年产300吨庆大霉素发酵车间的工艺设计_课程设计任务书(编辑修改稿)

年产300吨庆大霉素发酵车间的工艺设计_课程设计任务书(编辑修改稿)内容摘要：

178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 21 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 21 生产过程中三废排放情况178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 21 处理方案178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 21 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 21 生产特点178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 21 工业卫生及安全防护要求178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 21 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 21 能耗分析178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 21 节能措施178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 22 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 22 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 22 3 任 务 书 课题：年产 300 吨庆大霉素发酵车间的工艺设计 一、课题的目的、意义： 通过该课程的学习将化工原理、工程制图、药剂学、制药工程等方面的知识有机地联系在一起并用于实际生产设计中，巩固已学的知识。 掌握制药工程设计的任务、步骤和方法， 完成制药工程中某单元反应或局部车间的初步设计，为以后的毕业设计打下基础。 通过模拟工程设计，了解工程设计的一般过程，学会收集数据、查找手册、工艺计算、罐体设计以及车间设计平面图设计，掌握工程设计中物料衡算、能量衡算，设备计算等计算。 二、制药工程课程设计的内容和要求： 课程设计是制药工程课程中综合性和实践性较强的环节，要求学生能利用本课程与前修课程的基础知识，了解工程设计的基本内容，掌握药厂设计的基本步骤和方法，培养学生综合应用知识解决实际问题的能力，培养学生工程实际理念和严谨的科学作风。 本课程包含课程涉及的基础知识，包括工艺设计说明书、工艺路线的选择、物料衡算或能量衡算或主体设备设计计算及选型等，并绘制带控制点工艺流程图或车间平面布置图或主体设备图。 三、设计说明书及图纸要求： 设计工作量要求： 应按设计工作安排圆满完成设计任务，完成一张 A1 设计图纸，编写课程设计说明书； 说明书及图纸质量要求： 设计说明书应包括设计任务书、工艺路线的选择、物料衡算或能量衡算或主体设备计算及选型等，参考文献等相关内容，做到条理清楚，论据充分，计算详实。 图纸要求布局合理，线条清晰，粗实分明，图例图标符合设计 规范。 4 年产 300 吨庆大霉素发酵车间的工艺设计 设计依据 主要文件 :设计任务书 主要技术资料 设计技术指标 本设计主要以相关的发酵技术工艺、培养基配方、工艺流程等过程为基础和参考，来进行对年产 300 吨庆大霉素工程发酵车间工艺的设计。 