完整版土霉素车间工艺毕业课程设计.docx
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完整版土霉素车间工艺毕业课程设计
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:
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。
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22
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26
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),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=800ta
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=310da
1、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
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45mg100ml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
3.0
2.5
3.0
3.5
3.0
淀粉
2.5
2.5
8.0
6.5
3.0
氯化钠
0.4
0.36
0.2
0.4
碳酸钙
0.6
0.4
1.1
0.4
0.4
磷酸二氢钾
0.005
0.003
磷酸氢二钾
0.005
0.003
植物油
4
2.67
0.4
1
2、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
35000uml
结晶干燥岗位收率
86%
滤液效价
11000uml
过滤岗位收率
116%
母液效价
1370uml
总收率
99%
湿晶体含水量
30%
发酵液密度
1.58kgL
酸化液中草酸含量
2.3%gml
滤液密度
1.02kgL
酸化加黄血盐量
0.25%gml
20%氨水密度
0.92kgL
酸化加硫酸锌量
0.18%gml
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%vv
滤液通过树脂罐的线速度控制在0.001-0.002ms
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
4
0.70
结晶
8
0.70
1.3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。
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
第三章物料衡算
3.1总物料衡算
纯品土霉素的量:
800×99%=792ta
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:
7.92×101499%=8×1014单位a
发酵液的效价:
35000单位ml
发酵液的体积:
8×=2.29×1010ml=2.29×104m3
3.2干燥工序物料衡算
干晶体重:
800×(1-1.5%)=788ta
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)=323.08ta
湿晶体的量:
788+323.08=1111.08ta
表3-1干燥工序物料衡算表
干燥前
干燥后
项目
质量ta
质量td
项目
质量ta
质量td
湿晶体的量
1111.08
3.58
干晶体的量
788
2.54
除去的水分
323.08
1.04
总量
1111.08
3.58
总量
1111.08
3.58
3.3脱色结晶工序物料衡算
母液效价:
1370uml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:
3.58td
母液:
277.57+33.31-3.58=307.35td
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(td)
质量(t周期)
项目
质量(td)
质量(t周期)
滤液
277.57
2243.69
母液
307.35
2484.41
氨水
33.31
269.26
湿晶体
3.53
28.53
总量
315.88
2512.95
总量
315.88
2512.95
3.4酸化稀释过滤工序物料衡算
发酵液效价:
35000uml滤液效价:
11000uml
由效价守恒得滤液的体积:
73.73×106×35000×1.×106=272.13m3
滤液:
272.13×103×1.02=277.57t
每天t
草酸:
73.73×103×2.3%×10-3=1.70
黄血盐:
73.73×103×0.75%×10-3=0.18
硫酸锌:
73.73×103×0.18%×10-3=0.13
水:
73.73×2=147.46
发酵液:
73.73×103×1.58=116.49
总:
265.97
表3-3酸化稀释过滤工艺物料衡算表
酸化过滤前
酸化过滤后
项目
质量(td)
质量(t周期)
项目
质量(td)
质量(t周期))
草酸
1.70
13.71
滤液
277.57
2243.69
黄血盐
0.18
1.49
菌丝
10.59
84.95
硫酸锌
0.13
1.07
水
169.58
1370.76
发酵液
116.49
941.66
总量
288.08
2328.64
总量
288.08
2328.64
3.5发酵工序物料衡算
每天发酵液的量:
2.29×104315=73.73m3
逃液,蒸发,取样,放灌损失总计为总料液的15%
每天损失的量:
73.73×15%(1-15%)=13.01m3
每天离开发酵罐的总量:
73.73+13.01=86.74m3
大罐一个发酵周期内所需全料的量:
32m3一天内所需:
32194×24=3.95m3
大罐一个发酵周期内所需稀料的量:
17m3一天内所需:
17194×24=2.10m3
发酵前加入的物料量:
(73.73+12.66)-3.95-2.10=80.69m3
每天每周期(×19424)
黄豆饼粉:
80.69×3%+3.95×3.5%+2.10×3%=2.62m321.19m3
淀粉:
80.69×8%+3.95×6.5%+2.10×3%=6.77m354.76m3
氯化钠:
80.69×0.2%+2.10×0.4%=0.17m31.37m3
碳酸钙:
80.69×1.1%+3.95×0.4%+2.10×0.4%=0.91m37.37m3
植物油:
80.69×0.4%+2.10×1%=0.34m32.79m3
接种量:
80.69×20%194×24=1.61m313.04m3
碱:
80.69×0.015×6=0.09m30.73m3
配料水:
71.93m3581.43m3
表4发酵工序物料衡算表
进入发酵罐的量
离开发酵罐的量
项目
体积(m3d)
体积(m3周期)
项目
体积
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