畢業(yè)設(shè)計(jì)-年產(chǎn)400噸土霉素發(fā)酵工段工藝設(shè)計(jì)-資料下載頁

　　

【正文】 內(nèi)比較先進(jìn)的中空纖維超膜過濾技術(shù) ，選擇合適的過濾膜 ， 進(jìn)行兩級過濾 ， 分別去除凈化和細(xì)菌內(nèi)霉素。解決了超濾膜的清洗問題 ， 保證了其重復(fù)使用。 產(chǎn)品達(dá)到了英國藥典 2021 版 ， 美國藥典 25 版標(biāo)準(zhǔn) ， 已形成了年產(chǎn) 60 噸的生產(chǎn)規(guī)模。該純化新工藝達(dá)到了國內(nèi)領(lǐng)先水平。 土霉素的分離 采用高效毛細(xì)管電泳法分離土霉素及其相關(guān)物質(zhì)。方法 :以含 1mmol/L 的 EDTA 的25mmol/L 檸檬酸鈉溶液（用 0． 1mol/L 的氫氧化鈉液調(diào) pH 值至 11． 5）作為運(yùn)行緩沖液 ， 未涂層毛細(xì)管柱為 70cm*)， 有效長度為 64cm， 采用壓力方式由毛細(xì)管柱的陽極旱樣 5s， 運(yùn)動電壓為 15kV， 分離溫度為 20 度 ， 檢測波長為 254nm， 并將方法測得的結(jié)果與藥典規(guī)定方法測得 的結(jié)果進(jìn)行了比較 ， 結(jié)果 :所確定的實(shí)驗(yàn)條件可使土霉素與數(shù)種相關(guān)物質(zhì)得到令人滿意的分離 ， 其分離效率較法定方法的為高 ， 結(jié)論 :本方法可使土霉素與數(shù)種相關(guān)物質(zhì)分離 ， 分析時(shí)間較短 ， 能有效控制我國現(xiàn)行工藝生產(chǎn)的土霉素質(zhì)量以及監(jiān)控儲存條件對質(zhì)量的影響。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 11 第四章 工藝計(jì)算 物料衡算 培養(yǎng)及配比關(guān)系 （ 1）種子培養(yǎng)基配比 :（ g/L） 淀粉 :50 糊精 :6 豆餅粉 :25 酵母粉 :6 硫酸銨 :8 碳酸鈣 : 磷酸二氫鉀 : 豆油 : 氯化鈷 : 氯化鈉 :4 （ 2）發(fā)酵培養(yǎng)基配比 :（ g/L） 淀粉 :80 豆餅粉 :29 酵母粉 :4 硫酸銨 :11 碳酸鈣 :6 磷酸二氫鉀 : 豆油 : 氯化鈷 : 淀粉酶 : 氯化鈉 :2 玉米漿 :7 （ 3）補(bǔ)料培養(yǎng)基配比 :（ g/L） 淀粉 :50 豆餅粉 :2 碳酸鈣 : 磷酸二氫鉀 : 淀粉酶 : 氯化鈉 :2 每天放罐發(fā)酵液體積 放罐體積由下式計(jì)算 : f1000 U qUd MV m ?? [8] （ 41） 式中 ， M— 年產(chǎn)量 ， t/a Uq— 成品效價(jià) ， u/mg Uf— 年平均發(fā)酵水平 ， u/ml m— 年工作日 ， d/a η — 提取總水平 ， % 由設(shè)計(jì)要求 :M=400t/a， Uq=1000u/mg， m=310d/a， Uf =32021 u/ml， η =95% 代入上述公式 得 : 1 0 0 0 4 0 0 1 0 0 03 1 0 3 2 0 0 0 9 5 %dV ??? ??=（ m3） 取 Vd =42（ m3） 發(fā)酵車間物料衡算 由上述公式得 Vd 分三部分 : 種子液 :V1=Vd? 20%=42? 20%=（ m3） 底料液 :V2=Vd? 70%=42? 70%=（ m3） 補(bǔ)料液 :V3=Vd? 10%=42? 10%=（ m3） 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 12 底料物料用量 :發(fā)酵培養(yǎng)基配方 ? V2 種子液物料用量 :發(fā)酵培養(yǎng)基配方 ? V1 補(bǔ)料中物料按用量分別流加。 