年产5000kgSOD精制车间的设计

1、南 阳 理 工 学 院本科生毕业设计 学院（部）： 生物与化学工程学院 专 业： 食品品科学与工程 学 生： 指导 教师： 完成日期 2013 年 5 月 本科生毕业设计年产 5000kgSOD 精制车间的设计Design of SOD Refined Workshop with 5000kg Annual Output 总 计：毕业设计 22 页表 格： 1 个插 图： 2 幅 本本 科科 毕毕 业业 设设 计计年产 5000kgSOD 精制车间的设计Design of SOD Refined Workshop with 5000kg Annual Output 学 院（部）： 生物与化学工

2、程学院 专 业： 食品科学与工程 学 生 姓 名： 学 号： 指 导 教 师（职称）： 评 阅 教 师： 完 成 日 期： 2013 年 5 月 南阳理工学院Nanyang Institute of Technology 年产 5000kgSOD 精制车间的设计 年产 5000kgSOD 精制车间的设计食品科学与工程专业 摘 要 本课题主要进行一个年产5000kgSOD精制车间的设计，纯化和精制SOD粗品。首先，确定一种合理的生产工艺，对工艺各环节进行工艺论证，并且在此基础上根据产量、产品、原料的质量要求进行物料衡算和热量衡算，根据物料衡算结果进行设备生产能力需求的计算，选择主要设备型号，然后

3、进行水、电、气的估算,最后绘制工艺流程图，根据设备选型结果和工艺流程进行车间布置，绘制车间平面布置图。经核算，该车间实际年产精品5100kg，本设计所选工艺、流程、设备类型及型号能够满足产量要求。本车间面积432m2，满足工艺布置，设备摆放要求。关键词 车间；设计；工艺流程；布置 年产 5000kgSOD 精制车间的设计iDesign of SOD Refined Workshop with 5000kg Annual Output Food Science and Engineering Major Abstract：This paper was mainly to design an an

4、nual output of 5000 kg SOD refining workshop to purify crude SOD. First, the optimum technological process method was selected with every process being analyzed. On the base of technological process method, output requiring and product feature, the mass balance, heat balance, the amount of raw mater

5、ial, the supplement of material, water and stream were determined respectively. According to the calculations, the type of main equipment was selected. Finally, the flowchart was draw. And the ichnography of layout of workshop was draw based on the technological process and the equipment size. The a

6、ctual output of this workshop was 5100 kg. The technological process, type and version of equipment selected could be appropriately for the production requirement.The area square of this workshop was 432, which could meet the requirment of the technological process layout.Key words：workshop; design;

7、 the process flow; arrangement年产 5000kgSOD 精制车间的设计目 录1 前言 .11.1 SOD 简介 .11.1.1 SOD 的来源 .11.1.2 SOD 的种类 .11.1.3 SOD 的结构 .11.1.4 SOD 的性质 .21.2 SOD 研究的意义 .21.3 SOD 的应用现状 .21.4 SOD 生产的可行性分析 .31.5 SOD 的精制方法研究进展 .31.5.1 硫酸铵盐析法.31.5.2 亲和层析法.31.5.3 热变性法.41.5.4 丙酮分级沉淀法.42 工艺论证 .52.1 工艺流程图 .52.2 论证 .62.2.1 升温

8、.62.2.2 激活.62.2.3 沉淀.62.2.4 冷冻干燥.63 物料衡算 .73.1 产量 .73.2 物料衡算 .73.2.1 原料用量.73.2.2 溶解段的处理物料量.73.2.3 激活段总物料量.73.2.4 压滤段处理物料量.73.2.5 冷却沉淀.73.2.6 离心.83.2.7 干燥.83.3 核算 .84 设备选型.9年产 5000kgSOD 精制车间的设计I4.1 设备选型原则.94.2 选型 .94.2.1 配料罐.94.2.2 全自动拉板厢式压滤机.94.2.3 板式换热器.104.2.4 沉淀罐.114.2.5 管式高速离心机.124.2.6 真空冷冻干燥机.1

9、24.2.7 包装机.124.2.8 其他辅助设备.124.3 设备汇总 .135 能量、水衡算 .145.1 生产用水耗量 .145.2 冷却水耗量 .145.2.1 滤液的冷却.145.2.2 丙酮的冷却.145.3 耗电量 .146 车间布置 .176.1 车间布置设计的依据 .176.2 车间布置设计的原则 .176.2.1 车间布置应符合生产操作的要求.176.2.2 车间布置应符合设备安装、检修的要求.176.2.3 车间布置应符合厂房建筑的要求.176.2.4 车间布置应符合节约建设投资的要求.176.2.5 车间布置应符合安全、卫生和防腐蚀的要求.186.3 车间布置设计的内容

10、 .186.3.1 车间布局.186.3.2 车间附属工程设计.187 结论 .19参考文献 .20附录 .21致谢 .22年产 5000kgSOD 精制车间的设计01 前言1.1 SOD 简介1.1.1 SOD 的来源SOD 是一种广泛存在于生物界金属酶，它的存在与细胞的需(有)氧代谢有密切的关系。迄今为止人们已从细菌、真菌、原生动物、藻类、昆虫、鱼类、植物和哺乳动物等生物体内分离得至 SOD1-2。不同生物 SOD 含量差别很大，即使同种生物的不同组织或同一组织的不同部位， 其 SOD 含量也各不相同。其中 SOD 含量最丰富的是动物肝脏组织，而动物血液中也富含 SOD。1.1.2 SOD

