800噸土霉素車間工藝設(shè)計(jì)

PAGE11課程設(shè)計(jì)題目：年產(chǎn)800噸土霉素工廠設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容30頁(yè)圖紙4張指導(dǎo)老師：周學(xué)生姓名：李學(xué)號(hào)：200882077所在班級(jí)：生實(shí)0801摘要:土霉素是一種四環(huán)類廣譜抗生素,有一定副作用.目前，中國(guó)已成為世界上最大的土霉素生產(chǎn)國(guó)，占70％。目前我國(guó)畜用土霉素需求量很大。本次設(shè)計(jì)為生產(chǎn)規(guī)模800噸/年的土霉素車間。土霉素是微生物發(fā)酵產(chǎn)物，目前國(guó)內(nèi)土霉素提取工藝為用草酸(或磷酸）做酸化劑調(diào)節(jié)pH值,利用黃血鹽—硫酸鋅作凈化劑協(xié)同去除蛋白質(zhì)等高分子雜質(zhì)，然后用122＃樹脂脫色進(jìn)一步凈化土霉素濾液,最后調(diào)pH至4。8左右結(jié)晶得到土霉素堿產(chǎn)品。本次設(shè)計(jì)也按照這個(gè)工藝流程，分為三級(jí)發(fā)酵、酸化、過(guò)濾、脫色、結(jié)晶、干燥等。設(shè)計(jì)中借鑒了實(shí)際發(fā)酵車間的布置，設(shè)計(jì)為3層車間，共安裝5個(gè)發(fā)酵罐，1個(gè)酸化罐，2個(gè)二級(jí)種子罐,1個(gè)一級(jí)種子罐，1個(gè)通氨罐，2個(gè)補(bǔ)料罐，1個(gè)板框過(guò)濾器，1個(gè)結(jié)晶罐，脫色罐，噴霧式干燥器等等相關(guān)設(shè)備。目錄第1章TOC\o”1-3”\h\z\u緒論第1.1節(jié)引言第1.2節(jié)設(shè)計(jì)目標(biāo)任務(wù)第1。3節(jié)本次設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容HYPERLINK\l”_Toc230059979”第2章工藝流程設(shè)計(jì)第2。1節(jié)土霉素生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)介HYPERLINK\l”_Toc230059986”第2。2節(jié)土霉素生產(chǎn)總工藝流程圖HYPERLINK\l”_Toc230059992”第3章物料衡算_Toc230059998”第3.2節(jié)土霉素發(fā)酵工序物料衡算第3。5節(jié)土霉素干燥工序物料衡算_Toc230060016"第4。1節(jié)發(fā)酵罐HYPERLINK\l”_Toc230060017”第4。2節(jié)二級(jí)種子罐HYPERLINK\l”_Toc230060018”第4.3節(jié)一級(jí)種子罐第4.4節(jié)氨水儲(chǔ)罐_Toc230060022”第4.6節(jié)稀料罐_Toc230060042”第4.8節(jié)酸化罐第4.9節(jié)稀釋罐第4。10節(jié)板框過(guò)濾機(jī)第4。11節(jié)脫色罐第4。12節(jié)結(jié)晶罐第4。13節(jié)干燥器HYPERLINK\l”_Toc230060066"第5章管道設(shè)計(jì)5.1發(fā)酵罐（三級(jí)罐）的接管設(shè)計(jì)5.2酸化設(shè)備的流體輸送 5。3稀釋設(shè)備的流體輸送 5.4板框過(guò)濾設(shè)備的輸送 5.5脫色工段的流體輸送 5。6結(jié)晶過(guò)程的流體輸送 5.7管道匯總表第6章車間布置：第7章結(jié)論參考文獻(xiàn)第一章緒論1。1引言：土霉素Terramycin（Oxytetracycline）是四環(huán)類抗生素，其在結(jié)構(gòu)上含有四并苯的基本母核，隨環(huán)上取代基的不同或位置的不同而構(gòu)成不同種類的四環(huán)素類抗生素。分子式如圖一所示，化學(xué)名：6—甲基-4-(二甲氨基）—3,5,6,10,12,12a—六羥基—1，11二氧代-1，4,4a，5，5a，6，11,12a-八氫-2-并四苯甲酰胺.圖一土霉素分子式圖一土霉素分子式土霉素屬四環(huán)素類抗生素,廣譜抑菌劑。許多立克次體屬、支原體屬、衣原體屬、螺旋體對(duì)其敏感。其他如放線菌屬、炭疽桿菌、單核細(xì)胞增多性李斯特菌、梭狀芽孢桿菌、奴卡菌屬、弧菌、布魯菌屬、彎曲桿菌、耶爾森菌等亦較敏感.臨床上用于治療上呼吸道感染﹑胃腸道感染﹑斑疹傷寒﹑恙蟲病等。常見副作用有：肝臟、腎臟毒性，中樞神經(jīng)系統(tǒng)毒性，斑丘疹和紅斑等過(guò)敏反應(yīng),長(zhǎng)期使用可致牙齒產(chǎn)生不同程度的變色黃染、牙釉質(zhì)發(fā)育不良及齲齒（俗稱四環(huán)素牙)，B族維生素缺乏等。由于土霉素的廣泛應(yīng)用，臨床常見病原菌對(duì)土霉素素耐藥現(xiàn)象嚴(yán)重,并且由于其副作用嚴(yán)重,現(xiàn)在臨床上多用于獸用藥1。