年產(chǎn)2千噸頭孢菌素的工廠設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì) 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)年產(chǎn)2千噸頭孢菌素的工廠設(shè)計(jì)院（系）： 生物與化學(xué)工程學(xué)院 年級專業(yè)： 10級生物工程 二零一三年五月可行性報(bào)告項(xiàng)目名稱：年產(chǎn)2千噸頭孢菌素的工廠設(shè)計(jì) 主辦單位： 攀枝花學(xué)院 設(shè)計(jì)單位： 攀枝花學(xué)院生物化工研究所 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì) 目錄一、項(xiàng)目總論11.1名稱及概況11.2承辦單位及概況11.3項(xiàng)目建設(shè)的必要性11.4項(xiàng)目建設(shè)的可行性11.5項(xiàng)目存在的主要問題及擬解決的途徑21.6項(xiàng)目的主要特色及創(chuàng)新之處2二、市場預(yù)測與建設(shè)規(guī)模22.1產(chǎn)品市場的供需狀況22.2產(chǎn)品目標(biāo)市場分析32.3產(chǎn)品價(jià)格與市場競爭力分析32.4建設(shè)規(guī)模3三、廠址選擇與建

2、廠條件33.3建廠具體條件分析3四、主要原材料與能源分析54.1菌種54.2輔助材料54.3能源來源54.4價(jià)格分析5五、項(xiàng)目的技術(shù)、設(shè)備、工程方案55.1項(xiàng)目的技術(shù)方案55.1.1工藝流程55.1.2發(fā)酵液預(yù)處理65.1.3過濾6 5.1.5脫色65.2項(xiàng)目的設(shè)備方案75.2.1輸送設(shè)備75.2.2 培養(yǎng)基滅菌設(shè)備75.2.3空氣壓縮及除菌設(shè)備85.3項(xiàng)目的工程方案105.3.1車間布置原則105.3.2供電工程：115.3.3供熱工程11六、安全和環(huán)境保護(hù)116.1廢水的危害116.2廢水處理系統(tǒng)116.2.1衡量指標(biāo)116.2.2工藝流程及各塔作用126.2.3 廢水中有機(jī)物的回收處理工

3、段126.3廢渣處理系統(tǒng)126.3.1廢菌渣的處理機(jī)流程136.3.2污泥處理136.4廢氣處理系統(tǒng)136.5 環(huán)境保護(hù)146.6 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)146.7消防146.7.1消防遵循的原則146.7.2 消防依據(jù)146.7.3 安全防護(hù)消防14七、企業(yè)組織與勞動(dòng)定員157.1企業(yè)組織與工作制度157.1.1組織機(jī)構(gòu)表157.1.2工作制度:157.2勞動(dòng)定員157.3人員來源與培訓(xùn)15八、財(cái)務(wù)評價(jià)158.1投資估算與籌資渠道158.2產(chǎn)值估算168.3財(cái)務(wù)評價(jià)168.4風(fēng)險(xiǎn)分析16九、結(jié)論16參考文獻(xiàn)17一、項(xiàng)目總論1.1名稱及概況年產(chǎn)2千噸頭孢菌素的工廠設(shè)計(jì)。頭孢菌素的概況：頭孢菌素又稱先鋒霉素，

4、是一類廣譜半合成抗生素，第一個(gè)頭孢菌素在20世紀(jì)60年代問世，目前上市品種已達(dá)60余種。產(chǎn)量占世界上抗生素產(chǎn)量的60%以上。頭孢菌素與頭孢菌素相比具有抗菌譜較廣，耐頭孢菌素酶，療效高、毒性低，過敏反應(yīng)少等優(yōu)點(diǎn)，在抗感染治療中占有十分重要的地位。頭孢菌素已從第一代發(fā)展到第四代，其抗菌范圍和抗菌活性也不斷擴(kuò)大和增強(qiáng)。 1.2承辦單位及概況我司是專業(yè)從事天然植物提取物和中藥化學(xué)對照品的研究、開發(fā)、供應(yīng)和相關(guān)技術(shù)支持的高新技術(shù)企業(yè),致力于中醫(yī)藥現(xiàn)代化和科技產(chǎn)業(yè)化。公司技術(shù)力量極其雄厚，管理和技術(shù)人員均具有碩士以上學(xué)歷，并擁有一支以研究生為主體的優(yōu)秀人才隊(duì)伍。公司擁有先進(jìn)的儀器設(shè)備，包括提取分離設(shè)備和質(zhì)

5、量控制儀器，如高效液相色譜儀、紫外可見分光光度計(jì)、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、多功能提取罐等。產(chǎn)品多以高效液相hplc作為質(zhì)量控制手段,達(dá)到或超過公認(rèn)國際標(biāo)準(zhǔn)。公司自建立以來，已與國內(nèi)眾多高校、科研院所和制藥企業(yè)建立了良好的合作關(guān)系，如北京大學(xué)、四川大學(xué)、中國藥科大學(xué)及中國科學(xué)院藥物研究所、南京野生動(dòng)植物研究所、正大天晴藥業(yè)、先聲藥業(yè)等。1.3項(xiàng)目建設(shè)的必要性頭孢菌素可進(jìn)入人體絕大多數(shù)的組織、器官、體液中，某些品種還可以順利透過血腦屏障進(jìn)入腦脊液和腦組織中，因此，對嚴(yán)重的細(xì)菌感染（包括中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生的細(xì)菌感染）有良好的療效，且對人體的毒性甚微，故廣泛用于葡萄球菌、鏈球菌、腸桿菌科細(xì)菌、銅綠假單胞菌等引起的呼