11、 的种类根据 SOD 所含金属辅因子的不同，可将其分为 Cu/ZnSOD， MnSOD，FeSOD 等三种类型3(见表 1-3)。目前国内已开发的 SOD 制剂多属于 Cu/ZnSOD。表1-3 SOD 的种类和存在部位.1.1.3 1.3 SOD 的结构迄今为止，来自动物、植物和微生物等的 23 种不同种属的 SOD 已被纯化，其中已完成氨基酸序列分析工作的至少有 12 种。它们的氨基酸组成显示出明显的进化上的保守性和高度序列的同一性。MnSOD 和 FeSOD 的氨基酸组成较接近。通过煳寸线衍射分析、光谱分析、核磁共振谱、电子光谱及电镜等多种近代分析方法和研究手段，已获得了不少有关 SOD

12、 活性中心的分子结构信息4。Cu/ZnSOD 酶由两个亚基组成，每个亚基各含一个 Cu2+和一个 Zn2+，Zn2+和Cu2+都处于四面体配位环境中，Cu2+位于一扭曲的四方平面中，分别和 44 位、46 位、61 位和 118 位的组氨酸形成配位键，Cu 和 Zn 之间共连 1 个组氨酸 H61 的咪唑基形成含咪唑桥的扩展结构5。从 2A 分辩率电子密度图可以较清楚地看到 Cu/Zn-SOD 活性中心附近位置的排列，结合底物 O2的是一个椭圆球形“圆桶”(1.5nm0.9nm0.6nm)，“圆桶”外缘边是由甘氨酸 G59、脯氨酸 P60、组氨酸 H61 以及苯丙氨酸 F62 和门冬酰胺 N6

13、3 组成，另一边由苏氨酸 T135、甘氨酸 G136、丙氨酸 A138 和甘氨酸 G139 组成， 赖氨酸 K134 和精氨酸 R141 的侧链锁住“圆桶”两侧， “圆桶”底部是 Cu 和Zn、门冬氨酸 D81 以及组氨酸 H44、H78、H118 和 H696。其中 Cu 除与 H61 的咪唑基配位外尚和 H44、H46、H118 三个组氨酸残基咪唑环的 N 原子配位，形成一个稍微扭曲的四方平面构型，轴向远离 Cu2+。约 3A 处尚有一弱配位水分子中的 O2-与 Cu2+配位，Zn 则尚和 H69、H75 的咪唑基，以及 D61 氧原子配位7。Cu 和 Zn 之间通过同连接组氨酸 H61

14、而形成所谓的“咪唑桥”铜和锌的配位情况(见图 1)。MnSOD 和 FeSOD 各只含一个亚基，锰离子处在三角双锥的配位环境中，其中一个轴向配体为年产 5000kgSOD 精制车间的设计1H2O，另一个轴向位置为蛋白质辅基的配位基 Fe-SOD 的活性中心是由 3 个 His 和 1 个天冬氨酸羧氧基成扭曲四面体配位。 图 1 SOD 铜锌配位结构1.1.4 SOD 的性质SOD 是一种酸性蛋白，在酶分子上以共价键连结金属辅基，因此它对热、pH 及某些理化性质表现出异常的稳定性。例如，天然牛血 SOD 在 75下加热数分钟，其酶活性丧失很少。构象融点温度测定表明，SOD 是迄今发现热稳定性最高

15、的球蛋白之一。又如 SOD 在 pH5.310.5 范围内其催化速度不受影响8。在具有氧毒性的活性氧生成系统中，最重要的要算(超氧阴离子)O2-，它能破坏细胞膜，杀伤细胞及导致脂质过氧化等，而 SOD 正具有专一性地催化超氧阴离子歧化反应的能力。 SOD 2O2-+2H+ O2+H2O2从而调节生物体细胞内的 O2-浓度，防止 O2-所引起的氧毒性。因此，对人体给予外源性 SOD 可以减轻、延缓或治愈某些疾病。实验表明，在 Cu/ZnSOD 中，Cu 与Zn 的作用是不同的，Zn 仅与酶分子结构有关，与催化活性无关，而 Cu 与催化活性有关。Lepock 等指出 Cu，Zn-SOD 是通过铜离

16、子的循环氧化还原过程催化超氧阴离子歧化成过氧化氢和分子氧9。1.2 SOD 研究的意义SOD 是氧自由基的自然天敌，是机体内氧自由基的头号杀手，是生命健康之本，全球 118 位科学家发表联合声明：自由基是百病之源，SOD 是健康之本，体内 SOD 活性越高，寿命就越长，美国人称 SOD 是“爱国者导弹” ，当代医学对人的老龄化研究发现，人生命阶段在过了青少年以后，一些过氧化物等人体“垃圾” ，会因来不及清除而积聚于体内。其中的过氧化阴离子自由基会像“飞毛腿导弹”一样，直接攻杀损害人体的蛋白质、核酸、细胞膜和细胞器，从而使人体的实质性组织器官发生衰老破坏10。因此，对于人类和一切生物来说，没有

17、SOD 的存在，生命就不存在。大量现代医学研究证明，SOD 是人体内的一种最重要的细胞保护酶，既能防辐射损伤，又能有效地抵抗过氧化阴离子自由基，从而延缓衰老，调节机体代谢能力11-12。年产 5000kgSOD 精制车间的设计21.3 SOD 的应用现状 （1）用于生化制药，作为一种生化酶制剂，广泛应用于临床和科研上。SOD 作为药物，主要集中在炎症病患者，尤其治疗类风湿关节炎、慢性多发性关节炎、心肌梗塞、心血管病、肿瘤患者以及放射性治疗炎症病患者。具有极强的抗衰老，抗肿瘤、调节人体内分泌系统作用13。（2）用于化妆品类，可添加在化妆品中，具有抗氧化抗腐蚀的优良性能。以 SOD为主要成份的产品