2設(shè)計(jì)目標(biāo)任務(wù)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)年產(chǎn)800噸（成品含量：99%）土霉素工廠設(shè)計(jì)一、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)年產(chǎn)量M=800t/a成品效價(jià)Ud=1000單位/毫克年平均發(fā)酵水平Uf=35000單位/毫升年工作日m=315d/a1、發(fā)酵基礎(chǔ)工藝參數(shù)土霉素的發(fā)酵周期T為184小時(shí)，輔助時(shí)間為10小時(shí)，發(fā)酵中罐周期為44小時(shí)，輔助時(shí)間4小時(shí)發(fā)酵周期為35小時(shí),輔助時(shí)間3小時(shí)接種比為20%，液體損失率為15%大罐一個(gè)發(fā)酵周期內(nèi)所需全料的量為:32m3大罐一個(gè)發(fā)酵周期內(nèi)所需稀料的量為：17m3逃液、蒸發(fā)、取樣、放罐損失總計(jì)為總料液的15％大、中、小罐通氣量分別為2。0、1.5、0.65（每分鐘內(nèi)單位體積發(fā)酵液通入的空氣的量）氨氮的利用情況，培養(yǎng)20—40小時(shí),每4小時(shí)補(bǔ)一次，每次10-15L，控氨水平在45mg/100ml以上培養(yǎng)基配比：小罐中罐大罐全料稀料組成配比（%)配比（%）配比（%)配比（％）配比(%)黃豆餅粉3。02.53。03。53.0淀粉2。52。58。06。53.0氯化鈉0.40.360。20。4碳酸鈣0.60.41。10.40.4磷酸二氫鉀0.0050。003磷酸氫二鉀0.0050.003植物油42。670。412、提取基本工藝參數(shù)名稱參數(shù)名稱參數(shù)脫色崗位收率99。24％發(fā)酵液效價(jià)35000u/ml結(jié)晶干燥崗位收率86％濾液效價(jià)11000u/ml過(guò)濾崗位收率116％母液效價(jià)1370u/ml總收率99％濕晶體含水量30%發(fā)酵液密度1.58kg/L酸化液中草酸含量2。3％g/ml濾液密度1.02kg/L酸化加黃血鹽量0。25％g/ml20％氨水密度0.92kg/L酸化加硫酸鋅量0。18％g/ml氨水加量12%成品含水量1。5%脫色保留時(shí)間30—50分鐘酸化加水量230%v/v濾液通過(guò)樹脂罐的線速度控制在0.001-0。002m/s3。土霉素提取操作工藝參數(shù)一覽表名稱反應(yīng)時(shí)間(τ+τ、)/h裝料系數(shù)φ酸化稀釋40。70結(jié)晶80。701.3本設(shè)計(jì)基本內(nèi)容1。3.1工藝流程設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，查閱有關(guān)資料、文獻(xiàn)，搜集必要的技術(shù)資料,工藝參數(shù)，進(jìn)行生產(chǎn)方法的選擇比較，工藝流程與工藝條件確定的論證.簡(jiǎn)述工藝流程。1.3.2工藝計(jì)算物料衡算：每個(gè)工序畫工藝流程簡(jiǎn)圖，列出所有工藝參數(shù)，計(jì)算，列出衡算表,發(fā)酵和提取列出物料衡算總表。熱量衡算：不要求設(shè)備選型：大、中、小罐、通氨、補(bǔ)料罐的尺寸及數(shù)量；大罐的罐壁、封頭、攪拌裝置及軸功率。提取工段各工序主要設(shè)備尺寸及數(shù)量。管道設(shè)計(jì)：大罐主要接管設(shè)計(jì)，提取各種設(shè)備的主要連接管道。1.3。3完成初步設(shè)計(jì)階段圖紙：設(shè)備流程圖、車間平面布置圖。第二章工藝流程設(shè)計(jì)2.1土霉素生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)介土霉素是微生物發(fā)酵產(chǎn)物，目前國(guó)內(nèi)土霉素生產(chǎn)工藝主要含發(fā)酵和提取兩大步。提取工藝為用草酸（或磷酸）做酸化劑調(diào)節(jié)pH值,利用黃血鹽—硫酸鋅作凈化劑協(xié)同去除蛋白質(zhì)等高分子雜質(zhì)，然后用122＃樹脂脫色進(jìn)一步凈化土霉素濾液,最后調(diào)pH至4。8左右結(jié)晶得到土霉素堿產(chǎn)品.本次設(shè)計(jì)也按照這個(gè)工藝流程，分為三級(jí)發(fā)酵、酸化、過(guò)濾、脫色、結(jié)晶、干燥等。2。2土霉素生產(chǎn)總工藝流程圖土霉素生產(chǎn)總工藝流程圖砂土孢子砂土孢子斜面孢子孢子培養(yǎng)36.5℃4-5天種子培養(yǎng)30℃38h0.65v/v/m一級(jí)種子培養(yǎng)液種子擴(kuò)大培養(yǎng)30℃48h1.0v/v/m二級(jí)種子培養(yǎng)液發(fā)酵30℃194h1：2.0v/v/m補(bǔ)加液氨濕晶體旋風(fēng)干燥土霉素堿成品發(fā)酵液酸化2.3%g/ml草酸調(diào)pH1.75-1.85ZnSO40.18%黃血鹽0.23%酸化液稀釋200%v/v稀釋液板框過(guò)濾濾液樹脂脫色122-2樹脂脫色液結(jié)晶12%氨水調(diào)pH4.5-4.628-30℃結(jié)晶液分離洗滌用濾后水淋洗再甩干第三章物料衡算3。