右旋糖酐酶生产工艺优化及制备500kg批右旋糖酐5的工艺设计

毕业设计设计题目设计题目右旋糖酐酶生产工艺优化及制备500kg/批右旋糖酐5的工艺设计学生姓名学号专业班级制药工程12-1班指导教师院系名称生物与医学工程学院2016年6月1日Dextranaseproductionprocesstooptimizethedesignandpreparationof500kg/batchdextran5Abstract:Dextranaseisthespecificcleavageofdextranmoleculehydrolaseα-1,6glycosidicbonds,cangeneratedifferentmolecularweightdextran,whichcatalyzestheproducthasimportantapplicationsinmedicine,foodandotherfields.Molecularweight5000dextran(dextran5)isderivatizedexcellentmaterialthatcanbeusedinthepreparationofirondextran,dextransulfateandthelike.Theexperimentproducedmainlybyaculeatus,Penicilliumdextranasebyspectrophotometeractivitycontent,theselectionofthehighestactivityofbacteriatocatalyzefurtherprepareddextran5.Thedesignoftheoperatingdeparturefromthelaboratory,usinglaboratorydata,amplifiesproduction,determiningshiftstocompletethedrawcontrolpointwithaprocessflowdiagram(PID)andworkshopequipmentlayoutplan.Keywords：DextranaseDextran5Penicilliumaculeatus1绪论1.1设计背景1.1.1产品介绍右旋糖酐酶主要用于制糖工业中降低由变质甘蔗导致葡聚糖含量提高的甘蔗汁的粘度，以提高蔗汁的加热速度、缩短澄清和结晶时间。用法可为每升蔗汁加入30国际单位的葡聚糖酶，在40℃下保持20min，可使68%的葡聚糖分解。低聚右旋糖酐不仅可以扩充血容量，降低血液粘滞性，改善微循环，还可以治疗各种休克和血栓性疾病。右旋糖酐5(Mw5000Da)是衍生化的优良材料，用于治疗缺铁性贫血，特殊方法制备的右旋糖酐铁可以增强核磁共振成像技术；右旋糖酐硫酸酯用作胃和十二指肠溃疡的治疗剂，防治高脂血症和动脉粥样硬化，具有抗凝血特性和抗病毒特性。1.1.2设计依据前右旋糖酐生产方法多采用酸水解，不仅需要消耗大量的能源，而且由于含有大量的氯离子而严重影响产品质量。近年来国内学者都在致力于研究一种低能耗、高品质的右旋糖酐生产方法，研究发现利用右旋糖酐能够水右旋糖酐及其衍生物被广泛应用于医药、食品、化工等众多行业，市场需求巨大。但目解右旋糖酐聚合物得到各种分子量的右旋糖酐以及功能性低聚糖，因此很多学者都在研究右旋糖酶制备与催化性能，以提高右旋糖酐酶的酶活、稳定性与工业应用等。右旋糖酐酶催化降解高分子右旋糖酐、能够生产适用于食品、化工、医药等领域的中、小分子量的多糖，酶催化反应条件温和、能耗低，从而实现低分子量多糖生产工艺的绿色、环保、低碳目标，尤其有利于生物多糖在医药领域中的应用。1.2设计原则本次设计的依据主要是：制药工程课程设计任务书，国家食品药品监督管理局《药品生产质量管理规范（2010修订版）》及附录，药品GMP认证检查评定标准，《药品生产验证指南》，《洁净厂房设计规范》（GB50073-2001），《医药工业洁净厂房设计规范》（GB50457-2008），国家关于建筑、消防、环保、能源等方面的规范。车间平面布置在满足工艺生产、GMP、安全、防火等方面的有关标准和规范条件下，尽可能做到人、物流分开，工艺路线通顺，运输方便，路线短捷，不返流。若无特殊工艺要求，一般原料药车间生产类别为丙类，耐火等级为二级。另根据GMP和生产工艺要求，空调室内温度设计参数为：夏季室内温度：26±2℃；冬季：室内温度：20±2℃。根据生产和投资规模合理选用国内外先进的生产工艺和设备，提高产品质量和生产效率。2实验研究2.1实验目的筛选产酶菌株主要是根据酶的底物专一性，即分解底物获得可被检测的特定产物。根据右旋糖酐酶主要降解α-1，6糖苷键这一性质，将右旋糖酐作为唯一碳源，利用该培养基可筛选出产右旋糖酐的菌株。本研究主要目的在于对实验室新筛选出的右旋糖酐酶产生菌棘孢青霉的培养与酶表达条件进行优化，以提高其产酶量和酶的活性。2.2实验方案围绕上述研究内容，通过收集资料、阅读和综合分析参考文献等活动，了解和掌握酶的发酵条件优化、分离纯化的基本方法和研究思路，对棘孢青霉H5菌株的培养条件、产酶条件进行优化。通过了解酶的表达和酶活的检测、酶的分离纯化及酶学性质研究等关键技术和操作过程，掌握酶的分离纯化、催化机理与酶学性质研究的一般程序和方法，完成对新来源右旋糖酐酶的特性研究，并根据其作用特点进行催化应用的探索。2.3实验内容实验过程中首先进行酶的活化，进而在PDA培养基上进行培养，等到长势较好的时候进行转接，使其在具有右旋糖酐诱导物的作用下发酵棘孢青霉，使其产生右旋糖酐酶，并进一步进行对产酶条件的优化。最后进行冻干酶粉以及催化制备右旋糖酐5。冻干酶粉发酵制备产酶优化诱导产菌菌种活化v冻干酶粉发酵制备产酶优化诱导产菌菌种活化图2.1实验流程PDA培养基：马铃薯浸汁（20％）20g/100ml，葡萄糖2g/100ml，琼脂2g/100ml，121℃灭菌20min。棘孢青霉培养基：右旋糖酐701.5g/100ml，蛋白胨0.4g/100ml，硝酸钠0.2g/100ml，氯化钾0.05g/100ml，三水合磷酸氢二钾0.1g/100ml，七水合硫酸镁0.05g/100ml，七水合硫酸亚铁0.001g/100ml，调节PH到5.0-5.5之间，121℃灭菌20min。实验操作：首先进行菌种的活化，根据上述的配方，先在PDA固体培养基上培养48h，选择长势较好的菌株进行发酵，配制棘孢青霉液体培养基，挑选菌种进行发酵10d，通过测定酶活选择所需的发酵液，将所需的发酵液进行离心，选择参数为转速为8000r/min，温度为4℃，时间为十五分钟，选取上清液进行低压冷冻干燥，制得酶粉。右旋糖酐酶酶活测定：准备好水浴锅、试管架、干净的试管、道夫管、DNS溶液、烧杯等；取一毫升酶液到道夫管中，离心，取上清液，适当的进行稀释10倍，100倍，取两组100微升到试管中，其中一组进行灭活作为对照组，加入400微升的底物溶液（用缓冲溶液将右旋糖酐70配成3g/100ml的浓度）；置于35℃水浴锅内，反应一个小时；加入375微升的DNS，并精确沸水浴五分钟，然后冷却；向上述冷却的试管中加5.375ml的蒸馏水，再视颜色稀释；测定并换算成酶活。