18、风靡世界，引发了化妆品历史上的一场革命，使人类永葆青春美丽梦想成真。 （3）用作保健食品、饮料、如 SOD 糖、SOD 口服液、SOD 干啤等都非常畅销!在饮料、糖果、糕点等食品中加入 SOD 既可利用其抗腐蚀性延长保质期，又可提高人体自身的免疫功能14。1.4 SOD 生产的可行性分析目前，SOD 产品的开发机制比较完善，社会性的开发体系已经形成，具有广泛性的初级产品开发趋于完备，并已逐步转向科技含量高和附加值较高的 SOD 产品，如我国已经开发出近十种 SOD 商业产品，广泛用于抗衰老，免疫调节，调节血脂，美容，抗辐射等方面。随着国际 SOD 产业带来的巨大的经济效益和社会效益，我国也越来

19、越重视 SOD 产业化生产，并制定了相关的政策来指导和保护该产品产业化发展，现在我国各地都大规模从各种原材料中提纯 SOD，而且 SOD 已经成为人们所广泛接受的产品，因此，我国的 SOD 市场潜力也是巨大的。1.5 SOD 的精制方法研究进展1.5.1 硫酸铵盐析法将SOD粗品溶液以DEAE纤维素进行层析精制。牛血1L可得SOD269000U，比活为10000U/mg蛋白质，活性回收约为70%。利用盐酸氢二钾进行盐析时，要分层后再分离，操作较麻烦且此试剂价格较高，所以可用硫酸铵代替。向溶液中加硫酸铵至59%饱和度，离心去上清液，再向上清液中加硫酸铵至90%饱和度，取沉淀物。将沉淀物用磷酸盐缓

20、冲液溶解后，加入体积分数为25%的乙醇和体积分数为15%的氯仿，离心后上清液经Sephadex G100层析精制。猪血红细胞1L可得SOD662000U，比活为14237U/mg蛋白质。此工艺可使乙醇、氯仿的用量减少15。1.5.2 亲和层析法以螯合型Sepharose为固定相，构橼酸缓冲液为洗脱液，利用铜离子和SOD多肽链组氨酸咪咗基特异性结合以铜离子螯合亲和层析纯化了牛血SOD，制备了牛SOD抗体和免疫亲和层析柱，将SOD粗品上亲和层析柱，以磷酸盐缓冲液洗涤，氯化镁溶液洗脱，年产 5000kgSOD 精制车间的设计3得到高纯度SOD16。1.5.3 热变性法热变性是提取工业中较为廉价的一种

21、方法。目前提取SOD的方法，在操作过程中就已广泛使用了热变性去除杂蛋白，这在牛血等其他动物血SOD提取中已经成功使用了。但猪血SOD对热较敏感，易变性失活。从上述结果看，提取猪血SOD的最适宜温度在5565之间，最适宜的热变性时间为1526min。该数值为猪血开发提供理论指导，说明用热变性手段提取猪血SOD在适宜的条件下是合理的。猪血SOD对热之所以有一定耐受性，其原因在于金属铺基的存在。这是用热变性提纯SOD的基础，之所以说它对热较敏感，是对于其他动物血液SOD来说的，如牛红细胞Cu/ZnSOD的Tm为83，这种耐热性的差别可能源于不同的酶蛋白，可能由于氨基酸组成不同，构象状态不同，并最终导

22、致热稳定性的差异。但是热变性处理猪血，随着温度的升高和时间的延长，酶活性均下降，说明温度对SOD的影响还是有些的，应慎重对待。SOD对热较稳定，牛血SOD在75下加热数分钟其活性丧失很少，如果离子强度很低，即使加热至95，活性损失也不多。因此，在制备过程中可采取加热的方法去除杂蛋白。常用的反应温度和相应的作用时间为55 、1530min,60 、1025min，65 、1020min。为了进一步增强热变性的效果，也可以进行两次热变性。牛血溶血液于75 加热15min，冷却后离心去血红蛋白。上清液加15倍体积丙酮，离心，沉淀用水溶解，即得SOD粗品液。粗品液于65 再加热10min，离心后所得上

23、清液经DE32层析进行精制。牛血1L可得SOD211282U，比活为13297U/mg蛋白质，活性回收约65%17。1.5.4 丙酮分级沉淀法有机溶剂能降低蛋白质溶解度的原因有两个：一是与盐溶液一样具有脱水作用，二是有机溶剂的介电常数比水小，导致溶液的极性减小，从而使得不同种类的蛋白质的溶解度产生不同程度的下降，蛋白质从溶液中沉淀出来。因为大多数有机溶剂都带有一定的毒性，容易使蛋白质因构像发生变化而变性，所以一般采用毒性较小的丙酮来沉淀蛋白质。向蛋白质溶液中加入丙酮有机溶剂，水的活度降低。随着有机溶剂浓度的增大，水对蛋白质分子表面荷电集团或亲水基团的水化程度降低，溶液的介电常数下降，蛋白质分子

24、间的静电引力增大，从而沉淀。研究发现，加入粗提液等量的冷丙酮，效果最好，去除近40蛋白质，酶活力仅轻微降低。且丙酮沉淀后不需要透析，置于-20环境可让丙酮自然挥发，大大节省了时间，所以丙酮沉淀法是SOD分离纯化的一种非常高效、简便的方法18。年产 5000kgSOD 精制车间的设计42 工艺论证2.1 工艺流程图本设计采用的 SOD 精制工艺如图 2 所示SOD 粗品 升温激活压滤冷却至 10冷却丙酮CuCl2溶解沉淀 24h年产 5000kgSOD 精制车间的设计5 图 2 SOD 精制工艺流程图2.2 论证2.2.1 升温SOD耐热，杂蛋白不耐热进行激活前，对离心后的上清液作加热升温处理，