1總物料衡算純品土霉素的量：800×99％=792t/a日產(chǎn)量:792/315=2。51t/d效價(jià)：792×109×1000=7.92×1014單位/a土霉素的生產(chǎn)過(guò)程總收率為99％則發(fā)酵時(shí)的總效價(jià)：7.92×1014/99%=8×1014單位/a發(fā)酵液的效價(jià)：35000單位/ml發(fā)酵液的體積：8×1014/35000=2.29×1010ml=2。29×104m33。2。1大罐的物料衡算:每天發(fā)酵液的體積：2.29×104/315=72。70m3/d每天損失的體積:72.70×15%/（1-15％）=12。83m3/d加入氨水體積：培養(yǎng)20-40小時(shí),每4小時(shí)補(bǔ)一次,每天共6次，每次15L，共計(jì)90L，既0.09m3/d大罐一個(gè)發(fā)酵周期內(nèi)所需全料的量：32m3,則一天內(nèi)所需全料：32/(194/24)=3.96m3/d大罐一個(gè)發(fā)酵周期內(nèi)所需稀料的量:17m3，則一天內(nèi)所需稀料料：17/（194/24）=2.10m3/d設(shè)發(fā)酵開始的培養(yǎng)基體積為V，蒸汽帶入的水量按20%計(jì)由體積衡算(V×20%+V×20%+V+3.96+2.10+0.09)×(1—15％)=v發(fā)酵液=72。70m3/d得培養(yǎng)基體積V為56.70m3/d則加入的二級(jí)種子液體積：56。70×20%=11.34m3/d蒸汽帶入水量：56.70×20%=11.34m3/d因此,每天所需培養(yǎng)基組成的量如下：黃豆餅粉：56。70×3％+3。96×3.5%+2.10×3%=1。903m3/d淀粉:56.70×8％+3。96×6。5%+2。10×3%=4。856m3/d氯化鈉：56.70×0。2%+2。10×0。4%=0.1218m3/d碳酸鈣：56。70×1。1%+3.96×0.4％+2。10×0。4%=0。6471m3/d植物油：56.70×0。4%+2.10×1％=0。2478m3/d配料水:56.70—1。903—4。856-0。1218—0。6471—0.2478=48.92m3/d表1三級(jí)發(fā)酵物料衡算表進(jìn)入發(fā)酵罐的量離開發(fā)酵罐的量項(xiàng)目體積（m3/d）體積（m3/周期)項(xiàng)目體積（m3/d)體積(m3/周期)二級(jí)種子液11.3491。66發(fā)酵液72.70587.7蒸汽帶入水量11.3491.66損失12。83103。7培養(yǎng)基56。70458.3全料量3。9632.01稀料量2。1016.98氨水0.090.73總量85.53691.4總量85.53691。4表2三級(jí)發(fā)酵培養(yǎng)基的組成項(xiàng)目體積(m3/d)體積（m3/周期)黃豆餅粉1。90315。38淀粉4。85639.25氯化鈉0。12180。9845碳酸鈣0。64715。231植物油0.24782.003配水量48.92395。4總56.70458.3發(fā)酵罐發(fā)酵罐85.53m3/d二級(jí)種子液11.34m3/d培養(yǎng)基56.70m3/d蒸汽帶入水量11.34m3/d全料量3.96m3/d稀料量2.10m3/d液氨0.09m3/d發(fā)酵液72.70m3/d液體損失率為15%12.83m3/d培養(yǎng)基培養(yǎng)基黃豆餅粉1.903m3/d淀粉4.856m3/d氯化鈉0.1218m3/d碳酸鈣0.6471m3/d植物油0.2478m3/d配料水48.92m3/d3.2。2中罐的物料衡算：設(shè)發(fā)酵開始的培養(yǎng)基體積為V，蒸汽帶入的水量按20％計(jì)，由體積衡算：（V×20％+V×20%+V）×(1—15%）=V‘二級(jí)種子液V‘二級(jí)種子液×（1—15%）=V二級(jí)種子液=11.34m3/dV‘二級(jí)種子液=11。34/0。85=13。34得培養(yǎng)基體積V為11。21m3則加入的一級(jí)種子液：11.21×20％=2.242m3/d蒸汽帶入水量：11。21×20%=2。242m3/d液體損失15%13.34×0。15=2。001m3/d接種損失15％2.242/（1-15％）-2。242=0。3956m3/d總損失量=液體損失+接種損失2。001+0。3956=2。397m3/d因此，每天所需培養(yǎng)基組成的量如下：黃豆餅粉：11.21×2。5%=0.2802m3/d淀粉：11.21×2。5%=0。2802m3/d氯化鈉：11。21×0.36%=0。04036m3/d碳酸鈣:11.21×0.4％=0。04484m3/d磷酸二氫鉀：11.21×0.003％=0。