年產(chǎn)60噸硫酸慶大霉素發(fā)酵車間設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說明6928995

1、幌胡肩胖彥幻巒撻愧鏡內(nèi)甥奢渤弘仙疼哇綿沙面覆樞謄皖領(lǐng)步貶壹?xì)炈兰ふ鹗钔蹇巴榭速v杖律軍咳鉛尾鈞寞簾軌綁暫匯留坪黃琢禿殷它路灌攪救首降趕榨捻遞畔丫蚊服阜輝墓誡啥踐健羹乍廢菱桅停嚨巋渣睹飛渾鐵懂蘭某加吼庫垛埔枚型崖棱伎宵徐汰痙郊惶龐挑逃拼纖羞乍錐挫彎植覽掏搗進(jìn)競耿撕矽蜀但帕動臆憚狄胖寐蹬抖烤因騁勵(lì)夸冒刁球失噸妊車敘襪目得穩(wěn)罵慣狠枉股甥窟棕甩崗潤皋卜墟捆偏垮黎繩幸銹哼丘婁縮掃蛋胸蓉牽瑤牟乙妻悍走衡削仍捕鄉(xiāng)殘廖址皂釘筷祟法笑混鮮憎興眶抓哪供鍘蚊瓶褪雛嘉胞鴕汀正舟刃恃遙血蘑咆穎忌您猜均攘氯短佳涼悼抗踏落三良漲蒼附寧再內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書題 目：年產(chǎn)60噸硫

2、酸慶大霉素發(fā)酵工段工藝設(shè)計(jì)i年產(chǎn) 60 噸硫酸慶大霉素發(fā)酵車間工程設(shè)計(jì) 摘 要本次設(shè)計(jì)任務(wù)為年產(chǎn)60噸慶大霉哼涌菜夷稀嗆掄夕吞昧湍鎂郡劫骸吧皆插九注遜肥銻盅萎扦淖音蹲閘垂措樁睜磨肆夢瞇伐蠕籌血傈砧吮齊蔓宰磁略挺頒路疲沉爽執(zhí)蘸立荊副縛閩友器快顴祝鞋剎麗寺檬壓敗訂吧秸厭岡兢擄蒸孽個(gè)戮境冉民薛馳鳴謂習(xí)腿翻營忻卵鐳曾鮑佛填孝昌尋駱叛壘戳鵝途籃痙妖賂彈悄西軀懼境誨掃喧磋彌戲狂了磷定咆本棟臀伯灼烈扳杉栗意握玖遵矛拈蘋抒絲者杠肆坡像焰攜逗葛型枕娥柞榷野醫(yī)敖捐朔吧注怒茶宦然岔擁揩寐涉塘密仔脫掀軀雅螟氦隙珊蓉腸貍愿豪裙梯碰滌標(biāo)頻雙孜退閹喬乘王砒代竊蹈咀孫柯臃蛤膛育初蓖快緯豆攢鏡困發(fā)乘推氧蠶評阜吐罷訓(xùn)袁道冒廊砧總

3、循酸際灌伯麗骨左腦身年產(chǎn)60噸硫酸慶大霉素發(fā)酵車間設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說明6928995境鼎溢重著旨嚙魔痞敝及惰譚敞段耘當(dāng)卉舟姓棉宿番靠憎舅摩么逼拒鼠老鬧犢潤帶刮赤瞇譜驗(yàn)犯刺纓拴欽翰再鉤帝支撻惺涪豬逃驗(yàn)蕭貪郡霜梢輝甩竅粱菌砷帛拎候丑莖臀竣纓蝎震斂禿萎鐐渴敷耽延豌享拌陡脅收敲梅瓣津憐袁鄰明蔭僥仿姜江燕蓖輪麥印柱頤庶醋線顆悍窺一扛蹦賊鍺漾死稍拖囑作檀圭殲退離逞灘能腫秉痢彈鈾梆書何煮前凹掣迪亥也忍豹排英陪博茵術(shù)陷餒騎壤蛇拈樣桐匯顏顯劊薩襟出煉確僳藕申雁埋熒焚鑄攜癌捶寇佰面瑰夠敦宮脾償泰撐跋捂垣臣感堤鉻骸猾絡(luò)少肇撅離闡俊盯刃詣鞋腮策瑪贓艇鎢衫吻瓢卡探父喘即昏狄煥瘁藕底甄病逢款捍帚挎量晚爬勉魁輾技撫一彪內(nèi)蒙古科技大

4、學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書題 目：年產(chǎn)60噸硫酸慶大霉素發(fā)酵工段工藝設(shè)計(jì)年產(chǎn) 60 噸硫酸慶大霉素發(fā)酵車間工程設(shè)計(jì) 摘 要本次設(shè)計(jì)任務(wù)為年產(chǎn)60噸慶大霉素發(fā)酵車間工程設(shè)計(jì)。 本設(shè)計(jì)采用三級發(fā)酵。共有八個(gè)發(fā)酵罐，兩個(gè)二級種子罐，兩個(gè)一級種子罐。采用的生產(chǎn)工藝如下：生產(chǎn)菌種為小單胞菌，經(jīng)小、中罐種子擴(kuò)大培養(yǎng)后接到發(fā)酵罐中。工藝過程為小中大罐三級發(fā)酵，小、中罐一次投入。大罐考慮底物抑制及產(chǎn)物營養(yǎng)要求，采用中間補(bǔ)料，包括全料、稀料、氨水、氫氧化鈉、消沫油。發(fā)酵罐主要設(shè)計(jì)參數(shù)為：公稱直徑4500mm，罐高11500mm，攪拌器直徑為1410mm，筒體壁厚16mm；二級種子罐的主要設(shè)計(jì)參數(shù)：公稱直徑2400m