6、吸道、消化道、泌尿生殖道、皮膚軟組織、骨關(guān)節(jié)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)血源性感染。且其價(jià)格一般都較頭孢菌素等常用抗菌藥昂貴。因此，一些醫(yī)生在治療感染性疾病時(shí)，一般不把頭孢菌素作為首選藥物。由此可見項(xiàng)目建設(shè)的必要性。 1.4項(xiàng)目建設(shè)的可行性微生物發(fā)酵獲得 ，資源豐富。技術(shù)較成熟，經(jīng)濟(jì)前景好。第 17 頁 共 16 頁攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì) 1.5項(xiàng)目存在的主要問題及擬解決的途徑 現(xiàn)在面臨問題主要是資金問題、技術(shù)、人才問題 。目前對芒果葉及芒果苷的研究尚存在以下問題：一是基礎(chǔ)研究方面，有關(guān)芒果苷的標(biāo)準(zhǔn)品標(biāo)準(zhǔn)尚未制訂；對芒果苷的作用機(jī)理研究不夠深入。二是在臨床應(yīng)用方面，多局限于治療感冒咳嗽等疾病，而其他方面如潛

7、在的抗腫瘤、抗病毒的應(yīng)用相對較少。三是目前利用芒果葉開發(fā)的制劑品種為數(shù)甚少，劑型單一，更加限制其臨床應(yīng)用。如何充分、合理開發(fā)芒果葉資源，為其臨床應(yīng)用提供充分的藥學(xué)、藥理學(xué)依據(jù)，還有待在系統(tǒng)的藥效學(xué)、藥代動(dòng)力學(xué)、分子藥理學(xué)和制劑學(xué)等方面進(jìn)行進(jìn)一步的研究工作。1.6項(xiàng)目的主要特色及創(chuàng)新之處 品 名：頭孢菌素英 文：cephalosporins分子結(jié)構(gòu)：我們研究一種新的制備氨基基團(tuán)去酰基化的頭孢菌素的方法。通過：在一種側(cè)鏈前體物質(zhì)存在下對一種產(chǎn)頭孢菌素微生物進(jìn)行發(fā)酵，萃取存在于發(fā)酵液或培養(yǎng)基中的取代的頭孢菌素化合物到一種有機(jī)溶劑中，反萃取該取代的頭孢菌素化合物到水中，用一種二羧酸?；D(zhuǎn)移酶處理該水相

8、，從上述轉(zhuǎn)化液中分離如分子式（）所示的頭孢菌素化合物的結(jié)晶，其特征在于在將該取代的頭孢菌素化合物萃取到一種有機(jī)溶劑中之前，在酸性和升溫的條件下培養(yǎng)發(fā)酵液或培養(yǎng)基。本方法的進(jìn)一步改進(jìn)通過用酸化水洗滌第一次有機(jī)溶劑萃取物，和或?qū)⒃搨?cè)鏈萃取到一種有機(jī)溶劑中，和或用二氧化碳對在本發(fā)明方法的一個(gè)或多個(gè)階段中產(chǎn)生的頭孢菌素溶液進(jìn)行處理。二、市場預(yù)測與建設(shè)規(guī)模2.1產(chǎn)品市場的供需狀況頭孢菌素基本結(jié)構(gòu)均為7-氨基頭孢烷酸(7-aca)，具有-內(nèi)酰胺特征。頭孢類抗生素又可分為以7-adca為母核和以7-aca為母核的兩大系列。前一系列為頭孢菌素的深加工產(chǎn)品，其生產(chǎn)流程為頭孢菌素工業(yè)鹽7-adca半合成頭孢菌素，

9、主要產(chǎn)品有：頭孢氨芐、頭孢羥氨芐、頭孢拉定、頭孢克羅、頭孢他美脂等十幾個(gè)品種；后一系列為頭孢菌素的系列產(chǎn)品，其生產(chǎn)流程為頭孢菌素c(鋅鹽或鈉鹽)7-aca半合成頭孢菌素，主要產(chǎn)品有頭孢唑啉、頭孢哌酮、頭孢曲松、頭孢他定、頭孢噻肟、頭孢呋辛脂、頭孢地嗪等幾十個(gè)品種。7-adca與7-aca均被列入國家急需發(fā)展的重點(diǎn)醫(yī)藥中間體之中。據(jù)了解，現(xiàn)在生產(chǎn)頭孢氨芐的企業(yè)有華北制藥(相關(guān),行情)集團(tuán)、山東新華制藥(相關(guān),行情)集團(tuán)、東北制藥廠、哈爾濱制藥廠、上海第四制藥廠、廣東制藥廠、江西景明制藥集團(tuán)；生產(chǎn)頭孢拉定的企業(yè)有山東新華制藥集團(tuán)、上海第四制藥廠；生產(chǎn)頭孢羥氨芐的企業(yè)有山東新華制藥集團(tuán)、石家莊第一制

10、藥廠、上海第四制藥廠、廣東制藥廠。估計(jì)全年7-adca的總需求量在550t左右，我國僅有河南、廣東、浙江、黑龍江幾個(gè)廠家生產(chǎn)7-adca，總產(chǎn)量約200t/a，而進(jìn)口的數(shù)量比這要大得多。因此，7-adca的生產(chǎn)和應(yīng)用存在很大的發(fā)展空間。相信隨著研究的深入，頭孢菌素類藥物必將擁有很好的開發(fā)前景。2.2產(chǎn)品目標(biāo)市場分析頭孢菌素抗菌譜較頭孢菌素g廣,對金葡菌、化膿性鏈球菌、肺炎雙球菌、白喉?xiàng)U菌、肺炎桿菌、變形桿菌和流感桿菌等有效。臨床上主要用于耐藥金葡菌及一些革蘭氏陰性桿菌引起的嚴(yán)重感染，如肺部感染、尿路感染、敗血癥、腦膜炎及心內(nèi)膜炎等。2.3產(chǎn)品價(jià)格與市場競爭力分析第一代頭孢菌素頭孢唑琳鈉的批發(fā)價(jià)