0003363m3/d磷酸二氫鉀：11.21×0。003%=0.0003363m3/d植物油:11.21×2。67％=0.2993m3/d配料水：11.21-0。2802-0.2802—0.04036—0.04484—0。0003363—0.0003363—0。2993=10。26m3/d表3二級(jí)發(fā)酵物料衡算表（周期為48h即2d)進(jìn)入發(fā)酵罐的量離開發(fā)酵罐的量項(xiàng)目體積（m3/d)體積（m3/周期)項(xiàng)目體積（m3/d）體積（m3/周期）一級(jí)種子液2.2424.484二級(jí)種子液13.3426.68帶入水量2.2424.484損失2。3974。794培養(yǎng)基11.2122.42總量15.6931。38總量15。6931。38表4二級(jí)發(fā)酵培養(yǎng)基的組成項(xiàng)目體積（m3/d)體積（m3/周期）黃豆餅粉0.28020.5604淀粉0.28020.5604氯化鈉0.040360。08072碳酸鈣0。044840。08968植物油0。29930。5986配水量10.2620。52磷酸二氫鉀0。00033630.0006726磷酸氫二鉀0.00033630。0006726總11。2122.42發(fā)酵罐發(fā)酵罐15.69m3/d一級(jí)種子液2.242m3/d培養(yǎng)基11.21m3/d蒸汽帶入水量2.242m3/d二級(jí)種子液13.34m3/d液體損失15%2.001m3/d接種損失15%0.3956m3/d黃豆餅粉黃豆餅粉0.2802m3/d氯化鈉0.04036m3/d碳酸鈣0.04484m3/d植物油0.2993m3/d配料水10.26m3/d磷酸二氫鉀0.0003363m3/d磷酸氫二鉀0.0003363m3/d培養(yǎng)基3。2。3小罐的物料衡算:設(shè)發(fā)酵開始的培養(yǎng)基體積為V,蒸汽帶入的水量按20%,斜面孢子體積忽略不計(jì)，由體積衡算：（V×20%+V）×(1-15％)=V'一級(jí)種子液V’一級(jí)種子液×(1—15％)=V一級(jí)種子液=2。242m3/d得培養(yǎng)基體積V為2。586m3/d則蒸汽帶入水量:2。586×20％=0。5172m3/d液體損失15％2.638×0。15=0。3956m3/d接種損失15%2.586×20%×15％=0.07758m3/d總損失量=液體損失+接種損失0。3956+0.07758=0.4673m3/d因此，每天所需培養(yǎng)基組成的量如下：黃豆餅粉：2.586×3％=0.07758m3/d淀粉：2.586×2.5%=0.06465m3/d氯化鈉：2。586×0.4％=0。01034m3/d碳酸鈣：2。586×0.6%=0。01552m3/d磷酸二氫鉀：2。586×0。005％=0.0001293m3/d磷酸氫二鉀：2.586×0.005％=0.0001293m3/d植物油:2.586×4％=0.1034m3/d配料水：2.586-0。07758-0。06465-0.01034-0。01552—0.0001293-0。0001293-0。1034=2.314m3/d表5一級(jí)發(fā)酵物料衡算表（周期38/24=1.58d）進(jìn)入發(fā)酵罐的量離開發(fā)酵罐的量項(xiàng)目體積（m3/d）體積（m3/周期)項(xiàng)目體積（m3/d)體積（m3/周期)培養(yǎng)基2。5864。086一級(jí)種子液2。6384.168帶入水量0.51720.8172損失0。46730。7383總量3.1034。903總量3。1034.903表6一級(jí)培養(yǎng)基的組成（周期38/24=1.58d）項(xiàng)目體積（m3/d）體積（m3/周期)黃豆餅粉0.077580.1226淀粉0。064650.1021氯化鈉0。010340.01634碳酸鈣0。015520.02452植物油0.10340.1634配水量2.3143.656磷酸二氫鉀0.00012930.0002043磷酸氫二鉀0。00012930.0002043總2。5864.086蒸汽帶入水量0.蒸汽帶入水量0.5172m3/d培養(yǎng)基2。586m3/d發(fā)酵罐發(fā)酵罐3.103m3/d斜面孢子一級(jí)種子液斜面孢子一級(jí)種子液2.638m3/d液體損失15%液體損失15%0.3956m3/d接種損失15%0.07758m3/d總損失=0。39+0.07=0.4673黃豆餅粉0.07758黃豆餅粉0.07758m3/d淀粉0.06465m3/d氯化鈉0.01034m3/d碳酸鈣0.01552m3/d植物油0.1034m3/d配料水2.314m3/d磷酸二氫鉀0.0001293m3/d磷酸氫二鉀0.0001293m3/d培養(yǎng)基3。3酸化稀釋過(guò)濾工序物料衡算：發(fā)酵液效價(jià)：35000u/ml濾液效價(jià):11000u/ml由效價(jià)守恒得濾液的體積：72.70×106×35000×1.16/11000×106=268。33m3濾液：268.33×103×1.02=273。