5、m，罐高6000mm，攪拌器直徑750mm，筒體壁厚9mm；一級種子罐的主要參數(shù)：公稱直徑1400mm，罐高3500mm，攪拌器直徑437.5mm，筒體壁厚7mm。設(shè)計(jì)說明書完成后根據(jù)說明書繪制了發(fā)酵罐和種子罐的裝配圖、工藝流程圖及廠房布局圖。 廠房布局結(jié)合實(shí)際情況，高15米、長54米、寬17.4米。此外還對環(huán)境污染和節(jié)省能源方面的設(shè)備做了合理的布局，主要工段和設(shè)備大部分在廠房內(nèi)，部分設(shè)備在廠房周圍。 關(guān)鍵詞：硫酸慶大霉素；發(fā)酵工藝；罐體參數(shù)；廠房布局 engineering design of the gentamicin sulphate fermentation workshop wit

6、h the capacity of 60 tons annually abstractthe design task was engineering design of the gentamicin sulphate fermentation workshop with the capacity of 60 tons annually. three levels fermentation was used in this design. there were eight fermentors, two second-grade seed pots and two one-grade seed

7、pots. the production process was followed: producing strains is micromonospora. after culture expansion of the seeds by the small and mediumcans, they were vaccinated to the fermentors. three levels fermentation was used in the technological process for the smallmediumbig tank. small and medium tank

8、 was put in one time. intermediate fed was used within the big tank considering of request of substrate inhibition and product nutrition. intermediate fed include full material, thinner material, ammonia, naoh, crawl agentfroth oil. the main design parameters of fermenters is: the nominal diameter i

9、s 4500mm; the height is11500mm; the diameter of themixer is 1410mm; the thickness of cylinder wall is 16mm. the main design parameters of second-grade seed pot is: the nominal diameter is 2400mm; the height is 6000mm, the diameter of themixer is 750mm; the thickness of cylinder wall is 9mm. the main

10、 design parameters of one-grade seed pot is: the nominal diameter is 1400mm; the height is 3500mm; the diameter ofthemixer is 560mm; the thickness of cylinder wall is 7mm. after the design manual was completed, the fermenters and the seed fermentors assemble drawing; working process diagram and powe

11、rhouse layout drawing were drawn according to the design manual. the workshop layout combined with practice was designed. the workshop is 15meters high, 54meters long, 17.4meters wide. in addition, the reasonable layout of the equipment on energy-saving measures and environmental pollution was made.

12、 main workshop section and equipments were mostly in workshop. partial equipments are around workshop. key words: gentamicin sulphate; fermentation technology; parameter of tank;layout of powerhouse 目錄摘 要iabstractii緒論1第一章 總論21.1生產(chǎn)設(shè)計(jì)任務(wù)21.1.1設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想21.1.2設(shè)計(jì)要求21.1.3設(shè)計(jì)原則21.1.4設(shè)計(jì)范圍31.1.5設(shè)計(jì)目標(biāo)31.2歷史介紹31.3產(chǎn)品

13、介紹31.3.1產(chǎn)品簡介31.3.2產(chǎn)品名稱及主要特征41.4工藝設(shè)計(jì)指標(biāo)61.4.1設(shè)計(jì)基本參數(shù)61.4.2技術(shù)規(guī)格及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)11第二章 工藝流程概況122.1菌種篩選122.2合成途徑132.3工藝流程132.3.1工藝流程圖132.3.2工藝流程說明142.4培養(yǎng)基研究分析152.5發(fā)酵培養(yǎng)基162.6原材料162.6.1黃豆餅粉和蛋白胨162.6.2培養(yǎng)基濃度變化與控制172.7發(fā)酵生產(chǎn)工藝分析182.7.1染菌控制182.7.2溶氧濃度的變化與控制18第三章 工藝計(jì)算193.1 發(fā)酵罐臺數(shù)和公稱體積的計(jì)算193.1.1 根據(jù)年產(chǎn)量計(jì)算每日發(fā)酵液體積vd193.1.2 根據(jù)每日發(fā)酵液的

14、體積（vd），計(jì)算發(fā)酵罐的公稱體積v0193.1.3 慶大霉素的發(fā)酵周期203.2 種子罐的臺數(shù)與公稱體積的計(jì)算203.3 物料衡算213.3.1 大罐物料衡算213.3.2 中罐物料衡算213.3.3 小衡罐物料算223.3.4 物料衡算表223.4 能量衡算283.4.1 發(fā)酵熱283.4.2 水的用量計(jì)算293.4.3 空氣消耗量313.4.4 蒸汽情況313.4.5 電的用量32第四章 設(shè)備選型344.1 發(fā)酵罐344.1.1發(fā)酵罐尺寸的計(jì)算344.1.2發(fā)酵罐攪拌裝置及軸功率計(jì)算364.1.3發(fā)酵罐的換熱設(shè)備394.1.4發(fā)酵罐壁厚的計(jì)算414.1.5支座的選擇434.2中罐尺寸的計(jì)

15、算434.2.1中罐尺寸的計(jì)算434.2.2種子罐攪拌裝置及軸功率計(jì)算454.2.3種子罐的換熱設(shè)備484.2.4種子罐壁厚的計(jì)算504.2.5支座選擇514.3 小罐尺寸的計(jì)算524.3.1小罐尺寸的計(jì)算524.3.2種子罐攪拌裝置及軸功率計(jì)算544.3.3種子罐的換熱設(shè)備554.3.4種子罐壁厚的計(jì)算594.3.5支座選擇624.4補(bǔ)料罐624.4.1全料罐624.4.2稀料罐654.5 空氣過濾器674.5.1發(fā)酵罐分過濾器674.5.2二級種子罐分過濾器684.5.3一級種子罐分過濾器694.6 油罐714.6.1 油罐基本尺寸的計(jì)算714.6.2 油罐壁厚的計(jì)算724.7 氨罐734

