年产42吨恩拉霉素设计项目【含全套CAD图纸】
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本科毕业设计（论文）前言恩拉霉素(Enramycin)又称持久霉素、恩霉素、安来霉素和恩来霉素，是杀真菌链霉菌(Streptomyces fungicidious NoB-5477)发酵代谢的一种产物。其结构是由不饱和脂肪酸和多个不同种类的17个氨基酸分子构成的，属于多肽类抗生素1，亦是一种有机碱。恩拉霉素的抑制作用很强，主要针对于革兰氏阳性菌，尤其对梭状芽孢杆菌的作用效果显著。恩拉霉素作为一种饲料添加剂，通常以预混剂的形式添加于饲料之中。基于恩拉霉素长期使用的同时不容易产生耐药性，效价稳定，并能促进鱼、猪、鸡体重增加和提高饲料转化率，所以恩拉霉素在国际上也被广泛的应用于饲料行业，同时作为一种良好的生长促进剂被许多国家推荐。本设计项目的生产工艺路线为，通过培养杀真菌链霉菌发酵生产恩拉霉素，发酵液经过滤得到菌丝体，对菌丝体进行离心、破碎、萃取、过滤得到恩拉霉素萃取液，然后经酸化、过滤、碱化、过滤除去杂蛋白，最后经活性炭脱色、树脂吸附、洗脱、减压浓缩结晶、离心、干燥得到恩拉霉素原料产品。本工艺过程操作简单方便，收率高，所用溶剂可蒸馏回收，成本相对较低，便于生产。本设计为年产42吨恩拉霉素设计项目，在深刻理解恩拉霉素发酵提纯生产工艺的基础上，首先绘制出工艺流程草图，理顺其生产操作的前后关系。然后按照年产42吨恩拉霉素的任务书要求进行了物料能量衡算和设备选型，并列出主要设备一览表。同时考虑了环境保护、组织结构、人员培训以及经济效益和风险性分析等。最后绘制出主要的单体设备组装图、带控制点的工艺流程图和车间平面设备布置图。1产品概述、设计依据及项目内容1.1产品概述1.1.1产品名称中文名(Chinese name)：恩拉霉素英文名(English name)：Enramycin1.1.2化学结构式、分子式及分子量1.1.2.1结构式(Structure)：图1-1 恩拉霉素结构式Fig.1-1 the struction of enramycin恩拉霉素是不饱和脂肪酸与由氨基酸分子构成的巨大内酯环通过酰胺键连接而成的脂肽类物质。并且巨大内酯环是由13个不同种类的17个氨基酸分子组成。由于末端脂肪酸的取代基R的不同，其主要组成为恩拉霉素A(C107H138N26O31Cl2)和恩拉霉素B(C108H140N26O31Cl2)，还有少量的C和D23。1.1.2.2分子式(Molecular formula)：恩拉霉素A：C107H138N26O31Cl2恩拉霉素B：C108H140N26O31Cl21.1.2.3分子量(Molecular weight) ：25001.1.2.4 CAS No：11115-82-5 1.1.3理化性质恩拉霉素以白色结晶性粉末的盐酸盐形式存在，有特臭气味。融点在238245，易溶于二甲亚砜，可溶于含水乙醇和甲醇，难溶于丙酮，不溶于苯和氯仿等。其盐酸盐在自然条件下的稳定性很好，尤其对热、光照和潮湿。并且在制粒过程中也表现出很好的稳定性。除此之外，将其混合在饲料之中，长期储藏在室温下，效价也很稳定。1.1.4产品检测4依据我国农业部1999年颁发的进口兽药质量标准，对于恩拉霉素的检测采用管碟法。1.2抗菌活性及作用机理1.2.1抗菌活性5有研究结果显示，恩拉霉素除了在厌氧条件下，对大部分革兰氏阳性菌具有强大的杀菌作用，而且在需氧条件下效果也很明显。但对大肠杆菌、绿脓杆菌等革兰氏阴性菌几乎无抗菌作用。同时恩拉霉素还具有溶菌作用。1.2.2作用机理目前，关于恩拉霉素的抑菌作用机理主要有以下四种：1)形成离子通道；2)抑制细胞呼吸；3)对细胞外膜蛋白合成的抑制；4)对细胞壁形成的抑制。除此之外还有实验研究发现，恩拉霉素对乙肝病毒(HBV)抗原有较强的抑制作用，对乙肝e抗原（HBeAg)也有较好的抑制效果6。1.3恩拉霉素的应用1.3.1在肉鸡生产中的应用根据胥传来等人7的研究结果，恩拉霉素除了能够明显提高饲料转化率，而且能够有效的降低肉鸡的死亡率。同时在Abd E1-Hakimt8研究影响动物利用蛋白的试验中发现，将恩拉霉素(2010-6mg/kg)添加在肉鸡饲料中，肉鸡对植物性蛋白的利用率(P 104，视为湍流，由抗生素发酵设备图5-3得：湍流下搅拌功率K值为4.0()不通气时搅拌功率P0的计算：P0 =KN3D5 式中：K在湍流搅拌状态时其值为常数4.0 N搅拌器转速， N=170/60=2.83r/s D搅拌器直径， D=0.8m 料液密度， =1170kg/m3 将各值代入上式： P0 =42.8330.851170=34758W=35kw搅拌器个数=发酵罐筒体高度/搅拌器间距=5.752.4=2.40 取3个一般，三个搅拌器为单个搅拌器的2倍P实=35kw2=70kw ()通气下搅拌轴功率Pg的计算：Pg=2.2510-3(P02ND3/Q0.08)0.39 式中：P0不通气时搅拌轴功率(kw) P0 =70kw N搅拌器转速，N=170r/min D搅拌器直径(cm)，D=80cm Q通气量(ml/min)通风比(vvm)一般为0.20.8，取其下限0.2则 Q=281060.70.2 =3.92106(ml/min)将数值带入可得：Pg=2.2510-3(P02 ND3/Q0.08)0.39 =2.2510-3 702170803/(3.92106 )0.080.39 =48.1kw()求电动机功率P电：P电= Pg/(123) 1.01采用三角带传动1=0.92；滚动轴承 2 =0.99；滑动轴3=0.98；端面密封增加功率为1%；带入公式数值得：P电=48.1(0.920.990.98)1.01=54.5kw采用额定功率为55kw的电机。表2-8发酵罐规格Tab. 2-8 specifications of fermenter公称容积m罐内径mm圆柱高mm封头高mm罐体总高mm封头容积m圆柱部分容积m不计上封头的容积m全容积m搅拌桨直径mm搅拌转数r/min电动机功率kw搅拌轴直径mm282400575064070302.0026.0228.0230.028001705580(5)冷却装置设计热量衡算与设备计算的关系非常密切，因此经常将热量衡算与设备选型同时进行。在热量衡算中，大部分物料的物性常数可通过化学工程手册和化工工艺设计手册查到。如果遇到数据不清，可进行公式估算。设备的热量平衡方程式：Q入=Q出+Q损式中 Q入输入的热量总和(kJ)Q出输出的热量总和(kJ)Q损损失的热量总和(kJ)Q入= Q1+Q2+Q3Q出= Q4+Q5+Q6+Q7Q损= Q8式中 Q1物料带入的热量(kJ)Q2由加热剂或冷凝剂传给设备和处理的物料的热量(kJ)Q3过程的热量效应，包括生物反应热，搅拌热等(kJ)Q4物料带出的热量(kJ)Q5加热设备需要的热量(kJ)Q6加热物料需要的热量(kJ)Q7气体或蒸汽带出的热量(kJ)总上可得：Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6+Q7+Q8热量衡算的目的是计算出Q2，从而确定加热剂或冷却剂的量。为了求出Q2必须知道式中的其他各项。冷却方式一般容积为5m以下的发酵罐采用夹套传热装置。由于发酵罐的容积(放热量)与罐的直径的立方成正比，而罐的传热面与直径的平方成正比，因此，当容积大于5m时，用夹套作为传热面就完成不了所需的传热量，这时应在罐内采用竖直蛇管作为传热装置。冷却面积的确定为了保证发酵在最旺盛、微生物消耗基质最多以及环境气温最高时也能冷却下来，必须按发酵生成热量高峰，一年中最热的半个月的气温下，冷却水可能达到最高温度的恶劣条件下，设计冷却面积。计算冷却面积使用牛顿传热定律公式，即：F=Q/Ktm其中：F冷却面积，m2 Q换热量，kJ/h tm平均温度差， K总传热系数，kJ/(m2h) Q=Q发V式中Q发每小时每1m3发酵液代谢所产生的热量，一般抗生素菌种的发酵热为1230MJ/（m3h）；V发酵液体积，m3。杀真菌链霉菌发酵过程中发酵热高峰值Q发约16800kJ/(m3h)，则换热量为：Q= Q发V =16800 kJ/(m3h)19.5 m3=327600kJ/h依据发酵温度为28，选用冷却水进口温度为16，出口温度为21，则平均温度差为：tm=(12-7)/(12/7)=9.28 竖立蛇管换热器的K经验值为：K=4.18200kJ/(m3h)将上述数值带入式子中可得：F=327600/(9.284.18200)=42.23m2冷却水耗量求最高热负荷下的耗水量W：W=Q/C(t2-t1) Q总的热效应，327600kJ； C冷却水比热容，C=4.18 kJ/(kg)； t2冷却水终温，t2=21； t1冷却水初温，t1=16。