年产5000吨土霉素工厂设计方案

1、- 70 -第1章 绪论1.1 土土霉素概概述:土霉素(Terrrammyciin)有有两种完完全不同同的状态态，一种种是无定定形粉末末，而另一种种是淡黄黄色的结结晶，它它属于放线线菌中的的链霉菌菌属。构造上上含有母母核，而而且这个个母核是是四并苯苯基,想要形形成不同同类别的的四环素素类抗生生素，取取代基就就要处于不同位位置上，又又或者四四环上有有着不同同类型的取代基基。图1 土霉素分子式图1 土霉素分子式广谱抑菌剂剂有很多多种，土霉素素就是其其中的一一种。为为什么土土霉素可可以发挥挥抗生素素的功效效？其原原因是位位于原核核生物核核糖S亚基上的A位点点可以专一一性与土霉素素牢牢结结合在一一起，

2、进而阻碍碍蛋白质质翻译过过程中肽肽链的延延长，达达到抑制制细菌生生长的效果。OTCC对许多多肠球菌菌属、立克次次体属、支支原体属属、革兰兰氏阳性性菌、革革兰氏阴阴性菌等等有抑制制作用。其其它的例例如肺炎炎球菌、弯弯曲杆菌菌、流感感杆菌、沙门氏氏菌、炭疽杆杆菌、草草绿色链链球菌、布布鲁菌属属、奴卡卡菌属以以及克雷雷伯氏菌菌等亦较较敏感12。现今，用于于治疗家家畜的药物以以及饲料料添加剂剂中都会用用到土霉霉素, 使得得畜禽的的生长加加快,加加强畜禽禽的免疫疫力。但是由由于长期期使用会会使得其其能产生生较强的的抗药性性，所以以现在也也越来越越少使用用土霉素素了。土霉素素还可以以作为制制造多西西环素等

3、等的主要要原料。由于本品品与不同同品种的的四环素素类抗生生素之间间有着相相似的化化学结构构，所以以容易产产生交叉叉耐药 144115。并且因因为其产产生的副副作用较较为严重重,所以以临床用用药微乎乎其微。1.2设计计目标任任务年产50000吨（纯度： 99% ）土霉素工厂设计一、基础数数据设计年产量量M = 50000tt/a 成品效价UUd = 10000单位位/毫克克 年平均发酵酵水平UUf = 350000单单位/毫毫升 年工作日mm =3315 d/aa 1、发酵基基础工艺艺参数土霉素有1184小小时的发发酵周期期， 10小小时的辅辅助时间间发酵中罐有有44小小时的周周期，44小时的的

4、辅助时时间发酵周期为为35小小时，辅辅助时间间3小时时20%的接接种比例例， 15%的液体体损失率率在一个发酵酵周期内内，需要要往大罐罐中加入入的全料料量为：32mm3在一个发酵酵周期内内，需要要往大罐罐中加入入的稀料料量为：17mm3发酵液损失失总计为为总料液液的155%大罐通气量量为2.0、中中罐为11.5、小小罐为00.655（每分分钟内单单位体积积发酵液液通入的的空气的的量）龟裂链丝菌菌株培育育时长为为20小小时至440小时时,补一一次氨氮氮的间隔隔时间为为4小时时,每次次的补充充量控制制在100至155L,培培养基的的氨浓度度控制在445mgg/1000mll以上:培养基的主主要成分

5、分见表11.1：表1.1培培养基的的主要成成分2、提取基基本工艺艺参数表1.2 提取取基本工工艺参数数名称参数名称参数脱色岗位收收率99.244%发酵液效价价350000u/mml结晶干燥岗岗位收率率86%滤液效价110000u/mml过滤岗位收收率116%母液效价1370uu/mll产品纯度99%湿晶体含水水量30%发酵液密度度1.58kkg/LL酸化液中草草酸含量量2.3% g/mml滤液密度1.02kkg/LL酸化加黄血血盐量0.25% g/ml20%氨水水密度0.92kkg/LL酸化加硫酸酸锌量0.18% g/ml氨水加量12%成品含水量量1.5%脱色保留时时间30-500分钟酸化加水

6、量量230%vv/v滤液通过树树脂罐的的线速度度控制在在0.0001-0.0002mm /ss3.土霉素素提取工工艺参数数一览表表：表1.3 土霉霉素提取取工艺参参数一览览表名称反应时间( + 、)/hh装料系数酸化稀释40.70结晶80.701.3本设设计基本本内容1.3.11工艺流流程设计计按照设计计工作要要求,在最初的的设计阶阶段到最最后的施施工阶段段，由于后后期投入入逐渐加加深，随随着各种种相关专专业相应应工作任任务的开展，对于不不完善的的地方加加以修正正，最后设计计出一条条合乎市市场需要要、满足足客户要要求并能能获得丰丰厚利润润的工厂厂。 1.3.22工艺计计算物料衡算算:根据据年产

7、550000吨土霉霉素计算算出需要要采购的的的原材材料以及及辅料的的用量，总结出发酵和提取两个操作阶段的工艺参数,最后列出物料衡算的总表。热量衡算算:不要要求设备选择择: 根据物物料衡算算及设备备选型的的计算结果果来确定定主要设设备的数数量。发酵罐罐和种子子罐的罐罐壁、封封头、搅搅拌器的的安装及及相应的的轴功率率。管道设计计: 主要是设计发发酵车间间和提取取车间里里的管道道。1.3.33完成绘绘图:总共要要绘制44张图纸纸，包括括工厂总平面布局局图、带控控制点的的工艺流流程图、车车间设备备布置图图、主要要设备装装备图。1.4 原原料与产产品规格格本次土霉素素工厂设设计的主要原原料是黄黄豆粉、工