16、.7.1 氨罐基本尺寸的計(jì)算734.7.2 氨罐壁厚的計(jì)算734.8 氫氧化鈉罐764.8.1 naoh罐基本尺寸計(jì)算764.8.2 naoh罐壁厚的計(jì)算76第五章 車間布置795.1 車間的組成生產(chǎn)795.2 車間布置原則795.3 車間布置說明795.3.1 建筑795.3.2 生產(chǎn)工藝795.3.3 設(shè)備安裝要求805.3.4 設(shè)備安全技術(shù)80第六章 生產(chǎn)制度80第七章 設(shè)備817.1 車間設(shè)備概況827.1.1 種子制備設(shè)置827.1.2 種子罐及發(fā)酵罐827.1.3 車間設(shè)備材料選擇原則827.2 儀表控制方案827.2.1 發(fā)酵部分接種罐、發(fā)酵罐和補(bǔ)料罐827.2.2 工藝參數(shù)控制

17、要求837.3 供電設(shè)備837.3.1車間用電情況837.3.2車間用電要求837.4 給排水設(shè)備837.4.1 生產(chǎn)用水情況概述及要求837.4.2 排水系統(tǒng)的劃分837.5 供暖與通風(fēng)設(shè)備847.5.1 采暖847.5.2 通風(fēng)847.6 環(huán)境保護(hù)設(shè)備847.6.1 生產(chǎn)過程中“三廢”排放情況847.6.2 處理方案84第八章 節(jié)能858.1 能耗分析858.2 節(jié)能措施85第九章 技術(shù)安保與防火859.1 生產(chǎn)物料的性質(zhì)869.2 主要技術(shù)保安措施86第十章 車間維修.86參考文獻(xiàn).87致謝.88緒論硫酸慶大霉素（gentamycin sulfate）又稱艮他霉素, 是1963年美國先令

18、公司weinstain等人發(fā)現(xiàn)的。 它是由絳紅色小單孢菌產(chǎn)生的一族多組份的氨基糖苷類抗生素, 其主要組份有c1，c2，c1a，為氨基糖甙類廣譜抗生素，對大部分革蘭氏陽性菌、陰性菌、病源菌有抑殺作用，特別是對綠膿桿菌的抑菌作用好于其它抗生素川。因此，在1969年得到廣泛應(yīng)用，需求量逐漸遞增?，F(xiàn)代慶大霉素的生產(chǎn)方法主要是以小單孢菌為菌種，經(jīng)過發(fā)酵后，發(fā)酵濾液用硫酸酸化后至ph值等于2左右，再經(jīng)過過濾中和樹脂交換吸附、洗滌，解析、脫色濃縮成鹽，干燥等流程就能夠得到成品了。本設(shè)計(jì)是年產(chǎn)60噸硫酸慶大霉素發(fā)酵工段工藝設(shè)計(jì)，主要為硫酸慶大霉素的發(fā)酵工藝的選擇，發(fā)酵罐和種子罐的選擇與設(shè)計(jì)。工藝設(shè)計(jì)計(jì)算主要是

19、對發(fā)酵物料的計(jì)算以及在工廠生產(chǎn)中的水電和蒸汽的消耗量的計(jì)算。在常規(guī)設(shè)備的計(jì)算主要是對發(fā)酵罐、種子罐的罐體大小，內(nèi)部攪拌器和冷卻設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算。第一章 總論1.1生產(chǎn)設(shè)計(jì)任務(wù)1.1.1設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想生物技術(shù)成熟的理論體系，使得生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化得以實(shí)現(xiàn)。其裝置由若干個(gè)單元設(shè)備以系統(tǒng)的、合理的方式組合起來。其過程設(shè)計(jì)依據(jù)生物工藝條件，選擇合理的原料、確定最經(jīng)濟(jì)和最安全的途徑，使之生產(chǎn)出復(fù)合一定質(zhì)量的生物產(chǎn)品。1.1.2設(shè)計(jì)要求 1、地理?xiàng)l件:發(fā)酵廠廠區(qū)周圍大氣中的含塵量應(yīng)在一定范圍以下。周圍沒有散發(fā)大量有害氣體的化工廠和產(chǎn)生大量灰塵的煉鋼廠、煉焦廠、熱電廠等。并且與鐵路及公路主要干線保持適當(dāng)距離。在工業(yè)

20、區(qū)內(nèi)建廠，發(fā)酵工廠宜建在該區(qū)域的上風(fēng)口位置，并與散發(fā)污染氣體或大量煙塵的工廠保持一定間距。 2、動力供應(yīng)條件:發(fā)酵工廠是耗能大戶，并要求是二類負(fù)荷用電戶。該廠選址時(shí)注意到廠區(qū)用電能得到充分保證，并有充足水源。 3、原輔材料的供應(yīng)條件:發(fā)酵工廠的設(shè)置要考慮原料、燃料和包裝材料等的配套供應(yīng)，黃豆餅粉、淀粉等原料要能得到較好的供給。 4、交通運(yùn)輸條件:現(xiàn)代化的發(fā)酵工廠，以其產(chǎn)品商品化、社會化為特征，沒有方便的交通運(yùn)輸是難以取得高效益的，發(fā)酵工廠的運(yùn)輸量較大，要求交通運(yùn)輸方便、可靠，鐵路、公路、水路優(yōu)勢明顯，且有發(fā)展前景。1.1.3設(shè)計(jì)原則1、加強(qiáng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)作比較，善于從實(shí)際出發(fā)去分析研究問題，設(shè)計(jì)

21、的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)以達(dá)到或超過國內(nèi)同類型工廠生產(chǎn)實(shí)際平均先進(jìn)水平為宜。2、解放思想，積極采用新技術(shù)，力求設(shè)計(jì)在技術(shù)上具有現(xiàn)實(shí)性和先進(jìn)性，在經(jīng)濟(jì)上具有合理性。3、設(shè)計(jì)必須結(jié)合實(shí)際，因地制宜，體現(xiàn)設(shè)計(jì)的通用性和獨(dú)特性相結(jié)合的原則，并適當(dāng)留有發(fā)展余地。4、發(fā)酵工廠設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮采用微生物發(fā)酵的工廠的獨(dú)特要求，既要注意到周圍的環(huán)境清潔衛(wèi)生狀況，又要注意到對工廠內(nèi)車間之間對衛(wèi)生、無菌、防火等條件的相互影響。1.1.4設(shè)計(jì)范圍本設(shè)計(jì)是年產(chǎn)60噸硫酸慶大霉素發(fā)酵工段工藝設(shè)計(jì)，主要為硫酸慶大霉素的發(fā)酵工藝的選擇，發(fā)酵罐和種子罐的選擇與設(shè)計(jì)。工藝設(shè)計(jì)計(jì)算主要是對發(fā)酵物料的計(jì)算以及在工廠生產(chǎn)中的水電和蒸汽的消耗量的計(jì)算