公式：酶活=一个右旋糖酐酶酶活（U）定义为上述条件参数下每分钟催化右旋糖酐70释放1微摩尔还原糖所需的酶量。利用棘孢青霉右旋糖酐酶催化制备右旋糖酐5A）以乙酸-乙酸钠缓冲溶液(pH5.4)配制10%右旋糖酐70溶液1、搅拌至底物充分溶解，控制水浴温度在35℃2、加入棘孢青霉右旋糖酐酶酶液使其终浓度为12.5U/mLB）搅拌反应450min，将反应液灭活抽滤C）分级醇沉，对醇沉产物进行调粉、干燥和称重D）以高效液相色谱检测样品纯度及分子量2.4实验器材BS200S电子天平（北京赛多利斯天平有限公司）；LDZM-60KCS立式压力蒸汽灭菌器（上海申安医疗器械厂）；BCD-226冰箱（美菱有限公司）；WP80(L23)微波炉（上海市实验仪器总厂）；HS-1300-U医用净化工作台（苏州泰安空气技术有限公司）；SPX-150B生化培养箱（上海博讯实业有限公司医疗设备厂）；HZP-250全温振荡培养箱（上海精宏实验设备有限公司）；ZHWY02101恒温培养振荡器（上海智城分析仪器制造有限公司）；电子万用炉（天津市泰斯特仪器有限公司）；SHB-ІІІS循环水式多用真空泵（郑州长城科工贸有限公司）；HH-2数显恒温水浴锅（江苏金坛市金城国胜实验仪器厂）；HC-3018R高速冷冻离心机（安徽中科中佳科学仪器有限公司）；DHG-9070A电热恒温鼓风干燥箱（上海一恒科技有限公司，上海一恒科学仪器有限公司）；1525高效液相色谱（美国Waters公司）；TSK-G4000GPC柱(日本TOSOH公司)；JJ-1电动搅拌器（常州国华电器有限公司）；烧杯；量筒；药匙；玻璃棒；三角瓶；培养皿；接种环；酒精灯；打火机；记号笔；移液枪；分液漏斗；布氏漏斗；抽滤瓶；温度计；酒精比重计（浙江省余姚市方桥实验仪表厂）；铁环；铁架台；注射器；微孔滤头，石棉网。2.5实验结论通过改变诱导物，将诱导物右旋糖酐70（D70）替换成高分子量的右旋糖酐，并选取其中具有一定代表性的结果。表2.1使用不同诱导物的酶活诱导物PBYWYW3YW4D70706.631572.30609.331031.05高分子162.71620.96765.40333.72PB、YW、YW4批次以D70为诱导物时产酶效果明显优于高分子实验组，YW3以高分子右旋糖酐为诱导物的产酶效果稍好，故以D70为诱导物更有利于棘孢青霉产酶。跟踪测定几批实验数据，选取一批具有代表性的结果，可以总结出棘孢青霉在第几天的时候具有最高的活性。表2.2培养不同时间后酶的活性发酵时间FJYW3PB3d47.6548.7347.136d64.8362.4353.467d92.48140.51109.258d152.05163.42166.589d547.16433.38353.6410d1286.731503.931313.2913d1379.701205.21856.72通过数据可以看出在第十天的时候具有较高的活性，故制备酶粉的时候在第十天结束发酵。总结：本次实验过程中由于酶活性的不稳定，故需要反复进行菌种的转接，在制酶的过程中，由于酶活力不够，直接导致实验失败，并重新开始制酶，这在制酶的过程是很常见的，因为酶活性有着不可控的因素，菌种可能在生长过程中长势较好，但可能不会产生所需要的酶，或者酶的活性很低，也有的部分是菌种长势不够好，而造成这个原因大多数不是人为操作可以避免的，所以对实验造成了一定的难度。3生产制度3.1工作时间年工作日：300天每个周末放一天的假，约52天，法定节假日和春节休息十天，则年工作日为365-52-10=304天。3.2生产班次生产班次：一天三班，8小时一班。每步操作时间如下表所示：表3.1操作步骤及所需时间操作时间/h操作时间/h一级种子罐发酵120二级种子罐发酵120发酵240离心2.5催化制备8过滤2.5醇沉1.5干燥1.5本次设计的甘特图如下，设计每隔两天半生产一批图3.1本次设计的甘特图4工艺说明4.1工艺介绍右旋糖酐的制备是以蔗糖为原料,利用蔗糖分子中的葡萄糖单元,经微生物发酵作用,生成葡萄糖高分子聚合物,再将高分子聚合物水解,生成不同分子量的产物,处理后可得右旋糖酐成品。但本次设计是用右旋糖酐70进行催化制备右旋糖酐5，通过棘孢青霉产生的右旋糖酐酶来进行本次设计。4.1.1菌种选育本次工艺选择的是棘孢青霉来生产右旋糖酐酶，进而催化制备右旋糖酐5。（1）培养基的制备PDA培养基：马铃薯浸汁（20％）200g/L，葡萄糖20g/L，琼脂20g/L。棘孢青霉培养基：右旋糖酐7015g/L，蛋白胨4g/L，硝酸钠2g/L，氯化钾0.5g/L，三水合磷酸氢二钾1g/L，七水合硫酸镁0.5g/L，七水合硫酸亚铁0.01g/L，调节PH到5.0-5.5之间。取3mL装于试管内,用纱布棉花塞塞紧,置于网格中,在0.12MPa(120℃)加压灭菌30min,放置冷却,置恒温箱内,澄清透明液体培养基供接种用。取上述液体培养基配比,加琼脂1.5-2.0%,煮沸溶解,取5mL分装于试管内,用纱布棉花塞塞紧,0.12MPa加压灭菌30min,冷却,即为固体培养基。(2)菌种活化及培养取PDA固体培养基5支，加热熔化后,置30-40℃水浴上保温,并分别编号。在无菌橱内选取装有棘孢青霉菌种的试管，用白金耳蘸取一耳接种于装有固体培养基的1号试管中，摇匀,再蘸取此1号试管接种于2号试管中，摇匀，依次接种至5号试管。然后逐管倾入对应编号的培养皿中。放平，冷却，倒放于恒温箱中，置于35℃恒温下培养24h-48h，培养皿板上即出现圆形、边缘整齐、中间微凸菌落。选种时，一般在第3-5号培养皿内选取，正常菌落数应以5-20个为准。用腊笔在培养皿外壁划圈选定具典型的菌落(特征明显,大小适宜)。4.1.2种子培养按上述棘孢青霉培养基在30℃的条件下进行一级种子罐的发酵，将菌种培养繁殖成为大量菌丝体，发酵5d后，接种到二级种子罐，进行进一步的繁殖。二级种子罐同样使用相同的培养基，在30℃的温度下发酵5d后，接种到发酵罐中。4.1.3发酵棘孢青霉培养基：右旋糖酐7015g/L，蛋白胨4g/L，硝酸钠2g/L，氯化钾0.5g/L，三水合磷酸氢二钾1g/L，七水合硫酸镁0.5g/L，七水合硫酸亚铁0.01g/L。A按照发酵罐培养基配比称量发酵用原辅料，将右旋糖酐70投入发酵液总体积的三分之一的自来水中加热搅拌溶解，并陆续加入上述所需的药品。B向发酵罐中加入水至总体积，并测定发酵液温度35℃，维持发酵液温度5-10min，投入菌种搅拌10-15min，测定pH为5.0-5.5，维持35℃进行发酵。C发酵过程中应保持静止，每4h检测发酵液温度并保持35℃，发酵进行12h后pH值不应超过5.5，发酵持续10d。4.1.4离心用泵将发酵液打入离心机中，调节参数为240r/min，温度为4℃，时间为1h。抽取上清液，以用于下一步操作。