8、工业淀粉粉、玉米米浆等。所所设计的的工厂应应该和就就近的生生物原料料厂确定定合作联联盟关系系，确保保原料的的价格合合理、质质量有保保障，并并且交通通运输成成本较低低、方便便；产品品的生产产规格应应该结合合市场调调研来做做出相应应的调整整，熟悉悉近几年年土霉素素的生产产概况以以及销售售量，大大规模生生产土霉霉素产品品有利于于工厂收收益。1.5 供供电供电工程在在生物工工程工厂厂设计当当中是不不必不可可少的一一个环节节。（1）供电电系统 .土霉素素工厂是是一个生生物制药药行业，这这个特殊殊行业要要求必须须24小小时连轴轴生产。对对电力要要求十分分严格，要要保证稳稳定的电电流电压压。（2） 供供电方

9、式式 采用用双回路路的变电电站。 (3)特特殊设备备的特殊殊电设施施: 要安装装应急照照明灯、出出入口安安全标志志灯，以以防万一一，好疏疏散员工工到达安安全地带带。由于工厂厂24小小时连续续生产，那那些生物物工厂设设备容易易出现高高温灼烧烧损坏，所以应该在线路上配接相当承受功率的UPS电源。第2章 总总平面布布置说明明2.1 工工厂总平平面布置置设计原原则（1） 要要合乎生生产流程程。按照照工艺流流程走向向，要将将发酵车车间、提提取车间间、原材材料库布布置在核核心区；从原料到成品的的生产线线应该是是按顺序序排列，单单线的流流向。（2） 要要充沛考考虑到厂厂址主风风向的影影响，应应该布置置在当地

10、每年年主导风风的下风风向或侧侧风向，避避免工厂厂产生的的有害废废弃物扩扩散到居居民区。（3） 将人流流通道和和物流通通道分隔隔开来、方便运输。工厂应该至少设计三个门，包括一个正门（职员初入门）、一个侧门（产品、原材料的出入口）、一个后门（原材料、燃料、废弃物出入口）。2.2 车车间布置置设计原原则（1）满足足生产工工艺的要要求。通通常要按按照生产产工艺流流程的走走向合理理布置安安排车间间设备设设施，要要保障竖竖向和同一水平平面这两个个方向的的连续生生产操作作。（2）满足足生产操操作的要要求。（3）满足足安装和和检修的的要求。厂厂房内部部结构要要紧凑有有序而且且简单，为为未来生生产发展展以及技技

11、术的变变革更新新等创造造有利条条件。（4）满足足厂房建建筑的要要求。（5）满足足防火、卫卫生的要要求。在在此前提提条件下下，要最最大限度度地节约约厂房的的占地面面积与空空间，保保持厂区区的高效效运作。.第3章 工工艺设计计与计算算物料衡算和和动力消消耗是本本次工艺艺计算的的主要内内容。3.1发酵酵生产工工艺3.1.11土霉素素生产工工艺流程程简介土霉素是由由高产土土霉素菌菌株发酵酵产生的的，土霉霉素的生产制造造过程主主要包括括发酵和和提取两两大步骤骤。大概的的工艺流流程分为种子子培育（获获得足够够数量的的菌丝）、三级发酵、酸化（释放菌丝中的单位）、过滤（去除杂质）、脱色（去除色素）、结晶（提高

12、产品纯度及产率）、干燥（延长保质期）等步骤13。提取技术用酸化剂（草酸或磷酸)调节pH值的大小,提高滤液质量，利用黄血硫酸锌聚合物作为清洗剂协同去除蛋白质等高分子杂质,还可以除去铁离子，使得产品纯化，然后用122-2树脂进行脱色，提高土霉素滤液的纯度,最后加入碱化剂提高pH至等电点，结晶得到晶体产品13。3.1.22土霉素素生产总总工艺流流程图土霉素生产产总工艺艺流程图图砂土孢子砂土孢子斜面孢子孢子培养36.5 4-5天种子培养30 38h 0.65v/v/m一级种子培养液种子扩大培养30 48h 1.0v/v/m二级种子培养液发酵30 194h 1：2.0v/v/m 补加液氨湿晶体旋风干燥土

13、霉素碱成品发酵液酸化2.3%g/ml草酸调pH1.75-1.85ZnSO4 0.18% 黄血盐0.23%酸化液稀释200%v/v稀释液板框过滤滤液树脂脱色122-2树脂 脱色液结晶12%氨水调pH4.5-4.6 28-30结晶液分离洗涤用滤后水淋洗再甩干3.2工艺艺计算通过物料衡衡算，可可以算出出生产过过程中所所需要的的各种原原料和辅辅料的质质量和体体积，各各种残品品、最终产品品和副产产品的排排出物料料量。3.2.11发酵车车间的物物料衡算算3.2.11.1计计算依据据发酵车间计计算依据据见表33.13.2.11.2 计算过过程1.土霉素素年生产产情况：首先，由于于在土霉霉素生产产的过程程中，