将各值带入上式可得：W=327600/4.18(21-16)=15675kg/h=4.4kg/s由上式可得冷却水体积流量为4.410-3m3/s，则取冷却水在竖立蛇管中的流速为1m/s，据流体力学方程式，冷却管总截面积A总为: A总=W/V式中: W冷却水体积流量，W=4.410-3 m3/s V冷却水流速，V=1m/s将数值带入上式可得：A总=4.410-3/1=4.410-3m2进水管总直径d总为：d总 =(A总/0.785)1/2 =(4.410-3m2 /0.785)1/2 =0.075 m冷却管组数和管径：设冷却管的总面积为A总，管径d0，组数为n，则： A总=n0.785d02由上式可设竖立蛇管的组数为n，一般根据发酵罐的大小，组数n可选取4，6，8，12组等，并且每组一般不会超过6圈。每圈管子的中心距为1.5d外。管两端U型或V型弯管，可弯制成焊接。竖立蛇管在安装时会用专用夹板夹紧，并且悬挂在托架上，而夹板和托架则固定在罐壁上。管子与罐壁的最小距离应100mm，主要考虑便于安装、清洗和良好传热。根据本罐大小，竖立蛇管可取4组，即n=4，由上式可求得管径：d0=A总/(n0.785)1/2 =4.410-3 /(40.785)1/2=0.038m查材料与零部件(上)123页普通无缝钢管常用规格及理论重量表1-1-86，可选取453.5的无缝钢管，d内=40 mm，d内d0,认为满足要求，d平均=42.5mm。现取竖立蛇管U型弯管曲径为250mm，则两直管距离为500mm两端弯管总长度为:lo=D=3.14500=1570mm每组管长L0和管组高度：管长L： L=S/(3.14 d平均)= 42.23/(3.140.0425)=316.45m每组管长： L0=L/n=316.45/4=79.1m另需连接管4m： L实际=L+4=316.45+4=320.45m可排竖直蛇管的高度，设为静液面高度，下部可伸入封头150mm。蛇管占有体积： V管=3.14 d平均2L/4=3.140.04252316.45/4=0.449m3设发酵罐内附件占有体积为0.2m3，则总占有体积为：V总=V液+V管+V附件=19.5+0.449+0.2=20.149m3筒体部分液深为： H0 =(V总-V封)/S截=(20.149-2)/(0.7852.42) =4.014m竖直蛇管总高： HL=H0+H封=4.014+0.15=4.164m，约为4.2m两端弯管长lo=1570mm，两端弯管高度为500mm则直管部分高度为： h=HL-500=4200-500=3700mm一圈管长为： l=2h+lo=23700+1570=8970mm=8.97m每组管子圈数： n0= L0/l=79.1/8.97=8.82(圈) 可取9圈依据管外径为45mm，每圈管子中心距为1.5d外可得每两组管之间的距离为：1.545=67.5mm需要4组管子，每组9圈管子总宽为：45+67.58=585mm管子与罐壁的最小距离大于100mm，搅拌器半径为400mm，发酵罐半径为1200mm，蛇管与搅拌器距离：1200-400-100-585=115mm，不影响搅拌器正常使用。校核冷却管传热面积F实=d平均L实=3.140.0425320.45=42.77m2 42.23 m2由此可得：本设计可以安装4.2米高的4组盘管，每组盘9圈，冷却面积为42.77m2。(6)设备结构的工艺设计发酵罐,是将设备的主要辅助装置的工艺要求交代清楚，供制造加工和采购是取得资料依据。其内容包括：挡板：主要作用是加强搅拌强度，控制液体流型，防止涡旋的产生。如果罐内有竖立式冷却蛇管、扶梯等也可不设挡板。将挡板上沿略低于正常液面，可减少泡沫的形成。本发酵罐因设有竖立蛇管和扶梯，故可不设挡板。消泡器：在通气发酵罐中有两种消泡方法，一是加入化学消泡剂，二是使用机械消泡装置。本设计用耙式消沫桨，直接装在搅拌轴上，直径为罐径的0.8倍。空气分布装置：根据经验，喷口直径越小，气泡的直径也越小，而氧的传质系数就越大。但实际生产过程中，通风量是决定性因素，此时气泡直径主要与通风量有关，而与喷口直径的关系不大，所以单管和环管的分布效果是差不多的，所以，在本设计中采用单管作为进气管。密封方式：本发酵罐采用双面机械密封方式，来处理轴与罐的动静问题。冷却管布置：本发酵罐采用竖立式蛇管冷却装置。人孔：人孔和手孔主要有法兰，盖板，螺栓，螺柱及螺母，垫片构成。查材料与零部件(上)533页表2-4-57尺寸表，本设计选择回转盖快开不锈钢人孔，人孔Pg10Dg450AYHS4-64-77-07。视镜:为了观察发酵罐内的反应情况，可在发酵罐顶设置两个视镜，一个供观察用，另一个供照明，因为发酵罐内有搅拌器，两个视镜应在对角线上。由于D=2400mm，可选有比较广阔的观察范围的视镜不带颈视镜,查材料与零部件(上)556557页表2-5-1视镜标记及标准图号、表2-5-2视镜尺寸，可选视镜IIPg6,Dg125，JB593-64-7。支座：发酵设备常用支座形式较多，鉴于本设计的发酵罐总重量较大，所以选用裙式支座。裙座由裙座体、基础环板、螺栓座及基础螺栓等结构组成。(7)接管设计接管的长度h设计：各接管的长度h根据直径大小和有无保温层，一般取100200mm。排料管发酵罐的装料量为19.5m，设在1h之内排空物料体积流量为Q=19.5/(36001)=0.00542m3/s 发酵液流速取v=1m/s排料管截面积为：F物= Q/v=0.00542/1=0.00542m2管径d=(F物/0.785)1/2=(0.00542/0.785) 1/2=0.083m查材料与零部件(上)123页表1-1-86普通无缝钢管常用规格及理论重量可取无缝钢管(YB231-70)1084，100mm83mm,适用。空气进气管由通风比0.2vvm(0.1MP,20)可得通风量：Q=19.50.2=3.9m/min折算到工作状态(0.4MP, 28)下的通风量：Q=3.9=1.002 m/min=0.017m/s取空气流速为v=20m/s，则进气管截面积F为：F=Q/v=0.017/20=0.0008m2由F=0.785d2 可以计算通气管直径d=(0.00085/0.785) 1/2=0.033m因通风管也是排料管，故取两者的大值，取1084无缝钢管，则满足工艺要求。排料时间复核：物料流量：Q=0.00542m3/s，流速：v=1m/s管道截面积：S=0.7850.0832=0.0054m2在相同流速下，流过物料因管径较原来计算，则相应流速比为：P=Q/Sv=0.00542/(0.005411)=1.0倍 所以排料时间为11.0=1.0h=1h排气管 其中：Q通气量，0.017m/s t1冷却前罐内温度，30 t2冷却后罐内温度，25 P1/P2加热前后的罐内压力比，取11.5 故Q排=0.017(273+25)1/ (273+30)1.5 =0.012m/s设排气速度为v=20m/s 由Q排=/4vd2 可计算得 d=(4Q排/v)1/2=(40.01220) 1/2=0.049m即49mm查材料与零部件(上)123页表1-1-86普通无缝钢管常用规格及理论重量可取无缝钢管(YB231-70)573.5，50mm49mm，适用。2.4.2.2种子罐的设计(一)二级种子罐(1)选型选择机械搅拌通风发酵罐(2)材料选择由于种子罐较小而且对无菌要求较高，为了保证耐腐，本设计选用材质优良的不锈钢制作二级种子罐。(3)容积和数量的确定依据 二级种子罐液量V2=1.95m3 、二级种子罐装料系数k2=0.4计算 二级种子罐的体积为V=V2/ k2=1.95/0.4=4.9m3 圆整为5m3依据 二级发酵罐的发酵周期T2=22h、发酵罐发酵周期T0=260h、发酵罐n=12台计算 二级种子罐台数=nT2T0=1222260=1.02 圆整取2个为保证种子罐接到发酵罐中的菌种无染菌现象，防止种子罐突然染菌或出现生长异常而导致废种或延误发酵，从而影响后面的生产过程，通常用两个种子罐对应一个发酵罐。这样，若其中一个染菌或出现问题，则另一个种子罐便可保证生产，种子罐发酵周期为22 h，一天出一批料，理论上2个种子罐便可保证生产。但实际过程中，种子罐需要定期清洗和维护，所以预备一组(2个)种子罐，以确保生产正常进行。即所需二级种子罐4台。