4.1.5催化反应以乙酸-乙酸钠缓冲溶液(pH5.4)配制10%右旋糖酐70溶液1、搅拌至底物充分溶解，控制温度在35℃2、加入棘孢青霉右旋糖酐酶酶液使其终浓度为12.5U/mL，搅拌反应450min，将反应液加热至沸腾灭活后过滤4.1.6醇沉将抽滤后的反应液在不断搅拌的过程中，不断地加入95％的乙醇，并通过取少量的样品检测反应液的乙醇浓度，当反应液的乙醇浓度达到58％时，停止添加乙醇，将沉淀取出，继续在不断搅拌的过程中加入乙醇，使其浓度达到75％时停止反应，除去反应液，取出沉淀，并放入干燥机中干燥，则获得右旋糖酐5。4.2工艺流程框图棘孢青霉斜面培养棘孢青霉斜面培养一级种子罐发酵一级种子罐发酵二级种子罐发酵二级种子罐发酵发酵发酵菌体及杂质离心菌体及杂质离心酶液酶液10％右旋糖酐70催化反应10％右旋糖酐70催化反应杂质过滤杂质过滤95％的乙醇菌种区醇沉95％的乙醇菌种区醇沉发酵区发酵区干燥干燥催化制备区催化制备区右旋糖酐5右旋糖酐5图4.1制备右旋糖酐5的工艺流程框图5物料衡算5.1计算基准的确定在物料衡算中，恰当地择计算基准可以简化计算，并缩小计算误差。根据过程特点选择医药设计计算的基准主要有四种：（1）时间基准——指一段时间如1h、1天等的投料量或产量作为计算基准。这种基准可直接与生产规模和设备计算相联系。（2）质量基准——指以1kg、1000kg等作基准。但如果所用原料药或产品系单一化合物，或者由已知组成质量分数和组成分子量的多组分组成，那么用物质的量（摩尔）作基准更为方便。（3）体积基准——指对气体物料进行衡算时选用基准，即把实际体积换算为标准体积，用m3（STP）表示。这样既排除了温度、压力变化带来的影响，而且可直接同物质的量（摩尔）基准换算。气体混合物组分的体积分数同其摩尔分数在数值上是相同的。（4）干湿基准——指在衡算时有选用算和不算水分在内的基准问题。若不计算水分在内称为干基，否则为湿基。根据不同过程的特点，选择计算基准时应注意的原则为：1、应选择已知量最多的流股作为计算基准。如某一体系，进料只知其主要成分，而产物的组成已知，就可以选用产物的单位质量或单位体积作基准；反之亦然。2、对液体或固体体系，常选用单位质量如1t或100t为基准。3、对于连续流动的体系，用单位时间内的物流量作基准较方便。如以1min、1h或1天进料量或产品量为基准。4、对于间歇体系，可选择加入设备的批量作基准。对于处理量很大的计算，可先按1t（或100t)、100kg（或1kg）进行衡算，然后再换算到实际需要量。5、对于气体物料，若环境条件（如温度、压力）已定，可选取体积作基准。5.2物料衡算5.2.1种子培养一级发酵过程中进行菌种的活化，利用PDA培养基进行对菌种的一级发酵，发酵的产物进入一级发酵罐。一级种子罐：右旋糖酐700.075kg，蛋白胨0.020kg，硝酸钠0.01kg，氯化钾0.0025kg，三水合磷酸氢二钾0.005kg，七水合硫酸镁0.0025kg，七水合硫酸亚铁5×10-5kg，加水5kg。发酵损失5％，剩余液体量为5kg×95％=4.75kg接种量为2％，60kg×2％=1.2kg二级种子罐：右旋糖酐700.9kg，蛋白胨0.24g，硝酸钠0.12kg，氯化钾0.03kg，三水合磷酸氢二钾0.06kg，七水合硫酸镁0.03kg，七水合硫酸亚铁6×10-4kg，加水60kg。发酵损失10％，剩余液体量为60kg×90％=54kg5.2.2发酵右旋糖酐7022.5kg，蛋白胨6kg，硝酸钠3kg，氯化钾0.75kg，三水合磷酸氢二钾1.5kg，七水合硫酸镁0.75kg，七水合硫酸亚铁0.015kg，加水1500kg。投入菌种30kg发酵十天损失发酵液5％，则剩余1500kg×95％=1425kg5.2.3离心离心除去菌体，损失10％质量，则酶液剩余1425kg×90％=1282.5kg菌体质量为1425kg×9％=128.25kg5.2.4催化反应根据实验数据分析，酶活数值在1500左右，故选择1500为计算标准1500÷（5.375+375+100+400)=240U/ml10％右旋糖酐70加入酶液后浓度为12.5U/ml则1L10％右旋糖酐70加入酶液52.1ml将生产的酶液全部投入反应，246161kg的10％右旋糖酐70需要2461.6kg右旋糖酐70缓冲液的pH=5.4配制0.5mol/L的溶液催化反应中损耗2％的反应液，则剩余24616kg×98％=24123kg5.2.5过滤过滤后损失1％的反应液，则24123kg×99％=23882kg5.2.6醇沉右旋糖酐5需要在乙醇浓度为58％-75％之间将上述过滤的滤液先使其乙醇浓度为58％，使用95％的乙醇进行醇沉，则开始需要加入而后加入乙醇到75％共需无水乙醇89557kg查阅相关文献及通过实验数据得出产率为23.1％23882×10％×23.1％=551.7kg5.2.7干燥干燥损失水分2％，则最终产物质量为551.7kg×98％=540.6kg右旋糖酐700.075kg，蛋白胨0.020kg，硝酸钠0.01kg，氯化钾0.0025kg，三水合磷酸氢二钾0.005kg，七水合硫酸镁0.0025kg，七水合硫酸亚铁5×10-5kg，加水5kg5.3物料平衡图右旋糖酐700.075kg，蛋白胨0.020kg，硝酸钠0.01kg，氯化钾0.0025kg，三水合磷酸氢二钾0.005kg，七水合硫酸镁0.0025kg，七水合硫酸亚铁5×10-5kg，加水5kg损耗损耗一级种子罐发酵种子液一级种子罐发酵种子液3kg种子液1.2kg种子液1.2kg右旋糖酐700.9kg，蛋白胨0.24g，硝酸钠0.12kg，氯化钾0.03kg，三水合磷酸氢二钾0.06kg，七水合硫酸镁0.03kg，七水合硫酸亚铁6×10右旋糖酐700.9kg，蛋白胨0.24g，硝酸钠0.12kg，氯化钾0.03kg，三水合磷酸氢二钾0.06kg，七水合硫酸镁0.03kg，七水合硫酸亚铁6×10-4kg，加水60kg损耗损耗二级种子罐发酵种子液二级种子罐发酵种子液6kg种子液种子液30kg右旋糖酐7022.5kg，蛋白胨6kg，硝酸钠3kg，氯化钾0.75kg，三水合磷酸氢二钾1.5kg，七水合硫酸镁0.75kg，七水合硫酸亚铁0.015kg，加水1500kg右旋糖酐7022.5kg，蛋白胨6kg，硝酸钠3kg，氯化钾0.75kg，三水合磷酸氢二钾1.5kg，七水合硫酸镁0.75kg，七水合硫酸亚铁0.015kg，加水1500kg损耗发酵液损耗发酵液75kg发酵发酵发酵液发酵液1425kg损耗损耗菌体及杂质142kg离心菌体及杂质142kg离心上清液上清液1282.5kg损耗右旋糖酐702461.6kg，乙酸钠822kg，乙酸138kg，加水24616kg损耗右旋糖酐702461.6kg，乙酸钠822kg，乙酸138kg，加水24616kg反应液492kg催化制备反应液492kg催化制备反应液反应液24123kg损耗损耗反应液241kg过滤反应液241kg过滤反应液23882kg反应液23882kg95％的乙醇89557kg醇沉95％的乙醇89557kg醇沉右旋糖酐右旋糖酐5551.7kg损耗损耗干燥右旋糖干燥右旋糖酐511.1kg右旋糖酐右旋糖酐5540.6kg6能量衡算6.1概述