11、是0.75元/0.5g，第二代頭孢菌素頭孢膚辛的價(jià)格是18.8元/0.75g，第三代頭孢菌素頭孢曲松的價(jià)格是2.8元/g，第四代頭孢菌素頭孢吡肟的價(jià)格是40-70元/0.5g 芒果苷具有下面作用有可能將代替?zhèn)鹘y(tǒng)藥品具有很強(qiáng)的市場競爭力第一代產(chǎn)品: 對革蘭陽性菌具有良好的抗菌作用，對革蘭陰性菌的作用稍差。如頭孢氨芐，用以治療敏感菌引起的呼吸道、尿路及皮膚軟組織感染。第二類產(chǎn)品：對革蘭陽性菌的作用與一代頭孢大致相當(dāng)，而對革蘭陰性菌的抗菌范圍比一代頭孢廣，抗菌作用也強(qiáng)。比起一代頭孢來，對肝腎的毒性也小些。第三類產(chǎn)品：主要是對革蘭陰性菌有很強(qiáng)的殺菌用。第四代產(chǎn)品：與第三代頭孢菌素相比，抗菌譜更廣，抗菌

12、活性更強(qiáng)，對細(xì)菌產(chǎn)生的-內(nèi)酰胺酶更穩(wěn)定。2.4建設(shè)規(guī)模按年工作日300天，年產(chǎn)2千噸，后面按市場需求變化生產(chǎn)。三、廠址選擇與建廠條件3.1建廠區(qū)域（省市州） 四川省攀枝花市3.2具體地址 攀枝花市米易經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)3.3建廠具體條件分析米易是以中山山地為主的山區(qū)縣。最高海拔3447米，最低海拔980米，平均海拔1836.2米（相對高差2467米）。全縣山林草坡面積占94.21%，耕地面積占5.11%，水面積占0.68%。全縣具有以南亞熱帶為基帶的立體氣候，年均氣溫19.7 ，雨量充足，年降雨量1100毫米。境內(nèi)光照充足，光照時(shí)數(shù)2217.3-2413.5小時(shí)，熱量豐富，無霜期301.8-313.7

13、天，冬暖春溫高，夏秋季節(jié)涼，冬春逆溫顯著，是天然的“大地溫室”，是全國少有的熱作區(qū)。水能資源豐富。米易縣水能資源豐富，全縣水電理論蘊(yùn)藏量48萬千瓦,可開發(fā)量21萬千瓦，現(xiàn)有水電裝機(jī)近4萬千瓦，正在建設(shè)裝機(jī)容量為3.2萬千瓦的灣灘水電站已有一臺機(jī)組發(fā)電，隨著安寧河流域水電梯級開發(fā)項(xiàng)目的實(shí)施，06年小三峽電站和城南電站竣工，到2010年全縣水電裝機(jī)容量將達(dá)到13.2萬千瓦?；A(chǔ)設(shè)施完善。米易縣城坐落在安寧河畔，近年來市政建設(shè)步伐加快，舊城改造力度加大，城北新區(qū)建設(shè)全面推進(jìn)，城市功能逐步完善。交通十分便利：成昆鐵路和214省道沿安寧河縱貫全境，縣鄉(xiāng)公路四通八達(dá)，縣城南距攀枝花市80公里，北距西昌市1

14、50公里?？v貫米易的西攀高速公路正在建設(shè)之中，米易占據(jù)三個(gè)出口。通訊便捷：擁有2.1萬多門國際、國內(nèi)直撥電話，無線市話小靈攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì) 通、全球通移動(dòng)電話、寬帶互聯(lián)網(wǎng)已開通使用。隨著國家實(shí)施西部大開發(fā)，特別是西攀高速公路的建成，白馬釩鈦磁鐵礦開發(fā)建設(shè)的興起，米易基礎(chǔ)設(shè)施將更為配套完善，城市規(guī)模將迅速擴(kuò)大，縣域經(jīng)濟(jì)將得到更大發(fā)展，米易將成為攀西地區(qū)重要的生態(tài)旅游城市和商品集散地。綜上看來很適合生物工廠的創(chuàng)建。四、主要原材料與能源分析4.1菌種 頂頭孢霉hc981菌株系河北中潤公司101車間生產(chǎn)菌株。4.2輔助材料 培養(yǎng)基a、種子培養(yǎng)基：玉米漿、蔗糖、葡萄糖、dl蛋氨酸、豆油、caco3

15、，ph：6.56.6。b、發(fā)酵培養(yǎng)基：玉米漿、淀粉、糊精、蛋氨酸、葡萄糖、油、caco3、mgso4、(nh4)2so4、feso4、mnso4、znso4、cuso4，ph：6.06.1。方法補(bǔ)充a、降低補(bǔ)料濃度，增大補(bǔ)料量，提高放罐體積。b、在發(fā)酵過程中，不斷補(bǔ)料的同時(shí)，每隔一定時(shí)間取出一定體積的發(fā)酵液。c、頭孢菌素含量用hplc測定，其色譜條件為：色譜柱為c18，4.625mm；流動(dòng)相為乙腈：乙酸鈉緩沖液(1:50)，進(jìn)樣量20l，流速：2.0ml/min，檢測波長：254nm 4.3能源來源 電能4.4價(jià)格分析 經(jīng)分析可得產(chǎn)品利潤率在40%左右五、項(xiàng)目的技術(shù)、設(shè)備、工程方案5.1項(xiàng)目的

16、技術(shù)方案 5.1.1工藝流程菌種種子制備發(fā)酵發(fā)酵液預(yù)處理提取及精制成品包裝菌種的多級發(fā)酵:一級種子(種齡76h)一二級種子(種齡40h)一發(fā)酵，一級種子接入二級種子、二級種子接人發(fā)酵罐的接種量分別為10和17；通過壓差法接人，培養(yǎng)130150h，40h前控制為28，40h后控制為25。5.1.2發(fā)酵液預(yù)處理發(fā)酵結(jié)束后，發(fā)酵液中頭孢菌素的濃度通常很低，而雜質(zhì)的含量通常很高，包括有大量的菌體細(xì)胞、未用完的培養(yǎng)基、各種蛋白質(zhì)膠狀物以及其他代謝產(chǎn)物等。發(fā)酵液預(yù)處理主要去除兩大類物質(zhì)：一類是可溶性物質(zhì)，包括核酸、雜蛋白質(zhì)、不溶性多糖等，這些雜質(zhì)不僅使發(fā)酵液粘度提高，影響液固分離速率，而且還會影響提取操作