(4)主要尺寸的确定选择5m3的二级种子罐，经过计算及查表种子罐具体尺寸如下：表2-9二级种子罐规格Tab. 2-9 specifications of seeding tank公称容积m罐内径mm圆柱高mm封头高mm罐体总高mm封头容积m圆柱部分容积m不计上封头的容积m全容积m搅拌桨直径mm搅拌转数r/min电动机功率kw搅拌轴直径mm51400298035036800.4214.5885.0095.434702105.649(5)冷却面积的计算发酵产生的总热量：取q=16800 kJ/(m3h)则Q=16800 kJ/(m3h)1.95 m3=3.3104 kJ/h夹套传热系数：由于是5m的二级种子罐，可以采用夹套换热器,取经验值K=4.18200kJ/(m2h)平均温差：发酵温度28，水初温16，终温21，则平均温差tm =(12+7)/2=9.5需冷却面积F： F= Q/ Ktm =3.3104 /(4.182009.5) =4.16m2 核算夹套冷却面积：按静止液深确定夹套高度液体浸没筒体高度：H0=(V料-V封)/S罐=(1.95-0.421)/(0.7851.42 )=0.994m液深HL=H0+H封=0.994+0.390=1.384m夹套可实现的冷却面积为封头表面积与圆桶被液体浸没的筒体表面积之和：S夹=S封+S筒=DH0+S封=3.141.42.98+2.29=15.17m2需换热面积F=4.16m2 ，可提供的换热面积S夹=15.17m2S夹F,可满足工艺要求。(6)设备结构的工艺设计搅拌器用圆盘六箭叶涡轮式搅拌器,搅拌器为二级搅拌:该搅拌器的各部尺寸与罐径有一定的比例关系，Di:di:L:B=20:13:5:3.5搅拌器叶径： Di=D/3=1.4/3=0.47m叶宽： B=0.175Di=0.1750.47=0.083m盘踞 ： di=0.65Di=0.650.47=0.31m叶弦长: L=0.25Di=0.250.47=0.12m弧长: l=0.375Di=0.3750.47=0.18m叶距： Y=D=1.4m箭叶板厚： =12mm底距： C=D/3=1.4/3=0.47m搅拌器间距： S=1.5Di=1.50.47=0.705m最下面的搅拌器与罐底的距离为(0.81)Di取:S=1 Di=470mm搅拌转速： N=210r/min搅拌器功率的计算：对于搅拌轴功率的计算有许多方法，针对此发酵罐而言，选择修正的麦凯尔式求搅拌功率，并由此选择电机。()计算Rem Rem=D2N/ 式中：D搅拌器直径， D=0.47m N搅拌器转速， N=210/60=3.5r/s 料液密度， =1170 kg/m3发酵液粘度， = 2.010-3Ns/m2将数值带入上式：可计算出Rem=4.5105104，视为湍流，由抗生素发酵设备图5-3得：湍流下搅拌功率准数K=4.0()不通气时搅拌功率P0的计算：P0=KN3D5 式中：K在湍流搅拌状态时其值为常数4.0 N搅拌器转速，N=210/60=3.5r/s D搅拌器直径，D=0.47m 料液密度，=1170kg/m3 将各值代入上式： P0=4.03.530.4751170=4601.9w=4.6kw一般，两个搅拌器为单个搅拌器的1.5倍P实=4.61.5=6.9kw()通气下搅拌轴功率Pg的计算：Pg=2.2510-3 (P02ND3/Q0.08)0.39 式中：P0不通气时搅拌轴功率(kw)P0 =6.9kw N搅拌器转速，N=210r/min D搅拌器直径(cm)，D=47cm Q通气量(ml/min)设通风比vvm=0.2-0.8，现取0.2则 Q=51060.40.2 =4105(ml/min)将数值带入可得：Pg=2.2510-3(P02ND3 /Q0.08)0.39 =2.2510-3 6.92210473/(4105)0.080.39 =4.94kw()求电动机功率P电：P电= Pg/(123) 1.01采用三角带传动1=0.92 ；滚动轴承 2 =0.99；滑动轴3=0.98端面密封增加功率为1%；带入公式数值得： P电=4.94(0.920.990.98)1.01=5.6kw采用额定功率为5.6kw的电机挡板由于本罐采用了夹套换热，应在罐内设置挡板，搅拌罐内加置挡板应以达到权挡板条件为宜。所谓“全挡板条件”是指在一定转速下再增加罐内挡板搅拌功率仍不变。在全挡板条件下，挡板的个数和宽度有如下关系式： m=0.4式中：W挡板的宽度，m； D罐的内径，m； m挡板的个数。通常挡板的宽度取(0.10.12D)，可取挡板宽度W=0.1D=0.11.4=0.14m；装设挡板4块时即可满足全挡板条件。即在二级种子罐中安装4块宽度为0.16m的挡板，挡板与罐壁的间隙取0.2W=0.028m。(7)接管设计进风管(进出料管)该管为物料通风共用，管底距罐底2560mm之间，现取30mm向下单管。()按通风管计算管径：通风比为0.2vvm(0.1MP,20)通风量：Q=1.950.2=0.39m/min折算到工作状态(0.4MP, 28)下的通风量：Q=0.39=0.1 m/min=0.0017m/s取空气流速为v=20m/s，则进气管截面积F为：F=Q/v=0.0017/20=0.00008m2由F=0.785d2 可以计算通气管直径：d=(0.000085/0.785) 1/2=0.011m()按输送物料计算管径：设30min送完1.95m3 物料，则物料流量为：Q=1.95/(3060)=1.110-3m3/s,物料流速为v=0.51m/s，现取0.5m/s，排料管管道截面为： F=Q/v=1.110-3/0.5=0.0022m2 由F=0.785d2 可以计算通气管直径：d=(0.0022/0.785) 1/2=0.053m取d1、d2两者大值，作为进料(气)管，现取管径D=0.053m,查材料与零部件第123页表1-1-86，取无缝钢管Dg=70mm，764，0.068m0.053m,认为合适。冷却水管：由前知Qmax=3.3104kJ/h，冷却水温变化为1621，水的比热容为C=4.18 kJ/(kg)则耗水量W为：W=Q/C(t2-t1)=3.3104/4.18(21-16)=1579kg/h=0.43910-3m3/s取水流速v=1m/s；则冷却管直径为：d=0.43910-3/(10.785)1/2=0.024m查材料与零部件，取无缝钢管Dg=25mm，323.5，0.025m0.024m, 认为合适。取冷却水管接管长度h=100mm。(二)一级种子罐(1)选型：选择机械搅拌通风发酵罐(2)材料选择：选择不锈钢材质罐(3)容积和数量的确定依据 一级种子罐液量V1=0.195m3、一级种子罐装料系数k1=0.3计算 一级种子罐的体积V=V1/k1=0.195/0.3=0.65m3 圆整为700L依据 一级发酵罐的发酵周期为T1=45h、二级发酵罐的发酵周期为T2=22h、二级种子罐 n2=4台计算 一级种子罐台数=n2T1T2=44522=8 取8个(4)主要尺寸的确定：选择700 L的一级种子罐，经过计算及查表种子罐具体尺寸如下：表2-10一级种子罐规格Tab. 2-10 specifications of seeding tank公称容积m罐内径mm圆柱高mm封头高mm罐体总高mm封头容积m圆柱部分容积m不计上封头的容积m全容积m搅拌桨直径mm搅拌转数r/min电动机功率kw搅拌轴直径mm0.7700167820020780.05450.6460.7010.755240360136(5)冷却面积的计算发酵产生的总热量：取q=16800 kJ/(m3h)则Q=16800 kJ/(m3h)0.195 m3=3276kJ/h夹套传热系数：由于是700L的一级种子罐，可以采用夹套换热器,取经验值K=4.18200kJ/(m2h)平均温差：发酵温度28，水初温16，终温21，则平均温差tm=(12+7)/2=9.5需冷却面积F： F=Q/ Ktm =3276/(4.182009.5) =0.42m2 核算夹套冷却面积：按静止液深确定夹套高度液体浸没筒体高度：H0=(V料-V封)/S罐=(0.195-0.0545)/(0.7850.72)=0.366m液深HL=H0+H封=0.366+0.2 =0.566m夹套可实现的冷却面积为封头表面积与圆桶被液体浸没的筒体表面积之和：S夹=S封+S筒=DH0+S封=3.140.71.678+0.584=4.27m2需换热面积F=0.42m2 ，可提供的换热面积S夹=4.27m2S夹F,可满足工艺要求。