物料衡算完成后，对于没有传热要求的设备，可以由物料处理量，物料的性质及工艺要求进行设备的工艺设计，以确定设备的型式，台数，容积以及重要尺寸。对于有传热要求的设备则必须通过能量衡算，才能确定设备的主要工艺尺寸。无论进行物理过程的设备或是化学过程的设备，多数伴有能量传递过程，所以必须进行能量衡算。6.1.1能量衡算类型

能量衡算有两种类型的问题，一种是先对使用中的装备或设备实际测定一些能量，通过衡算计算出另外一些难以直接测定的能量，由此作出能量方面的评价，即由装置或设备进出口物料的量和温度，以及其他各项能量，求出装置或设备的能量利用情况；另一类是在设计新装置或设备时，根据已知的或可设定的物料量求得未知的物料量或温度和需要加入或移出的热量。6.1.2能量衡算的任务能量衡算的主要任务是，通过对传入热量和输出热量的计算来确定下列问题：（1）计算加热剂或冷却剂的用量，为其他工程如供气、供水等提供依据；（2）计算由设备传递的热量，为改进设备和设备设计提供依据；（3）通过热量衡算分析研究工程设计和生产操作中热量利用是否经济合理，以提高热量利用水平。6.1.3能量衡算目的

对于新设计的生产车间，能量衡算的主要目的是为了确定设备的热负荷。根据设备热负荷的大小，所处理物料的性质及工艺要求在选择传热面的型式，计算传热面积，确定设备的主要尺寸。传热所需要的加热剂或冷却剂的用量也是以热负荷的大小为依据而进行计算的。对于有些伴有热效应的过程，其物料衡算也要通过与能量衡算的联合求解才能得出最后的结果。