主要设计的参考参数如下： （ 1）、发酵系统（产量 300 吨 /年） 发酵单位： 1400(u/ml） 成品单位： 600（ u/mg） 发酵周期： 136（ h） 发酵热： 5500 (kcal/m3h ) 装料系数： 75%（发酵罐） 65%（一级种子罐） 70%（二级种子罐） 总收率： 70% 染菌率： 3% 年工作日： 330（天） 发酵液粘度： 50（ CP） 发酵液重度： 1050（ kg/m3） （ 2）、无菌空气处理系统 空气处理量： 550（ m3 / min） 空压机出口压力： ~（ Mpa） 进罐空气温度： 40~45℃ 进总过滤器的相对湿度： 60% 空气洁净度： 100 级 （ 3）、连续灭菌系统 培养基灭菌处理量： 20（ m3/h） 连消灭菌温度： 135℃ （ 4）、后处理车间 提取总收率： 70%计算。 培养基配比 主要原料：黄豆饼粉，淀粉，葡萄糖； 主要辅料：氯化钠，硝酸钠，酵母粉，碳酸钙，蛋白胨，淀粉酶，消沫油等。 培养基配比 原料名称 一级种子罐 培养基配比 % 二级种子罐 培养基配比 % 发酵罐 培养基配比 % 全料 培养基配比 % 稀料 培养基配比 % 黄豆饼粉 葡萄糖 淀粉 氯化钠 氯化钴 硝酸钠 酵母粉 碳酸钙 蛋白胨 硫酸亚铁 磷酸二氢钾 淀粉酶（ kg） %淀粉量 %淀粉量 %淀粉量 5 玉米浆（ L/ m3） 消沫油 4 1 补料量 补氨水量： 8 L/m3 发酵液体积； 补氢氧化钠量： ~ L/m3 发酵液体积； 加消沫油量： 4 L/ m3 发酵液体积； 补全料量： 370 L/ m3 发酵液体积； 补稀料量： 200 L/ m3 发酵液体积。 接种量 （ 1） 一级种子罐至二级种子罐按 15%计算； （ 2） 二级种子罐至发酵罐按 15%计算。 培养基灭菌 （ 1） 一级种子罐及二级种子罐培养基采用实罐灭菌； （ 2） 发酵、全料、稀料采用连续灭菌； （ 3） 氢氧化钠、消沫油采用实灌灭菌； （ 4） 氨水采用过滤除菌。 移种 及补料方式 （ 1） 一级种子罐至二级种子罐移种设置一分配站； （ 2） 二级种子罐至发酵罐设置一分配站； （ 3） 灭菌的发酵培养基、全料、稀料至发酵罐设置一分配站； （ 4） 氢氧化钠至各发酵罐设置一分配站； （ 5） 消沫油至各发酵罐设置一分配站； （ 6） 氨水贮罐为每一发酵罐各设一台。 装料系数 一级种子罐： 65%，二级种子罐： 70%，发酵罐： 75% 通气量 一级种子罐： 2（ VVM），二级种子罐： (VVM)，发酵罐： (VVM) 转速范围 一级种子罐： 60~300（ RPM），二级种子罐： 60~240（ RPM） 发酵罐： 60~130（ RPM） 培养时间 一级种子罐： 64 小时，二级种子罐： 56 小时，发酵罐： 136 小时 1工艺参数控制要求 发酵系统：各罐通气量，罐温，溶氧，搅拌转速现场集中显示 /控制，上位机设置在控制室。 要求如下： ① 灌压现场指示；液位报警指示，手动加消泡剂； ② 罐温控制： 5 m3 罐及以下采用自动控制， 5 m3 罐以上采用加热、冷却手动切换，冷却自动控制，加热手动控制； ③ 空气流量：种子罐用转子流量计检测，发酵罐用涡轮流量计检测记录； ④ 溶氧：监测记录，通过手动调节搅拌转速、调节空气流量调节溶氧； ⑤ 自动补料：补料采 用气动隔膜阀计算机控制； ⑥ 转速显示及变频调速。 连消系统：温度、物料流量连锁控制。 空气系统：温度自动控制。 6 1生产用水要求 发酵工厂生产过程中的水可分为工艺用水与冷却用水。 工艺用水一般指配料水和用于制备软水、 无盐水等一次水，其质量标准接近于城市自来水标准。 罐冷。 蒸发浓缩的操作、溶酶蒸馏回收、空压 系统冷却均需要大量冷却水，所用冷却水须循环使用，冷却水的温度根据工艺要求选取。 ① 自来水：常温， （ MPa），用于配料、夏天实罐灭菌的前期冷却、清洗设备等； ② 循环水： 20— 23℃ (△ t=3℃ )， （ MPa），用于连续灭菌培养基冷却，空气冷却，发酵控温冷却； ③ 低温水： 9— 14℃ (△ t=5℃ )， （ MPa），用于夏天空气后级冷却及发酵控温冷却； ④ 冷盐水： 10— 0℃ (△ t=10℃ )， （ MPa），用于料液冷却保温。 