(6)设备结构的工艺设计搅拌器选用圆盘六平叶涡轮式搅拌器，搅拌器为二级搅拌：由于搅拌器直径d与罐体直径D之比d/D=0.330.45，取0.35，则：搅拌器直径：d=0.33D=0.33700=231mm 取240mm一般搅拌器与搅拌器之间的距离为S=1.52.5d，现取S=1.5d，则：搅拌器间距：S=1.5d=1.5240=360mm该搅拌器的各部分尺寸有一定比例关系：h:b:d1:d=4:5:13:20，则：搅拌器直径：d=240mm搅拌器叶宽：h=4240/20=48mm搅拌器叶长：b=5240/20=60mm搅拌器盘距：d1=13240/20=156mm最下面的搅拌器与罐底的距离为(0.81)d，取:S=1d=240mm取两档搅拌，搅拌转速N2可根据0.4m3罐，搅拌直径0.25m，转速N1 =350r/min，以等P0/V为基准放大求得：N2= N1(D1/D2)2/3=350(0.25/0.24) 2/3=360r/min搅拌器功率的计算：对于搅拌轴功率的计算有许多方法，针对此发酵罐而言，选择修正的麦凯尔式求搅拌功率，并由此选择电机。()计算Rem Rem=D2N/ 式中：D搅拌器直径， D=0.24m N搅拌器转速， N=360/60=6r/s 料液密度， =1170kg/m3发酵液粘度， = 2.010-3Ns/m2将数值带入上式：可计算出Rem=2.02105104，视为湍流，由抗生素发酵设备图5-3得：湍流下搅拌功率准数K=4.0。()不通气时搅拌功率P0的计算：P0 =KN3D5 式中：K在湍流搅拌状态时其值为常数4.0 N搅拌器转速，N=6r/s D搅拌器直径，D=0.24m 料液密度， =1170kg/m3 将各值代入上式： P0=4.0630.2451170=805w=0.81kw一般，两个搅拌器为单个搅拌器的1.5倍。P实=0.811.5=1.215kw()通气下搅拌轴功率Pg的计算：Pg=2.2510-3 (P02ND3/Q0.08)0.39式中：P0不通气时搅拌轴功率(kw)P0 =1.215kw N搅拌器转速，N=360r/min D搅拌器直径(cm），D=24cm Q通气量(ml/min)设通风比vvm=0.150.8，取下限，如通风量变大，P会变小，为安全,取0.15。则： Q=0.71060.30.15 =3.15104ml/min将数值带入可得：Pg=2.2510-3(P02 N D3 /Q0.08)0.39 =2.2510-31.2152360243/(3.15104)0.080.39=0.78kw()求电动机功率P电：P电= Pg/(123)1.01采用三角带传动1=0.92；滚动轴承 2=0.99；滑动轴3=0.98，端面密封增加功率为1%；带入公式数值得： P电=0.78(0.920.990.98)1.01 =0.89kw1.0kw采用额定功率为1.0kw的电机。挡板本罐采用夹套换热，需在罐内设置挡板，在该种子罐中安装4块宽度为0.08m，与罐壁距离为0.024m的挡板，即可满足全挡板条件。(6)接管设计进风管（进出料管）该管为物料通风共用，管底距罐底2560mm之间，现取30mm向下单管。()按通风管计算管径：通风比为0.15vvm(0.1MP，20)，则通风量：Q=0.1950.15=0.03m/min折算到工作状态(0.4MP，28)下的通风量：Q=0.03=0.0077m/min=0.00013m/s取空气流速为v=20m/s，则进气管截面积F为：F= Q/v=0.00013/20=0.0000065m2由F=0.785d2 可以计算通气管直径：d=(0.0000065/0.785) 1/2=0.0029m()按输送物料计算管径：设10min送完0.195m3 物料则物料流量为Q=0.195/(1060)=3.2510-4m3/s,物料流速为v=0.51m/s，现取0.5m/s排料管管道截面为： F=Q/v=3.2510-4/0.5=0.0001625m2 由F=0.785d2 可以计算通气管直径d=(0.0001625/0.785) 1/2=0.015m取两者大值，作为进料(气)管，现取管径D=0.015m，查材料与零部件第123页表1-1-86，取无缝钢管Dg=20mm，253，0.019m0.015m，认为合适。冷却水管：由前知Qmax=3276kJ/h，冷却水温变化为1621，水的比热容为C=4.18 kJ/(kg)则耗水量W为：W=Q/C(t2-t1)=3276/4.18(21-16)=156.8kg/h=0.43610-4m3/s取水流速v=0.5m/s；则冷却管直径为：d=0.43610-4/(0.50.785)1/2=0.011m查材料与零部件，取无缝钢管Dg=15mm，183，0.012m0.011m, 认为合适。取冷却水管接管长度h=100mm。(7)发酵工段辅助设备的选择：空气分过滤器在发酵过程中，需氧微生物需要消耗氧气，而氧气通常是由空气提供。但是空气中的杂菌如果随空气进入，会干扰、破坏发酵的进行。因此，空气的除菌是需氧发酵生产中的重要环节。过滤除菌法是目前发酵工业普遍应用的一种制备无菌空气的方法。它采用能定期灭菌的过滤介质来截留空气中所含的微生物，而取得无菌空气。本设计中选择旋风式过滤器放置在发酵罐旁，作为分过滤器。培养基输送泵2.4.3发酵液预处理工段设备选择2.4.3.1设备大小和型号的选择(1)发酵液储罐储存由发酵罐放出的成熟发酵液，并需要搅拌保持发酵液密度均匀。由上计算的放出19.5m发酵液，查化工工艺设计手册(下)654页表35-21可以选择公称容积为32m的锥底平顶储罐。(2)固液离心机从发酵液储罐出来的成熟发酵液进入固液离心机进行离心，收集沉降的菌丝体，根据菌丝体的分离量，查化工工艺设计手册(上)528页表13-10可选用IL1000-NB型L立式离心机，配套电动机功率为30kw。IL型离心机分离效率高，可连续操作，且结构简单、占地面积小，价格低。2.4.3.2设备数量的选择本步反应的操作时间为2小时，每天要完成设计产量1批。故以上所选的设备各需1台。2.4.4初步提取工段设备选择2.4.4.1设备大小和型号的选择(1)细胞悬浮液罐分离得到的菌丝体加入45%甲醇配置悬浮液。根据物料衡算可知：此罐的投料量为17537.325L可设破壁罐的直径是D，高H=1.5D，则体积V=0.785D2H，解出 D=2.46m查化工工艺设计手册(下)636页表35-6，可以选用公称直径是2600mm，高度为3800mm，公称容积为25m的不锈钢立式椭圆封头容器。装料系数17.537/25=70%70%，符合要求。细胞悬浮液罐应由罐体、封头、人孔、磁力搅拌装置及公共系统管道组成。(2)均质机对细胞悬浮液中的菌丝体进行破壁，同时进行萃取。选择上海东华高压均质机厂生产的4110型号均质机，流量9000L/h，功率110kw。(3)过滤器破壁提取后的料液要经过过滤器的过滤，去除提取液中的细胞碎片等固体杂质。选用滤器型号BAS2-320/25。主要技术参数如下：操作压力1.0MP 总过滤面积2m2框内容积25L 手动压紧规格(mm)为1495*650*600 材质：铸铁(4)酸化罐根据物料衡算可知：此罐的投料量为18169L可设破壁罐的直径是D，高H=1.5D，则体积V=0.785D2H，解出 D=2.49m查化工工艺设计手册(下)636页表35-6，可以选用公称直径是2600mm，高度为3800mm，公称容积为25m的玻璃钢立式椭圆封头容器。装料系数18.169/25=72.8%70%，考虑到此罐仅进行酸化搅拌处理，所以也可正常使用。酸化罐应由罐体、人孔、压力表、温度计、磁力搅拌装置及公共系统管道组成。(5)盐酸计量罐根据20%盐酸的投料量631.3437L，可选择公称容积为0.8m的玻璃钢盐酸计量罐。其尺寸为8001200。(6)碱化罐根据物料衡算可知：此罐的投料量为19758L可设破壁罐的直径是D，高H=1.5D，则体积V=0.785D2H，解出 D=2.56m查化工工艺设计手册(下)636页表35-6，可以选用公称直径是2600mm，高度为5200mm，公称容积为32m的玻璃钢立式椭圆封头容器。装料系数19.758/32=61.7%70%，符合要求。碱化罐应由罐体、人孔、压力表、磁力搅拌装置及公共系统管道组成。(7)氢氧化钠计量罐根据8%氢氧化钠的投料量1841.41912L，可选择公称容积为2m的玻璃钢氢氧化钠计量罐。其尺寸为12001400。