此文檔為WORD格式，下載后您可任意編輯修改課程設(shè)計題目年產(chǎn)800噸土霉素工廠設(shè)計設(shè)計內(nèi)容30頁圖紙4張年產(chǎn)800噸土霉素車間工藝設(shè)計摘要土霉素是一種四環(huán)類廣譜抗生素，有一定副作用。目前，中國已成為世界上最大的土霉素生產(chǎn)國，占70。目前我國畜用土霉素需求量很大。本次設(shè)計為生產(chǎn)規(guī)模800噸年的土霉素車間。土霉素是微生物發(fā)酵產(chǎn)物，目前國內(nèi)土霉素提取工藝為用草酸或磷酸做酸化劑調(diào)節(jié)PH值,利用黃血鹽硫酸鋅作凈化劑協(xié)同去除蛋白質(zhì)等高分子雜質(zhì),然后用122樹脂脫色進一步凈化土霉素濾液,最后調(diào)PH至48左右結(jié)晶得到土霉素堿產(chǎn)品。本次設(shè)計也按照這個工藝流程，分為三級發(fā)酵、酸化、過濾、脫色、結(jié)晶、干燥等。設(shè)計中借鑒了實際發(fā)酵車間的布置，設(shè)計為3層車間，共安裝5個發(fā)酵罐，1個酸化罐，2個二級種子罐，1個一級種子罐，1個通氨罐，2個補料罐，1個板框過濾器，1個結(jié)晶罐，脫色罐，噴霧式干燥器等等相關(guān)設(shè)備。目錄第1章緒論第11節(jié)引言第12節(jié)設(shè)計目標任務(wù)第13節(jié)本次設(shè)計的基本內(nèi)容第2章工藝流程設(shè)計第21節(jié)土霉素生產(chǎn)工藝流程簡介第22節(jié)土霉素生產(chǎn)總工藝流程圖第3章物料衡算第31節(jié)土霉素總物料衡算第32節(jié)土霉素發(fā)酵工序物料衡算第33節(jié)土霉素酸化稀釋過濾工序物料衡算第34節(jié)土霉素脫色結(jié)晶工序物料衡算第35節(jié)土霉素干燥工序物料衡算第4章設(shè)備選型第41節(jié)發(fā)酵罐第42節(jié)二級種子罐第43節(jié)一級種子罐第44節(jié)氨水儲罐第45節(jié)全料罐第46節(jié)稀料罐第47節(jié)儲酸罐第48節(jié)酸化罐第49節(jié)稀釋罐第410節(jié)板框過濾機第411節(jié)脫色罐第412節(jié)結(jié)晶罐第413節(jié)干燥器第5章管道設(shè)計51發(fā)酵罐三級罐的接管設(shè)計52酸化設(shè)備的流體輸送53稀釋設(shè)備的流體輸送54板框過濾設(shè)備的輸送55脫色工段的流體輸送56結(jié)晶過程的流體輸送57管道匯總表第6章車間布置第7章結(jié)論參考文獻第一章緒論11引言土霉素TERRAMYCINOXYTETRACYCLINE是四環(huán)類抗生素，其在結(jié)構(gòu)上含有四并苯的基本母核，隨環(huán)上取代基的不同或位置的不同而構(gòu)成不同種類的四環(huán)素類抗生素。分子式如圖一所示，化學(xué)名6甲基4（二甲氨基）胺。土霉素屬四環(huán)素類抗生素，廣譜抑菌劑。許多立克次體屬、支原體屬、衣原體屬、螺旋體對其敏感。其他如放線菌屬、炭疽桿菌、單核細胞增多性李斯特菌、梭狀芽孢桿菌、奴卡菌屬、弧菌、布魯菌屬、彎曲桿菌、耶爾森菌等亦較敏感。臨床上用于治療上呼吸道感染胃腸道感染斑疹傷寒恙蟲病等。常見副作用有肝臟、腎臟毒性，中樞神經(jīng)系統(tǒng)毒性，斑丘疹和紅斑等過敏反應(yīng)，長期使用可致牙齒產(chǎn)生不同程度的變色黃染、牙釉質(zhì)發(fā)育不良及齲齒（俗稱四環(huán)素牙），B族維生素缺乏等。