14、两大主主要车间间（发酵酵车间和和提取车车间）的工艺艺生产中中不可能能百分之之百都最最终制成成成品，总总会浪费耗损损掉一些产品品，则：土霉素实际际总产量量(t)= 年年产量纯度 /(发发酵车间间产率提取车车间产率率) =50000999% /(11- 55%)(1- 20%)= 50000999% /(995%80%)=65133.166t(3.11)年生产土霉霉素的实实际单位位量(UU)= 土霉素素实际总总产量 土霉霉素理论论效价 = 65513.16109910000 = 6551311601099 U(3.22)土霉素发酵酵液的生生产效价价在本次次工艺中中均用 3000000 U/ml来来

15、计算。（其其生产效效价为33000003330000U/ml）年实际发酵酵液体积积 (mm3) = 年生生产产品品的实际际单位量量 / 发酵液液生产效效价 = 65113166011093000000 =2217.10551009 mll = 21771055 m33(3.33)年实际发酵酵液重量量(t) = 年实际际发酵液液体积 发发酵液密密度 = 2177105512200 =226055260000kkg = 26605226 tt.(3.44)2.每年生生产轮次次:轮次(轮) = 每年生产产天数/发酵周周期 = 330010 = 330 轮轮.(3.55)3.每轮次次生产情情况：每轮次

16、发酵酵液体积积(m33) = 年实实际发酵酵液体积积 /生生产轮次次 = 2217110530 = 772377 m33(3.66)每轮次发酵酵液重量量(t)= 每每轮次发发酵液体体积 发酵酵液密度度 = 72337 12200 =8868444000 =886844.4 t(3.77)表3.2 发酵酵液计算算结果汇汇总发酵液每轮次每年体积/m3372372171110重量/t8684.426053323.2.11.3 原料用用量计算算此次计算的的依据来来源： 一级种子罐罐到三级级发酵罐罐的培养养基配方方和补料料比例见见表3.32.接种量量：三级发酵罐二级种子罐一级种子罐三角瓶 1% 110%

17、 20三级发酵罐二级种子罐一级种子罐三角瓶3.2.11.4 计算过过程发酵罐培养养基的体体积：VVc = 772377 (1220%)= 55.7991003 mm3 .(3.88)二级种子罐罐培养基基的体积积：Vb =72237 200% (110%)= 5.2211103 m3(3.99) 一级种子罐罐培养基基的体积积：Va =72237 220% 110% (111%)= 1433.299 m33(3.110)注：均按每每年生产产总量进进行计算算的1.一级种种子罐培培养基用用料的计计算以每轮次的的用量计计算： 淀粉粉 = 1433.299 1.5% =2.1499 t(3.111) 糊精

18、精 = 1433.299 1.55% =2.1149 t(3.112) 黄豆豆饼粉 = 1143.29 0.5% = 00.722 t(3.113) 玉米米浆 = 1443.229 0.3% =0.43 t(3.114) 磷酸酸二氢钾钾 = 1433.299 0.0045% = 0.006455t(3.115) 硫酸酸铵 = 1443.229 0.5% = 0.772 t(3.116) 油 = 1143.29 00.5% = 0.772 t(3.117)由于年用量量 = 每轮次次用量轮次 则淀粉年用用量 = 2.1499 330 = 644.477t(3.118)其他成分用用量结果果见表33.

19、4表3.4 一级级种子罐罐培养基基内各成成分用量量表成分每轮次用量量/t年用量/tt淀粉2.149964.477糊精2.149964.477黄豆饼粉0.7221.6玉米浆0.4312.9硫酸铵0.7221.6磷酸二氢钾钾0.064451.9355油0.7221.6以下各级培培养基各各成分用用量结果果见表33.5数据汇总：表3.5 二级级种子罐罐培养基基内各用用料用量量表成分每轮次用量量/t年用量/tt淀粉296.9978909.1黄豆饼粉130.2253907.5硫酸铵52.11563磷酸二氢钾钾1.8233554.7005油15.633468.99泡敌1.563346.899表3.6 发酵酵

20、罐培养养基内各各成分用用量表成分每轮次用量量/t年用量/tt淀粉492.115147644.5黄豆饼粉202.6656079.5玉米浆34.7441042.2硫酸铵69.4882084.4磷酸二氢钾钾1.737752.111油17.3771.7377淀粉酶0.057791.7377泡敌0.579917.377表3.7 补料料罐培养养基内各各用料用量量表成分每轮次用量量/t年用量/tt淀粉755226500玉米浆25.677770.11磷酸二氢钾钾1.208836.244油4.53135.99淀粉酶2.265567.955泡敌0.30229.062.总物料料衡算及及汇总计算过程：淀粉 = 2.1

21、149 + 2296.97+ 4992.115 +7555= 115466.277 t(3.119)糊精=2.1499 t.(3.20)黄豆饼粉 =0.72+1300.255+ 2202.65=3333.622t(3.21)玉米浆 = 0.43+ 344.744+ 225.667 =60.84 t.(3.222)硫酸铵 = 0.72 +522.1+ 699.488 = 1222.3 t(3.223)磷酸二氢钾钾 0.06445+ 1.882355 +11.7337 + 1.2088=4.8333t(3.224)油 =0.72 +155.633 +117.337+ 4.553=338.225 t