6.2能量衡算对于有传热要求的的设备，其热量衡算为：

Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6式中Q1

—物料带入到设备的热量kJ；Q2—加热剂或冷却剂传给设备或物料的热量kJ；

Q3—物理变化及化学反应的热效应kJ；Q4—物料离开设备所带走的热量kJ；Q5—加热或冷却设备所需要的热量或冷量kJ；Q6—设备向环境散失的热量kJ。6.2.1能量计算的方法在热量衡算之前，首先要确定一个计算基准，由于计算基准不同，则式中各项计算结果不同，这样就不能反映真实的热平衡状况。一般在热量衡算中，选择0℃和QUOTEPa为计算基准。对于有化学反应的过程，也常以25℃和QUOTEPa为计算基准。（1）搜集计算数据，如物料量、工艺条件和有关物性数据（显热、潜热和反应热）；（2）确定衡算体系（范围）；（3）选择合适的计算基准；（4）列出物料衡算式，然后用数学方法求解；（5）将计算结果编制成热量衡算表。6.2.2各项热量的计算依据(1)Q1或Q4的计算物料带入设备的热量和物料带出设备的热量由下式计算：QUOTE式中G——输入或输出设备的物料量，kg；cp——物料在（T2-T0）℃的平均比定压热容，kJ/（kg℃）；T0——基准温度，℃；T2——物料的实际温度，℃。比热容的求取方法：①气体的比热容压强低于5×105Pa的气体或蒸汽均可做理想气体处理，定压比热容：Cp＝4.178(2n＋3)/M式中：n—化合物的原子个数；M—化合物的摩尔质量，kg/kmol；在能量衡算时，计算其定压比热容。②固体化合物在常温下的比热容Cp＝∑nici/M式中：M—化合物摩尔质量，kg/kmol；ni—分子中i元素原子数；ci—i元素原子的摩尔热容，J/(kmol•℃)。③液体的比热容(1)有机化合物的比热容，可由下式估算CP＝∑nici/M式中：M—化合物摩尔质量，kg/kmol；ni—分子中i种基团的个数；ci—i种基团的的摩尔热容，J/(kmol•℃)；(2)水溶液比热容，可由下式估算Cp＝Cs·n＋(1－n)式中：Cp—水溶液的比热容，kJ/(kg·℃)；Cs—固体物的比热容，kJ/(kg·℃)；n—水溶液中固体的质量分数；（2）Q3的计算 过程热效应由物理变化热和化学变化热两部分组成，即Q3=Qp+Qc式中Qp——物理变化热，kJ；Qc——化学变化热，kJ。①化学反应热的计算进行化学反应所放出或吸收的热量称为化学反应热。通常规定当反应温度为298K及标准大气压时反应热额数值为标准反应焓，用ΔH表示。同时，可用Qr表示标准反应热，且规定正值表示放热，负值表示吸热。故而有：Qr＝－ΔHA.用Joback法估算而得出参与反应的每个有机物的生成焓ΔHf，再利用有机物的生成焓ΔHf估算出有机反应的反应焓或反应热。Joback法计算公式为：ΔHf=68.29＋∑niΔHi(kJ/mol)式中：ni—分子中i种基团的个数；Hi—i种基团的的摩尔焓，kJ/mol；B.根据需氧量与产水量法计算有机化合物的燃烧热，再根据燃烧热计算反应热。a.有机化合物的燃烧热也可由其燃烧时所需氧量及燃烧后产水量的关系计算。即式中m——物质完全燃烧时所需氧原子摩尔数；n——物质完全燃烧后所生成水的摩尔数；X——校正值。对饱和碳氢化合物为零，不饱和的碳氢化合物X值见表6-3。不饱和度越大，X值越大。b.燃烧需氧原子mol数法Richard氏认为：有机化合物的燃烧热与完全燃烧该有机化合物（燃烧产物为H2O、H2、HX、SO2等）所需的氧原子mol数成直线关系。即式中X—所需氧原子mol数；QUOTE常数，与化合物结构有关②物理状态变化热此次工艺主要涉及的物理变化热为固体的溶解热和溶剂的汽化热。溶解热的估算：如溶质溶解时不发生解离作用，溶剂与溶质间无化学作用时，当溶质是固体，则溶解热为其溶融热。固体的溶融热可用下式估算：式中：ΔHm—溶融热，kJ/kg；Tm—熔点，℃；M—摩尔质量，g/mol；K1—常数，有机物可取13.5计算6.3培养基配制过程表6.1不同元素的摩尔比热元素C(kcal/kg·℃)元素C(kcal/kg·℃)液态固态液态固态碳C氢H氮N氧O2.84.3—6.04.0钠Na磷P氯Cl硫S—7.48.06.25.5故根据物料的分子式及分子量计算以下各种物料的比热容。右旋糖酐70的比热容为：硝酸钾的比热容为：十二水合磷酸氢二钠的比热容为：琼脂的分子式为(C12H18O9)n，分子量在3000~9000之间种子液比热容计算：培养基料液中含固形物W=6.67%，固形物比热容C0=0.35kJ/(kg•℃)。查表可知：0.3MPa水蒸气的汽化热为2174kJ/kg，温度可达130℃。种子罐培养基配制过程（溶解温度：90℃；灭菌温度：121℃；冷却温度：25℃）的热量计算如下：间接蒸汽加热过程计算：（20℃→90℃）由于Q3、Q5、Q6较小，可忽略不计，所以：直接蒸汽加热过程计算：（90℃→121℃）由于Q5、Q6较小，可忽略不计，所以：夹套冷却用水计算：（121℃→25℃）由于Q5、Q6较小，可忽略不计，所以：6.4菌种发酵过程发酵液比热容计算：培养基料液中含固形物W=6.67%，固形物比热容C0=0.35kJ/(kg•℃)。发酵罐培养基配制过程（溶解温度：90℃；灭菌温度：121℃；冷却温度：25℃）的热量计算如下：间接蒸汽加热过程计算：（20℃→90℃）直接蒸汽加热过程计算：（90℃→121℃）夹套冷却用水计算：（121℃→25℃）由于Q5、Q6较小，可忽略不计，所以：7设备选型7.1种子罐本次设计选用的LRG-40种子罐罐为标准式罐型,这种采用夹套式，发酵液的冷却或加热,均由夹套来完成。培养基通过实消来灭菌，将配制好的培养基放入发酵罐或其他装置中，通入蒸汽将培养基和所用设备一起进行灭菌。

搅拌器是发酵设备中的主要装置,通过搅拌汽体,使新鲜培养基成份、空气、菌丝体充分混合达到传质量和传热效果。目前搅拌器的基本形式有三种：平叶（直叶）、弯叶、箭叶。本次设计采用两平叶搅拌桨。在电动机配置方面,采用YJL型电动机（立式）。表7.1种子罐的相关参数公称容积内筒体直径内筒体高度夹套直径搅拌轴转速rpm搅拌轴功率kw0.05300700400300-3500.550.1400800500300-3500.75-1.10.25001000600280-3400.75-1.50.35501200550280-3201.1-1.50.56001650700200-2801.5-2.20.77001700800200-2802.2-30.88001600900200-2802.2-5.51.08001900900200-2802.2-5.5一级种子罐的菌液是由实验室进行活化的菌液，选用5L的种子罐，进行第二级发酵。二级种子罐：60÷0.7=86L选择100L的种子罐种子罐中的搅拌器是由传动装置来带动，传动装置一般包括电动机，减速器，联轴器以及搅拌轴等，传动装置通常设置在种子罐的顶盖上，一般采用立体式布置，电动机经减速器至工艺要求的搅拌转速后，通过联轴器带动搅拌轴转动。电动机功率为：因为带传动机在过载的时候能很好的保护设备，所有本次设计采用三角带传动η1=0.92，滚动轴承η2=0.99，滚动轴承η3=0.98，端面密封增加的功率为1%，代入公式得：搅拌桨功率为4.74kW,电机功率为5.36kW7.2发酵罐根据年产量为500kg/批，由物料衡算可知，一批的发酵液为1500L。考虑到可能存在的腐蚀性，选用全不锈钢材料，结构上带有搅拌桨和外夹套，达到控温和搅拌的目的。培养基同样通过实消来灭菌，将配制好的培养基放入发酵罐或其他装置中，通入蒸汽将培养基和所用设备一起进行灭菌。1500÷0.75=2000L选取2000L体积的发酵罐，直径为1200mm，高为1800mm，搅拌速率为240r/min，功率为4Kw，搅拌桨选择三平叶搅拌桨。搅拌功率的计算已知ρ=1153.2kg/m3，μ=1.01Pa·s，D=1.20m，n=4r/s，所以发酵液为充分湍流形态，有效功率系数Np=4.2，由RushtonJ.H.公式计算无通气搅拌输入的功率：对于多层搅拌器的轴功率按下式估算：式中m为搅拌器层数。则通风时搅拌轴功率Pg：式中：Pm—不通风时搅拌轴功率，364.0kW；n—搅拌器转速，240r/h；d—搅拌直径，94cm；Q—通风量，通风比为0.11~0.18，取0.11得。产品型号SZ-0004罐体材质：不锈钢SUS304/SUS316L；表面光洁度：内表面Ra≤0.6μm，外表面Ra≤0.8μm；加热冷却：外夹套/盘管与内蛇管相接合式；罐体接口：PH、DO、温度、接种、消泡、补酸、补碱、补料、压力等。