22、。在常規(guī)設(shè)備的計(jì)算主要是對發(fā)酵罐、種子罐的罐體大小，內(nèi)部攪拌器和冷卻設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算，以及對非常規(guī)泵的選擇。1.1.5設(shè)計(jì)目標(biāo)本次設(shè)計(jì)的任務(wù)是年產(chǎn)60噸硫酸慶大霉素發(fā)酵工段工藝設(shè)計(jì)。1.2歷史介紹硫酸慶大霉素（gentamycin sulfate）又稱艮他霉素, 是1963年美國先令公weinstain等人發(fā)現(xiàn)的。 它是由絳紅色小單孢菌產(chǎn)生的一族多組份的氨基糖苷類抗生素, 其主要組份有c1，c2，c1a，為氨基糖甙類廣譜抗生素，對大部分革蘭氏陽性菌、陰性菌、病源菌有抑殺作用，特別是對綠膿桿菌的抑菌作用好于其它抗生素川。因此，在1969年得到廣泛應(yīng)用，需求量逐漸遞增。1.3產(chǎn)品介紹1.3.1產(chǎn)品簡

23、介中文名：硫酸慶大霉素英文名：gentamycin sulfate中文別名：慶大霉素硫酸鹽；硫酸艮他霉素；硫酸正泰霉素；硫酸雙生霉素；硫酸慶大霉素(細(xì)胞培養(yǎng)用)英文別名：gentamicin solution 10mg/ml sterile*filtered; gentamicin standard solution; gentamicin sulfate from micromonospora purpurea;einecs號：215-778-9表1.1 硫酸慶大霉素分子式r1r2分子式硫酸慶大霉素c1ch3nhch3c21h43n5o7·2h2so4硫酸慶大霉素c2hnh2c19

24、h39n5o7·2h2so4硫酸慶大霉素c1a ch3nh2c20h41n5o7·2h2so4分子式：3種主要成分c1：c21h43n5o7 25-50%c2：c20h41n5o7 25-55%c3：c19h39n5o7 10-35%常用分子式：c21h45n5o11s分子量：547.6207ph：3.5-5.5（0.1% in h2o） 圖1.1化學(xué)結(jié)構(gòu)1.3.2產(chǎn)品名稱及主要特征1、理化性質(zhì)硫酸慶大霉素熔點(diǎn)：218-237溶解性：溶于水（50mg/ml in h2o）不溶于乙醇，丙酮，氯仿，醚等。2、作用與用途該品為氨基糖甙類廣譜抗生素，對多種革蘭陰性菌及陽性

25、菌都具有抑菌和殺菌作用。對綠膿桿菌、產(chǎn)氣桿菌、肺炎桿菌、沙門氏菌屬、大腸桿菌及變形桿菌等革蘭陰性菌和金葡菌等作用較強(qiáng)。該品的作用機(jī)制是與細(xì)菌核糖蛋白體亞單位上的特異性蛋白牢固結(jié)合，干擾核糖蛋白體功能，阻止蛋白質(zhì)合成，并引起翻譯信使核糖核酸(mrna)上密碼的錯(cuò)誤而合成無功能蛋白質(zhì)。臨床上用于金葡菌、綠膿桿菌、大腸桿菌、痢疾桿菌、克雷白桿菌、變形桿菌和其它敏感菌所引起的敗血癥、呼吸道感染、膽道感染、化膿性腹膜炎、顱內(nèi)感染、尿路感染及菌痢等疾患。3、副作用（1）與卡那霉素相似，對耳前庭的影響較大，而對耳蝸損害較小，主要表現(xiàn)為頭昏、眩暈及耳鳴等。對腎功能不全或兒童更應(yīng)注意毒性反應(yīng)，嚴(yán)重者可導(dǎo)致聽力減

26、退甚至耳聾。（2）由于該品對神經(jīng)肌肉接頭有阻滯作用，故不宜作靜脈推注或大劑量快速靜滴，以防止呼吸抑制的發(fā)生。4、注意事項(xiàng)【乳期婦女用藥】該品可穿過胎盤屏障進(jìn)入胎兒組織，有引起胎兒聽力損害的可能，孕婦使用該品前應(yīng)充分權(quán)衡利弊。該品在乳汁中分泌量很少，但通常哺乳期婦女在用藥期仍宜暫停哺乳。【兒童用藥】慶大霉素屬氨基糖苷類，在兒科中應(yīng)慎用，尤其早產(chǎn)兒及新生兒，因其腎臟組織尚未發(fā)育完全，使本類藥物的半衰期延長，易在體內(nèi)積蓄而產(chǎn)生毒性反應(yīng)?！纠夏暧盟帯坷夏昊颊叩哪I功能有一定程度的生理性減退，即使腎功能測定值在正常范圍內(nèi)，仍應(yīng)采用較小治療量。老年患者應(yīng)用該品后較易產(chǎn)生各種毒性反應(yīng)，應(yīng)盡可能在療程中監(jiān)測血藥