22、t.(3.225)淀粉酶 =0.005799 + 2.2265= 2.3233 t(3.226)泡敌 =11.5663+00.5779+ 0.3302 = 22.4444t。(3.227)总物料用量量汇总如如表3.8表3.8 发酵酵车间总总物料用用量汇总总表成分每轮次用量量/t年用量/tt淀粉1546.27463888.1糊精2.149964.477黄豆饼粉333.662100088.6玉米浆60.8441825.2硫酸铵122.333669磷酸二氢钾钾4.8333144.999油38.2551147.5淀粉酶2.323369.699泡敌2.444473.3223.2.22提取车车间物料料衡算

23、3.2.22.1计计算依据据提取车间计计算参数数见表33.9:注：以上数数据均参参考生产产实践提取过程物物料之间的每一一个阶段段的体积积变化比比值：结晶液脱色液滤液酸化液发酵液结晶液脱色液滤液酸化液发酵液 3358.5% 78.4% 997.99% 1112.77% 3.2.22.2 计算过过程V发酵 = 21171005 mm333.288V酸化 =217710553558.55% = 77783221.4425mm3（3.229）V滤液 = 77783221.442578.4% = 66102203.9977 m33(3.330)V脱色 = 61102003.999797.9% = 559

24、73389.71 m3.(3.331)V结晶 =59773899.7111112.77% =67332588.211 m33.(3.332)草酸用量 =21171005115% =83325665.775 tt.(3.333)黄血盐用量量 = 77883211.4225(0.115% + 00.2%)= 27224.112 tt(3.334)硫酸锌用量量 = 77883211.4225(0.11% + 0.2%)= 223344.966 t.(3.335)氨水用量 = 66732258.2111% =7740558.440t(3.336)亚硫酸钠用用量 = 67732558.22122.5%

25、= 431168331.446 tt.(3.337)上述各成分分用量的的汇总见见表3.10表3.100 提提取车间间各成分分用量成 分年用量/tt草酸8325665.775黄血盐2724.12硫酸锌2334.96氨水740588.400亚硫酸钠43168831.463.3 动动力消耗耗计算3.3.11 电力概概算计算依据：每生产产一公斤斤土霉素素就要耗7度电(参考考生产实实际情况况)年耗电量 50000103373.551007度.(3.38)每季度耗电电量 3.51107 448.751066度(3.339)每轮次耗电电量 3.511073001.171066度(3.440)上述电用量量汇总

26、见见表4.11表3.111 电电用量年耗电量/度季度耗电量量/度轮次耗电量量/度3.511078.7510661.1710663.3.22 水概概算计算依据：每生产产一公斤斤土霉素素需要消消耗3吨水(参考生生产实际际情况)计算过程如如下：年产量50000 t土霉霉素原料料药的发发酵工厂厂年耗水水量：年耗水量 50000103331.551007 t(3.441)季度耗水量量 = 1.5510074 = 33.755 1106 t.(3.442)轮次耗水量量 = 1.551007300 = 51105 t.(33.433)上述水用的的量汇总总见表33.122 表3.122 水水用量年耗水量/t季

27、度耗水量量/t轮次耗水量量/t1.511073.75 1006510553.3.33 蒸汽汽概算每生产一吨吨土霉素素需要消消耗15吨吨蒸汽(参考生生产实际际情况)年蒸汽用量量 = 50000115 = 7550000 t.(3.444)每季度蒸汽汽用量 =75500004 = 1187550 tt(3.445)每轮次蒸汽汽用量 =7550000300 =225000 t.(3.446)上述蒸汽用用量的汇汇总表如如下：表3.133 蒸蒸汽用量量年蒸汽用量量/t每季度蒸汽汽用量/t每轮次蒸汽汽用量/t75000018750025003.3.44无菌空空气概算算3.3.44.1 一级种种子罐本次设计

28、中中，往一一级种子子罐中通通入的无无菌空气气定量为为1:11.0vv/v.minn,换句句话说就就是每分分钟通入入1.00体积的的无菌空空气时供给11体积的的种子液液一级种子罐罐的种子子液1143.29mm3/轮次次发酵时间为为2830hh，取330h为为计算标标准一级种子罐罐中需要要通入的的无菌空空气1143.291.00300600 = 25779222m3(3.447)3.3.44.2 二级级种子罐罐本次设计中中，往二二级种子子罐中通通入的无无菌空气气定量为为1:11.01.33v/vv.miin。取取1：11.3vv/v.minn，换句句话说就就是每分分钟通入入1.33体积的的无菌空空

29、气时供给11体积的的种子液液二级种子罐罐的种子子液 5.2211103m3/轮次次发酵时间为为2832hh，取332h为为计算标标准二级种子罐罐中需要要通入的的无菌空空气55.2111003 11.3 322 66011300041660 mm3.(3.448)3.3.44.3 发酵罐罐本次设计中中，往发发酵罐中中通入的的无菌空空气定量量为1：0.661.0v/v. minn。可取1：1.00 v/v. minn，表示示每分钟钟通入11.3体体积的无无菌空气气时供给11体积的的种子液液发酵罐中的的发酵液液为1.511033 m3/轮次次发酵周期为为1601900h，本本次设计计取1990h。发