(8)滤液接收罐根据物料衡算可知：此罐的投料量为19758L可设破壁罐的直径是D，高H=1.5D，则体积V=0.785D2H,解出 D=2.56m查化工工艺设计手册(下)636页表35-6，可以选用公称直径是2600mm，高度为5200mm，公称容积为32m的玻璃钢立式椭圆封头容器。装料系数19.758/32=61.7%70%，符合要求。滤液接收罐应由罐体、人孔、压力表、磁力搅拌装置及公共系统管道组成。2.4.4.2设备数量的选择本步反应的操作时间为6小时，每天要完成设计产量1批。过滤器要选用3台，所选其他设备各需1台。2.4.5纯化工段设备选择2.4.5.1设备大小和型号的选择(1)活性炭柱根据物料衡算：活性炭用量为296.363254kg，活性炭柱体积为1037L，可选择尺寸为7003500的柱子，查材料与零部件（上）327页表2-1-7，封头可选尺寸为Dg=350mm，h1=88mm，h2=25mm，F=0.160m2，V=0.00802m3。(2)脱色液罐根据脱色液的体积为19758L，可选择公称容积为20m3的不锈钢立式椭圆封头容器。其尺寸为26003000。(3)树脂柱根据物料衡算，HZ-816树脂用量最多为790.302012kg，树脂柱体积为3889L，可选择尺寸为10005000的柱子，查材料与零部件(上）327页表2-1-7，封头可选尺寸为Dg=1000mm，h1=250mm，h2=25mm，F=1.16m2，V=0.151m3。根据经验，下封头选择h2=400mm，以便树脂过滤使用。(4)50%甲醇计量罐根据50%甲醇的投料量为15556L，可选择公称容积为16m3的不锈钢甲醇计量罐。其尺寸为24002800。(5)70%甲醇计量罐根据70%甲醇的投料量为23334L，可选择公称容积为25m3的不锈钢甲醇计量罐。其尺寸为26003800。(6)洗脱液罐根据物料衡算，洗脱液体积为19445L，可设洗脱液罐的直径是D，高H=1.5D，则体积V=0.785D2H,解出 D=2.55m查化工工艺设计手册(下)636页表35-6，可以选用公称直径是2600mm，高度为3000mm，公称容积为20m的不锈钢立式椭圆封头容器结晶反应罐。(7)结晶罐：洗脱液要先在此罐中进行减压蒸馏将甲醇除去，出现结晶后将浓缩液降温搅拌结晶。根据物料衡算可知：结晶罐的投料量为19445L可设洗脱液罐的直径是D，高H=1.5D，则体积V=0.785D2H，解出 D=2.55m查化工工艺设计手册(下)636页表35-6，可以选择公称直径是2600mm，高度为3800mm，公称容积为25m的不锈钢立式椭圆封头容器结晶反应罐。装料系数19.445/25=0.78，满足要求。该罐上带有视镜、人孔、温度计套管口、搅拌孔、加料口、放料口等，有一开口与冷凝器相连，以冷却蒸发的甲醇。(8)甲醇接收罐：该罐用于接收经冷凝器冷凝的甲醇。依据加入工业甲醇的量为16334L，可选择体积为20m的不锈钢接收罐，其尺寸为26003000。(9)离心机：从结晶罐出来的反应液进入离心机进行离心，收集沉降的固体物质，根据固体物料的分离量，可选用SS600型三足式离心机，配套电动机型号Y90S-2，功率为1.5kw。SS型离心机虽是人工卸料，但具有结构简单、操作方便、过滤时间可随意掌握、滤渣能充分洗涤，固相颗粒不被破坏等优点。(10)真空回转干燥器对经离心分离后的固体物质进行干燥，欲干燥物料的量不大，选用普通型双锥回转型真空干燥器。规格型号：SZG-100型，其主要参数如下：功率：1.1kw 容积：100L 外形尺寸(mm)：1962700165转速(r/min)：6.5rpm 压力(Mpa)：内罐-0.08-0.1/夹套0.250.3温度()：内罐80/夹套140 2.4.5.2设备数量的选择以上所选的设备各需1台。3设备一览表表3-1 主要设备一览表Table3-1 main equipment schedule序号流程图号设备名称主要规格型号材料体积或面积附件数量1R101一级种子罐7001678不锈钢700L视镜8附减速机BLD0.8-1-i组合体1搅拌361电机Y112M-61机械密封12X101（18）空气过滤器组合体83R102二级种子罐14002980不锈钢5m人孔、视镜4附减速机BLD3.0-3-i组合体1电机Y180M-81搅拌491机械密封14X102（14）空气过滤器组合体45R103发酵罐24005750不锈钢28m人孔、视镜12附减速机组合体1电机1搅拌801机械密封16X103（112）空气过滤器组合体127V101发酵液储罐30005750不锈钢32m18P101离心泵19M101固液离心机IL1000-NB铸铁110P102离心泵111V102母液储罐不锈钢10m112V20145%甲醇计量罐26003000不锈钢20m视镜1附减速机BLD0.8-1-i组合体1搅拌1机械密封113R201细胞悬浮液罐26003800不锈钢25m人孔、温度计1附减速机组合体1搅拌1机械密封114P201离心泵115X201均质机41109000 L/h116M201(3)过滤器BAS2-320/25铸铁25L317R202酸化罐26003800搪玻璃25m人孔、温度计1附减速机组合体1搅拌1机械密封118V20220%盐酸计量罐8001200搪玻璃0.8m3视镜119V3014%盐酸计量罐8001200搪玻璃0.8m3视镜120R203碱化罐26005200搪玻璃32m人孔、温度计1附减速机组合体1搅拌1机械密封121V204滤液接收罐26005200搪玻璃32m人孔、温度计1附减速机组合体1搅拌1机械密封122V2038%氢氧化钠计量罐12001400搪玻璃2m3视镜123V3024%氢氧化钠计量罐12001400搪玻璃2m3视镜124R301活性炭柱7003500钢衬胶1.37m3225V303脱色液罐26003000不锈钢20m3126R401树脂柱10005000钢衬胶4.45m3127V40150%甲醇计量罐24002800不锈钢16m3128V40270%甲醇计量罐26003800不锈钢25m3129V403(4)80%甲醇计量罐24002800不锈钢16m3230V405洗脱液罐26003000不锈钢20m3131R501结晶罐26003800不锈钢25m3人孔、温度计、视镜1附减速机CWS200-500组合体1搅拌1机械密封132V501甲醇接收罐26003000不锈钢20m3133M502离心机SS600SS25L1附电动机Y90S-2134E501(2)甲醇冷凝器不锈钢温度计235M501真空回转干燥机4001080不锈钢50L136V502接收罐15002000不锈钢8m3137V601浓盐酸储罐耐腐蚀材料500L液面计138V602氢氧化钠储罐耐腐蚀材料400L液面计139V603甲醇储罐不锈钢35m3液面计140V60445%甲醇配制罐26003000不锈钢20m液面计1附减速机BLD0.8-1-i组合体1搅拌1机械密封141V60550%甲醇配制罐24002800不锈钢16m液面计1附减速机BLD0.8-1-i组合体1搅拌1机械密封142V60670%甲醇配制罐26003800不锈钢25m液面计1附减速机BLD0.8-1-i组合体1搅拌1机械密封143V60780%甲醇配制罐24002800不锈钢16m液面计1附减速机BLD0.8-1-i组合体1搅拌1机械密封144V60820%盐酸配制罐20002400耐腐蚀材料8m温度计1附减速机BLD0.8-1-i组合体1搅拌1机械密封145V6094%盐酸配制罐20002400耐腐蚀材料8m温度计1附减速机BLD0.8-1-i组合体1搅拌1机械密封146V6108%氢氧化钠配制罐26003000不锈钢20m温度计1附减速机BLD0.8-1-i组合体1搅拌1机械密封147V6114%氢氧化钠配制罐26003000不锈钢20m温度计1附减速机BLD0.8-1-i组合体1搅拌1机械密封1表3-2主要仪器、仪表及衡器一览表Table3-2 main instument schedule仪器、仪表或衡器名称型号生产单位红外分光光度计YL270-30A天津市光学仪器厂尘埃粒子计数器CLJ-E吴江华宇净化设备有限公司电热恒温水浴锅双列八孔北京科伟永鑫实验仪器设备厂电子平台称TCS-60-TC上海大华电子称厂电光分析天平TG328A上海第二天平厂扭力天平TN-100B上海第二天平厂4职业安全、劳动保障与防火措施4.1防中毒、防化学灼伤、防化学刺激19为了做到防中毒、防化学灼伤、防化学刺激，我们通过如下措施实现：(1)对全体员工进行化学药品的安全培训，在工作中提高对安全的认识。(2)公司领导分片包干，责任到人，班子成员每人负责抓一个生产车间，并且与经济责任挂钩。