17、；另一類是某些無機(jī)鹽，它們不僅影響成品質(zhì)量，而且在采用離子交換法提取時(shí)，由于樹脂大量吸附無機(jī)離子而減少對抗生素的交換，因此，應(yīng)將這些無機(jī)離子，特別是高價(jià)金屬離子除去。 5.1.3過濾發(fā)酵液在萃取之前需預(yù)處理，發(fā)酵液加少量絮凝劑沉淀蛋白，然后經(jīng)真空轉(zhuǎn)鼓過濾或板框過濾，除掉菌絲體及部分蛋白。頭孢菌素易降解，發(fā)酵液及濾液應(yīng)冷至10 以下，過濾收率一般90%左右。菌絲體粗長10m，采用鼓式真空過濾機(jī)過濾，濾渣形成緊密餅狀，容易從濾布上刮下。濾液ph6.27-7.2，蛋白質(zhì)含量0.05-0.2%。需要進(jìn)一步除去蛋白質(zhì)。改善過濾和除去蛋白質(zhì)的措施：硫酸調(diào)節(jié)ph4.5-5.0，加入0.07%溴代十五烷吡啶p

18、pb，0.7%硅藻土為助濾劑。再通過板框式過濾機(jī)。濾液澄清透明，進(jìn)行萃取。5.1.4萃取頭孢菌素的提取采用溶媒萃取法。頭孢菌素游離酸易溶于有機(jī)溶劑，而頭孢菌素鹽易溶于水。利用這一性質(zhì)，在酸性條件下頭孢菌素轉(zhuǎn)入有機(jī)溶媒中，調(diào)節(jié)ph，再轉(zhuǎn)入中性水相，反復(fù)幾次萃取，即可提純濃縮。選擇對頭孢菌素分配系數(shù)高的有機(jī)溶劑。工業(yè)上通常用醋酸丁酯和戊酯。萃取23次。從發(fā)酵液萃取到乙酸丁酯時(shí)，ph選擇1.8-2.0，從乙酸丁酯反萃到水相時(shí)，ph選擇6.8-7.4。發(fā)酵濾液與乙酸丁酯的體積比為1.5-2.1，即一次濃縮倍數(shù)為1.5-2.1。為了避免ph波動(dòng)，采用硫酸鹽、碳酸鹽緩沖液進(jìn)行反萃。發(fā)酵液與溶劑比例為34。

19、幾次萃取后，濃縮10倍，濃度幾乎達(dá)到結(jié)晶要求。萃取總收率在85左右。所得濾液多采用二次萃取，用10%硫酸調(diào)ph2.03.0，加入醋酸丁酯，用量為濾液體積的三分之一，反萃取時(shí)常用碳酸氫鈉溶液調(diào)ph7.08.0。在一次丁酯萃取時(shí)，由于濾液含有大量蛋白，通常加入破乳劑防止乳化。第一次萃取，存在蛋白質(zhì)，加0.05-0.1%乳化劑ppb。萃取條件：為減少頭孢菌素降解，整個(gè)萃取過程應(yīng)在低溫下進(jìn)行（10 以下）。萃取罐冷凍鹽水冷卻。 5.1.5脫色萃取液中添加活性炭，除去色素、熱源，過濾，除去活性炭。5.1.6結(jié)晶萃取液一般通過結(jié)晶提純。頭孢菌素鉀鹽在醋酸丁酯中溶解度很小，在二次丁酯萃取液中加入醋酸鉀-乙醇

20、溶液，頭孢菌素鉀鹽就結(jié)晶析出。然后采用重結(jié)晶方法，進(jìn)一步提高純度，將鉀鹽溶于koh溶液，調(diào)ph至中性，加無水丁醇，在真空條件下，共沸蒸餾結(jié)晶得純品。直接結(jié)晶：在2次乙酸丁酯萃取液中加醋酸鈉乙醇溶液反應(yīng)，得到結(jié)晶鈉鹽。加醋酸鉀乙醇溶液，得到頭孢菌素鉀鹽。共沸蒸餾結(jié)晶：萃取液，再用0.5 m naoh萃取，ph6.4-4.8下得到鈉鹽水濃縮液。加2.5倍體積丁醇，1626，0.67-1.3kpa下蒸餾。水和丁醇形成共沸物而蒸出。鈉鹽結(jié)晶析出。結(jié)晶經(jīng)過洗滌、干燥后，得到頭孢菌素產(chǎn)品。5.2項(xiàng)目的設(shè)備方案5.2.1輸送設(shè)備 生產(chǎn)發(fā)酵工廠中，為提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、縮短生產(chǎn)周期，要求生產(chǎn)過程連續(xù)

21、進(jìn)行，組成自動(dòng)生產(chǎn)線。物料在一組設(shè)備上完成工序加工后，再由連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械將其運(yùn)送到另一組設(shè)備上進(jìn)行下一個(gè)工序加工，甚至有時(shí)直接就在連續(xù)運(yùn)輸機(jī)上進(jìn)行各種加工，這就使連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械成為工業(yè)自動(dòng)化的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。 根據(jù)輸送對象主要的輸送設(shè)備分：固體物料輸送設(shè)備，液體輸送設(shè)備和其他輸送設(shè)備。5.2.2 培養(yǎng)基滅菌設(shè)備 培養(yǎng)基滅菌是指從培養(yǎng)基中殺滅有生活能力的細(xì)菌營養(yǎng)體及其孢子，或從中將其除去。工業(yè)規(guī)模的液體培養(yǎng)基通常采用滅菌的方法除去雜菌，實(shí)驗(yàn)室所用的培養(yǎng)基也可采用過濾的方法除去雜菌。培養(yǎng)基滅菌的方式有兩種：分批滅菌和連續(xù)滅菌。分批滅菌也叫做實(shí)消法，是指將培養(yǎng)基置于發(fā)酵罐中用蒸汽加熱達(dá)到預(yù)定滅菌溫度后維持