30、酵罐中需需要通入入的无菌菌空气= 5.791033 11.0 1990 606566640000 m3(3.449)每轮次无菌菌空气用用量 =25779222+1330044160065566440000 = 7899260082 m3(3.550)无菌空气年年用量 =78892660822300 = 2366778824660 mm3(3.551)无菌空气用用量汇总总如下：表3.144 无无菌空气气用量 每每轮次无无菌空气气用量/m3 无菌空空气年用用量/mm3 77892260882 2366778824660第4章 设设备的设设计与选选型4.1 发酵车车间4.1.11 计计算依据据本次设

31、备设设计的计计算依据据见表44.1。表4.1 发酵酵车间计计算依据据项 目每年实际发发酵液体体积/mm3/年每轮发酵液液体积/m3/轮装载系数参 数217100572370.700.94.1.22计算过过程4.1.22.1发发酵罐本次设计采采用通风风发酵罐罐1.发酵罐罐因为每轮次次发酵液液体积是是5.779 1003 m3，则本本次设计计选用5550 m3的标准准发酵罐罐作为三三级发酵酵罐，详详情参数数见表44.2。装料系数：一般取取0.770.9，本本设计选选用0.75即即75%所以发酵罐罐的个数数= 55.799 1103 ( 5550 0.75) = 14.03(4.11)此次设计得得有

32、14个三级级发酵罐罐，而且且有2个个生产车间间，每个个车间平平均有77个三级级发酵罐罐；因为为每个车车间要有有一个备备用罐，则实实际总共共有16个发酵酵罐。2.二级种种子罐 5.799 1033 20 220% = 557.99 m33(4.22)式中20%为二级级种子罐罐往三级级发酵罐罐的接种种比例。此次选用填填料系数数为0.75的的发酵罐罐，则选选用的二二级种子子罐的标标准容积积为1000 mm3，详见见表5.2。然然后按照照二级种种子罐：发酵罐罐=1:1，考考虑到备备用罐的的存在，则则本设计计总共选用用16个二级级种子罐罐。3.一级种种子罐 5.799 1033 20 220% 100%

33、= 5.779m33(4.33)式中10%为一级级种子罐罐往二级级种子罐罐的接种种比例。此次选用填填料系数数为0.75的的发酵罐罐，则本本设计采采用的一一级种子子罐的体体积为110m33。按照一级级种子罐罐:二级种种子罐=1:11的原则则，考虑虑到备用用罐的存存在，本本设计总总共选用用16个一级级种子罐罐。表4.2 通用用式发酵酵罐的技技术相关关参数16公称容积/m3罐体直径/mm罐体高度/mm全容积/mm3101800455010.8202300583022.6503100783055.2100400010080011820050001260002134.车间的的分配 发发酵罐的的车间具具体

34、分布布情况见见表4.3表4.3 发酵酵罐车间间分布一级种子罐罐数量/个二级种子罐罐数量/个发酵罐数量量/个第一车间888第二车间8884.1.22.2配配料罐本设计配料料罐设计计2种配配料罐，其其中小的的配料罐罐用来供供应一级级种子罐罐，而二二级种子子罐和发发酵罐则则共用一一个大配配料罐。每每天配11罐料，以以一天所所需配料料量计算算配料罐罐大小。1.一级种种子罐的的配料罐罐一级种子罐罐为100m3，可以以用100m3的小配配料罐，配置一级种子罐的培养基。取H/D1.9，依据公式计算，取直径1.8m，高4.5m。2.二级种种子罐和和发酵罐罐的配料料罐发酵罐体积积是5550 mm3，发酵酵罐装料

35、料系数为为75%，从二二级种子子罐至发发酵罐的的接种量量为 220%，则则每个发发酵罐需需配料量量为 5550 755%(1-220%)= 3330mm3(4.44)二级种子罐罐的体积积为1118 mm3，装料料系数775%，从从二级种种子罐到到发酵罐罐的接种种量为 10%，则每每个二级级种子罐罐需配料料量为 1188 775%(1-10%)= 79.65mm3(4.55)取配料罐装装料系数数为755%则 (3300+ 779.665)75%=5446.22m3.(4.66)可取1个5550mm3 的配配料罐，取取H/DD1.9，根根据体积积公式计计算得DD=6.8m，HH=177m。每天配一

36、罐罐料，每每个车间间一个大大配料罐罐、一个个小配料料罐；因因为有22个车间间，所以以共有22个大配配料罐、22个小配配料罐。4.1.22.3补补料罐从第3章的的物料衡衡算得知：每轮次补料料中应该该加入的原料重量量=淀粉 + 玉玉米浆 + 磷磷酸二氢氢钾 + 油 + 淀淀粉酶 + 泡泡敌 =7555 + 25.67 + 11.2008 + 4.35 + 22.2665 + 0.3022 = 7888.7795 t.(4.7)则补料的总总质量为为 5488.633 52.25% = 15110m33(4.88)总共取8个个补料罐罐，每个个罐所需需要的补补料体积积为1510 8= 1888.775

37、mm3(4.99)装料系数：取855%则补料罐的的体积为为 1188.75 0.85 = 2222.05mm3(4.110)选用容积为为2500的补料料罐，取取H/DD1.9，根根据体积积公式计计算得DD=5.23mm，H=9.994m。4.1.22.4 消泡泡剂贮存存罐每年消耗的的泡敌量量为733.322 t。则每季度消消耗的泡泡敌量为为73.324=118.333t(4.111)泡敌密度为为9500kg/m3则泡敌的总总体积为为 18.33 1003 9500 = 19.29mm3(4.112)选用2个220m33的贮罐罐，取HH/D1.99，根据据体积公公式计算算得D=2.335m，HH