70t每天/t草酸:72.70×103×2。3%×10-3=1。67黃血鹽:72。70×103×0。75％×10-3=0.545硫酸鋅：72.70×103×0。18%×10-3=0。13水：72.70×2.3=167。21發(fā)酵液:72.70×103×1。58=114。87總：284.43表3—3酸化稀釋過(guò)濾工藝物料衡算表酸化過(guò)濾前酸化過(guò)濾后項(xiàng)目質(zhì)量（t/d）質(zhì)量（t/周期)項(xiàng)目質(zhì)量（t/d）質(zhì)量（t/周期））草酸1.6713.50濾液273.702212.41黃血鹽0.5454。41菌絲10。7386。73硫酸鋅0。131。05水167.211351.61發(fā)酵液114。87928。53總量284。432299。14總量284。432299.14酸化稀釋過(guò)濾酸化稀釋過(guò)濾草酸1.67t/d黃血鹽0.545t/d硫酸鋅0.13t/d水167.21t/d發(fā)酵液114.87t/d菌絲10.73t/d濾液273.70t3.4脫色結(jié)晶工序物料衡算：母液效價(jià):1370u/ml氨水加量：12％由效價(jià)守恒得母液體積:72.70×106×35000×99.24%×116%×(1-86％)/1370×106=299。33m3氨水：273。70×12％=32。84t濕晶體:3.53t/d母液：273。70+32。84-3.53=303。01t/d表3-2脫色提取工序物料衡算表脫色提取前脫后色提取項(xiàng)目質(zhì)量（t/d）質(zhì)量(t/周期）項(xiàng)目質(zhì)量（t/d)質(zhì)量（t/周期）濾液273。702212.41母液303。012449.33氨水32。84265.46濕晶體3.5328.54總量306。5422477。87總量306。542477.87脫色提取脫色提取濾液273.70t/d氨水32.84t/d母液303.01t/d濕晶體3.53t/d3.5干燥工序物料衡算：干晶體重：800×（1-1.5％）=788t/a濕晶含水量：W1=30％/（1—30%）=0.43干晶含水量:W2=1.5%/（1—1。5％)=0.02應(yīng)除去的水分：788×（0。43-0.02）=323.08t/a濕晶體的量:788+323。08=1111。08t/a表3-1干燥工序物料衡算表干燥前干燥后項(xiàng)目質(zhì)量t/a質(zhì)量t/d項(xiàng)目質(zhì)量t/a質(zhì)量t/d濕晶體的量1111.083.53干晶體的量7882.51除去的水分323。081.02總量1111.083。53總量1111.083。53濕晶體濕晶體3.53t/d干燥干晶體2.51t/d水分1.02t/d第四章設(shè)備選型4。1三級(jí)發(fā)酵罐發(fā)酵罐的選型選用機(jī)械渦輪攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐。生產(chǎn)能力、數(shù)量和容積的確定發(fā)酵罐容積的確定:選用200m3罐，全容積為230m3生產(chǎn)能力的計(jì)算：選用公稱容積為200m3的發(fā)酵罐,裝料系數(shù)為0。7，那么該罐生產(chǎn)土霉素的能力為:200×0.7=140(m3）由前面的物料衡算中，已知年產(chǎn)800噸土霉素的工廠，日產(chǎn)72.70m3的土霉素.發(fā)酵的操作時(shí)間需要194h（其中發(fā)酵時(shí)間184h),這樣生產(chǎn)需要的發(fā)酵罐應(yīng)為：N=72.70/140×194/24=4。20（罐) 取整后需5臺(tái)每日投（放）罐次為：72.70/140=0.52（罐）設(shè)備容積的計(jì)算： 由前面的物料衡算中,已知年產(chǎn)800噸土霉素的工廠,日產(chǎn)72.70m3的土霉素，每天的發(fā)酵液的量: V0=72.70(m3/d)所需設(shè)備總?cè)莘e： V=72。70×194/（24×0。7)=839。51(m3)查表公稱容積為200m3的發(fā)酵罐，總?cè)莘e為230m3。則5臺(tái)發(fā)酵罐的總?cè)莘e為:230×5=1150m3>839.51m3,可滿足需要主要尺寸公稱容積VN（m3)罐內(nèi)徑D（mm）圓筒高H0(mm)封頭高h(yuǎn)0(mm)罐體總高H(mm）不計(jì)上封頭容積（m3）全容積（m3）攪拌器直徑D(mm)攪拌轉(zhuǎn)速n(r/min)電動(dòng)機(jī)功率N(kW）2005000100001300126002232301700150230攪拌軸功率(見上表)4。2二級(jí)種子罐選型:選擇機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐容積和數(shù)量的確定由前面的物料衡算中,已知年產(chǎn)800噸土霉素的工廠,日產(chǎn)11。34m3的二級(jí)種子液。所以選用公稱容積為50m3的二級(jí)種子罐，裝料系數(shù)為0。