通气控制（DO）：深层通气，底部进气；在线检测，范围0~100%或0~200%；进口DO电极，可在线高温蒸汽消毒；可与转速与通气量关联自动或手动控制；酸碱控制（PH）：在线检测，范围2~12；进口PH电极，可在线高温蒸汽消毒；可与蠕动泵或自控阀门自动加酸或加碱进行控制；温度控制（T）：在线检测，范围0-150℃，进口温度传感器，数字化设定，自动/手动切换，利用恒温水、冷却水、冷冻水等不同工况加以选择；补料控制：蠕动泵或自控阀门进行加料控制；消泡控制：传导式泡沫电极，进行检测自动报警或自动流加消泡剂。7.3离心机SS、SB、PSB和SD、PSD系列离心机是上部卸料过滤离心机，待分离的物料经进料管进入高速旋转的离心机转鼓内，在离心机力场的作用下，物料通过滤布（滤网）实现过滤，液相经出液管排出，固相则截留在转鼓内，待转鼓内滤饼达到机器规定的装料量时，停止装料，对滤饼进行洗涤，同时将洗涤液滤出，达到分离要求后，停机，SS、SB、PSB系列离心机滤饼由人工卸出。SD、PSD系列离心机则专用的吊具将滤袋连同滤饼一起吊出至指定卸料处，打开卸料口，将滤饼卸出，然后将滤袋复位，进入待机状态。主要特点：

1、结构设计合理，有效的消除了卫生死角，结构件过渡圆滑，表面经抛光处理，外部结构件、紧固件和转鼓都采用不锈钢制造。外壳为翻盖式，可对离心机外壳与转鼓夹层空间进行彻底清洗。

2、机座与机壳为整体焊接结构，承载强度高。

3、机座为平板式结构，降低了机器重心，安装空间更小，平板式机座又可作为操作平台，操作起来更方便。

4、配置液态阻尼减振器，更有效的消除振动，简化日常保养。

5、外壳翻盖，设置进料管、洗涤管、观察镜、照明孔。配置在线清洗系统（喷淋系统），对离心机外壳内壁、转鼓内外表面、集液槽表面等离心机内部不可见部位进行清洗，保证了洁净度要求，符合GMP规范。

6、结构简单，操作维修方便。

7、通用性强，适用范围广。既可用于固相为颗粒状的悬浮液分离，也可用于纤维状物料的分离。

8、可采用变频器启动，启动平稳，分离因数可调；非接触式能耗制动系统；防静电皮带传动；机体密闭结构，密封件采用硅橡胶或氟橡胶。9、可实现密闭防爆要求，适合于有毒和易燃、易爆场合的应用。配置氮气保护系统，保证离心机内腔与外部空气隔离。

10、晶粒不易破碎。选装配置：

1、在线清洗系统。

2、氮气保护系统。

3、按用户所分离物料的防腐要求采用相应的不锈钢材料（SUS304、316、316L、321等）。

4、过振动保护装置。

5、开盖保护装置。

6、现场防爆按钮。标准配置：

1、结构：外壳配置翻盖及进料管、洗涤管、观察镜、排气口、照明孔；密闭结构，转鼓及外壳、翻盖等部件为不锈钢材料(SUS304)制造。

2、所有紧固件为不锈钢件。

3、传动与制动：普通电机（或防爆电机）＋磨擦式自动离合器＋磨擦式手动制动装置。

4、电控装置（控制箱）

5、液态阻尼减振器。表7.2离心机的型号及参数项目型号PSB600PSB800PSB1000PSB1200PSB1250转鼓直径（mm）600800100012001250转鼓容积（L）45100140280310最大装料限量（kg）75135200380420转鼓转速(r/min)16001200/15001000/1200960/1050960/1050分离因数860645/1006560/806620/740645/770电机功率(kw)35.5/7.57.5/1111/1515/18.5外形尺寸(长×宽×高)(mm)1280×1000×11601550×1200×12301790×1380×12902140×1160×15202140×1620×1520机器重量（kg）9801500200033003500选择PSB1250作为离心的机器，然后进行反复操作。7.4反应釜7.4.1蒸汽加热不锈钢反应釜组成根据物料介质选择钢材的品种（Q245R,Q345R,304,321,316L,钛材等）及密封形式（填料密封，212机械密封，204B机械密封，205机械密封，206机械密封，磁力密封等），根据使用压力来设计钢材的厚度，根据加热温度来选择反应釜形式（外盘管，内盘管，夹套式）搅拌轴的安装方式为中心顶插式，其特点是：安装、操作和检修方便，适用于压力容器且该型式的搅拌轴比较长，可以加大物料的有效混合。7.4.2蒸汽加热不锈钢反应釜分类外盘管蒸汽加热、内盘管蒸汽加热、夹套蒸汽加热及几种相结合等。一般2000L以下蒸汽加热不锈钢反应釜多采用夹套式，2000L-5000L根据压力可以采用夹套式及外盘管式，5000L以上如果蒸汽使用压力高于2公斤多采用外盘管式及外盘管兼内盘管式加热。