38、=5.88mm。4.2提取取车间4.2.11计算依依据根据第3章章的物料料衡算计计算出的的数据：2个生生产车间间中总共有116个发酵酵罐，发发酵罐数数目皆为为8个/车间间。有几个个发酵车车间就有有几个提提取车间间。放罐数：11罐/天天发酵车间的的损耗为55%，则则发酵液液排放量量为 5.79 1103 114 (11-5%) =3922.899m3(4.113)根据每天轮轮班工作作24小小时来计计算，则则得知每每小时的的流量为为3922.899 24 = 116.337 mm3/h(4.114)提取时每一一个阶段段的物料料之间的体体积变化化比值如下下： 结晶液脱色液滤液酸化液发酵液结晶液脱色液

39、滤液酸化液发酵液 3358.5% 778.44% 997.99% 1112.77% 4.2.22计算过过程1.酸化罐罐发酵液发酵液草酸盐酸稀释液损失酸化液体积积为：3392.89 3358.5% = 114088.511m3(4.115)取230 m3的酸化化罐，填料系数数：取885%计算得知酸酸化罐的的个数为为：14408.51 (23000.85)= 77.2 (4.116)酸化罐选用用体积为为2300 m33的8个个，取HH/D=1.99，计算算得D=5.008 mm，H=12.71。有两个生产车间，则总共16个酸化罐。2.过滤设设备净化液净化液高单位滤渣滤液损失需要板框压压滤机的的数量

40、： 其中，N 台台数； VF 发发酵液体体积，本本设计VVF=3992.889 mm3 3588.5% 78.4% =11104.27mm3；(4.117) 固体体含量，115%20%，本设设计取115%； K 板板框内容容渣填充充系数，00.60.88，本设设计取00.8； VPP 压滤机机最大容容渣体积积；VP=滤板板数n滤室容容积V本设计选用用禹州兴兴泰压滤滤机制造造厂所生生产型号号为BMMAJ/7700 -300U的板板框式压压滤机，其其相关技技术数据据见表44.5：表4.5 板框框压滤机机的相关关参数12型号过滤面积/m2滤板数/块滤室容积/m3滤饼厚度/mm地基尺寸/mm整机长度/

41、mm整机重量/kgBMAJ/7000 -330U40370.450030326039703000则 NN =111044.277 00.155 ( 00.8 337 0.4500 ) = 112.44 (台) 取112台由于考虑到到两级脱脱色，则则其中66台用作作初滤、66台用作作复滤，共共两个车车间，所所以板框框压滤机机共计224台，因因此滤液液储罐共共24个个。参考生产实实际，一一般过滤滤时间tt在3小小时左右右，则处处理量为为VF t N= 11104.27 3 33 = 1222.7 m3.(4.118)取填料系数数为0.85，则则1222.7 00.855 = 1444.355m3(

42、4.119)采用12个个过滤贮贮罐，其其体积为为1500m3，取HH/D=1.99，计算算得知DD=4.41 m，HH=8.38。3.脱色罐罐滤液滤液脱色液损失脱色罐选用用一般的的树脂罐罐。本设设计取罐罐直径为为1.55 m,取H/D=44，则罐高66m。(4.20)其中：D 罐罐体直径径，本设设计取DD=1.5m； H 罐罐高，本本设计取取6m； Hbb 椭圆封封头的直直边高度度，本设设计取00.0225m。经计算，罐罐的体积积：V罐罐体积 =111.6 m3每小时交换换液体积积为：16.377 3358.5% 778.44% 977.9% = 45.04mm3/h(4.221)处理时间为为

43、一般为为2h，所所以，处处理液体体积为445.004 2= 90.08mm3(4.222)本设计取罐罐的装载载系数为为70%则罐的数量量 = 90.08 ( 111.6 770% ) =11.09，取取整为122套。另另外加上上一个备备用罐，取取13套套罐子，总共26个罐子。(4.23)4.脱色液液暂贮罐罐脱色液体积积为：3392.89 3358.5% 778.44% 977.9% = 10881.008 mm3.(4.24)贮罐体积取取2300 m33，取990%的的填料系系数。 则则贮罐数数量为10081.08 (2230 990%)= 55.222.(4.25)则采用体积积为2330m3

44、3 的脱脱色液贮贮罐5个个，取HH/D1.99，计算算得D=5.008m，HH=122.711m。5.氨水贮贮罐依据第3章章的物料料衡算：氨水的的年用量量为7440588.400吨。每轮用量为为740058.4030=24668.661 tt。.(4.26)本次设计使使用的是是9%11%氨水。 本设计有两两个提取取车间，所以每个车间需要氨水体积是2468.61 2 0.96 = 1184.93 m3，式中0.96为氨水的密度。(4.27)取90%的的填料系系数 ，则则氨水贮贮罐的体体积为：11884.993 900% =13116.559 mm3 (4.228) 选用3个氨氨水贮罐罐，全容积积