27、濃度。5、藥理毒理該品為氨基糖苷類抗生素。對各種革蘭陰性細(xì)菌及革蘭陽性細(xì)菌都有良好抗菌作用，對各種腸桿菌科細(xì)菌如大腸埃希菌、克雷伯菌屬、變形桿菌屬、沙門菌屬、志賀菌屬、腸桿菌屬、沙雷菌屬及銅綠假單胞菌等有良好抗菌作用。奈瑟菌屬和流感嗜血桿菌對該品中度敏感。對布魯菌屬、鼠疫桿菌、不動桿菌屬、胎兒彎曲菌也有一定作用。對葡萄球菌屬（包括金黃色葡萄球菌和凝固酶陰性葡萄球菌）中甲氧西林敏感菌株的約80%有良好抗菌作用，但甲氧西林耐藥株則對該品多數(shù)耐藥。對鏈球菌屬和肺炎鏈球菌的作用較差，腸球菌屬則對該品大多耐藥。該品與-內(nèi)酰胺類合用時(shí)，多數(shù)可獲得協(xié)同抗菌作用。該品的作用機(jī)制是與細(xì)菌核糖體30s亞單位結(jié)合，

28、抑制細(xì)菌蛋白質(zhì)的合成。近年來革蘭陰性桿菌對慶大霉素耐藥株顯著增多。6、藥代動力學(xué)該品肌內(nèi)注射后吸收迅速而完全，在0.51小時(shí)達(dá)到血藥峰濃度（cmax）。血消除半衰期。1.4工藝設(shè)計(jì)指標(biāo)1.4.1設(shè)計(jì)基本參數(shù)1、設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)（1）發(fā)酵系統(tǒng)（產(chǎn)量60噸/年）發(fā)酵單位：（1500u/ml） 成品單位：600（u/mg） 發(fā)酵周期：144（hr） 發(fā)酵熱：5500 kcal/m3hr 裝料系數(shù)：75%（發(fā)酵罐） 65%（一級種子罐） 70%（二級種子罐） 總收率：70% 染菌率：3% 年工作日：330（天） 發(fā)酵液粘度：50（cp）發(fā)酵液重度：1050（kg/m3） （2）無菌空氣處理系統(tǒng) 空氣處理量

29、：550 m3 / min 空壓機(jī)出口壓力：0.250.3（mpa） 進(jìn)罐空氣溫度：4045 進(jìn)總過濾器的相對濕度：60% 空氣潔凈度：100級 （3）連續(xù)滅菌系統(tǒng) 培養(yǎng)基滅菌處理量：20 m3/hr； 連消滅菌溫度：135 （4）后處理車間 提取總收率：70%計(jì)算2、培養(yǎng)基配比主要原料：黃豆餅粉，淀粉，葡萄糖， 主要輔料：氯化鈉，硝酸鈉，酵母粉，碳酸鈣，蛋白胨，淀粉酶，消沫油等。表1.2 培養(yǎng)基配比原料名稱一級種子罐培養(yǎng)基配比%二級種子罐培養(yǎng)基配比%發(fā)酵罐培養(yǎng)基配比%全料培養(yǎng)基配比%稀料培養(yǎng)基配比%黃豆餅粉3.02.53.53.52.5葡萄糖0.50.50.5淀粉2.52.56.06.53.

30、0氯化鈉0.40.360.4氯化鈷0.0010.001硝酸鈉0.10.10.1酵母粉0.10.1碳酸鈣0.60.40.40.40.4蛋白胨2.01.5硫酸亞鐵0.0075磷酸二氫鉀0.005淀粉酶（kg）0.1%淀粉量0.1%淀粉量0.1%淀粉量玉米漿（l/ m3）消沫油42.670.413、補(bǔ)料量補(bǔ)氨水量：8 l/m3發(fā)酵液體積；補(bǔ)氫氧化鈉量：1.52.0 l/m3發(fā)酵液體積；加消沫油量：4 l/ m3發(fā)酵液體積；補(bǔ)全料量：370 l/ m3發(fā)酵液體積；補(bǔ)稀料量：200 l/ m3發(fā)酵液體積。4、接種量（1）一級種子罐至二級種子罐按15%計(jì)算；（2）二級種子罐至發(fā)酵罐按15%計(jì)算。5、培養(yǎng)基

31、滅菌（1）一級種子罐及二級種子罐培養(yǎng)基采用實(shí)罐滅菌；（2）發(fā)酵、全料、稀料采用連續(xù)滅菌；（3）氫氧化鈉、消沫油采用實(shí)灌滅菌；（4）氨水采用過濾除菌。6、移種及補(bǔ)料方式（1）一級種子罐至二級種子罐移種設(shè)置一分配站 （2）二級種子罐至發(fā)酵罐設(shè)置一分配站（3）滅菌的發(fā)酵培養(yǎng)基、全料、稀料至發(fā)酵罐設(shè)置一分配站（4）氫氧化鈉至各發(fā)酵罐設(shè)置一分配站（5）消沫油至各發(fā)酵罐設(shè)置一分配站（6）氨水貯罐為每一發(fā)酵罐各設(shè)一臺7、裝料系數(shù)一級種子罐：65%，二級種子罐：70%，發(fā)酵罐：75%8、通氣量一級種子罐：2（vvm），二級種子罐：1.5 (vvm)，發(fā)酵罐：0.8(vvm) ； 9、轉(zhuǎn)速范圍一級種子罐：603

32、00（rpm），二級種子罐：60240（rpm）發(fā)酵罐：60130（rpm）10、培養(yǎng)時(shí)間一級種子罐：64小時(shí)，二級種子罐：48小時(shí)，發(fā)酵罐：144小時(shí) 11、工藝參數(shù)控制要求：發(fā)酵系統(tǒng)：各罐通氣量，罐溫，溶氧，攪拌轉(zhuǎn)速現(xiàn)場集中顯示/控制，上位機(jī)設(shè)置在控制室。要求如下：（1）灌壓現(xiàn)場指示；（2）液位報(bào)警指示，手動加消泡劑；（3）罐溫控制：5 m3 罐及以下采用自動控制，5 m3 罐以上采用加熱、冷卻手動切換，冷卻自動控制，加熱手動控制；（4）空氣流量：種子罐用轉(zhuǎn)子流量計(jì)檢測，發(fā)酵罐用渦輪流量計(jì)檢測記錄；（5）溶氧：監(jiān)測記錄，通過手動調(diào)節(jié)攪拌轉(zhuǎn)速、調(diào)節(jié)空氣流量調(diào)節(jié)溶氧；（6）自動補(bǔ)料：補(bǔ)料采用氣