22、一段時(shí)間，再冷卻到發(fā)酵溫度，然后接種發(fā)酵。它這種滅菌不需要其他設(shè)備。連續(xù)滅菌也叫連消法，是指配置好的培養(yǎng)基在向發(fā)酵罐輸送的同時(shí)即進(jìn)行加熱、保溫和冷卻三個(gè)過程。液體培養(yǎng)基的連續(xù)滅菌設(shè)備一般在由配料罐、泵、連消塔、維持罐和噴淋冷卻器組成的連消設(shè)備中進(jìn)行。實(shí)罐滅菌應(yīng)注意以下事項(xiàng)滅菌前罐內(nèi)均需用高壓水清洗，清除堆積物。滅菌時(shí)要保證各路進(jìn)氣暢通及罐內(nèi)培養(yǎng)基翻騰激烈。要控制好溫度和壓力，嚴(yán)防高溫、高壓悶罐，否則容易造成培養(yǎng)基成分破壞和ph的升高。滅菌時(shí)總蒸汽壓力要求不低于(3.03.5)105pa(絕壓)，是用壓力不低于2105pa(絕壓)滅菌過程中要保持壓力穩(wěn)定，要嚴(yán)防泡沫升至罐頂或逃液。為節(jié)約蒸汽用量

23、，排氣量不宜過大，但排氣要去保持暢通。實(shí)罐滅菌或空罐滅菌時(shí)必須避免“死角”，即蒸汽到達(dá)不了或達(dá)不到滅菌溫度的地方，以免滅菌比徹底而使系統(tǒng)染菌。采用實(shí)罐時(shí)，配制培養(yǎng)基是要防止原料結(jié)塊，在配料罐出口處應(yīng)裝有篩板過濾器(篩孔直徑0.5mm)，以防止培養(yǎng)集中的塊狀物及異物進(jìn)入罐內(nèi)。配料罐要注意清洗和滅菌。滅菌結(jié)束后，要引入無菌空氣保持罐壓，這樣可避免罐壓迅速下降，以致產(chǎn)生負(fù)壓并抽吸外界空氣。子引入無菌空氣前，罐內(nèi)壓力必須低于分過濾器壓力，否則培養(yǎng)基(或物料)將倒流入過濾器內(nèi)由于實(shí)消設(shè)備加熱和冷卻所需時(shí)間比較長，發(fā)酵罐的利用率不高，培養(yǎng)基中營養(yǎng)成分會遭到一定程度的破壞，而連消法會避免這些發(fā)生，雖然設(shè)備多

24、一點(diǎn)，但在工業(yè)生產(chǎn)中，為了提高效率和減少成本的浪費(fèi)，從長遠(yuǎn)角度考慮，一般會采用連消法。配料罐 送料泵 預(yù)熱罐 噴射塔（連消塔） 加熱器 維持罐 冷卻器 發(fā)酵罐圖1 加熱器示意圖5.2.3空氣壓縮及除菌設(shè)備空氣除菌就是除去或殺滅空氣中的微生物。常用的除菌方法有介質(zhì)過濾、輻射、化學(xué)藥品、加熱、靜電吸附等。制藥工業(yè)過程所需的無菌空氣要求甚高，用量大，故要選擇運(yùn)行可靠、操作方便、設(shè)備簡單、節(jié)省材料和減少動(dòng)力消耗的有效除菌方法。 微生物體積很小，空氣中附著在塵埃上的微生物大小為0.55m。過濾介質(zhì)可以除去游離的微生物和附著在其他物質(zhì)上的微生物。其原理在于空氣通過過濾介質(zhì)時(shí)，顆粒在離心場產(chǎn)生沉降，同時(shí)慣性

25、碰撞產(chǎn)生摩擦黏附，顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)使微粒之間相互集聚成大顆粒，顆粒接觸介質(zhì)表面，直接被截留。氣流速度越大，慣性越大，截留效果越好。慣性碰撞截留起主要作用，另外靜電引力也有一定作用。無菌空氣的制備一般是把吸入的空氣先經(jīng)過壓縮機(jī)前的過濾器過濾，再進(jìn)入空氣壓縮機(jī)，從空氣壓縮機(jī)出來的空氣(一般壓力在1.96105pa以上，溫度120150)，再冷卻到25，最后通過總過濾器和分過濾器除菌，從而獲得潔凈度、壓力、溫度和流量都符合要求的無菌空氣。具有一定壓力的無菌空氣可以克服在預(yù)處理、過濾除菌及有關(guān)設(shè)備、管道、閥門匯總的壓力損失，并在培養(yǎng)過程中能夠使發(fā)酵罐維持一定的罐壓。因此，過濾除菌的流程必須有供氣設(shè)備空氣

26、壓縮機(jī)，對空氣提供足夠的能量，同時(shí)還要具有高效的過濾除菌設(shè)備以除去空氣中的微生物顆粒。要保持過濾器在比較高的效率下進(jìn)行過濾，并維持一定的氣流速度和不受油、水的干擾，則要有一系列的加熱、冷卻及分離和除雜設(shè)備來保證。空氣預(yù)處理與設(shè)備 采風(fēng)塔：在工廠的上風(fēng)頭，高度一般在20m左右，設(shè)計(jì)流速8m/s?？山ㄔ诳諌簷C(jī)的屋頂上。粗過濾器：安裝在空壓機(jī)吸入口前，前置過濾器。作用是截留空氣中較大的灰塵，保護(hù)壓縮機(jī)，減輕總過濾器的負(fù)擔(dān)，也能起到一定除菌作用。介質(zhì)為泡沫塑料(平板式)或無紡布(折疊式)，流速0.10.5m/s。要求是阻力小，容灰量大。空氣壓縮機(jī)：作用是提供空氣流動(dòng)的動(dòng)力。常用往復(fù)式、螺桿式、渦輪式空