45、为5550m33，取HH/D1.99，计算算得D=6.88 m，HH=177 m。由于有两个生产车间，所以总共6个氨水贮罐。6.混碱罐罐处理量为88.200 m33/h，取取4h的的处理时时间，取取0.88的填料料系数则V=8.20400.8=41(4.229)采用1个440 mm3混碱罐罐即可，取取H/DD2.5，计计算得知知D=22.733m，HH=6.83mm。两个车间总总共两个个混碱罐罐。7.结晶罐罐碱化剂碱化剂脱色液离心母液湿品损失结晶液的体体积为：392.889 3558.55% 788.4% 97.9% 1112.77% = 12218.38 m3.(4.30)选用等电点点结晶罐

46、罐，取 H/DD=1.99。选用用2300 m33的结晶罐罐，装料料系数：取755%则结晶罐个个数为：12118.338 2330 755% = 7.06，考考虑一个个备用罐罐，取88个2330 mm3 的结结晶罐。两两个车间间16个。(4.331)结晶罐的设设计：径高计算(4.32)其中：D 罐罐体直径径； H 罐罐高，本本设计取取H/DD=1.9； Hbb 椭圆封封头的直直边高度度，本设设计取00.0225m。计算可知 D=5.008m ；H=12.71mm壁厚的计计算选不锈钢 0Crr19NNi9,其为1130(4.333) 其中：PP 设计压压力； DD 发酵罐罐内径442000mm；

47、 可承受受应力；本设计计采用双双面对焊焊，u0.88 C 壁壁厚附加加量；取取3mmm。则： S = 00.255 42000 (22 1130 00.80.225)3 = 8.05mmm考虑到安全全因素,取 110 mmm。搅拌器的的设计采用剪切力力较小的的搅拌器器（框式式的）用用于产品品结晶，如如图3.9。通通常搅拌拌器的直直径Dii取罐体体的内径径D的23910。 本本设计取取Di = 23D = 23 5.008=转速通常为为2060rr/miin，视视具体情情况而定定。结晶罐参数数总汇表表见4.6：8.离心机机的确定定离心处理量量为：116.337 3558.55% 788.4% 9

48、7.9% 1112.7% = 550.776 mm3/h(4.334)则采用张家家港市恒恒大离心心机制造造有限公公司的SSB/SSBJ型型三足式式密闭离离心机，详见下表5.7表4.7 SBB/SBBJ型三三足式密密闭离心心机型号转鼓内径/mm有效容积/L装料限量/kg额定 转速速 /r/mmin分离因数功率/kw整机 重量/kg外形尺寸/mmSB1500015004506006003021533004880参考生产实实际，处处理时间间通常为为12mmin, 则需需要的容容积为：50.76 1260 = 100.1552 mm3，发酵酵液的比比重是110000 kgg/m33，因此其其重量为为：

49、100.1552 10000 =101152kkg。离离心机的的数量为为1011526000=166.922，取117台，则则两个车车间共334台。(4.359.干燥器器 湿品湿品干品损失水本次土霉素素设计的的年产量量为50000tt，所以以每轮次次产量为为50000/330=1166.67tt.(4.336)干晶体的重重量是湿湿晶体的的50%，则应应除去的的水分：1666.677500%=883.333 tt.(4.337)又因为工作作时间为为24hh，所以以干燥器器每小时时处理的的水量为为：833.3331003 224 =34772.008kgg/h(4.338)干燥机的数数量为3347

50、22.0883000=111.557.(4.339)，取112台，两两个车间间共244台。详详见下表表：10.混粉粉机4.3设备备汇总表4.9 全厂主主要设备备规格一一览表名称规格数量材料发酵罐V=5500m316不锈钢二级种子罐罐V=1188m316不锈钢一级种子罐罐V=10mm316不锈钢小配料罐V=10mm32不锈钢大配料罐V=5500m32不锈钢补料罐V=2500m38不锈钢消泡剂贮罐罐V=20mm32不锈钢酸化罐V=2300m316不锈钢板框过滤机机BMAJ/7000 -330U12塑钢滤液贮罐V=1500m312不锈钢脱色罐V=11.6 mm326不锈钢脱色液贮罐罐V=2300m3

51、5不锈钢氨水贮罐V=5500m36不锈钢混碱罐V=40mm32不锈钢结晶罐V=2300m316不锈钢离心机SB/SBBJ型34不锈钢喷雾干燥器器GPL型离离心喷雾雾干燥器器24不锈钢混粉机自混式高均均匀度混混粉机2不锈钢第5章 管管道设计计5.1发酵酵罐的接接管设计计:冷却面积的的计算：取qmaxx=4.1860000 KKJ/( m33 hh)采用竖式列列管式换换热器，取取经验值值K=44.1885000 KKJ/( m33 hh)tm=（t1-t2）/(lnt1/t2)=(38-15)/(lln388/155)=255 () .(5.1)每天装1.3罐，每每罐实际际装液量量为: 4533.