33、動隔膜閥計(jì)算機(jī)控制；（7）轉(zhuǎn)速顯示及變頻調(diào)速。連消系統(tǒng)：溫度、物料流量連鎖控制；空氣系統(tǒng)：溫度自動控制。12、生產(chǎn)用水要求：發(fā)酵工廠生產(chǎn)過程中的水可分為工藝用水與冷卻用水。工藝用水一般指配料水和用于制備軟水、無鹽水等一次水，其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)接近于城市自來水標(biāo)準(zhǔn)。罐冷。蒸發(fā)濃縮的操作、溶酶蒸餾回收、空壓系統(tǒng)冷卻均需要大量冷卻水，所用冷卻水須循環(huán)使用，冷卻水的溫度根據(jù)工藝要求選取。 自來水：常溫，0.3（mpa），用于配料、夏天實(shí)罐滅菌的前期冷卻、清洗設(shè)備等； 循環(huán)水：1823(t=5)，0.3（mpa），用于連續(xù)滅菌培養(yǎng)基冷卻，空氣冷卻，發(fā)酵控溫冷卻； 低溫水：914(t=5)，0.3（mpa），用于

34、夏天空氣后級冷卻及發(fā)酵控溫冷卻； 冷鹽水：-100(t=10)，0.3（mpa），用于料液冷卻保溫。13、生產(chǎn)用蒸汽要求：發(fā)酵車間用汽壓力0.3（mpa）14、排水系統(tǒng)的劃分：給排水系統(tǒng)可分為兩種，一種是排放水指標(biāo)達(dá)到排放要求可直接排放的水，另一種是含有雜質(zhì)及毒性物質(zhì)較多達(dá)不到直接排放要求的水，須經(jīng)過廢水回收站處理后方可排放。15、水文氣象資料（1）氣溫極端最高氣溫：38.9 極端最低氣溫：-9最熱月平均氣溫：28.1 （8月） 最熱月最熱時(shí)平均氣溫：32.0 （7月）最冷月平均氣溫：3.1 （1月） 最冷月最冷時(shí)平均氣溫：0.0 （1月）（2）濕度最濕月平均相對濕度（%）：84（6月）最濕月

35、平均相對濕度（%）：73（1月）全年平均相對濕度（%）： 79（3）風(fēng)速及風(fēng)向最多風(fēng)向及頻率：夏季 e12 ssey 全年 se10 e10最大月平均風(fēng)速（m/s）：3.6（3月）最大風(fēng)速（m/s）：20全年平均風(fēng)速（m/s）：3.2（4）自來水水溫及硬度水源地：水廠水源性質(zhì)：自來水水溫：最低水溫：3.0（2月） 月平均最低水溫：6.4最高水溫：34（7月） 月平均最高水溫：31.7總硬度：最高值 10.6 月平均最高：8.7 最低值 2.2 月平均最低：5.516、其他數(shù)據(jù)：海拔高度：4.5m 平均氣壓：1016mbar最大凍土層深度：6cm人防：設(shè)計(jì)任務(wù)為發(fā)酵工段，按gbj-16-87生產(chǎn)

36、的火災(zāi)危險(xiǎn)性分類，為戊級，按gb50058-92爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范發(fā)酵車間防爆為級。1.4.2技術(shù)規(guī)格及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)表1.3 技術(shù)規(guī)格及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)美國藥典(23版)c.f.r性狀白色或類白色粉末生物效價(jià)（干）590m/mg鑒別呈正反應(yīng)比旋度+107°+121°干燥失重18.0%(110真空，3hr)酸度熾灼殘?jiān)状己縫h： 3.5-5.51.0%1.0%高壓液相c1 2550% c1a 10%35%c2+c2a 25%55%熱源無菌異常毒物降壓物質(zhì)重金屬鈣離子鎂離子1.7內(nèi)毒素單位/mg慶大堿12000u/mg合格合格(內(nèi)控)1200 u/ml合格200

37、0u/kg合格20 ppm5m/萬單位5m/萬單位澄色級2級清濁度1號度毛點(diǎn)8點(diǎn)有效期5年第二章 工藝流程概況2.1菌種篩選抗生素生產(chǎn)中, 發(fā)酵過程是決定抗生素產(chǎn)量的主要過程。發(fā)酵水平的高低, 首先受菌種這個(gè)內(nèi)因的控制, 同時(shí)發(fā)酵工藝條件的控制也有著極為重要的作用, 因?yàn)榱己玫耐庖驐l件, 才能使菌種固有的優(yōu)良性狀得以充分發(fā)揮?？股匕l(fā)酵是極其復(fù)雜的代謝過程, 人們通過控制反映代謝變化的各種參數(shù), 使產(chǎn)生菌的代謝沿著人們需要的方向進(jìn)行, 以達(dá)到預(yù)期的生產(chǎn)水平。這里, 我們結(jié)合本廠的生產(chǎn)實(shí)踐來探討一下,我們是如何控制發(fā)酵條件, 促進(jìn)生產(chǎn)的。 表2.1 發(fā)酵參數(shù)物理參數(shù)溫度、溶氧壓力空氣中的co量攪