由于土霉素的廣泛應(yīng)用，臨床常見病原菌對土霉素素耐藥現(xiàn)象嚴重，并且由于其副作用嚴重，現(xiàn)在臨床上多用于獸用藥12設(shè)計目標任務(wù)請設(shè)計年產(chǎn)800噸（成品含量99）土霉素工廠設(shè)計一、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)設(shè)計年產(chǎn)量M800TA成品效價UD1000單位毫克年平均發(fā)酵水平UF35000單位毫升年工作日M315DA1、發(fā)酵基礎(chǔ)工藝參數(shù)土霉素的發(fā)酵周期T為184小時，輔助時間為10小時，發(fā)酵中罐周期為44小時，輔助時間4小時發(fā)酵周期為35小時，輔助時間3小時接種比為20，液體損失率為15大罐一個發(fā)酵周期內(nèi)所需全料的量為32M3大罐一個發(fā)酵周期內(nèi)所需稀料的量為17M3逃液、蒸發(fā)、取樣、放罐損失總計為總料液的15大、中、小罐通氣量分別為20、15、065（每分鐘內(nèi)單位體積發(fā)酵液通入的空氣的量）氨氮的利用情況，培養(yǎng)2040小時，每4小時補一次,每次1015L，控氨水平在45MG100ML以上培養(yǎng)基配比小罐中罐大罐全料稀料組成配比（）配比（）配比（）配比（）配比（）黃豆餅粉3025303530淀粉2525806530氯化鈉040360204碳酸鈣0604110404磷酸二氫鉀00050003磷酸氫二鉀00050003植物油42670412、提取基本工藝參數(shù)名稱參數(shù)名稱參數(shù)脫色崗位收率9924發(fā)酵液效價35000UML結(jié)晶干燥崗位收率86濾液效價11000UML過濾崗位收率116母液效價1370UML總收率99濕晶體含水量30發(fā)酵液密度158KGL酸化液中草酸含量23GML濾液密度102KGL酸化加黃血鹽量025GML20氨水密度092KGL酸化加硫酸鋅量018GML氨水加量12成品含水量15脫色保留時間3050分鐘酸化加水量230VV濾液通過樹脂罐的線速度控制在00010002MS3土霉素提取操作工藝參數(shù)一覽表名稱反應(yīng)時間、H裝料系數(shù)酸化稀釋4070結(jié)晶807013本設(shè)計基本內(nèi)容131工藝流程設(shè)計根據(jù)設(shè)計任務(wù)，查閱有關(guān)資料、文獻，搜集必要的技術(shù)資料，工藝參數(shù)，進行生產(chǎn)方法的選擇比較，工藝流程與工藝條件確定的論證。簡述工藝流程。132工藝計算物料衡算每個工序畫工藝流程簡圖，列出所有工藝參數(shù)，計算，列出衡算表，發(fā)酵和提取列出物料衡算總表。熱量衡算不要求設(shè)備選型大、中、小罐、通氨、補料罐的尺寸及數(shù)量；大罐的罐壁、封頭、攪拌裝置及軸功率。提取工段各工序主要設(shè)備尺寸及數(shù)量。管道設(shè)計大罐主要接管設(shè)計，提取各種設(shè)備的主要連接管道。133完成初步設(shè)計階段圖紙設(shè)備流程圖、車間平面布置圖。第二章工藝流程設(shè)計21土霉素生產(chǎn)工藝流程簡介土霉素是微生物發(fā)酵產(chǎn)物，目前國內(nèi)土霉素生產(chǎn)工藝主要含發(fā)酵和提取兩大步。提取工藝為用草酸或磷酸做酸化劑調(diào)節(jié)PH值,利用黃血鹽硫酸鋅作凈化劑協(xié)同去除蛋白質(zhì)等高分子雜質(zhì),然后用122樹脂脫色進一步凈化土霉素濾液,最后調(diào)PH至48左右結(jié)晶得到土霉素堿產(chǎn)品。本次設(shè)計也按照這個工藝流程，分為三級發(fā)酵、酸化、過濾、脫色、結(jié)晶、干燥等。