25、加热是纯化蛋白质的一种常用方法，蛋白质在加热过程中，由于环境的变化引起天然构象的破坏，从而沉淀出来，由于SOD是一种热稳定比较好的酶，当温度低于75 时，短时间的热处理酶活力不会有明显的变化，而一般杂蛋白在高于50 时就易变性沉淀。因此，我们可以考虑对粗酶液进行短时间的热处理以达到去除杂质的目的。工业生产中常加入2.5%激活剂于62条件下热变性，保温1015min。 2.2.2 激活在热变性过程中，加入一定浓度铜盐离子作为激活剂，这是SOD构象决定的Cu2+具有置换可逆性的特点引起的，有效地减少了酶的损失，可以提高酶活。而传统工艺的柱层析、透析等过程去掉了杂蛋白的同时，也除去了Cu2+，从而引

26、起酶的损失，导致产率下降。激活剂用量对SOD的影响：在生产中常以20%CuCl2或CuSO4做激活剂，当激活剂用量在17.641.2mmol/L时，SOD活性和产率都较高。这是由于在SOD构象中Cu2+是活性中心，再热变过程中部分Cu2+从SOD中脱落，因此适当补充Cu2+有助于保持SOD活性的稳定。金属辅基Cu2+的存在对SOD的热稳定性有保护作用，但Cu2+过多（大于离心丙酮冷冻干燥回收少量水年产 5000kgSOD 精制车间的设计652.9mmol/L)时SOD的比活和回收率均下降。这是由于Cu2+作为重金属同样具有除杂作用，在形成“架桥”过程中，导致部分SOD变性而被除去。2.2.3

27、沉淀丙酮是一种常用的蛋白质沉淀剂。介电常数较小，沉淀能力强，主要是由于它能够降低溶液的介电常数，进而降低了蛋白质、酶等生物大分子的溶解度，而使沉淀析出。同时由于Cu/ZnSOD对丙酮不敏感，所以本实验采取丙酮作为Cu/ZnSOD的沉淀剂。在上清液中加入等体积预冷的丙酮，4时放置2h，离心收集沉淀物即得SOD产品。2.2.4 冷冻干燥纯化后的SOD应迅速置入冷干机中进行冷冻干燥，冷冻干燥操作温度低，并且处于真空状态之下，特别适用于热敏性物质和易氧化物质的干燥。由于物料中水分存在的空间，在水分升华以后基本维持不变，故干燥后的SOD制品仍不失原有的固体框架结构，复水后易于恢复原有的性质和形状。多孔疏

28、松结构的干燥产品一旦暴露空气中易吸湿、易氧化，因此冷冻干燥能够最大程度的保护SOD的酶的活性和其多孔性结构。由于是在真空下操作，氧气极少，因此一些易氧化的物质得到保护，同时冷冻干燥法能排除95%99%以上的水分，特别适用于SOD的长期保存而不变质。3 物料衡算3.1 产量本课题要求设计年产5000kgSOD精品的精制车间，生产天数300d，则日产量为1.6.67kg。 3.2 物料衡算 3.2.1 原料用量精制车间以 SOD 粗品为原料，已知处理 40kg 粗品，可得 2kg 精品。则日产16.7kg 精品，需要的粗品量为：16.740/2=334kg3.2.2 溶解段的处理物料量已知处理 4

29、0kg 粗品，需用 20kg 水溶解，溶解后体积为 55L，则日处理 334kg 粗品，需要的用水量为： 33420/40=167kg物料总量为： 年产 5000kgSOD 精制车间的设计7167+334=501kg溶解后的体积为： 55334/40=460L 3.2.3 激活段总物料量 已知 40kg 粗品需要 2kg 激活剂，则日处理 334kg 粗品， 需要的激活剂用量为：2334/40=16.7kg加入激活剂 CuCl2后，总物料量为：501+16.7=517.7kg，体积为：470L3.2.4 压滤段处理物料量以上激活段物料总量为 517.7kg，已知处理 40kg 粗品，得 17k

30、g 滤液。故压损率为：（4017）/40=72%所以压滤后的滤液质量为：517.7（172%）=145kg3.2.5 冷却沉淀压滤后所得滤液质量为 145kg，已知处理 40kg 粗品，需要 20kg 丙酮，则日处理334kg 粗品，需要丙酮质量为：20334/40=167kg混合物料总质量为: 145+167=312kg总体积为：310L3.2.6 离心离心时，粗品中 5%的成分会沉淀，所以日处理 334kg 粗品，产生沉淀的质量为：3345%=16.5kg沉淀含湿量为 57%，则需处理的总沉淀量为：16.5/（157%）=38kg总体积为：36L3.2.7 干燥向离心后的物料加入 11%的

31、水，则加水量为：16.511%=1.8kg要求干燥后得产品含水量小于 3%，则蒸发掉水的质量为：（16.5+1.8）16.5/97%=1.3kg年产 5000kgSOD 精制车间的设计8 干燥后产品总量为：16.5+1.81.3=17kg3.3 核算由以计算知，每日实际可得 17kgSOD 精品，生产天数为 300d，则17300=5100kg5000kg所以该设计符合生产要求。3.2.2 激活剂SOD 提取率为千分之二，每克 SOD 活性在 3000U/mg 蛋白的价格为120 元，每增加 1000 活性价格增加 20 元，如达到 6000 活性，每克180 元。按每天 1000kg 牛血计