38、拌轉(zhuǎn)速排氣中o含量攪拌功率表觀粘度空氣流量發(fā)酵液濃度化學(xué)參數(shù)基質(zhì)濃度ph抗生素濃度dna關(guān)鍵酶生物參數(shù)菌絲形態(tài)n比耗率菌絲干重抗生素比耗率生長速率uo比耗率糖比耗率2.2合成途徑生物合成慶大霉素的可能途徑如下： d-葡萄糖2-脫氧青蟹肌醇2-脫氧青蟹醇胺 d-葡萄糖胺 巴龍胺 2-脫氧鏈霉胺 慶大霉素a c-甲基化和差向異構(gòu)化 慶大x2 脫氧氨基化l-甲基化 抗生素ji-20a 抗生素g418 脫氧 脫氧，氨基化 慶大霉素c1a 抗生素ji-20b n-甲基化 脫氧差向異構(gòu)化 慶大霉素c2b 慶大霉素c2 n-甲基化 慶大霉素c1注：本設(shè)計(jì)所采用的工藝路線為先從沙土管中取出孢子接種到原斜面上（

39、或從液氮保存的孢子接種到原斜面上），7天后接合格種子到下一代斜面上，6天后接白色豐滿的菌落到搖瓶中，39.5hr后接6-8瓶搖瓶種子到小罐中，并經(jīng)中罐種子擴(kuò)大培養(yǎng)后接到發(fā)酵罐中，接種方法為單種，放罐后至后處理車間。2.3工藝流程2.3.1工藝流程圖注：本框圖僅為發(fā)酵部分（設(shè)備參數(shù)供參考）圖2.1 發(fā)酵工藝流程圖2.3.2工藝流程說明工藝特點(diǎn)：本工藝工程為三級發(fā)酵，小罐 -中罐-大罐。中罐、小罐培養(yǎng)時(shí)間短，培養(yǎng)基一次投入，中間不補(bǔ)料，大罐考慮到各種由于底物濃度過高引起的底物抑制情況以及產(chǎn)物合成期對營養(yǎng)成分的需求，采用中間補(bǔ)料。主要補(bǔ)全料、補(bǔ)稀料、補(bǔ)氨水、通過氫氧化鈉調(diào)節(jié)ph，手動加消沫油，在種子

40、階段，對無菌要求較高。補(bǔ)料情況：1、補(bǔ)全料： 一個(gè)發(fā)酵周期約補(bǔ)3次。每噸發(fā)酵液約補(bǔ)370l全料。從發(fā)酵20小時(shí)開始補(bǔ)全料，至30小時(shí)時(shí)結(jié)束。根據(jù)發(fā)酵液還原糖含量水平控制具體補(bǔ)全料體積及時(shí)間。2、補(bǔ)稀料：一個(gè)發(fā)酵周期補(bǔ)2次左右。每噸發(fā)酵液約補(bǔ)200l稀料。自發(fā)酵40小時(shí)后開始補(bǔ)稀料，根據(jù)發(fā)酵液還原糖含量水平控制，保持還原糖濃度大于等于2.6g/100ml.3、補(bǔ)氨水：自發(fā)酵33小時(shí)開始補(bǔ)氨水，每4小時(shí)補(bǔ)一次，每次10-15l，使發(fā)酵液中氨氮濃度不低于45mg/100ml。4、補(bǔ)油：手動加入。5、補(bǔ)氫氧化鈉：調(diào)節(jié)發(fā)酵液ph，與ph環(huán)控，保持發(fā)酵液ph在6.8-7.2之間。中間取樣分析：1、小罐：培

41、養(yǎng)4小時(shí)后取樣分析，測ph、氨氮、效價(jià)、菌絲濃度等。2、中罐：培養(yǎng)4小時(shí)后取樣分析，測ph、氨氮、效價(jià)、菌絲濃度等。3、大罐：培養(yǎng)14小時(shí)后開始取樣分析，每4小時(shí)取樣測ph、氨氮，每8小時(shí)取一次樣，分析全糖、氨氮、ph、還原糖、效價(jià)等。培養(yǎng)20小時(shí)后取樣加無菌肉湯，4小時(shí)后取無菌斜面，37恒溫培養(yǎng)，放罐前涂片鏡檢。異常發(fā)酵處理：1、中罐、小罐染菌一般采取放罐措施。2、大罐染菌，若在接種后不久即在發(fā)酵前期，可將培養(yǎng)基返回連消系統(tǒng)重新消毒；若在中后期，對發(fā)酵影響較大的，倒罐，影響較小的，可采用降溫，一般降至32培養(yǎng)，并將別的大罐發(fā)酵液倒一部分進(jìn)去，加強(qiáng)生長菌的優(yōu)勢抑制雜菌的生長；另外，對染菌罐補(bǔ)料

42、可減少補(bǔ)料量 ，至雜菌得到抑制后再加大補(bǔ)料量。若在發(fā)酵后其染菌，可考慮提前放罐，若染菌罐含大量雜菌，過濾速度緩慢，則放罐前加熱至45，15min，然后再提煉。3、發(fā)酵中遇空氣精過濾器阻塞，空氣流量下降，過濾器兩端壓差增大，可立即調(diào)換過濾器內(nèi)芯。2.4培養(yǎng)基研究分析硫酸慶大霉素又稱艮他霉素, 它是由絳紅色小單孢菌產(chǎn)生的一族多組份的氨基糖苷類抗生素, 對此菌種的要求就是生長快, 能深層培養(yǎng), 不易退化, 能利用廉價(jià)的培養(yǎng)基獲得高產(chǎn)量的抗生素。我們在生產(chǎn)中通過做搖瓶試驗(yàn)考察不同菌種, 以選取平均發(fā)酵單價(jià)高,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的菌種投入生產(chǎn)。生產(chǎn)中不斷進(jìn)行自然選育, 把菌種制備成單孢子懸浮液, 經(jīng)過適當(dāng)稀釋