27、壓機(jī)。空氣貯罐：消除壓縮空氣的脈動(dòng)，用于往復(fù)式空壓機(jī)。螺桿和渦輪式提供均勻連續(xù)空氣可省去。設(shè)置在空壓站附近。冷卻器：空氣壓縮機(jī)出口氣溫一般在120，必需冷卻。在潮濕季節(jié)，除濕?？諝饫鋮s器的傳熱系數(shù)為105w/(m2)。采用雙程或四程結(jié)構(gòu)，兩級串聯(lián)使用。第一級循環(huán)水冷卻，第二級低溫水(9)冷卻。設(shè)置在發(fā)酵車間外。壓縮空氣每經(jīng)過1m管道，溫度下降0.51.0。 油水分離與設(shè)備：除去空氣中油和水，保護(hù)過濾介質(zhì)。旋風(fēng)分離器和絲網(wǎng)除沫器兩類。旋風(fēng)分離器，利用離心沉降原理。結(jié)構(gòu)簡單，阻力小，分離效率高。壓縮空氣的速度1525m/s，切線方向進(jìn)入旋風(fēng)分離器，在環(huán)隙內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，水滴或固體顆粒被甩向器壁，而收

28、集。完全除去20m以上離子，對10m離子的分離效率為6070%。絲網(wǎng)除沫器：利用慣性攔截原理。對1m以上的霧滴除去率98%。空氣加熱設(shè)備：空氣相對濕度仍然為100%，需要降到70%以下，才能進(jìn)入空氣過濾器。列管式換熱器，空氣走管程，蒸汽走殼程。套夾式加熱器，空氣走管程，蒸汽走夾套空氣過濾介質(zhì)與設(shè)備：要求除菌效率高，耐受高溫高壓，不易被油水污染，阻力小，成本低，易更換。常用的介質(zhì)有棉花、活性炭、玻璃棉、超細(xì)比例纖維紙、石棉濾板等。纖維及顆粒介質(zhì)過濾器：圓筒形，直徑2.53m?？讖?015mm?？諝鈴南路竭M(jìn)入，上方引出。常用介質(zhì)棉花、玻璃纖維、活性炭等。空氣流速0.20.3m/s?？勺鳛榭傔^濾器。

29、總過濾器每月滅菌一次。應(yīng)該有備用過濾器，滅菌時(shí)交換使用。實(shí)驗(yàn)室采用一級過濾器，生產(chǎn)規(guī)模設(shè)置二、三級過濾器，第一級為總過濾器，二、三級為分過濾器。空氣過濾除菌的工藝流程高空蒸汽 前置過濾器 空氣壓縮機(jī) 空氣儲罐 第一節(jié)冷卻器旋風(fēng)分離器 第二節(jié)冷卻器 絲網(wǎng)除沫器 空氣加熱器 總加熱器進(jìn)罐前 預(yù)處理器 分過濾器（精過濾器） 蒸汽過濾器 5.3項(xiàng)目的工程方案5.3.1車間布置原則5.3.1.1制劑車間布置時(shí)首先要滿足一般工廠布置的要求： 最大限度地滿足工藝生產(chǎn)包括設(shè)備維修的要求。 有效地利用車間建筑面積(包括空間)和土地。 要為車間的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)先進(jìn)合理以及節(jié)能等要求創(chuàng)造條件。 考慮其他專業(yè)對本車間布

30、置的要求。 要考慮車間的發(fā)展和廠房的擴(kuò)建。 車間中所采取的勞動(dòng)保護(hù)、防腐、防火、防毒、防爆及安全衛(wèi)生等措施是否符合要求。 本車間與其他車間在總平面圖上的位置合理，力求使它們之間輸送管線最短，聯(lián)系最快 考慮建設(shè)地區(qū)的氣象、地質(zhì)、水文等條件。 人流物流不能交錯(cuò)。5.3.1.2除此以外制劑廠還必須滿足gmp的要求，具體如下：車間宜選在周圍環(huán)境較清潔或綠化較好的地區(qū)。車間內(nèi)建筑物布置時(shí)應(yīng)將潔凈度高的車間盡量形成獨(dú)立小區(qū)，盡量遠(yuǎn)離產(chǎn)塵量大的車間。5.3.2供電工程： 圖2 工廠供電系統(tǒng)圖 5.3.3供熱工程考慮設(shè)一臺大的供暖鍋爐，在天氣比較暖和情況下用本鍋爐帶所有熱負(fù)荷，然后根據(jù)熱水耗熱量增設(shè)一臺調(diào)峰鍋

31、爐，在天氣嚴(yán)寒情況下，局部時(shí)間開啟調(diào)峰鍋爐帶熱水負(fù)荷。鍋爐臺數(shù)越多應(yīng)該越不經(jīng)濟(jì)，可以考慮用調(diào)峰鍋爐當(dāng)備用鍋爐，在采暖鍋爐檢修情況下，開啟調(diào)峰鍋爐帶所有熱負(fù)荷，局部用戶供暖溫度不達(dá)標(biāo)做好解釋工作，但是必須加強(qiáng)檢修工作管理，做到8小時(shí)之內(nèi)消除缺陷，對于一年只運(yùn)行半年的鍋爐來說，只要做好停暖期的檢修工作，應(yīng)該是沒問題的。六、安全和環(huán)境保護(hù)6.1廢水的危害抗生素原料藥生產(chǎn)檢驗(yàn)等過程中，排除的廢水可能含有致病性細(xì)菌，病毒，微生物，化學(xué)污染等有害污染物。這些污染物有極大的危害性，廢水如不進(jìn)行嚴(yán)格的處理便直接排放，將污染水資源，化生態(tài)環(huán)境，有可能引起傳染病的流行，嚴(yán)重影響人類健康。6.2廢水處理系統(tǒng)廢水的處