32、算可得 2000g 产品，按每克 120 元计算，合计 240000 元，按每克 180 元计算，合计 360000 元。试剂：1、激活剂: 氯化酮 ，吨氯化酮 15000 元年产 5000kgSOD 精制车间的设计92、 丙酮，每吨丙酮 8500 元精制过程主要原料：猪牛血 1000kg/天，价格 1000 元；氯化铜 2kg/天，每千克 15 元，152=30 元；丙酮，每天 20kg，价格 8.520=170 元。4 实际操作粗品加 20kg 水溶解离心-上清液迅速升温至 56(猪) 62 (牛) 保温 10-15 分钟 (不断搅拌)-加入激活剂 2kg(不断搅拌)-观察颜色变化 (用滤

33、纸检测)-达到要求后马上取出压滤-滤液约为 17kg马上放入冰柜中冷却至 10 度左右加入 20kg 预冷的丙酮沉淀 24h 虹吸出有机溶剂及水（精馏回收溶剂）-沉淀物离心得 SOD 产品，加入少量的蒸馏水-速冻后上冷干机得 30007000U/mg 蛋白的 SOD 设备选型 1、先进，产品设备机械化、自动化程度高，工序简单 2、根据可供的原辅料和水、暖、气、电设计生产能力；4.14.1 设备选型原则（1）合工艺生产的要求，保证产品的质量和产量。（2）根据车间食品工厂设计的规模和技术力量，选择技术先进，经济合理的设备。一般大型生产车间工厂可以采用自动化、机械化程度高的设备，小型车间工厂可采用一

34、些简单的设备。（3）所选择的设备可以充分利用原料，能耗小，效率高，体积小，维修方便，劳动强度低。 （4）所选择的设备，不仅符合工艺卫生条件，易清洗装拆，与产品接触的设备材料必须耐腐蚀以避免造成对产品的污染。（5）选用国内技术上已经成熟的设备，设备结构布局合理，材料能够适应各种特定的工作条件。（6）在国内比较落后的设备部分，可根据条件的许可，从国外引进技术先进价格合理，适合于国内使用的设备，从中学习，提高国内生产水平，以利于加快产品工业的发展。年产 5000kgSOD 精制车间的设计10（7）7、便于控制，在各工艺参数和程序各方面需有合理的控制系统，尽量采用整个生产线自动控制方式。4.2 选型4

35、.2.1 配料罐已知溶解段溶解后的体积为460L，浙江金安药用机械有限公司生产的PLG1000型配料罐容积为1000L，换热面积4m2，搅拌速度41r/min，电机功率1.1kW，外形尺寸120012002800mm，故该设备符合搅拌工段的需求。该设备为上开启式，下斜底三层结构，由罐体、夹套、内胆、封头、磁力搅拌装置及公用系统管道组成。主体材质为进口不锈钢，按GB74180技术条件进行，罐体内外抛光，罐内有搅拌桨，工作时起搅拌作用；上盖有温度计，显示罐内温度；顶部有摆线针输行星减速器，带动搅拌桨；并可装拆与清洗，并是一扇可开式罐盖供清洗用，另加两个进料口，可与管道连接，便于连接进各种配料，下面

36、带有出料口，并装上旋塞阀大等搅拌均匀后、旋转旋塞阀手柄90即可放料，放料完毕关闭，达到搅拌均匀目的；可配有液位计或称重设备，对罐内的物料体积或重量进行计量。具有可加热自动控温、保温、搅拌功能；传热快、适应温差大、清洗方便等优点。4.2.1 溶解搅拌罐由于日处理不多于 40g 的粗品，桨式搅拌器：有平桨式和斜桨式两种。平桨式搅拌器由两片平直桨叶构成。桨叶直径与高度之比为 410,圆周速度为1.53m/s，所产生的径向液流速度较小。斜桨式搅拌器的两叶相反折转 45或 60，因而产生轴向液流。桨式搅拌器结构简单，常用于低粘度液体的混合以及固体微粒的溶解和悬浮。搅拌罐的使用和维护：1.搅拌罐体内装载量

37、应严格按照不超过搅拌罐体的有效容积，严禁过载使用，以免烧坏电机或损坏减速机等部件。2.减速器内应装 40#-50#机油或 70#-90#极压工业齿轮油，第一次运行 20 天（每天工作 8 小时）后，更换机油并清洗油箱内的油污，以后每 35 个月更换一次并清洗油箱。 （无减速机除外） 。3.设备若长期不用，应全部清洗干净，各处注入润滑油并切断电源。4.若配置有冷凝器，可根据换热的效果来判断是否该对其进行清洗换热管道。5.本设备为常压设备，换热器若管路畅通也视为常压，若压力超高请检查进出口是否有堵塞现象。年产 5000kgSOD 精制车间的设计11。本设计选用4.2.2 23 全自动拉板厢式压滤机

38、已知压滤段需要处理的物流总体积为470L，杭州顺源过滤机械有限公司生产的型号Y240/920U，过滤面积40m2，滤室总容量640L，外框尺寸920920mm，滤板厚度60mm,外形尺寸383013001415mm，电机功率1.5kW，过滤压力0.6MPa，处理能力5m3/h，整机重量3660kg 。故该设备符合压滤段的工艺要求。4.该设备是一种间歇式的加压过滤设备，用于各种介质过滤，过滤效果好，滤饼含水率低。我厂生产的自动系统高压隔膜压滤机采用积木式结构，各部分结构合理，联结简单，使用不同的组合，适用于不同用户的要求。整机具有自动化程度高，生产能力大，能够在高压力下操作，滤饼种含液率低，单位