如 :種子培養(yǎng)液所需豆餅粉量 :m1=25V1=25? =210(Kg) 發(fā)酵液底料所需豆餅粉量 :m2=29V2=29? =(Kg) 補(bǔ) 料耗豆餅粉量 :m3=2V3=2? =(Kg) 所以 ， 每天耗豆餅粉量 :m=m1+m2+m3=210++=1071(Kg) 依據(jù)上述計(jì)算 ， 故每天所耗各物料量為 : 糊精耗量 :m=m1=6V1=6? =(Kg) 酵母粉耗量 :m=m1+ m2=6V1+4V2=6? +4? =168(Kg) 玉米漿耗量 :m=m2=7V2=7? =(Kg) 硫酸銨耗量 :m=m1+ m2=8V1+11V2=8? +11? =(Kg) 碳酸鈣耗量 :m= m1+ m2+m3=+6V2+=? +6? +? =(Kg) 磷酸二氫鉀耗量 :m= m1+ m2+m3=++=(Kg) 豆油耗量 :m=m1+ m2=+=(Kg) 泡敵耗量 :m= m2+m3=+=(Kg) 氯化鈷耗量 :m=m1+ m2=+=(Kg) 淀粉酶耗量 :m= m2+m3=+=(Kg) 氯化鈉耗量 :m= m1+ m2+m3=4V1+2V2+2V3=(Kg) 發(fā)酵過程中物料計(jì)算 : 進(jìn)料量 =基礎(chǔ)培養(yǎng)基（消后） +種子液量 +補(bǔ)料量 出料量 =成品液（發(fā)酵液） +逃液與蒸發(fā)損失量 故實(shí)際物料消耗量 =理論物料消耗量 /（ 1損失量） 實(shí)際物料消耗見 表 4— 4— 2 和 4— 3: 發(fā)酵罐公稱容積 發(fā)酵罐公稱容積 計(jì)算公式如下 : 0dldVV n?? （ 42） 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 13 表 4— 1 發(fā)酵培養(yǎng)基 物料 消耗表 物 料 名稱 產(chǎn) 1 噸土霉素耗量 400t/a 物料耗量 每日消耗量（ Kg/d） 豆餅 粉 淀粉 糊精 酵母粉 玉米漿 硫酸銨 碳酸鈣 磷酸二氫鉀 豆油 氯化鈷 淀粉酶 氯化鈉 泡敵 16 345836 935053 16275 54250 66464 126139 78120 4960 7874 496 1860 32550 6400 175 252 16 6 105 表 4— 2 種子培養(yǎng)基 物料 消耗表 物料名稱 產(chǎn) 1 噸土霉素耗量 400t/a 物料耗量 每日消耗量（ Kg/d） 淀粉 糊精 豆餅粉 酵母粉 硫酸銨 碳酸鈣 磷酸二氫鉀 豆油 氯化鈷 氯化鈉 67 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 14 表 4— 3 補(bǔ)料消耗表 物料名稱 產(chǎn) 1 噸土霉素耗量 400t/a 物料耗量 每日消耗量（ Kg/d） 淀粉 豆餅粉 碳酸鈣 磷酸二氫鉀 淀粉酶 氯化鈉 65100 2604 1767 2604 210 式中 ， V0— 每天所需發(fā)酵液體積 ， m3 nd— 每天放罐數(shù) ， 罐 /天 ? L— 裝料系數(shù) ， % 由生產(chǎn)情況和設(shè)計(jì)要求取 :Vd =42 m3/d， nd =1 罐 /天 ， ? l =80%， 得 0 4280%V ? =（ m3） 圓 整到國內(nèi) 常 用發(fā)酵罐容積系列 ， 則 V0=50m3 發(fā)酵工段所需的發(fā)酵罐臺數(shù) N= nd T (43) 式中 ， nd— 每天放罐數(shù) ， 罐 /天 T— 發(fā)酵周期 ， d（發(fā)酵周期 =每批發(fā)酵時(shí)間 +輔助時(shí)間） 由生產(chǎn)情況和設(shè)計(jì)要求取 : T=160h 1 1 6 0 6 .6 724N ??? 取 7 臺 每罐發(fā)酵液體積 1 42 4211dd VV ? ? ? (44) 校核 :? L=4250 ? 100%=84%， 則發(fā)酵罐的裝料系數(shù)為 84%， 符合要求。 種子罐容積確定 進(jìn)料量 =接種量 +基礎(chǔ)培養(yǎng)基（消后） 出料量 =成品液 +損失量（逃液 +蒸發(fā)） 培養(yǎng)基 消前 96% Vd’= 96%= m3 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 15 種子罐公稱容積 : 0 39。39。 39。dLVV ?? 式中 :Vd’ — 每罐所需的種子液體積 ， m179。/d 39。L? — 種子罐裝料系數(shù) ， % 由設(shè)計(jì)要求取 Vd’=179。， 39。L? =70%， 所以0 39。 70%V ? =（ m179。） 