32、理主要是采用的耗氧細(xì)菌將有機(jī)物分解成無毒的可以排放的物質(zhì)，其中包括肪酸類、醇類、氨、二氧化碳等和厭氧細(xì)菌(主要是產(chǎn)甲烷菌)利用乙酸或氫氣和二氧化碳形成ch4。其中產(chǎn)生的ch4可以為居民和工廠提供一定的能源，從而可以節(jié)省經(jīng)濟(jì)開支，為工廠獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益。其中頭孢菌素生產(chǎn)中主要污染來自頭孢菌素和萃取溶劑以及洗罐水。 6.2.1衡量指標(biāo) 水污染的程度是通過水質(zhì)指標(biāo)來衡量的。水質(zhì)指標(biāo)主要是溫度、色度、嗅和味、渾濁度、透明度、懸浮固體、電導(dǎo)率、堿度、硬度、各種陰、陽離子、各種重金屬、農(nóng)藥、溶解氧(do)、化學(xué)需氧量(cod)、生化需氧量(bod)、細(xì)菌總數(shù)、總大腸桿菌群數(shù)等。目前最為普遍使用和最具有重

33、要意義的有機(jī)物質(zhì)綜合指標(biāo)是：化學(xué)需氧量、耗氧量和生物化學(xué)需氧量三種?；瘜W(xué)需氧量cod：在一定嚴(yán)格條件下，水中各種有機(jī)物質(zhì)與外加的強(qiáng)氧化劑作用時(shí)消耗的氧化劑量。結(jié)果用氧的mg/l數(shù)來表示。用來表示廢水中有機(jī)物質(zhì)的總含量。 6.2.2工藝流程及各塔作用圖3 工藝流程圖調(diào)節(jié)池：作用是對不同時(shí)間或不同來源的廢水進(jìn)行混合，使流出的水質(zhì)比較均勻，調(diào)節(jié)池是不能除去污染物的。氣浮池：利用氣浮法來除去水中污染物，氣浮就是利用高度分散的微小氣泡作為載體去粘附廢水中的污染物，使其密度小于水而浮到水面以實(shí)現(xiàn)固液或液液分離的過程，常用的有加壓溶氣氣浮和葉輪氣浮。產(chǎn)酸塔：通過酸化菌分解成揮發(fā)性脂肪酸、醇類、乳酸、二氧化碳

34、、氫氣、氨、硫化氫等。厭氧塔：甲烷細(xì)菌利用乙酸或氫氣和二氧化碳形成ch4。曝氣沉淀池：將空氣中的氧強(qiáng)制溶解到混合液中的過程。6.2.3 廢水中有機(jī)物的回收處理工段主要是乙酸丁酯的回收，初餾和精餾兩道工序。廢液貯罐粗餾再沸器粗餾塔冷卻器精餾塔精餾再沸器精貯藏罐冷凝器冷卻塔冷凝器貯罐裝桶 通過以上的一系列處理，丙酮得到了回收利用(回收的丙酮濃度達(dá)到96%以上)，這樣就節(jié)省了生產(chǎn)成本。6.3廢渣處理系統(tǒng)發(fā)酵工業(yè)的廢渣主要表現(xiàn)形式為污泥和廢菌渣。污泥主要來源于沉砂池、初次沉淀排出的沉渣以及隔油池、氣浮池排出的油渣等，均是直接從廢水中分離出來的。污泥的特性是有機(jī)物含量高，容易腐化發(fā)臭，較細(xì)，相對密度較小

35、。含水率高而不易脫水，呈膠狀結(jié)構(gòu)的親水性物質(zhì)便于管道輸送。6.3.1廢菌渣的處理機(jī)流程頭孢菌素工廠每天排出的廢渣很多，如果在露天環(huán)境中放置易腐敗、變質(zhì)發(fā)臭，對環(huán)境衛(wèi)生影響很大，必須及時(shí)處理。干燥后的菌絲中還含有一定量的殘留效價(jià)，可用來做各種飼料添加劑。頭孢菌素的濕菌絲直接用作飼料或肥料是最經(jīng)濟(jì)的處理方法，但由于不好保存和運(yùn)輸量大，一般需要干燥做成商品，才有利用價(jià)值。所以本設(shè)計(jì)采用的是氣流干燥濕菌絲。圖3 廢菌渣處理流程圖6.3.2污泥處理 污泥中含有不少的肥分對生物的生長有一定的做用，不過一般在城市工廠沒能很好的利用，而是將起脫水后填埋、焚燒和投入河流海洋等。此設(shè)計(jì)的頭孢菌素污泥采取的是脫水后

36、焚燒。6.4廢氣處理系統(tǒng)頭孢菌素生產(chǎn)主要是中原料的生產(chǎn)，因此其重要的廢氣是鍋爐產(chǎn)生的煙塵。常用的除塵方法有三種，機(jī)械除塵、過濾除塵、洗滌除塵。機(jī)械除塵是利用機(jī)械力(重力、慣性力、離心力)將固體懸浮物從氣流中分離出來。常用的機(jī)械除塵設(shè)備有重力沉降室、慣性除塵器、旋風(fēng)除塵器。過濾除塵是使含塵氣體通過多孔材料，將氣體中的塵粒截留來，使氣體得到凈化。目前使用較多的是袋式除塵器。洗滌除塵又稱濕式除塵，它是用水(或其他液體)洗滌含塵氣體，利用形成的液膜、液滴或氣泡捕獲氣體中的塵粒，塵粒隨液體排除，氣體得到凈化。常用的洗滌除塵設(shè)備有填料式洗滌除塵器等。考慮到廢氣成分、設(shè)備投資、操作維修等方面，本設(shè)計(jì)采用洗滌