39、产量高，占地面积小等特点：其使用效果可与进口压滤机媲美。自动系统高压隔膜压滤机排液形式有明流、暗流型，根据滤板数量的多少及滤板形式的改变，可组成不同的过滤面积和容量。自动系统高效精煤压滤机采用机、电、液一体化设计制造，能够实现自动压紧、过滤、穿流、压榨、松开、拉板等过程；自动压滤机各种过程都由电气柜控制，按可编程控制器设定的程序进行。盘式过滤机盘式过滤机是输送介质管道上不可缺少的一种装置,通常安装在减压阀、泄压阀、定水位阀或其它设备的进口端，用来消除介质中的杂质，以保护阀门及设备的正常使用。当流体进入置有一定规格滤网的滤筒后，其杂质被阻挡，而清洁的滤液则由过滤机出口排出，当需要清洗时，只要将可

40、拆卸的滤筒取出，处理后重新装入即可，因此，使用维护极为方便。结构：盘式真空过滤机主要由槽体、主轴、滤盘、分配阀、剥料装置、冲水装置、洗网装置、传动装置、出料装置等部分构成。它在处理纸机网下白水时,是利用真空作为过滤的动力来回收纤维和填料。本设计盘式过滤机选型：GP160200810，过滤面积 200m2，滤盘直径 4m，滤盘个数 810 个，每盘滤扇数20，滤盘转速 0.48r/min，主电机功率 15kw，搅拌方式：空气搅拌，处理物料：料浆，处理能力（t/h.m2）0.254，滤饼水分 1820%，外型尺寸：长 5945mm 宽 5080mm高 4640mm，设备重量 26830kg。生产厂

41、家：无锡市诚信洗选设备有限公司。年产 5000kgSOD 精制车间的设计124.2.3 3 板式换热器（1）滤液的冷却需要冷却的滤液质量为 145kg,压滤后的滤液温度为 50，将压滤后的滤液冷却至10，已知板式换热器的进水口温度为 5，出水口的温度为 35，查资料知：物料在（50+10）/2=30下定压比热容为：Cp0=5.08kJ/（kg）滤液耗热量： Q0=qm0Cp0t0=1455.08（5010）=2.95104kJ/h传热系数：K=2000平均传热温差：1212(50 10)(355)1350 10lnln355mttttt 由公式 Q=KS知，mt换热面积为：S=Q/K=2.95

42、104/200013=1.13m2mt（2）丙酮的冷却已知丙酮质量 167kg，将其从 20冷却至 10，换热器进水口的温度为 5出水口的温度为 7查资料知：丙酮在（20+10）/2=15下定压比热容为：Cp0=2.20kJ/（kg）丙酮耗热量：Q0=qm0Cp0t0=1672.20（2010）=3674kJ/h传热系数：K=2000平均传热温差：1212(20 10)(75)520 10lnln75mttttt 年产 5000kgSOD 精制车间的设计13由公式 Q=KS知，mt换热面积为：S=Q/K=3674/20005=0.37m2mt由于实际需要的换热总面积为1.13m2、0.37m2

43、，淄博泰勒换热器设备有限公司生产的 BR0.23型换热器：换热面积板为（m2）5，单片换热面积（m2）0.238，板间距（mm）4.2，单流道截面积（m2）0.00098，最大处理量（m3/h）40，工作温度230，角孔直径（mm）67，平均当量直径（mm）7.0，板片数23，单片重量（kg）1.79，流道宽度（mm）290，外形尺寸992325700mm，机重（kg）265。故该换热器满足该工段工艺需求。本设备具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、安装清洗方便、应用广泛等特点。该板式换热器由于板面光洁，湍流程度高，不易结垢，因此使用寿命较长。同时采用不锈钢或钛合金板片压制，板面

44、光洁，可耐各种腐蚀介质，胶垫可随意更换。该设备靠夹紧螺栓将夹固板板片夹紧，因此拆装方便，随时可以打开清洗。不串液，板式换热器密封槽设置泄液液道，各种介质不会串通，即使出现泄露，介质总是向外排出。冷藏冷冻冰柜疫苗专用冰柜主要用于血清、血浆、疫苗、生物制剂、试剂运输保冷、血液制品的冷藏保温。本设计冷藏冷冻冰柜选型：产品型号：FYLYS178L，输入电压220v，制冷功率60w,商品重量39kg，尺寸大小955*520*910mm，商品容量178L，温度范围-2510，安全锁：安全带锁。（1）采用智能电脑温控系统，数字实时温度显示，自由设置温度。温度可调范围-2510。（2）进口直流压缩机制冷速度快

45、，无氟制冷剂。（3）高密度无氟绝热层，保温效果良好。（4）合理的蒸发冷凝系统设计，确保超强的制冷效果。（5）专业化检测机构进行昼夜环境温度交替实验，停断电保温实验等各项指标严格检测，符合世界卫生组织标准要求，获世界卫生组织认可。生产厂家：北京福意电器有限公司。4.2.4 4 沉淀罐该沉淀工段需要沉淀的物料总体积为310L，无锡雷特重工装备有限公司生产的年产 5000kgSOD 精制车间的设计14JC500型沉淀罐：容积0.5m3，工作温度15常温，热传介质最高工作压力0.25MPa，工作介质工作压力0.01MPa，传热系数150200kJ/m2h，搅拌功率0.75kW，搅拌转速250r/min