(3)对生产设施的重点部位做专项检查，并且做好相关记录，同时由技术设备部门对重点部位建立档案，明确责任人，坚决杜绝废气等毒气的泄漏。(4)化学药品专人负责，专地存放，在存放地设置安全警示牌。厂区内做好安全防护措施，做到万无一失，成立抢险小组，能够应急处理突发事故。表4-1 危险性原料防治Table4-2 fatalness material prevention and cure原料名称危害性特征侵入途径防护措施现场救护甲醇甲醇为神经毒物，有明显的麻醉作用，特别对视神经、视网膜有特殊选择作用。反复接触中等浓度甲醇可致暂时或永久性视力障碍和失明。甲醇的毒作用带窄，因此急性中毒后果严重，往往造成死亡。其急性职业中毒，有一定的潜伏期，中毒表现与醉酒相似。呼吸道皮肤消化道严格遵守操作规程；加强保管，防止误服；定期进行安全检查。吸入中毒者应脱离现场，吸氧，应用强心及呼吸兴奋剂。口服中毒者以3%碳酸氢钠洗胃，静滴2%一5%碳酸氢钠液纠正酸中毒。眼底病变试用甘露醇及地塞米松静滴。严重中毒可用腹膜透析或人工肾。氢氧化钠本品有强烈刺激和腐蚀性。粉尘刺激眼和呼吸道，腐蚀鼻中隔；皮肤和眼直接接触可引起灼伤；误服可造成消化道灼伤，粘膜糜烂、出血和休克。吸入食入 皮肤吸收操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人佩戴头罩穿橡胶耐酸碱服，戴橡胶耐酸碱手套，避免与酸类接触。隔离泄漏污染区，限制出入。建议应急处理人员戴防护面罩，穿酸 碱工作服。不要直接接触泄漏物。小量泄漏：可以用大量水冲洗，洗水稀释后放入废水系统。大量泄漏：进行转运处理。皮肤接触：立即脱去污染的衣着，用大量流动清水冲洗至少15分钟。就医。眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。食入：用水漱口，给饮牛奶或蛋清。就医。4.2 防爆措施反应器采用蒸汽加热，锅炉安全操作规程：1、本产品的生产过程，一般不存在高压高温的反应条件，但是在原料中有易燃易爆成分，所以还是要特别的注意的。2、易燃易爆的物品及相互混合后能产生易燃、可燃物的物品应单独分隔存放，它们存放的场所、数量及存放的条件必须遵照危险化学药品管理方法严格执行。 3、厂房通风-采用通风的方法保证车间的安全，使可燃气体尽快流通出车间。4、做好运行记录和对锅炉本体、辅机、散热片、管道等的维修保养工作。5、及时按照安全操作规程，正确地处理运行中的设备故障，对有危急安全的异常现象，应采取紧急停炉措施，并报告有关领导。6、明确水质标准。定期除垢，保证炉水合格。7、上下班认真清理打扫，保持锅炉房及厂房内的清洁卫生。8、在反应釜、管道附近注意安全，防止烫伤。9、严密监视锅炉内水位，定期冲洗水位表，每班至少冲洗一次，当水位炉表看不到水位时，应立即采取措施，在未查明锅炉内实际水位时，严禁上水。10、严密监视压力表，避免超压，防止因操作失误引起超压。4.3有害气体的防护措施：在本生产中，存在着例如甲醇蒸汽等有毒气体，所以有必要建立有害气体的防护措施。1、生产装置要做到密闭化、管道化和机械化采用密闭装置，勿使粉尘、毒物外逸。采用机械投料、真空投料和管道密闭出料。加强转动轴的密封和设备维护，消除跑冒滴漏。2、做好通风排毒工作3、做好有毒气体的净化回收，将排出来的有毒气体、粉尘加以净化或回收利用。4、穿戴防护用具在生产过程中应带防护面罩、穿防护服(紧袖工作服)，戴安全防护眼镜，带橡皮手套，穿长筒胶鞋。4.4防噪音措施我国规定加工车间内的噪声应90dB。噪声产生的根本是振动。其中包括机械振动和气流振动。因此减少噪声的关键是要控制振动。(1)发酵工厂噪声来源主要是风机(离心风机、罗茨风机和空压机）、粉碎机的振动，蒸汽喷射泵等管道系统中空气动力性噪声。其中主要考虑的是风机和粉碎机的振动噪声，而管道系统的噪声只占极少部分。(2)离心风机、罗茨风机和空压机可采用消声器。(3)在大直径的排气管中，可装设管件消声器。(4)也可以采用对空压机的操作人员进行个人噪声防护措施。个人防噪用品是防噪声帽、耳塞、耳罩等。(5)为了减少振动产生的噪声，要注意将振动激烈的设备安装在坚固的基础上，设备和基础之间加装防震器。本设计中，真空回转干燥机、电动机、真空泵和离心机是噪音的主要来源。对于真空回转干燥机、电动机、真空泵和离心机的噪音，应从以下方面解决：第一：对振动源进行控制，提高及其精度或进行最佳负荷设计等；应把这几种机械集中安置在一起，避免出现噪音分散在各处，造成更大面积影响；第二：对振动源进行隔离，采用弹性支撑或弹性连接；第三：采用振动消振装置，使系统的振动控制在合适的范围内；第四：采用阻尼材料，使振动迅速衰减；第五：加大基础的质量；为了降低噪音，可以将喷雾干燥机、电动机、真空泵和离心机等产生噪音的机械单独布置一室，室内加装优质隔音材料。防噪音还可以采用以下措施：在建设工厂设施时，采用吸音、隔音材料，降低噪声强度。工厂内多种植一些树木、花草，其可以产生吸音、隔音的效果。加强设备的管理，定期检修设备，时期处于良好的运作状态。消声器、隔声、吸声、隔振和阻尼装置等措施同时使用。4.5车间防火安全管理制度在恩拉霉素的分离提取过程中，所采用的试剂有易燃易爆原料。生产、储运等过程中若设备设计不合理、操作不当或管理不善，都可能引起火灾甚至爆炸，给人们的生命财产带来损失。因此，生产过程中的防火是非常重要的。4.5.1防火措施防火的措施有如下几点：1、控制点火源在有火灾爆炸危险的厂房里，不能进行焊割作业，要严格执行动火制度。应根据车间的防火等级，对有火灾爆炸危险场所的电器设备配备相应的防爆型装置。2、密闭设备为防止易燃易爆气体、蒸汽和可燃性粉尘与空气构成爆炸性混合物，应设法使设备密闭，对于在负压下生产的设备，应防止空气吸入。3、惰性介质保护对易燃固体的粉碎、筛选处理和粉末输送，采用惰性气体进行覆盖保护。易燃液体利用惰性气体充压输送。4、净化入风机前的空气加强生产厂房的通风排风是防止易燃易爆气体聚集的有效措施。对含有爆炸性粉尘的空气，应在进入风机前进行净化，防止粉尘进入排风机。5、采用火焰隔断装置火焰隔断装置包括安全液封、水封井、阻火器和单向阀。4.5.2防火制度针对上述易燃原材料的性质，制定如下防火制度：1、严格按照规定做好明火管理，防火防爆区内严禁吸烟。2、禁止使用汽油等挥发性强的可燃液体擦洗设备、用具和衣物。3、严格执行操作规程和安全技术操作法，新职工上岗必须进行三级安全教育。4、上班前、上班中严禁喝酒，酒后不准上岗，工作过程中职工必须配戴好劳动防护用品，防爆区内不得穿钉鞋入岗。5、职工在上班期间不准睡觉、干私活、脱岗和干与生产无关的事。6、保证消防器材完好，不得乱用，出现火灾服从指挥调度，及时报警，并采取措施。4.5.3灭火器材针对易燃物品的燃烧性质，可选用如下灭火器材：泡沫灭火器、二氧化碳灭火器、干粉灭火器。生产区内宜设置干粉型或泡沫型灭火器，但仪表控制室、计算机室、电信站、化验室等宜设置二氧化碳型灭火器。生产区内设置的单个灭火器的规格如下表：表4-2灭火器规格Table4-2 the specification of fire extinguisher灭火器类型干粉型（碳酸氢钠）泡沫型（化学泡沫）二氧化碳手提式推车式手提式推车式手提式推车式灭火剂充装量容量（L）-965-重量（kg）835、50-7254.5.4消防组织与设施1、贯彻“预防为主，防消结合”的消防方针，采取先进的防火、防爆和救灾技术，实行目标管理。2、企业必须设立有主要领导和各职能部门领导参加的防火安全委员会；车间相应设立防火安全领导小组及在其领导下的义务消防组织。3、消防组织应根据企业的特点、生产检修情况和季节变化，拟定消防工作计划，实行消防目标管理，进行经常性的消防宣传教育、培训，结合事故预想进行演练。4、对所有易燃、易爆物品和可能产生火灾、爆炸危险的生产、储运、销售、使用过程及其相关的设备，进行严格管理。5、企业应根据生产规模、火灾危险性及邻近相关单位可提供的消防协作条件等因素，按国家、部颁规范、规定的有关要求确定其生产、储存、运输物品相适应的消防设施、消防器材。5“三废”处理与环境保护5.1 “三废”的处理5.1.1 本产品“三废”的排放（来源、种类、数量）本产品的三废主要为：废水、废气、废杂。废水主要是发酵车间的废水，纯化车间的提取设备洗涤水、提炼、浓缩冷凝水、车间的配料罐设备洗涤水、配液罐装室地面洗涤水、工器具洗涤水、去离子水制备的大孔吸附树脂再生废水。废气主要用真空泵吸排气，烘箱热空气及燃油锅炉等设备由烟囱排气，产生的废气。