7，那么該罐生產(chǎn)的能力為：50×0。7=35（m3)發(fā)酵的操作時(shí)間需要48（其中發(fā)酵時(shí)間44h）,這樣生產(chǎn)需要的二級(jí)種子罐應(yīng)為：N=11。34/35×48/24=0。648（罐）取整后需1臺(tái)每日投(放）罐次為：11.34/35=0.324（罐）設(shè)備容積的計(jì)算: 由前面的物料衡算中，已知年產(chǎn)800噸土霉素的工廠,日產(chǎn)11。34m3的二級(jí)種子液,每天的種子液的量： V0=11。34（m3/d）所需設(shè)備總?cè)莘e： V=11。34×48/（24×0.7)=32。40(m3)查表公稱容積為50m3的發(fā)酵罐，總?cè)莘e為55。2m3。則1臺(tái)二級(jí)種子罐的總?cè)莘e為:55。2m3>32。4m3，可滿足需要4.3一級(jí)種子罐:選型:選擇機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐容積和數(shù)量的確定由前面的物料衡算中，已知年產(chǎn)800噸土霉素的工廠，日產(chǎn)2。242m3的一級(jí)種子液。所以選用公稱容積為5m3的二一級(jí)種子罐,裝料系數(shù)為0。7，那么該罐生產(chǎn)的能力為:5×0。7=3。5(m3)發(fā)酵的操作時(shí)間需要38(其中發(fā)酵時(shí)間35h),這樣生產(chǎn)需要的二級(jí)種子罐應(yīng)為：N=2。242/3.5×38/24=1。014（罐)取整后需2臺(tái)每日投(放）罐次為：2.242/3.5=0。640(罐）設(shè)備容積的計(jì)算:由前面的物料衡算中，已知年產(chǎn)800噸土霉素的工廠,日產(chǎn)2.242m3的二級(jí)種子液，每天的種子液的量： V0=2。242（m3/d)所需設(shè)備總?cè)莘e： V=2。242×38/（24×0。7）=5。07（m3）查表公稱容積為5m3的發(fā)酵罐，總?cè)莘e為6.27m3.則2臺(tái)二級(jí)種子罐的總?cè)莘e為：6.27×2=12。54m3>5。07m3,可滿足需要4．4通氨罐:每罐三級(jí)發(fā)酵需要0.09m3的液氨，且有5個(gè)發(fā)酵罐均連續(xù)操作，考慮裝料系數(shù)為0。7，0。09＊5/0.7=0.64m3，故選取公稱容積為1m3的罐一個(gè)。4。5全料罐：每罐三級(jí)發(fā)酵需要32m3的全料,且有5個(gè)發(fā)酵罐均連續(xù)操作,考慮裝料系數(shù)為0。7，32＊5/0。7=228。57m3故選用公稱容積為50m3的儲(chǔ)罐,故選取5個(gè)全料罐。4。6稀料罐：每個(gè)三級(jí)發(fā)酵罐需要17m3的稀料，且有5個(gè)發(fā)酵罐均連續(xù)操作，考慮裝料系數(shù)為0。7，17＊5/0。7=121。43m3，故選取公稱容積為50m3的儲(chǔ)罐3個(gè)。4。7儲(chǔ)酸罐每天產(chǎn)生發(fā)酵液共72.70m3/d，酸化工程中加入草酸1。67t/d，二水合草酸密度為1。653kg/L，則可推算出體積為1.01m3，考慮裝料系數(shù)為0。7，實(shí)際體積為1.43m3，則選擇公稱容積為2.5m3的儲(chǔ)液罐即可滿足生產(chǎn)要求.酸化稀釋共需4小時(shí),屬間歇操作，因此一個(gè)罐可以滿足6大罐的需要，即每天工作4小時(shí)4.8酸化罐:酸化罐中包含原料發(fā)酵液和加入的酸液，總體為72.70m3，考慮到裝料系數(shù)為0。7,則實(shí)際需要的罐體積為103.85m3，因此，選用2個(gè)公稱容積為50m3的酸化罐即可滿足生產(chǎn)要求。4.9稀釋罐：在稀釋的過(guò)程中加入兩倍體積的水，使得酸化液的體積變?yōu)?18。1m3，考慮裝料系數(shù)為0。7，則實(shí)際需要的罐體積為311。6m3,因此，選取公稱容積為75m3的罐5個(gè)，可滿足每天生產(chǎn)一批的要求。4.10板框過(guò)濾機(jī);處理液密度=32.84t/218。1m3=0.150t/m3，處理時(shí)間取30min,板框壓濾機(jī)處理能力：，M=436。2*0。150=65。43t因此選用如下設(shè)備,因考慮到兩級(jí)脫色，故選2臺(tái)：型號(hào)過(guò)濾面積/m2濾板數(shù)量/pcs濾框面積/m2最大工作壓力/MPa處理能力/t質(zhì)量/tLarox-PF969616961.670734.11脫色罐:脫色保留時(shí)間30—50分鐘,取40min，液通過(guò)樹脂罐的線速度控制在0.001—0。002m/s，取0。0015m/s，則物料在罐內(nèi)停留的距離即0。0015＊40*60=3。6m,考慮裝料系數(shù)0.7，則3.6/0。7=5.14m,因此選取罐體高度超過(guò)5.14m的罐即可。因此，選取公稱容積50m3的儲(chǔ)液罐,其罐內(nèi)部圓筒高度為6m。