46、，外形尺寸8008002300mm，重量1260kg。故该沉淀罐满足该工段工艺需求。本设备适用于食品、生物制品、保健品等的沉淀，沉淀罐是沉淀工序的关键设备。该设备全部用不锈钢制作，配有高压水自动喷淋清洗系统，夹套中可通低温冷却水，传动部位采用机械密封，防爆电机确保生产过程符合 GMP 质量标准。设备亚光。 。4.2.5 4 管式高速离心机离心机需要处理额物料总体积为36L，辽阳隆达制药机械有限公司生产的 GF75型号离心机：生产能力670L/h，有效高度450mm，沉积容量2.67L,最高转速21000r/min，最大分离因数22500，进料口喷嘴直径3/4/6，物料进口压力0.05MPa，电

47、机类型：直流高速电机，电机功率1.5kW，外型尺寸5007001300mm，重量300kg。故该设备符合离心段工艺需求。该设备具有分离效率高，便于拆卸维修，占地面积小等特点。主要用于分离各种难分离的乳浊液，特别适用于二相密度差甚微的液、液分离（比重差大于0.1%） ，以及含有少量杂质的液、液、固三相分离。油品类的分离，食用油脱水及脱蜡，各种糖浆剂的分离；全血分离-从全血中分离血浆、血球；生物制品的分离；油水分离，污水处理等。4.2.6 5 真空冷冻干燥机冷冻干燥段需要干燥的水分质量为1.3kg，上海欣谕仪器有限公司生产的 XYFD8型冷干机：捕水能力：15kg/24h ，干燥温度：55+60，

48、有效冻干面积0.8m2 1m2，外形尺寸1500900800mm，功率5700W。故该设备符合冷冻干燥段工艺的需要。本设备具有样品原位预冻功能，预冻温度低，有利于样品冻速冻；超低温冷凝盘管，大大提高其捕水能力，防止水分逃逸到真空泵中；采用进口压缩机制冷机组，性能稳定可靠；搁板带加热系统，可预设加热程序，由 PID 智能调节，分层控温，人机界面采用大屏幕液晶屏，以曲线和数据的方式，同时提供给用户有关冻干进程的更多信息，并配有上位机通讯接口，大大提高了冻干速度。4.2.7 包装机年产 5000kgSOD 精制车间的设计15需要包装的成品质量为17kg，河北跃达电器设备有限公司生产的 DXDCY60

49、型包装机：包装速度（袋/分）4060，功率1000w，制袋尺寸（mm）长20120宽3580，计量范围(150ml),外型尺寸6257501550mm，机重170kg。故该设备符合包装工艺的需要。本机特点：本机型采用智能数控系统，粉末螺杆填充装置是一套独立的计量填充系统，配置可调式计量容杯，采用高精度步进电机驱动，螺杆进行填充。在机器计量范围内可由几种大小不同的螺杆完成不同的计量范围。操作简单、制袋精准、性能稳定可靠。进口步进电机拉袋机构，可自动完成制袋、计量、充填、封合、切断、打印批号等功能。4.2. 84.2.8 其他辅助设备（1）9贮存罐500L1个，200L1个。生产厂家：淄博太极工业

50、搪瓷有限公司（2）螺杆泵SOD 粗品被送至配料罐需要螺杆泵作动力装置，已知 SOD 粗品物料体积约为320L，河北远东泵业制造有限公司生产的 G201型螺杆泵流量为1.28m3/h，故可满足输送需求。该螺杆泵主要技术参数为：流量1.28m3/h，转速970r/min，轴功率0.58kW，电机功率1.5kW，尺寸800265240mm。该泵特点：可输送高粘度物料，结构简单、零件少、容易拆装。泵内的泄漏损失比较小，故泵的效率比较高。被输送的物料在泵内作匀速直线运动，物料在泵内无旋转、无脉动地连续运动，因此，泵工作时无振动、无噪声、流量稳定。（3）离心泵通过前边各工段物料衡算结果知输送物料最大量为5

51、17.7kg，体积为470L。故小型离心泵即可满足各工段物料的输送，上海风驰泵阀有限公司生产的25FSB25小型离心泵，相关技术参数为：流量3.6m3/h，扬程25m，轴功率1.25kW，电机功率1.5kW，转速2900r/min，工作温度20120，效率55%。比较知，此泵可满足各工段物料输送需求。本机特点：该产品机械强度高，过流部件全部采用氟塑料合金制造。设计合理，结构紧凑，性能可靠，使用维修方便，流道光滑效率高，节约能源。具有特强的耐腐蚀性，具有不老化，无毒素分解优点。年产 5000kgSOD 精制车间的设计164.23 精制 SOD 所需要的主要设备设备汇总车间所需设备汇总于表 1。表

52、 1 设备一览表序号名称数量规格尺寸（mm）备注1配料罐1PLG10001200120028001000L2厢式压滤机1Y240/920U383013001415处理能力5m3/h3板式换热器2BR0.23992325700换热版面积5m34沉淀罐1JC5008008002300500L5管式高速离心机1GF755007001300生产能力670L/h6冷冻干燥机1XYFD81500900800捕水能力15kg/24h7包装机1DXDCY606257501550包装能力(40-60袋)/min8离心泵725FSB25700280257流量3.6m3/h9螺杆泵1G201800265240流量1