1生产用蒸汽要求 发酵车间用汽压力 （ MPa） 1排水系统的划分 给排水系统可分为两种，一种是排放水指标达到排放要求可直接排放的水，另一种是含有杂质及毒性物质较多达不到直接排放要求的水，须经过废水回收站处理后方可排放。 设计原则 加强技术经济指 标作比较，善于从实际出发去分析研究问题，设计的技术经济指标以达到或超过国内同类型工厂生产实际平均先进水平为宜。 解放思想，积极采用新技术，力求设计在技术上具有现实性和先进性，在经济上具有合理性。 设计必须结合实际，因地制宜，体现设计的通用性和独特性相结合的原则，并适当留有发展余地。 发酵工厂设计还应考虑采用微生物发酵的工厂的独特要求，既要注意到周围的环境清洁卫生状况，又要注意到对工厂内车间之间对卫生、无菌、防火等条件的相互影响。 产品规格 化学结构：略 分子式、分子量： 抗生素 R1 R2 分子式 分子量 庆大霉素 C1 CH3 NHCH3 C21H43N5O7 庆大霉素 C2 H NH2 C19H39N5O7 庆大霉素 C1A CH3 NH2 C20H41N5O7 技术规格及质量标准见下表 技术规格及质量标准 项目 标准 美国药典 (23 版 ) 性状 白色或类白色粉末 生物效价（干） ≥ 590/mg 鉴别 呈正反应 比旋度 +107176。 —— +121176。 7 干燥失重 ≤ %(110℃真空， 3hr) 酸度 pH： 炽灼残渣 ≤ % 甲醇含量 ≤ % 热源 内毒素单位 /mg 庆大碱 120xxu/mg 合格 无菌 合格 (内控 )异常毒物 1200 u/ml 合格 降压物质 20xxu/kg 合格 重金属 ≤  ppm 钙离子 ≤ 5万单位 镁离子 ≤ 5万单位 有效期 5 年 产品主要物性 庆大霉素是碱性抗生素，临床上常用其硫酸盐。 硫酸庆大霉素为白色或微黄白色的粉末，无臭，对光、空气、广泛 pH 及热稳定 （在 pH 60℃保存 35~180 天，对溶液的效价影响不大，在 pH 4 以下，其效价降低 8%~30%），有吸湿性。 易溶于水，不溶于乙醇、丙酮、氯仿、乙醚及苯。 庆大霉素是一种杀菌力较强的广谱抗生素，对多种 G+和 G菌均有较强的抗菌作用，特别是铜绿假单胞菌比卡那霉素和新霉素强 5~10 倍（但不及多粘菌素 E），对金黄色葡萄球菌有良好的抗菌作用。 在临床上主要适用于败血症，呼吸道感染，尿路感染，眼、耳、鼻、喉部感染，治疗严重大面积烧伤，手术后的感染以及作为腹部手术前的肠道消毒，均有一定的疗效。 庆大霉素因使用剂量小，毒 副反应较新霉素、卡那霉素为轻。 分析方法 按 20xx 年版《中华人民共和国药典》（第二部）查出庆大霉素的分析方法为： 1. 取本品约 50mg，加水 1ml 溶解后，加 1N HCl 2ml，在水浴中加热 10 分钟，加 2N NaOH 2 ml 与 2%乙酰丙酮的水溶液 1ml，置水浴中加热 5 分钟冷却后，加对二甲基苯甲醛试剂 1ml，即显淡粉红色。 2. 取本品约 5mg，加水 1ml 溶解后，加 %茚三酮的水饱和亚丁醇溶液 1ml 与吡啶 ，在水浴中加热 5 分钟即显蓝紫色。 3. 硫酸根鉴别反应： 1) 加氯化钡有白色沉淀。 2) 加醋 酸铅。 3) 加盐酸不生成白色沉淀。 生产方法 生物合成庆大霉素的可能途径如下： D葡萄糖→ 2脱氧青蟹肌醇→ 2脱氧青蟹醇胺 ↓ ↓ D葡萄糖胺→ 巴龙胺 ← 2脱氧链霉胺 ↓ 8 庆大霉素 A ↓ C甲基化和差向异构化 庆大 X2 脱氧↓氨基化↓ L甲基化 抗生素 JI20A 抗生素 G418 脱氧↓ ↓脱氧，氨基化 庆大霉素 C1a 抗生素 JI20B ↓ N甲基化 ↓脱氧差向异构化 庆大霉素 C2b 庆大霉素 C2 ↓ N甲基化 庆大霉素 C1 注：本设计所采用的。