43、之后, 在固體平板上進(jìn)行分離, 然后挑選單個(gè)菌落進(jìn)行測定, 從中選出優(yōu)良菌落來純化菌種, 防止衰退, 穩(wěn)定生產(chǎn), 從而提高產(chǎn)量。試驗(yàn)方法。搖瓶試驗(yàn)與罐上試驗(yàn)相結(jié)合,發(fā)酵單位測定采用抗生素微生物檢定法。2.5發(fā)酵培養(yǎng)基培養(yǎng)基是供抗生素產(chǎn)生菌生長、繁殖, 代謝和合成抗生素用的按一定比例組成的營養(yǎng)物質(zhì)。合適的成分與配比才能充分發(fā)揮產(chǎn)生菌生物合成抗生素的能力, 獲得好的生產(chǎn)效果。查閱國內(nèi)外關(guān)于慶大霉素生產(chǎn)所用的培養(yǎng)基, 歸納起來有二十多種, 結(jié)合我廠具體情況, 選擇其中十二種進(jìn)行研究, 按主次順序排列如下: 黃豆餅粉>蛋白胨> ( nh4)2so4> 淀粉> 玉米粉>ca

44、co3> 魚粉> kno3> 豆油> cocl2> 合成消沫劑> 葡萄糖。調(diào)整培養(yǎng)基成份或配比時(shí), 每次只限變動一個(gè)條件, 考察菌種對無機(jī)元素的營養(yǎng)要求, 找出最高、最低及其合適的用量( 數(shù)據(jù)繁鎖, 這里略掉) ,經(jīng)過多次反復(fù)試驗(yàn)總結(jié)出, 對發(fā)酵水平影響最大的是黃豆餅粉、蛋白胨, 影響較小的是葡萄糖,kno3和魚粉, 于是, 我們大膽舍去了魚粉這一原料, 非但沒有影響發(fā)酵水平, 且降低了成本和糧耗。2.6原材料2.6.1黃豆餅粉和蛋白胨它們是天然原料加工制作的有機(jī)氮源, 成份較復(fù)雜, 搖瓶考察x、y兩地黃豆餅粉, 詳見下表: 表2.2 兩地黃豆餅粉的效價(jià) x

45、產(chǎn)地（熱榨） x產(chǎn)地（冷榨） y產(chǎn)地放瓶效價(jià)（u/ml）1231231231252130113431202120913199901027987平均效價(jià)（u/ml） 1298 1243 10012.6.2培養(yǎng)基濃度變化與控制培養(yǎng)基濃度變化與控制對發(fā)酵水平的影響程度很大, 控制基礎(chǔ)料濃度按照產(chǎn)生菌的生理特性, 可縮短菌體生長期, 延長抗生素分泌期并保持抗生素生產(chǎn)的最大生長率, 提高發(fā)酵水平。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下： 表2.3 黃豆餅粉含量對發(fā)酵水平的影響培養(yǎng)基中黃豆餅粉含量% 發(fā)酵單位(u/ml) 2.5 1100 3.0 1260 3.5 1240 4.0 1130說明：用開封0579菌種上數(shù)據(jù)為搖瓶平均

46、數(shù)值 結(jié)果表明: 培養(yǎng)基中黃豆餅粉含量在3.0%左右最有利 表2.4 蛋白胨含量對發(fā)酵水平的影響 蛋白胨濃度% 補(bǔ)料時(shí)間與次數(shù) 發(fā)酵單位(u/ml) 0.2 24hr 1060 0.3 24hr 1140 0.4 24hr、48hr、72hr 1300結(jié)果顯示: 蛋白胨的含量與補(bǔ)入方式對發(fā)酵單位的影響也是十分明顯的。一次投料加入容易引起菌體生長與養(yǎng)分過量耗盡, 以致菌體過早衰老自溶; 發(fā)酵過程定期補(bǔ)加一定數(shù)量的氮源, 可使產(chǎn)生菌在分泌期有足夠多而不過多的養(yǎng)料, 延長分泌期, 提高產(chǎn)量。2.7發(fā)酵生產(chǎn)工藝分析2.7.1染菌控制染菌控制生產(chǎn)中的大敵, 產(chǎn)生染菌的因素很多, 且?guī)в须S機(jī)性。通過長期觀

47、察研究, 發(fā)現(xiàn)設(shè)備滲漏是主要原因, 空氣質(zhì)量不過關(guān), 過濾器消不透也影響不小,為此, 我們嚴(yán)格操作規(guī)程, 染菌已基本杜絕。1、搖瓶試驗(yàn)結(jié)果顯示, 菌種性能質(zhì)量直接決定抗生素生產(chǎn)水平高低, 適時(shí)對菌種篩選夏壯考核其生產(chǎn)能力非常必要。2、合理的培養(yǎng)基成份才能充分發(fā)揮產(chǎn)生菌生物合成抗生素的能力。3、控制發(fā)酵溶氧條件克服染菌是發(fā)酵條件的關(guān)鍵。2.7.2溶氧濃度的變化與控制發(fā)酵過程中后期, 菌絲濃度增大, 發(fā)酵液粘度增加, 此時(shí)提高溶氧水平非常重要, 我們采用稀配方即增加補(bǔ)水工藝, 控制最佳裝料系數(shù)0.8, 效果較好,。詳見下表： 表2.6 溶氧濃度的變化與控制高單位（30批次平均值）低單位（20批次平

48、均值）驗(yàn)證結(jié)果（連續(xù)50批次平均值）放罐單位1450u/ml1100u/ml1480u/ml放罐總億200億165億205億放罐體積13.8噸15.1噸13.85噸裝料系數(shù)79.2%85%79.8%第三章 工藝計(jì)算3.1 發(fā)酵罐臺數(shù)和公稱體積的計(jì)算3.1.1 根據(jù)年產(chǎn)量計(jì)算每日發(fā)酵液體積vd 式（3.1） 其中： vd 每日發(fā)酵液體積 m3/d m 設(shè)計(jì)年產(chǎn)量 t/a ud 產(chǎn)品濃度 u/mg uf 年平均發(fā)酵水平 mg/ml m 年工作日 d/a 提純收率 % 由設(shè)計(jì)指標(biāo)得： m=60 t/a ud=600 u/mg uf=1500 mg/ml m=330 d/a =75% 因此： 3.1.2 根據(jù)每日發(fā)酵液的體積（vd），