土霉素车间工艺课程设计

1课程设计题目：年产800吨土霉素工厂设计设计内容26页图纸4张指导老师：学生姓名：学号：所在班级：2年产800吨土霉素车间工艺设计摘要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)做酸化剂调节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#树脂脱色进一步净化土霉素滤液,最后调pH至4.8左右结晶得到土霉素碱产品。本次设计也按照这个工艺流程，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。3目录第1章绪论…………………………………………………………..5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.....................................................................................8第2.1节土霉素生产工艺流程简介...............................................................8第2.2节土霉素生产总工艺流程图...............................................................8第3章物料衡算.............................................................................................9第3.1节土霉素总物料衡算............................................................................9第3.2节土霉素干燥工序物料衡算...............................................................9第3.3节土霉素脱色结晶工序物料衡算......................................................9第3.4节土霉素酸化稀释过滤工序物料衡算............................................10第3.5节土霉素发酵工序物料衡算............................................................11第4章设备选型...........................................................................................13第4.1节发酵罐...........................................................................................13第4.2节二级种子罐..................................................................................17第4.3节一级种子罐..................................................................................19第4.4节氨水储罐......................................................................................224第4.5节补料罐...........................................................................................22第4.6节酸化罐..........................................................................................22第4.7节结晶罐..........................................................................................23第4.8节干燥器..........................................................................................23第4.9节车间设备一览表.............................................................................24第5章车间布置设计...................................................................................25第6章结论...................................................................................................25参考文献.........................................................................................................265第一章绪论1.1引言土霉素Terramycin(Oxytetracycline)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。土霉素属四环素类抗生素，广谱抑菌剂。许多立克次体属、支原体属、衣原体属、螺旋体对其敏感。其他如放线菌属、炭疽杆菌、单核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、耶尔森菌等亦较敏感。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。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，临床常见病原菌对土霉素素耐药现象严重，并且由于其副作用严重，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=310d/a1、发酵基础工艺参数土霉素的发酵周期T为184小时，辅助时间为10小时，发酵中罐周期为44小时，辅助时间4小时OHHCH3OOHOHOHON(CH3)2CONH2图一土霉素分子式6发酵周期为35小时，辅助时间3小时接种比为5%，液体损失率为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需稀料的量为：17m3逃液、蒸发、取样、放罐损失总计为总料液的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）氨氮的利用情况，培养20-40小时，每4小时补一次,每次10-15L，控氨水平在45mg/100ml以上培养基配比：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3.02.53.03.53.0淀粉2.52.58.06.53.0氯化钠0.40.360.20.4碳酸钙0.60.41.10.40.4磷酸二氢钾0.0050.003磷酸氢二钾0.0050.003植物油42.670.412、提取基本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总收率99湿晶体含30%7%水量发酵液密度1.58kg/L酸化液中草酸含量2.3%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滤液通过树脂罐的线速度控制在0.001-0.002m/s土霉素提取操作工艺参数一览表名称反应时间(τ+τ、)/h装料系数φ酸化稀释40.70结晶80.701.3本设计基本内容1.3.1工艺流程设计根据设计任务，查阅有关资料、文献，搜集必要的技术资料，工艺参数，进行生产方法的选择比较，工艺流程与工艺条件确定的论证。简述工艺流程。1.3.2工艺计算物料衡算：每个工序画工艺流程简图，列出所有工艺参数，计算，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。89第二章工艺流程设计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)做酸化剂调节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#树脂脱色进一步净化土霉素滤液,最后调pH至4.8左右结晶得到土霉素碱产品。本次设计也按照这个工艺流程，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10第三章物料衡算3.1总物料衡算纯品土霉素的量：800×99%=792t/a效价：792×109×1000=7.92×1014单位/a土霉素的生产过程总收率为99%则发酵时的总效价：7.92×1014/99%=8×1014单位/a发酵液的效价：35000单位/ml发酵液的体积：8×1014/35000=2.29×1010ml=2.29×104m33.2干燥工序物料衡算干晶体重：800×（1-1.5%）=788t/a湿基含水量：W1=30%/(1-30%)=0.43干基含水量：W2=1.5%/(1-1.5%)=0.02应除去的水分：788×（0.43-0.02）=323.08t/a湿晶体的量：788+323.08=1111.08t/a表3-1干燥工序物料衡算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湿晶体的量1111.083.58干晶体的量7882.54除去的水分323.081.04总量1111.083.58总量1111.083.583.3脱色结晶工序物料衡算湿晶体3.58t/d干燥干晶体2.54t/d水分1.04t/d11母液效价：1370u/ml氨水加量：12%由效价守恒得母液体积：73.73×106×35000×99.24%×116%×（1-86%）/1370×106=303.57m3氨水：277.57×12%=33.31t湿晶体：3.58t/d母液：277.57+33.31-3.58=307.35t/d表3-2脱色提取工序物料衡算表脱色提取前脱后色提取项目质量（t/d）质量(t/周期)项目质量（t/d）质量(t/周期)滤液277.572243.69母液307.352484.41氨水33.31269.26湿晶体3.5328.53总量315.882512.95总量315