圓整到國內(nèi)常用的種子罐容積系列 ， 則 039。V? 10m179。 校核 ， 39。L? = 6 100% 10 ??%， 符合設(shè)計(jì)要求。 種子罐的臺數(shù) 計(jì)算公式如下 : 39。39。 NTN T? (45) 式中 T’ — 種子罐的發(fā)酵周期 ， d 一級種子罐臺數(shù) : 由經(jīng)驗(yàn)得 T’=26~32h， 取 T’=30h 所以 7 3039。 ??? 取 2 臺 二級種子罐臺數(shù) : 取 T’=28h， 所以 7 2839。 25160N ??? 取 2 臺 故需種子罐臺數(shù)為 4 臺。 熱量計(jì)算 發(fā)酵過程中的熱效應(yīng)計(jì)算 [8] FLQ Q V?? (46) 式中 ， Q — 發(fā)酵罐的發(fā)酵熱效應(yīng) ， KJ/h QF— 單位體積 ， 發(fā)酵液所產(chǎn)生的熱量 ， 也稱發(fā)酵熱 ， KJ/h VL— 發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵液的體積 ， m179。 土 霉菌發(fā)酵熱為 QF =21000~26500KJ/( m179。 h)。 本設(shè)計(jì)取 :QF =21000 KJ/( m179。 h) 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 16 則發(fā)酵罐發(fā)酵過程中的熱效應(yīng) :Q=21000? 42=882021（ KJ/h） 種子罐發(fā)酵過程中的熱效應(yīng) :Q’=21000? =176400（ KJ/h） 水的用量 （ 1） 自來水 ① 配料用水（約為消前培養(yǎng)基體積） V 發(fā) =179。， V 種 =179。， V 補(bǔ) =179。 ② 洗罐用水（從人孔直接沖洗 ， 用水量取罐體積 6%） V 發(fā) ’=50 6%=3m179。， V 種 ’=10 6%=179。， V 補(bǔ) ’=5 6%=179。 其中取補(bǔ)料罐裝料系數(shù) ? =80% ， 則其 V0= 80%? 取 5 m179。 ③ 自來水總用量 考慮日常用水、種子室用水 、中間體化驗(yàn)室 用水 等 ， 取裕量系數(shù) 。則 : V 總 =（ V 發(fā) + V 種 + V 補(bǔ) + V 發(fā) ’ + V 種 ’ + V 補(bǔ) ’） =（ +++3++）=（ m） 179。 （ 2） 冷卻用水 W=21()QCt t? （ 47） 式中 ， Q 冷 — 待冷卻熱量 ， KJ/h C— 水的比熱容 ， KJ/(Kg℃ ) t1— 冷卻水進(jìn)口溫度 ， ℃ t2— 冷卻水出口溫度 ， ℃ 取裕量系數(shù) ， 則 W=21()QCt t? ① 冬 季冷卻水用量 已知 C=(Kg℃ ) ， 取 t1=4℃ ， t2= 15℃ 發(fā)酵罐 :Q 冷 =882021（ KJ/h） W= 882021 (15 4)???=（ Kg/h） 種子罐 :Q 冷 ’=176400（ KJ/h） 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 17 W’= 176400 (15 4)???=（ Kg/h） 取裕量系數(shù) ， 則 總用水量 : W 總 =（ W+W’） =（ +） =（ Kg/h） ② 夏 季冷卻水用量 由經(jīng)驗(yàn) 知 C= 1KJ/(Kg℃ ) ， 取 t1=10℃ ， t2= 25℃ 發(fā)酵罐 :Q 冷 =882021（ KJ/h） W= 882021 (25 10)???= （ Kg/h） 種子罐 :Q 冷 ’=176400（ KJ/h） W’= 176400 (25 10)???=（ Kg/h） 總用水量 : W 總 =（ W+W’） =（ +） =（ Kg/h） （ 3）實(shí)消過程冷卻水用量 A=2/ 1212KF WC stte tt?? ? （ 48） 2lnKFW CA? （ 49） 式中 :W— 冷卻水的用量 ， Kg/h A— 冷卻水流量 C2— 冷卻水的比熱容 ， KJ/(Kg.℃ ) F— 傳熱面積 ， m2 K— 平均傳熱系數(shù) ， KJ/(.℃ )