52、977/1.31=3466.544 (mm3) (5.22)换热面积:F=44.188600003466.544/(44.1885000225)=1666.344 (mm3) (5.33)设备结构的的工艺设设计1).空气气分布器器：单管管通风 2).挡板板：不设设挡板3).密封封方式：机械密密封4).冷却却管布置置最高热负荷荷下的耗耗水量：W=4.1186600003446.554/(4.118（227-220）=2.97701105 （kkg/hh）=882.551 (kg/s) .(5.4)则冷却水体体积流量量为W=0.082251mm3/s，取取冷却水水在竖直直蛇管中中的流速速为v=1m

53、/s,冷冷却管总总截面积积:S总=0.082251/1=00.0882511 (mm2) .(5.55)进水总管直直径d总总2= SS总/0.7855,解出出 d总总=0.32442 （mm）(5.66)b) 冷却却管组数数和管径径设冷却管径径为d00，组数数为n则则：S总总=0.78550 nnd02(5.77)，根据据本罐情情况，取取n=88，求出出管径： d00=0.1155（m）查表取11334无缝缝钢管，dd内=1225mmm，d内内d0，满足要要求，且且d平均=1129 mm。取竖蛇管端端部U型型弯管曲曲率半径径为2550 mmm，则则两直管管之间的的距离为为5000 mmm，两端

54、弯管总总长度：l0=DD=3.145000=15570 mm.(5.88)c) 冷却却管总长长度L计计算已知冷却总总面积FF=2009.771m22，无缝缝钢管13334每米冷却面面积为：F0=3.140.11291=00.40051（mm2）. .(5.99)则冷却管总总长度：L=2209.71/0.441=5111.488（m）.(5.110)冷却管体积积：V=00.788500.122925111.488=6.668(mm3) .(5.111)d) 每组组管长LL0和管组组高度每组管长:L0= LL/n=5111.488/8=63.94(m) .(5.12)另需连接管管8m：L实际=LL

55、+8=5199.488（m）.(5.13)V总=V液液+V管+V附件件=（5519.48/8）+4.449+00.5=69.93(m3) . (5.114)上式中0.5为附附件体积积。筒体部分液液深：（VV总-V封）/SS截=（669.993-117）/(0.7855522)=22.6997(mm) (5.115)竖直蛇管总总高:H管=2.6977+0.5=33.1997（mm）(5.116)又两端弯管管总长：l0=15570 mm，两两端弯管管总高为为5000mm则直管部分分高度：h=HH管-5000=226977 （mmm）(5.117)则一圈管长长：l=22h+ l0=226997+11

56、5700=69964(mm) .(5.118)e) 每组组管子圈圈数n00n0= LL0/l=63.94/6.9964=9.1181 (圈) (5.119)管间距为：2.55d外=2.500.0889=00.233 (mm) .(5.220)f) 校核核冷却管管传热面面积F实=dd平均L实际=33.1440.12995119.448=2211.09（mm2）(5.221)F实F，可可满足要要求。设备材料的的选择：本设计计选A33钢。排料管（也也是通风风管例计算算其管径径。发酵酵罐装料料3500m3，2hh之内排排空，物物料体积积流量：Q=3350/36000/22=0.05 (m33/s) (

57、5.222)发酵液流速速取v=1m/s排料管截面面积：S料=Q/v=00.055/1=0.005 (m2) (5.223)管径d：dd2= SS料/0.7855,解出出d=00.255（m）=2500 mmm取无缝钢管管277388，其内内径2550mmm,符合合要求。通风管计算算，通风风比2vvvm(0.11MPaa，200)通风量：Q=35002=7000(m33/miin)=11.7（mm3/s）(5.224)换算到运转转状态(0.35MMPa，330的风量量：Qf=111.70.11（2273+30）/(0.35(2773+220)=3.34（mm3/s）(5.225)取风速：vv=3

58、00 m/s则通风管截截面积：Sf= QQf/v=3.34/30=0.111 (m2) .(5.26)则通风管径径：dff2=Sf/0.7855,解出出df=0.33（m）(5.227)因为通风管管既是排料料管，所所以取42669无缝钢钢管。料时间复核核 ：物物料流量量Q=00.022 m33/s，流流速v=1m/s， 管道截面积积：S=00.788500.16692=0.0222(m22) .(5.228)相应流量比比：P=QQ/Svv=0.02/(0.02221)=0.9倍.(55.299)排料时间：t=220.9=11.8（hh）.(55.300)支座选择：裙式支支座5.2酸化化设备的的

59、流体输输送：酸化液进料料管采用不锈钢钢焊接钢钢管11335。出积37酵不(5.331)发酵液流速速取v=1m/s，排排料管截截面积(5.332)管径.(5.333)采用不锈钢钢焊接钢钢管33258，其其内径3300mmm2280mmm，符合要要求。5.3稀释释设备的的流体输输送稀释罐进料料管采不锈钢钢焊接钢钢管33258有13611.911m3的稀释释液，采采用三个个酸化罐罐，即每每个罐内内装液为4533.977 m3，装料料6455m3，在2h以内排空空，物料料体积流流量 ：.(5.334)排料管截面面积的计计算公式式如下：. .(5.35)式中1为发发酵液流流速。管径(5.336)取不锈钢

60、焊焊接钢管管322588，其内内径3000mmm2880mmm，符合要要求。5.4板框框过滤设设备的输输送:进入板框过过滤机的的管道与与5.33的管道道相同，不不锈钢焊焊接钢管管322588。经板框过过滤后，滤液体积为268.91m3，进行半个小时的处理。物料体积流流量(5.337)排料管截面面积的计计算公式式如下：.(5.338)式中1为发发酵液流流速。管径.(5.339)所以选用45005的的不锈钢钢焊接钢钢管，其其内径4440mmm4438mmm。第6章 车车间设备备布置设设计6.1车间间设备布布置设计计原则在设备布置置时要保保证工艺艺流程的的通畅；保证在最大大限度范范围内满满足工艺艺生