废渣主要是生产过程中，由于对物料的加工产生的各种废料，包括原料废料，辅料废料，以及产品废料。5.1.2 “三废”的处理过程由于三废对环境污染很严重，所以必须解决好三废问题，以减少对环境的污染，达到绿色化生产。废水处理：此类废水一般采用好氧生化处理，近来好氧生化处理中有一种新工艺技术周期循环延时曝气法在处理此类废水中可取得较好的效果，该工艺特点是间歇运行，反应曝气、沉淀、排水、排泥在一个反应池内完成，因此整个废水处理装置结构紧凑，管线布置简单，且处理效果好，不需要污泥回流，可忍冲击负荷，具有脱氧效果。本废水处理装置采用周期循环延时曝气，处理后达到山东省(水污染物排放标准)二级标准。废水处理方法本厂包括发酵、提取车间，还有一个生产发酵主要原料的生产车间。各车间排放的废水主要有三类: 发酵液吸附解吸废水、分离废水、纯化废水。对废水用厌氧生物处理技术处理。如下：原水调节池一级提升泵水解酸化预处理二级提升泵复合厌氧反应器出水水封罐湿式气体流量计5.1.3 废气、废渣的处理过程将炉渣磨成粉末，然后加入水配成浆液；用泵将浆液打入吸收塔中与塔内二氧化硫烟气进行反应； 吸收塔下部出来产物溢流到循环槽，供循环利用，待反应完全后，一部分输送到沉淀池内； 经沉淀澄清，把上清液打入料浆槽循环使用，而反应物经过滤后制成有用产品。废气处理：真空抽吸气，经车间内尾气分离罐分离液体后排屋顶以上2米，烘箱热空气在屋顶排放，锅炉选用0#柴油，烟囱高度达35米，烟气排气符合GB3271-91锅炉烟气排放标准。废渣处理：对于原料废渣首先对其进行再利用，以提高原料利用率，并减少废渣数量。对于原料最后产生的废渣、辅料废渣和产品废渣由于其中含有酸碱以及各种菌体，对环境产生的危害较大，必须送如废物处理场处理。5.2 环境卫生和个人卫生的设计安排205.2.1工艺卫生1、为避免药品污染，不得用手直接接触成品；为避免中间体过敏，不得用手直接接触中间体。2、生产岗位保持整洁，做到无垃圾、无积水、无油垢，无散落物料。3、机器和设备定期检修、保养、清洁，做到沟见底，轴见光，设备间本色。4、设备、管道无跑、冒、滴、漏，管线整齐，保温完整。5、原材料、中间体，成品定期存放，防止异物及交叉污染。6、劳保用品穿戴完整，定期清理，保持整洁。7、非生产用品和闲置不用的生活用品不得存放在生产区内。8、生产区应严禁吸烟、用餐，不得带入生活用具和私人物品。9、控制区操作人员穿戴只限本区域使用的工作服和相关劳动保护用品，且不得穿出控制区域，非控制人员必须穿戴本区域规定的劳动保护用品，方可进入控制区。外包装材料应彻底洁净后进入控制区。5.2.2 环境卫生根据生产要求在车间内说明车间及环境的卫生清扫制度等根据各类卫生分级的车间对劳动保护的设计规范工业企业设计卫生标准（TJ36-79），对生产卫生用房进行一定的设置规定。5.2.3 个人卫生根据GMP标准的要求，在进入车间之前要经过洗手、换衣、风淋等程序，方可进入车间。生产人员应严格遵守个人卫生的要求，并做到勤洗澡、勤换衣、勤理发、勤剪指甲。工作时必须穿洁净的(以浅色为宜)工作衣，鞋(靴)；戴工作帽做到不露发；不得穿戴工作衣、帽、鞋进入非生产场所。在进入车间之前要经过，洗手、换衣、风淋等程序，方可进入车间。在进入厂内，严禁吸烟、吐痰等不良习惯。6组织结构、劳动定员和人员培训6.1 管理体制本厂岗位分为生产岗位和非生产岗位。生产岗位包括基本生产岗位和动力、维修、化验、包装、运输等辅助生产岗位；非生产岗位包括管理岗位和服务岗位等。公司初期规模较小，采取经理负责的直线制组织形式。总经理总经办人事行政后勤生产部财务部营销部图6-1 组织结构图Fig.6-1 Management framework总经理直辖总经办，总经办负责人事、行政、后勤工作。生产部负责材料采购、产品生产及质量鉴定。财务部负责公司资金预算、运营、成本控制管理及各种风险预测分等。营销部负责市场开拓、产品销售推广、信息情报收集、广告宣传等。营销部、财务部辅助生产部负责并组织新产品研发工作。工厂设厂部、车间和班组管理，生产系统和辅助系统全年采用四班三运转制。本劳动定员考虑生产车间的生产管理人员、生产制度，根据工作情况设常白班及四班三运转工作制，厂部、制水系统、动力系统等新增人员由厂方统一调配解决。6.2 工作日工厂一年生产300天，剩下的时间做车间维修工作，一般安排在7、8月份进行。生产车间一般采用四班三运转的工作制度，其他辅助车间一般上白班即可完成工作。车间实行40小时/周工作制，保证每周不超过40小时。将工人分为等人数的四组，每八小时一班，一天分为三班，各小组轮流工作。由于每天只需要3组工人，所以每组实行轮流工作五天，休息两天，以保证每组每周有两天休息时间。员工每周工作5天，每天工作8小时，每周不超过40小时，年平均工作300天。6.3 岗位定员表6-1岗位定员Table6-1 The post settles the member岗位名称劳动组织形式每班定员总定员菌种培养四班28发酵工段四班28提取工段四班28结晶工段四班28精制常白班44干包常白班66班长常白班22维修常白班44工艺员常白班22组长常白班22检验常白班22实验常白班44备料常白班33办公室常白班33合计64人6.4 职工的上岗培训制度企业生产车间职工的主要来源是定向地招收一些相应专业的职业高中毕业生。除此以外，每年还会招收一些化工机械，制药工程等相关专业的大中专毕业生入厂工作。职业高中学员进厂后，要先进行三项制度教育三个月，再上岗进行岗位操作和专业技术学习，一年后方可正式上岗工作。新招收的大、中专毕业生，先进行三项制度教育三个月后，分配在全厂的各岗位流动实习，一年后方可正式上岗工作。对老职工要定期进行新知识的培训，使其跟得上新技术的改革，安排技术及管理人员定期进行维修。培训对象：企业新员工、基层干部培训目的： 1、感受企业文化，找到归属感； 2、期望新员工尽快完成从学院人到公司人的转化，关注公司需求、进入工作角色，产生工作绩效； 3、不同企业新员工的加盟，期望快速融入公司，认同公司文化和理念； 4、期调整外来者的心态，形成归属感、以利于日后更好配合； 5、老人带新人，挖掘其潜能，培养积极向上的心态和良好的心理素质； 6、加强新人团队意识培训，提高团队认知精神。 培训收益： 1、对于企业保持一种感恩的心态； 2、建立良好同事关系； 3、培养团队合作精神； 4、培养积极进取的心态。新入厂人员(包括新工人、新调入人员、临时工、合同工、培训实习人员、特殊施工人员)入公司后，还必须进行三级(厂级、车间、班组)安全教育。一级教育(厂级），成批人员，由公司安全技术部门负责进行，不成批人员由本公司组织进行。内容为：党的安全生产方针、政策、法规、环境保护法规，本公司的生产工艺特点、物资特性、安全生产与环境保护的基本要求，职工自身应具备的安全常识等。教育后进行考试，考试合格后登记备案，分配到车间进行二级教育。一级安全教育考试合格后，进行二级安全教育(车间级)。车间主任(或主管安全生产者)组织教育，其内容为：本车间工艺流程、设备状况，车间安全操作规程、安全注意事项、劳保用品的使用，防护用品使用常识等。教育后进行书面或口头考试，合格后分配到班组接受三级安全教育，将教育提纲与人员成绩保公司安全管理部门(或人员）。二级安全教育教育合格后，分配到班组，有班组长进行三级安全教育，其内容为：岗位安全生产责任制，岗位安全操作规程，本岗位安全生产要求、安全防护装置、工器具与防护用品的正确使用，事故预防与教训等。经三级安全教育并考试合格后，由车间主任审批，并填写三级安全教育登记表，凭表按规定领取劳保用品后，方可上岗生产操作。7车间布局、土建工程、公用设施及能源7.1 车间布局7.1.1 车间布置说明为了满足制药生产的特点和工艺要求，在总平面布置时需结合厂区地形地质气象卫生安全防火施工等要求，对建筑物，堆场，管线等做出合理安排以保证生产进行。为此，总平面布置时应考虑如下原则和要求：1、了解厂区外部城镇区域规划与本企业的总体规划，使之构成有机的整体。2、危险品仓库应设有安全位置；麻醉品及剧毒药品应设专用仓库；动物房应设于僻静处，并有专用的排污与空调设施。动力设施应接近负荷量最大的车间，锅炉房或对环境有污染的车间应布置在夏季最小频率风向的上风侧；变电所的位置考虑电力线引入厂区的便利。3、运输量大的车间仓库，堆场等布置在货运出入口及主干道附近，避免人、货流交叉，适应厂内外运输，道路短捷顺直。4、考虑企业发展需要，是近期建设与远期发展相结合，还是以近期为主；考虑施工条件，能否适应建筑结构，设备基础及施工要求；考虑工厂建筑群体的空间处理及绿化环境布置，符合当地城镇规划要求。