7.4.3不锈钢反应釜特点

1、不锈钢材质具有优良的机械性能，可承受较高的工作压力，也可承受块状固体物料加料时的冲击和摩擦。

2、耐热性能好，工作温度范围很广(-196~600℃)。

3、具有很好的耐腐蚀性能，无生锈现象。

4、传热效果比搪瓷反应釜好，升温和降温速度较快。

5、有良好的加工性能，可按工艺要求，制成各种不同形状和结构的反应釜。釜壁可打磨抛光，使之不挂料，便于清洗。表7.3蒸汽加热不锈钢反应釜的技术参数规格L内锅直径φmm夹套直径φmm电动机功率kw减速机型号搅拌转速rpm5000160017007.5BLD7.5-460-10060001800190015BLD15-560-100180002000210015BLD15-560-100320003000320037BLD37-56A35-5924616÷0.75=32821L选择一个容量为32000L的反应釜作为反应容器7.5过滤器选择精密过滤器确保反应液过滤完全，我们选择的是菏泽金地德环保科技有限公司的机械过滤机：选型过程反应釜中所加的物料或反应过程没有泡沫或沸腾状态，装料系数可取0.7～0.85。根据物料表得，进入该过滤器的液体体积为24123L，因此过滤器的体积：V=24123/0.75=32164L可以选择体积为32000L的反应釜综上，可以选择型号为DG-80的不锈钢机械过滤器1台。设备原理机械过滤器在工作时会对流过的原液施加一定的压力，促使原液流过一种或几种过滤介质，这样原液中的杂质会因为介质的阻力作用而被滤除，达到过滤的目的。设备优点①设备造价低廉，运行成本费用低，管理简单；②滤料经过反洗可多次使用，滤料寿命长；③过滤效果好，占地面积小。④不锈钢材质具有良好的机械性，符合GMP要求。表7.4设备型号与规格型号规格DG-80直径（mm）1400高（mm）5230过滤面积（㎡）10工作温度（℃）4-50滤速（m/h)8~10滤料高度（mm）4000样式筒式性能精密过滤材质不锈钢7.6干燥机选用的是GLP系列连续式流化床干燥机，将右旋糖酐5通过流化床进行干燥，获得所需的产物。本次设计使用的是GLP100。特点：◆物料在流化床内停留时间可随意调节，可生产出较低含水量产品。