37、除塵方式凈化廢氣。其工藝流程為：煤燃燒煙氣爐膛至空氣預(yù)熱器(管內(nèi))麻石除塵器(除煙塵中的顆粒物)引風(fēng)機(jī)抽至煙囪排大氣。洗滌除塵器的結(jié)構(gòu)比較簡單，設(shè)備投資較少，操作維修也方便。洗滌過程中，水和含塵氣體可充分接觸，有降溫增濕和凈化有毒廢氣等作用，尤其適合高溫、高濕、易燃、易爆和有毒氣體的凈化。但是除塵過程中要消耗大量的洗滌用水，而且從廢氣中除去的污染物全部移到水中，因此必須對洗滌后的水進(jìn)行凈化處理，并盡量回用。其處理一般是采取沉淀方法，即將洗滌后的水在沉淀池中沉淀以后就可以直接排放或?qū)⑵鹪俅位厥盏剿畠艋到y(tǒng)中進(jìn)行處理在利用。6.5 環(huán)境保護(hù)廠區(qū)周圍沒有對頭孢菌素生產(chǎn)環(huán)境造成影響的工廠和企業(yè)，頭孢菌

38、素生產(chǎn)過程中也不對周圍的環(huán)境功造成污染。頭孢菌素生產(chǎn)中影響環(huán)境的主要污染物是煙囪排放的煙氣和爐渣，碎玻璃等廢渣及生產(chǎn)中排放的部分污水。6.6 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)污水排放標(biāo)準(zhǔn)采用gb8978-96污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)中的第二類污染物最高允許排放標(biāo)準(zhǔn)，ph 6-9，ss為200mg/l， bod60mg/l，cod150mg/l煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)選用gb13271-91鍋爐大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)，煙塵允許排放濃度為250mg/m2。噪聲標(biāo)準(zhǔn)采用gb13348-90工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)，晝間60legdb(a)，夜間50 legdb(a)。6.7消防6.7.1消防遵循的原則通過嚴(yán)格遵守國家相關(guān)的消防規(guī)定來保證國家和職工財(cái)產(chǎn)安

39、全，保證公民的人身安全，貫徹“預(yù)防為主，防消結(jié)合”的方針，制定和執(zhí)行有效的和符合實(shí)際情況的消防規(guī)章制度，防止和減少火災(zāi)危害，做到正常生產(chǎn)，保障安全，避免不必要的財(cái)產(chǎn)損失.6.7.2 消防依據(jù) 國家標(biāo)準(zhǔn)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范gbj16-87。 國家標(biāo)準(zhǔn)建筑滅火器配制設(shè)計(jì)規(guī)范gbj140-90。6.7.3 安全防護(hù)消防工藝、總圖、建筑、電氣、給排水及暖通專業(yè)在設(shè)計(jì)中嚴(yán)格招待國家公安部頒發(fā)的各項(xiàng)規(guī)定，防止火災(zāi)事故的發(fā)生。建筑物的平面布置要符合心火間距的要求，建筑物耐火等級為二級。冷凍站為乙類生產(chǎn)，有爆炸危險(xiǎn)，按著有關(guān)規(guī)定，采用主體結(jié)構(gòu)框架，磚墻填充，屋面泄爆，其泄爆系數(shù)滿足有關(guān)規(guī)定的要求。各建筑隊(duì)物均按規(guī)

40、范要求，根據(jù)建筑物每層面積及人數(shù)情況分別設(shè)置疏散口及疏散樓梯。全廠根據(jù)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范，按同一時(shí)間火災(zāi)次數(shù)為一次，每次火災(zāi)延續(xù)時(shí)間為2個(gè)小時(shí)，則室外一次滅火消防水量為150m2立方每小時(shí)，即41.71每秒。本工程在界區(qū)內(nèi)設(shè)置了環(huán)狀消防給水管網(wǎng)和一定數(shù)量的地下式消火栓，在補(bǔ)救初起火災(zāi)。根據(jù)建筑滅火器配制設(shè)計(jì)規(guī)范，在本工程各工段及各建筑物內(nèi)設(shè)黑暗一定數(shù)量的移動(dòng)式滅火器，滅火器類弄包括手提式或推車式干粉滅火器和手提式二氧化碳滅火器。本設(shè)計(jì)還在麥芽貯藏倉、發(fā)酵罐等設(shè)備上設(shè)避雷針，防止雷擊事故及火災(zāi)發(fā)生。對消防泵房、水源泵房等到主要設(shè)施直接由充電所供電，且設(shè)備用回路，滿足使用需求。各廠房的安全門，疏散出口，通風(fēng)設(shè)備均齊全.七、企業(yè)組織與勞動(dòng)定員7.1企業(yè)組織與工作制度攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì) 7.1.1組織機(jī)構(gòu)表7.1.2工作制度:總經(jīng)理負(fù)責(zé)公司全面工作，生產(chǎn)經(jīng)理分管產(chǎn)品生產(chǎn)部副經(jīng)理，銷售部經(jīng)理分管銷售部，財(cái)務(wù)部經(jīng)理分管理財(cái)務(wù)部、公關(guān)部。7.2勞動(dòng)定員勞動(dòng)定員，亦稱企業(yè)定員或人員編制。企業(yè)勞動(dòng)定員是在一定的生產(chǎn)技術(shù)組織條件下，為保證企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)正常進(jìn)行，按一定素質(zhì)要求，對企業(yè)各類人員所預(yù)先規(guī)定的限額。生產(chǎn)部人員滿時(shí)150人。項(xiàng)目實(shí)施第一年20人，第二增至年40人