用药微乎其微。1.2设计目标任务年产5000吨(纯度: 99% )土霉素工厂设计一、基础数据设计年产量M = 5000t/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 =315 d/a 1、发酵基础工艺参数土霉素有184小时发酵周期, 10小时辅助时间发酵中罐有44小时周期,4小时辅助时间发酵周期为35小时,辅助时间3小时20%接种百分比, 15%液体损失率在一个发酵周期内,需要往大罐中加入全料量为:32m3在一个发酵周期内,需要往大罐中加入稀料量为:
17、17m3发酵液损失总计为总料液15%大罐通气量为2.0、中罐为1.5、小罐为0.65(每分钟内单位体积发酵液通入空气量)龟裂链丝菌株培育时长为20小时至40小时,补一次氨氮间隔时间为4小时,每次补充量控制在10至15L,培养基氨浓度控制在45mg/100ml以上:培养基关键成份见表1.1:表1.1培养基关键成份2、提取基础工艺参数表1.2 提取基础工艺参数名称参数名称参数脱色岗位收率99.24%发酵液效价35000u/ml结晶干燥岗位收率86%滤液效价11000u/ml过滤岗位收率116%母液效价1370u/ml产品纯度99%湿晶体含水量30%发酵液密度1.58kg/L酸化液中草酸含量2.3%
18、 g/ml滤液密度1.02kg/L酸化加黄血盐量0.25% g/ml20%氨水密度0.92kg/L酸化加硫酸锌量0.18% g/ml氨水加量12%成品含水量1.5%脱色保留时间30-50分钟酸化加水量230%v/v滤液经过树脂罐线速度控制在0.001-0.002m /s3.土霉素提取工艺参数一览表:表1.3 土霉素提取工艺参数一览表名称反应时间( + 、)/h装料系数酸化稀释40.70结晶80.701.3本设计基础内容1.3.1工艺步骤设计根据设计工作要求,在最初设计阶段到最终施工阶段,因为后期投入逐步加深,伴随多种相关专业对应工作任务开展,对于不完善地方加以修正,最终设计出一条合乎市场需要、
19、满足用户要求并能取得丰重利润工厂。 1.3.2工艺计算物料衡算:依据年产5000吨土霉素计算出需要采购原材料和辅料用量,总结出发酵和提取两个操作阶段工艺参数,最终列出物料衡算总表。热量衡算:不要求设备选择: 依据物料衡算及设备选型计算结果来确定关键设备数量。发酵罐和种子罐罐壁、封头、搅拌器安装及对应轴功率。管道设计: 关键是设计发酵车间和提取车间里管道。1.3.3完成绘图:总共要绘制4张图纸,包含工厂总平面布局图、带控制点工艺步骤图、车间设备部署图、关键设备装备图。1.4 原料和产品规格此次土霉素工厂设计关键原料是黄豆粉、工业淀粉、玉米浆等。所设计工厂应该和就近生物原料厂确定合作联盟关系,确保
20、原料价格合理、质量有保障,而且交通运输成本较低、方便;产品生产规格应该结合市场调研来做出对应调整,熟悉近几年土霉素生产概况和销售量,大规模生产土霉素产品有利于工厂收益。1.5 供电供电工程在生物工程工厂设计当中是无须不可少一个步骤。(1)供电系统 .土霉素工厂是一个生物制药行业,这个特殊行业要求必需二十四小时连轴生产。对电力要求十分严格,要确保稳定电流电压。(2) 供电方法 采取双回路变电站。 (3)特殊设备特殊电设施: 要安装应急照明灯、出入口安全标志灯,以防万一,好疏散职员抵达安全地带。因为工厂二十四小时连续生产,那些生物工厂设备轻易出现高温灼烧损坏,所以应该在线路上配接相当承受功率UPS
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