◆传热强度大，热效率高，耙散装置可将易附聚成团的物料打散。

◆可根据流化床内的温度变化调节加料量，进行连续或批量生产。

◆流化床内的物料干燥均匀，可避免局部原料过热。

◆采用特殊气流分布板，既推动物料向前运动，又不会漏失物料。

◆系统采用多级除尘，提高了产品可得率，降低了物料损耗。

◆系统采用全封闭结构，干燥和冷却工序能在一台设备中同时完成。

◆连续作业，处理量大，适合于大生产。表7.5干燥机的型号及参数型号流化面积

(m2)脱水量(kg/h)风机功率

(kW)蒸汽耗量

(0.4-0.8MPa)(kg/h)GLP101LP202LP303LP505LP10010.0600-100012015007.7储罐反应过程中多处用到储液罐，可以根据储液罐具体的作用进行选型，储液罐的装料系数一般为0.8-0.95，通过也会考虑实际情况选择规格。我们选择的是温州市东顶机械制造有限公司的不锈钢恒压储液罐：设备选型过程在整个反应过程中用到的储罐均没有产生泡沫或沸腾现象的，装料系数取0.8～0.95。根据储罐的储存不同物料进行选择：发酵结束后剩余1425L的发酵液，故1425÷0.9=1583L可使用2000L的储罐，直径1200mm，高为1800mm离心后剩余1282.5L的上清液，故1282.5÷0.9=1431L可使用2000L的储罐，直径1200mm，高为1800mm过滤后剩余23882L的滤液，故23882÷0.9=26536L可使用30000L的储罐，直径2800mm，高为4800mm综上，需要选择恒压储液罐的型号为1500L1台，500L1台，1600L1台，27000L1台，共3台恒压储液罐。设备优点CIP清洗、SIP灭菌（121°C/0.1MPa）使用。液位、压力、温度自动控制，并配备超压泄放装置，使用安全。采用卫生级要求设计，全密封结构，正压出料。主要材质有不锈钢（SUS304/SUS316L）。表7.6储罐设备型号与规格型号工作压力（Mpa)材质容积（L)YZ-700.1-0.6不锈钢2000YZ-700.1-0.6不锈钢2000YZ-700.1-0.6不锈钢300007.8醇沉罐醇沉罐设备，一般采用封头焊接密封，顶部开设人孔等相应工艺管口，锥形底部便于出料，内胆筒体附有夹层，罐内安装三叶式搅拌以及特殊的可旋转式出液管等组装而成。设备配有CIP高压水自动喷淋清洗系统，夹层中可通低温冷却水，搅拌传动部位采用机械密封、防爆电机以确保生产安全。罐体材料选用304或316L不锈钢制作，并进行内镜面抛光至Ra0.45μm、外表面亚光处理，符合GMP医药标准。表7.7醇沉罐设备型号与规格型号规格JC-30直径（mm）3000高（mm）4750容积（L）32000工作温度（℃）0-200换热面积（m2)15工作压力（MPa）0.25搅拌功率（W)17.5设备重量（kg)62007.9设备一览表序号设备型号材质容积(L)温度(℃)数量R0101种子罐LRG-40不锈钢50-1502R0102种子罐LRG-40不锈钢1000-1502R0103发酵罐SZ-0004不锈钢20000-1504X0104离心机PSB1250不锈钢4200-1001R0104反应釜ZQ-560不锈钢32000-196-6001R0105醇沉罐JC-30不锈钢320000-2002M0101过滤器DG-80不锈钢320004-501X0105干燥机GLP-100————20-601V0101储罐YZ-70不锈钢2000——1V0102储罐YZ-70不锈钢2000——1V0103储罐YZ-70不锈钢30000——18车间布置8.1车间设计原则生产区域的布局顺应工艺流程，减少生产流程的迂回、往返。对于需要控制无菌的物料采用密闭转移装置，大大减少物料暴露染菌的可能性。根据生产过程中使用、生产和贮存物质的火灾危险性，按《建筑设计防火规范》和《石油化工企业设计防火规范》确定车间的火灾危险类别，按照生产类别、层数和防火分区内的占地面积确定厂房的耐火等级。在满足生产工艺、厂房建筑、设备安装和检修、安全和卫生等要求的原则下，确定生产设备的布局，决定车间场地与建筑物的平面尺寸和高度，确定工艺设备的平、立面布置，决定人流和管理通道、物流和设备运输通道等。8.2平面布置说明本次设计过程中，车间分为三个部分，分别为菌种区，发酵区，催化制备区。菌种区通过接种实验室活化的菌种以进行一级种子罐发酵，而后通过一级发酵的菌液来进行二级发酵；发酵区则是通过接种二级发酵的酶液来进行发酵，而后进行离心；催化制备区则主要进行催化右旋糖酐70，最后获得右旋糖酐5。车间设计成两层厂房。长宽为36m×21m，一层为离心，干燥，过滤等操作，并设有相应的消防值班室，更衣间，总控制室，空压机房，配电，制水间等。主要从事一些比较脏乱的工作。在第二层增加了实验室的操作房间，例如用来灭菌的灭菌间，进行无菌操作的超净台室，以及检测用的检测室，还有培养菌种的种子培养室等。二层环境较一层环境就好，以进行种子罐发酵，催化制备等操作。为了能更好的操作，将体积较大的发酵罐，反应釜，醇沉罐放在两层中间，人员可以在二层投料，反应结束后可以通过重力差来排放物料，可以节省能量。本次设计涉及的乙醇回收都在专门的乙醇回收间进行操作。本次设计中由于有醇沉操作，乙醇为可燃物，故设计一个防爆区间来进行该操作。种子罐和发酵罐都采用实消的方式来对罐内培养基进行灭菌，8.3相关说明车间内墙面光滑，易于清洁，不易脱落，能防水防潮，不起尘，地面光滑无裂缝，墙面地面均不对加工生产造成污染，并且能够耐受清洗与消毒。墙壁之间及墙壁与地面之间摒弃了原始的直角而采用圆弧连接，这样能减少灰尘的聚积。车间内设置了逃生安全门，可以预防突发情况时人员能够及时的逃生。8.4工程经济计算表8.1设备的报价设备型号材质数量单价/元总价/元种子罐LRG-40不锈钢4300012000发酵罐SZ-0004不锈钢4800032000离心机PSB1250不锈钢170007000反应釜ZQ-560不锈钢11500015000醇沉罐JC-30不锈钢21000020000过滤器DG-80不锈钢185008500干燥机GLP-100——165006500储罐YZ-70不锈钢3500015000本次设计所需的设备报价基本为上述列表所示，故设备总计总价为116000元，加上管道设备所需15000元，安装一般占设备的10％，则花费11600元故共计142600元。车间为36m×21m=756m2，每平米为2000元，耗费151200元。原辅料耗资表8.2原辅料的消耗及报价原辅料用量（kg）单价（元/kg）总价（元）右旋糖酐702485.190223659蛋白胨6.2640250.4氯化钾0.783527.3无水乙醇895574358228乙酸钠822108220乙酸138101380三水合磷酸氢二钾1.565078七水合硫酸镁0.785542.9七水合硫酸亚铁0.0157511.25原辅料总共耗资591897元。8.5车间定员表8.3车间岗位定员表序号工作岗位人/班定员12345678910菌种发酵离心催化制备过滤醇沉干燥机修兼安全员工艺兼质检主任122212111124242422229公用系统9.1安全技术1、创造良好的采光条件，设备布置尽量做到人员背光操作，高大设备避免靠窗布置，以免影响采光。2、对于发酵工段大量产热的车间，可采取机械通风措施，设计时也充分考虑空间大小。3、对于易被腐蚀的设备，加强设备的防护。4、仪表控制室四周装有玻璃隔窗，以减少工人在车间高噪音下工作。5、为利于采光和通风，车间布局上发酵罐位于北侧，中小罐位于南侧。6、防爆车间应加强通风换气，保证易燃易爆物质在空气中的浓度不大于爆炸极限浓度。7、整个厂房应加强防雷措施。9.2给排水9.2.1生产用水要求发酵工厂生产过程中的水可分为工艺用水与冷却用水。工艺用水一般指配料水和用于制备软水、无盐水等一次水，其质量标准道或接近城市自来水标准。罐冷却、蒸发浓缩的操作、溶酶蒸馏回收、空压机冷却均需要大量冷却水，所用冷却水须循环使用，对冷却水的要求比工艺用水低。其中应不含泥沙等悬浮物，浊度不大于100度，且不含有对管道及设备有腐蚀性的物质，冷却水的温度根据工艺要求选取。9.2.2排水系统的划分给水系统可分为两种，一种是排放水指标达到排放要求可直接排放的水，另一种是含有杂质及毒性物质较多达不到直接排放要求的水，须经过废水回收站处理后方可排放。9.3暖通1、通风：(1)、车间内含尘量应接近户外；(2)、冬季室内温度15℃，夏季30℃左右；(3)、建议采用机械通风。2、采暖：(1)、种子培养间应保持恒定温度，需自动调节；(2)、控制室、配电室基本维持温度25℃左右。9.4消防9.4.1车间生产特性概述车间生产过程中经常使用多种化学危险品，如浓硫酸，浓盐酸，浓氨水等，往往容易烧伤人体，严重时可导致人员伤亡，故对该类设备都要定期检修，还有某些化学合成的原料中间体和副产品都易燃而且有些化学反应本身就具有燃烧、爆炸的危险。医药生产的火灾危险性大，有些药品价格昂贵，万一发生火灾，损失很大。本次设计中主要是醇沉过程中要对该区间进行防爆处理，以及做好对应的消防措施。9.4.2车间消防要求发酵过程中一般而言火灾危险性不大，但须注意发酵罐培养基中的可燃性物品要远离火源；另外，在工厂各个易发生火灾的区域安装上火灾探测器，用以检测被保护区域有无火灾发生以便及时补救与控制。9.4.3车间维修设备维护和检查工作一般分为日常检查和定期检查，主要是通过各种仪表，仪表显示检测设备进行状况和工艺条件的变化。正确的停开车等。检查工作对于及时发现设备隐患，保证正常运行，准确地掌握设备运行磨损情况是十分必要的，对不正常的情况，要及时调整和处理，具体工作内容是清洁、润滑、紧固、调整、防腐等。1、实行“包机包修”制，发动操作人员与检修人员共同维护检修。2、做好装备润滑工作，坚持“五定”（定质、定量、定时、定点、定期）时，润滑部位清洗换油和“三级过滤”（向固定油桶装油经过过滤，由油桶向油壶装油，经过过滤，由油壶加入到油罐经过过滤）。3、生产操作人员发现不正常情况，应立即检查原因及时反映，发现特殊的声音、振动、漏气、火花等紧急情况，应马上停车并上报或喝有关岗位联系，不弄清情况，不得开车。4、厂房、建筑物、构筑物、设备基础及外管道和支架应有专人经常性维护，定期检查测定并采取防潮、防汛、防冻、防腐蚀等措施、设备、管道、仪表和安装装置要齐全好用，按规定定期检验和调整。5、设备多的计划检修，基本方法是先检查后修理，根据事先定好的计划隔一段时间对设备进行计划检查。通过技术检查决定该设备该不该修理和采用某一种修理，事先无须定修理周期和修理周期结构。9.5环境保护9.5.1生产过程中三废排放情况