7.1.2 本设计车间布局本车间平面布置设计是以生产工艺为主导，并在其它专业(如总图、土建、设备、安装、电力、暖风、外管等)的密切配合下，综合考虑各方面的因素而完成。本车间由生产车间、辅助车间、动力车间、仓库、三废治理部门、行政区域等部分组成。在这里，主要进行生产车间的设计，辅助车间、动力车间(如变电所、锅炉房等)由相应的配套专业人员承担设计。生产车间的厂房长84m，宽39m，共两层。生产过程顺时针进行，包括发酵过程、产物分离纯化等。发酵区域，层高6.0m。分离纯化区域为单层。同时还设有辅助生产区、“精烘包”、办公化验等。发酵罐布置于室内地面，种子罐架于二层。分离纯化反应设备，过滤器、离心机等布置在在室内地面上。储罐布置在室外。局部设备和工序设局部排风，整个合成区域顶部开设天窗以利自然通风。车间布置图另附。7.2 土建工程7.2.1土建工程基础 厂房设计不仅影响工程建设投资和建设速度还决定着产品的产量和质量，直接影响企业的经济效益。因此，厂房的设计必须依据有关的法律规范和技术要求来设计。1、厂址的选择厂址的选择是工业设计的重要环节，对工厂建设进度，投资数量，经济效益，环境保护等方面有直接影响。厂址的选择应依据以下原则：(1)厂址应选在原材料、燃料供应和产品销售便利的地区，并在贮运、机修、公用工程和生活设施等方面有良好协作条件的地区。(2)厂址应选在靠近水质量好、水量充足水源的地区。(3)厂址应有便利的交通条件。(4)注意节约用地，不占或少占耕地。厂区的面积形状和其他条件应满足工艺流程合理的需要，厂区应适当留有发展余地。(5)注意当地的自然环境条件，并对工厂投产后对于环境可能造成的影响作出预先评价。工厂的生产区和居民区的建设地点应同时选定。(6)厂址应避离低于洪水位或在采取措施后仍不能确保不受水淹的地段；应避离易受洪水，泥石流，滑坡等危害的山区；应避离发震断层区，地震区，自重湿陷黄土地区；应避离机场，电台等使用有影响的地区；应避离矿藏地区，文物，生物保护区和风景游览地区。2、布置原则厂区的布置应当安全合理，有科学性，既能够获得较大的利益，节省能源，又能适应长远发展；既要保证安全生产，又要保护环境避免污染及交叉污染。所以，厂区布置要综合考虑生产、安全、发展三方面的要求。厂区布置要合乎生产要求，就要使生产线径直短捷，尽可能避免交叉迂回，使无聊和人员输送距离最小。厂区布置也应该充分考虑安全布局，严格遵守防火，卫生等安全标准，特别是防火，防爆问题，应全面布置消防系统。厂区布置还应该适应发展要求。由于生产工艺的更新，加工程度的深化，产品品种的变化及综合利用增加达到等原因，要求工厂布局有较大弹性，适用于工厂发展的不断变化，生产布局和安全系统依然能合理布置。3、局部设计车间底层的室内标高，不论单层或多层应高出室外坪地1-1.5m，如有地下室，可充分利用，将冷，热管道，动力设备，冷库等优先布置于内。操作车间层高2.8-3.2m(改造项目一般为2.3-2.5m)，技术夹层净高1.2-2.2m，仓库层高为4.5-10m。一般办公室，值班室高度为2.6-3.2m。厂房地面要设隔离层，解决防潮问题。墙面与墙体要求：外墙面积最低，墙面要平整，砂浆饱满，缝隙紧实。内墙面要光滑平整，无死角，不积灰尘，便于清扫。墙体要具备一定的抗震性。吊顶分为硬吊顶和软吊顶，硬吊顶在技术夹层内安装，方便维修；软吊顶成本低，结构简便。车间门要求光滑平整，容易清洁，不变形；窗要求严密性好，尽量采用大玻璃，常用铝合金，塑钢或不锈钢，形式有单层固定窗及双层固定窗。综合考虑生产需要，安全系统及周围环境设施，草皮树木的种植以及今后发展的要求，初步制定该项目投产建设所需的占地。7.2.2本设计土建工程恩拉霉素车间布置按2556m2进行建造。生产车间属乙类生产类别。有爆炸危险的生产区外墙轻质泄面墙。泄压面积与厂房面积之比大于0.05，生产区部分有腐蚀性液体采用防腐地面，墙面和天棚防腐涂料，按照建厂房采用框架结构，砖墙填充。建筑平面和空间布局应具有适当的灵活性。洁净区的主体结构不宜采用内墙承重。安全疏散门应向疏散方向开启，且不得采用吊门、转门、推拉门及电控自动门。7.3 公用设施7.3.1 供电部分本设计项目主要是由城市供电网供电，其供电系统一般由变压设备，配电线路和设备，用电设备等组成。(1) 电力负荷的分级电力负荷的分级是按用电设备或用电部门对供电可靠性的要求来划分的。通常分为三级：A 一级负荷 是指突然中断供电时，将造成人身伤亡、重大设备损坏，或给国民经济带来重大损失者。B 二级负荷 突然停电将产生大量废品，或停产造成经济上较大损失者。C 三级负荷 凡不属于一、二级负荷者。(2) 供电要求A 一级负荷 应有两个独立电源供电，当其中一个电源发生故障或停止供电时，并不影响另一电源的继续供电。B 二级负荷 应尽量做到当发生电力变压器故障或电力线路常见故障时，不致中断供电或中断后能迅速恢复(如设置备用电源，采用两回线路供电等）。有困难时，允许由一回专用线路供电。C 三级负荷 对供电电源无特殊要求。本项目中的发酵过程具有高度连续性，对供电的可靠性有较高要求，店员中断时间过长，会造成产品质量下降、甚至报废。因此发酵工厂的主要生产车间均为二级负荷。原料配制、输送等工序为三级负荷。动力车间的锅炉上水泵，停电后，锅炉缺水将造成事故，为一级负荷。7.3.2 供排水工程本项目中供水系统包括生产用水、生活用水和消防用水。(1)生产用水及质量标准A 工艺用水：这些水直接参与到工艺过程中去，直接影响到半成品和成品的质量。一般要求达到饮用水的标准，且硬度较低或中等，偏酸性或中性。微生物含量越低越好。B 冷却用水：要求水温低，硬度低(减少结垢)。水中不宜含有机物或其他固体杂物，以免堵塞设备及管道。C 洗涤用水：要求清洁卫生D 锅炉用水：要求软化水(2)生活用水及质量标准 一般按饮用水的质量标准进行设计。生活用水包括清洁用水因使用水和卫生(洗澡等)用水。(3)消防用水：消防用水对水质没有特殊要求，可任意水源，但水量必须充足。(4)水源选择本项目在选择水源时，如果地下水丰富，应优先考虑采用适当的地下水作主要水源较为经济合适。因为地下水比地面水不易受污染和干扰，含有机物、微生物、悬浮物较少，水温在820之间，基本不受外界气温影响，水温稳定。如果硬度较大，采用时做普通处理即可。目前发酵工厂大多取用深层地下水，一是水质、水温均较稳定，二是水量较大。当地下水比较缺乏时则可采用地面水。表7-1本项目中各部分用水的水源Tab.7-1 Various part of water source给水范围水源选择生产用水工艺用水水质较好，水温稳定的地下水冷却用水普通处理过的地下水洗涤用水干净的地面水锅炉用水软化后的地下水生活用水清洁用水任何水源饮用水过滤消毒处理后的自来水卫生用水干净的地面水消防用水充足的地下水和地面水结合(5)排水排水工程包括排水管网、污水处理和利用两部分。排水管网汇集了各车间派出的生产污水、冷却废水、卫生间污水和生活区排出的生活污水。借重力自流经预制混凝土管引流之污水处理区，经过各级污水处理后排到厂外总下水道。部分冷却废水可回收循环利用，采用有盖明渠或管道自流至热水池循环使用。7.3.3 供热工程供热工程设计的主要任务是锅炉房的设计。本项目中生产用蒸汽为饱和蒸汽，主要有锅炉房提供。本项目采用间歇式流程，用气负荷波动范围较大，要按每天平均负荷的用气量选择锅炉的容量。7.3.4 其它1、汽(送风)：企业生产所需的各种工业气体，如压缩空气，氮气，氧气，氢气等，要备充足，煤气可接集中供应管道，还需安装真空装置。生产车间应设有通风系统，控制车间内湿度，防止原材料受热变质。2、蒸汽：蒸汽由厂内集中供给，应设立供给蒸汽系统，一般由锅炉房，蒸汽管网及用汽设备组成。锅炉房一般设置在下风侧，高度及烟尘排放要符合规定。蒸汽管网应根据用汽性质，蒸汽参数及运行管理等各方面的综合因素，通过经济比较后确定。3、供热：可采用集中供热方式供给生产车间和生活区的供暖情况，以保证生产的顺利进行。4、冷凝：采用化学药品冷凝时应保证药品充足；采用设备冷冻，冷凝所需设备；采用深井水冷凝建立循环使用系统。7.4 节能措施7.4.1.工艺节能1、分离工程： 对于一般化工装置中，用于分离过程的设备在数量上往往超过作为核心设备的反应器，在投资上一般占装置设备购置费的60%以上。目前在化工装置中用于分离的技术很多，况且每一类技术中还包括许多方法，因此选择高效，低能耗的分离技术与降低成本，减少能耗及提高产品质量密切相关。2、改进工艺方法和设备 随着科技的发展和研究人员的努力
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