53、.28m310贮存罐1ZF5008008002000500L11贮存罐1ZF2004004001500200L5 能量、水衡算5.1 生产用水耗量每日溶解粗品的耗水量为167kg，离心后物料加入少量水的质量为1.8kg，故生产段用水日总耗量为：167+1.8=168.8kg5.2 冷却水耗量 （1）不锈钢反应釜：电机功率4kw，电热功率48kw，加热时间约为15分钟，故其耗电功率为（48+4）0.25=13KJ（2）全自动拉板厢式压滤机：需处理的 SOD 粗品与水的混合物质量为517kg，此压滤机的处理量为5000kg/h，电机功率为1.5kw5.2.1 滤液的冷却已知每日需冷却145kg 的

54、滤液，压滤后的滤液温度约为50，将其冷却至10，换热器进水口的温度为5，出水口的温度为35。查资料知：物料在（50+10）/2=30下定压比热容为：Cp0=5.08kJ/（kg）年产 5000kgSOD 精制车间的设计17水在（5+35）/2=20下定压比热容为：Cpi =4.06kJ/（kg）由以上计算知耗热量 Q0=2.95104kJ/h冷却滤液的日耗水量： qmi=Q0/Cpiti=2.95104/4.06（355）=242.2（kg/h） （1）不锈钢反应釜：电机功率 4kw，电热功率 48kw，加热时间约为 15 分钟，故其耗电功率为（48+4）0.25=13KJ（2）全自动拉板厢式

55、压滤机：需处理的 SOD 粗品与水的混合物质量为517kg，此压滤机的处理量为5000kg/h，电机功率为1.5kw5.2.2 丙酮的冷却已知每日需冷却167kg 的丙酮，丙酮常温约为20，将其冷却至10，换热器进水口的温度为5，出水口的温度为7。查资料知：丙酮在（20+10）/2=15下定压比热容为：Cp0=2.20kJ/（kg）水在（5+7）/2=6下定压比热容为：Cpi=4.18kJ/（kg）由以上计算知耗热量 Q0=3674kJ/h冷却丙酮的日耗水量：qmi=Q0/Cpiti=3674/4.18（75）=439.5（kg/h）故冷却水日总耗量为：242.2+439.5=681.7（kg

56、/h）5.3 耗电量（1）配料罐：电机功率1.1kW，电热功率48kW，加热时间15min，常规搅拌时间为0.5h，故其消耗总电能为：（1）不锈钢反应釜：电机功率4kw，电热功率48kw，加热时间约为15分钟，故其耗电功率为（48+4）0.25=13KJ（2）全自动拉板厢式压滤机：需处理的 SOD 粗品与水的混合物质量为517kg，此压滤机的处理量为5000kg/h，电机功率为1.5kw，故其消耗的电能为：1.5517/50000.155KJ1.10.5+4815/60=12.55kWh（2）全自动拉板厢式压滤机：需处理的 SOD 粗品与水的混合物质量为517.7kg，此压滤机的处理量为500

57、0kg/h，电机功率为1.5kW，故其消耗电能为：1.5517/5000=0.16kWh（4）板式换热器：年产 5000kgSOD 精制车间的设计18（35）沉淀罐：沉淀时间为24h,电机功率750W，消耗电能为：0.7524=18kWh（46）管式高速离心机：需离心的物料质量为38kg，体积36L，离心机生产能力为670L/h，故需要离心时间为约为36/670=0.05h，消耗电能为： 1.50.05=0.075kWh（57）冷冻干燥机：捕水能力为15kg/24h，整机功率5.7kW，离心后的物料含水量约为3.5kg，加入1kg 少量水后，故需要处理4.5kg 的水，又知冷干机单位时间捕水能

58、力为0.625kg/h，故需要冷干时间为4.5/0.625=7.2h 消耗电能：5.77.2=41kWh（6）包装机：需包装产品质量为17000g，规定每袋计量单位为10g，包装速度调整为50袋/min则日需包装袋数： 17000/10=1700（袋）所用时间为： 1700/50=34min消耗电能为： 134/60=0.57kWh（7）螺杆泵已知螺杆泵流量为1.28m3，电机功率1.5kW，轴功率0.58kW，SOD 体积320L故将 SOD 粗品输送至配料罐所需电能为：（1.5+0.58）320/1280=0.52kWh（8）离心泵：已知离心泵的流量为3.6m3/h，电机功率1.5kW，轴

59、功率1.25kWa 水至配料罐水的体积为167L，故消耗的电能为：（1.5+1.25）167/3600=0.13kWhb 配料罐至压滤机需处理物料体积约为470L，故消耗电能为：（1.5+1.25）470/3600=0.36kWhc 压滤机至换热器，需处理滤液体积约为140L，故消耗电能为：（1.5+1.25）140/3600=0.11kWhd 丙酮至换热器 需处理丙酮体积约为200L，故消耗的电能为：年产 5000kgSOD 精制车间的设计19（1.5+1.25）220/3600=0.17kWhe 换热器至沉淀罐 滤液、丙酮在换热器内的损耗忽略不计，故其从换热器至沉淀罐各自消耗的电能依然为0

60、.11kJ、0.17kJ，消耗的电能总计为：0.11+0.17=0.28kWhf 沉淀罐至离心机 沉淀罐内物料体积约为36L，故其消耗的电能为：（1.5+1.25）36/3600=0.03kWh设备总耗电量为：12.55+0.16+18+0.075+41+0.57+0.52+0.13+0.36+0.11+0.17+0.28+0.03=73.955kWh，即约为74度。 （4）管式高速离心机：离心的原料质量约为140kg，生产能力为670L/h，故需要离心时间为约为140/6700.2h，耗电量：1.50.2=0.3KJ（5）冷冻干燥机：年产 5000kgSOD 精制车间的设计20序号名称数量规