液氨儲(chǔ)罐加入的液氨體積為35.04m3，考慮裝料系數(shù)為0.7，實(shí)際需要體積為50.06m3，則選用公稱容積為50m3的儲(chǔ)液罐即可滿足要求，結(jié)晶時(shí)間為8小時(shí)，屬間歇操作,則每天只一次，因此只需1個(gè)罐。4。12結(jié)晶罐:采用三級(jí)連續(xù)結(jié)晶，設(shè)三級(jí)罐的總體積為VV/（V處理量/24）>8V處理量291.97m3，則V〉97。32m3為了晶核的形成和形成晶體的飽滿,三級(jí)罐應(yīng)依次由小到大則分別選擇公稱容積為5m310m3100m3的三個(gè)罐串聯(lián)即可滿足要求。4。13干燥器:每天生產(chǎn)濕晶體重量3。53t，干晶體重量2。51t，則須除去水分1.02t,每小時(shí)處理量為1。02/24=42。5kg，因此選用蒸發(fā)水分為50kg/h的脈沖旋風(fēng)式氣流干燥器,具體參數(shù)見下表型號(hào)蒸發(fā)水分/（kg/h）裝機(jī)功率/kw占地面積/m2高度/mXQG505071784.14車間設(shè)備一覽表設(shè)備名稱所屬車間數(shù)量型號(hào)一級(jí)種子罐21發(fā)酵車間217公稱容積5m3φ1500二級(jí)種子罐發(fā)酵車間5公稱容積50m3φ3100三級(jí)發(fā)酵罐5發(fā)酵車間53公稱容積200m3φ4600通氨罐1發(fā)酵車間11公稱容積1m3φ900補(bǔ)料罐（全料罐）35發(fā)酵車間354公稱容積50m3φ3100補(bǔ)料罐（稀料罐）發(fā)酵車間2公稱容積50m3φ3100酸化反應(yīng)罐2酸化過(guò)濾車間21公稱容積50m3φ3100酸化儲(chǔ)罐1酸化過(guò)濾車間11公稱容積2.5m3φ1200稀釋罐25酸化過(guò)濾車間253公稱容積75m3φ3200板框過(guò)濾機(jī)酸化過(guò)濾車間2Larox-PF96過(guò)濾面積96m2脫色罐1脫色結(jié)晶車間11公稱容積50m3φ3400液氨儲(chǔ)罐1脫色結(jié)晶車間11公稱容積50m3φ3400結(jié)晶罐3脫色結(jié)晶車間33公稱容積分別為5m3、10m3、100m3旋風(fēng)干燥器1干燥車間11XQG50,蒸發(fā)水分50kg/h第五章：管道設(shè)計(jì)5.1發(fā)酵罐（三級(jí)罐)的接管設(shè)計(jì):冷卻面積的計(jì)算：按發(fā)酵生成熱高峰、一年中最熱的半個(gè)月的氣溫、冷卻水可能到最高溫的條件下，設(shè)計(jì)冷卻面積。取qmax=4。18×6000KJ/（m3．h）采用豎式列管式換熱器，取經(jīng)驗(yàn)值K=4.18×500KJ/(m3．h．℃)△tm=(△t1—△t2）/（ln△t1/△t2）=（12-5）/(ln12/5）=8(℃）每天裝0。52罐，每罐實(shí)際裝液量為：72.70/0.52=139.81(m3）換熱面積: F=4.18×6000×139.81/（4.18×500×8）=209.71（m3）設(shè)備結(jié)構(gòu)的工藝設(shè)計(jì)1).空氣分布器:單管通風(fēng)2)。擋板:不設(shè)擋板3）。密封方式：機(jī)械密封4）。冷卻管布置最高熱負(fù)荷下的耗水量：W=4.18×6000×139。81/(4。18×（27-20））=1。196×105（kg/h)=33.29（kg/s)則冷卻水體積流量為W’=0。03329m3/s，取冷卻水在豎直蛇管中的流速為v=1m/s，冷卻管總截面積: S總=0。03329/1=0.03329（m2)進(jìn)水總管直徑d總2=S總/0.785,解出d總=0.2059（m)b)冷卻管組數(shù)和管徑設(shè)冷卻管徑為d0，組數(shù)為n則：S總=0。7850nd02，根據(jù)本罐情況,取n=8，求出管徑:d0=0。073(m）查表取φ89×3.5無(wú)縫鋼管,d內(nèi)=82mm,d內(nèi)>d0，可滿足要求，d平均=86mm。取豎蛇管端部U型彎管曲率半徑為250mm，則兩直管距離為500mm，兩端彎管總長(zhǎng)度：l0=πD=3。14×500=1570mmc）冷卻管總長(zhǎng)度L計(jì)算已知冷卻總面積F=209。71m2，無(wú)縫鋼管φ89×3.5每米冷卻面積為： F0=3。14×0.086×1=0。2700（m2)則冷卻管總長(zhǎng)度： L=209。71/0。27=776。7（m)冷卻管體積： V=0。785×0.0862×776。7=4.51（m3)d）每組管長(zhǎng)L0和管組高度每組管長(zhǎng)： L0=L/n=776.7/8=97。08（m）另需連接管8m： L實(shí)際=L+8=784.7（m）可排豎直蛇管的高度,設(shè)為靜液面高度，下部可伸入封頭250mm。設(shè)發(fā)酵罐內(nèi)附件占體積為0.5m3，則：V總=V液+V管+V附件=(784。7/8）+4.49+0.5=103。1(m3)筒體部分液深： （V總-V封）/S截=(103。1-17）/（0。785×52)=4.387（m）豎直蛇管總高： H管=4。387+0.5=4.887(m）又兩端彎管總長(zhǎng): l0=1570mm，兩端彎管總高為500mm則直管部分高度: h=H管-500=5190(mm）則一圈管長(zhǎng)： l=2h+l0=2×5190+1570=11950（mm）e)每組管子圈數(shù)n0n0=L0/l=97。08/11。95=8.124(圈）管間距為： 2。5d外=2.5×0.089=0。23（m）豎蛇管與罐壁的最小距離為0。2m，可算出與攪拌器的距離為0.23m>0。2m，在允許范圍內(nèi)。作圖表明，各組冷卻管相互無(wú)影響.如發(fā)現(xiàn)無(wú)法排下這么多冷卻管，可考慮增大管徑，或增加冷卻管組數(shù)f）校核冷卻管傳熱面積F實(shí)=πd平均L實(shí)際=3。14×0.086×784。7=211。9（m2)F實(shí)〉F，可滿足要求。設(shè)備材料的選擇：優(yōu)先考慮滿足工藝要求，其次是經(jīng)濟(jì)性.本設(shè)計(jì)選A3鋼，以降低設(shè)備費(fèi)用.接管設(shè)計(jì)：a)接管長(zhǎng)度h設(shè)計(jì)管直徑的大小和有無(wú)保溫層，一般取100～200mm。b)接管直徑的確定①按排料管(也是通風(fēng)管）為例計(jì)算其管徑。發(fā)酵罐裝料140m3，2h之內(nèi)排空，物料體積流量： Q=140/3600/2=0。02(m3/s）發(fā)酵液流速取v=1m/s排料管截面積： S料=Q/v=0.02/1=0。02（m2）管徑d：d2=S料/0.785，解出d=0.16(m）=160mm取無(wú)縫鋼管φ219×25,其內(nèi)徑169mm〉160mm,適用。②按通風(fēng)管計(jì)算，通風(fēng)比2vvm（0。1MPa，20℃)通風(fēng)量： Q’=140×2=280(m3/min)=4.7(m3/s）折算到工作狀態(tài)（0.35MPa,30℃）下的風(fēng)量：Qf=4.7×0.1×(273+30）/(0。35×(273+20））=1.4（m3/s）取風(fēng)速:v=25m/s則通風(fēng)管截面積： Sf=Qf/v=1.4/25=0。056（m2）則通風(fēng)管徑：df2=Sf/0。785，解出df=0.27(m）因通風(fēng)管也是排料管，故取φ219×25無(wú)縫鋼管。③排料時(shí)間復(fù)核：物料流量Q=0.02m3/s，流速v=1m/s，管道截面積： S=0。785×0。1692=0。022(m2)相應(yīng)流量比： P=Q/Sv=0。02/（0.022×1）=0。9倍排料時(shí)間： t=2×0.9=1。8（h)支座選擇:裙式支座5。2酸化設(shè)備的流體輸送：酸化液進(jìn)料管即采用發(fā)酵液的排空管不銹鋼焊接鋼管φ133×5.酸化液排出的體積近似認(rèn)為與發(fā)酵液相等，即72。70m3，酸化罐裝料102m3,發(fā)酵液體積72。70m3,2h之內(nèi)排空，物料體積流量發(fā)酵液流速取v=1m/s,排料管截面積管徑 取不銹鋼焊接鋼管φ133×5，其內(nèi)徑123mm〉110mm，適用。5.3稀釋設(shè)備的流體輸送稀釋罐進(jìn)料管即采用酸化罐的排空管不銹鋼焊接鋼管φ133×5稀釋液的體積為218。1m3,采用三個(gè)酸化罐，即每個(gè)罐內(nèi)液體的體積為72。70m3，裝料102m3，2h之內(nèi)排空，物料體積流量發(fā)酵液流速取v=1m/s,排料管截面積管徑取不銹鋼焊接鋼管φ133×5，其內(nèi)徑123mm>110mm，適用.5。4板框過(guò)濾設(shè)備的輸送：進(jìn)入板框過(guò)濾機(jī)的管道與稀釋液流出的管道相同，不銹鋼焊接鋼管φ133×5。經(jīng)板框過(guò)濾后，由濾液效價(jià)可知體積為268。91m3，處理時(shí)間30min物料體積流量發(fā)酵液流速取v=1m/s,排料管截面積管徑故選用不銹鋼焊接鋼管取φ450×5，其內(nèi)徑440mm〉438mm.5.5脫色工段的流體輸送：進(jìn)入脫色罐的管道與板框過(guò)濾流出的管道相同,不銹鋼焊接鋼管φ450×5。流出脫色罐的管道V=291。97m3,操作時(shí)間為40min，物料體積流量發(fā)酵液流速取v=1m/s，排料管截面積管徑故選用不銹鋼焊接鋼管取φ450×5,其內(nèi)徑440mm〉390mm。5.6結(jié)晶過(guò)程的流體輸送液氨的輸送需要加入的液氨體積為35。04m3，結(jié)晶的停留時(shí)間為8小時(shí)，物料體積流量發(fā)酵液流速取v=1m/s，排料管截面積管徑取不銹鋼焊接鋼管φ45×2。5，其內(nèi)徑40mm〉39mm，適用結(jié)晶罐之間的流體輸送結(jié)晶總處理體積為291.97m3，結(jié)晶的停留時(shí)間為8小時(shí),物料體積流量發(fā)酵液流速取v=1m/s，排料管截面積管徑取不銹鋼焊接鋼管φ133×5,其內(nèi)徑123mm〉113mm，適用。干燥條件