22土霉素生產(chǎn)總工藝流程圖土霉素生產(chǎn)總工藝流程圖第三章物料衡算31總物料衡算純品土霉素的量80099792TA日產(chǎn)量792315251TD效價79210910007921014單位A土霉素的生產(chǎn)過程總收率為99則發(fā)酵時的總效價79210149981014單位A發(fā)酵液的效價35000單位ML321大罐的物料衡算每天發(fā)酵液的體積2291043157270M3D每天損失的體積727015（115）1283M3D加入氨水體積培養(yǎng)2040小時，每4小時補一次，每天共6次，每次15L，共計90L，既009M3D大罐一個發(fā)酵周期內(nèi)所需全料的量32M3，則一天內(nèi)所需全料3219424396M3D大罐一個發(fā)酵周期內(nèi)所需稀料的量17M3，則一天內(nèi)所需稀料料1719424210M3D設(shè)發(fā)酵開始的培養(yǎng)基體積為V，蒸汽帶入的水量按20計由體積衡算V20V20V396210009115V發(fā)酵液7270M3D得培養(yǎng)基體積V為5670M3D則加入的二級種子液體積5670201134M3D蒸汽帶入水量5670201134M3D因此，每天所需培養(yǎng)基組成的量如下黃豆餅粉567033963521031903M3D淀粉567083966521034856M3D氯化鈉5670022100401218M3D碳酸鈣567011396042100406471M3D植物油567004210102478M3D配料水5670190348560121806471024784892M3D表1三級發(fā)酵物料衡算表進入發(fā)酵罐的量離開發(fā)酵罐的量項目體積（M3D體積（M3周期項目體積（M3D體積（M3周期二級種子液11349166發(fā)酵液72705877蒸汽帶入水量11349166損失12831037培養(yǎng)基56704583全料量3963201稀料量2101698氨水009073總量85536914總量85536914表2三級發(fā)酵培養(yǎng)基的組成項目體積（M3D體積（M3周期）黃豆餅粉19031538淀粉48563925氯化鈉0121809845碳酸鈣064715231植物油024782003配水量48923954總56704583322中罐的物料衡算設(shè)發(fā)酵開始的培養(yǎng)基體積為V，蒸汽帶入的水量按20計，由體積衡算V20V20V115V二級種子液V二級種子液115V二級種子液1134M3DV二級種子液11340851334得培養(yǎng)基體積V為1121M3則加入的一級種子液1121202242M3D蒸汽帶入水量1121202242M3D液體損失1513340152001M3D接種損失152242115224203956M3D總損失量液體損失接種損失2001039562397M3D因此，每天所需培養(yǎng)基組成的量如下黃豆餅粉11212502802M3D淀粉11212502802M3D氯化鈉1121036004036M3D碳酸鈣112104004484M3D磷酸二氫鉀磷酸二氫鉀植物油112126702993M3D配料水表3二級發(fā)酵物料衡算表（周期為48H即2D）進入發(fā)酵罐的量離開發(fā)酵罐的量項目體積（M3D體積（M3周期項目體積（M3D體積（M3周期一級種子液22424484二級種子液13342668帶入水量22424484損失23974794培養(yǎng)基11212242總量15693138總量15693138表4二級發(fā)酵培養(yǎng)基的組成項目體積（M3D體積（M3周期）黃豆餅粉0280205604淀粉0280205604氯化鈉004036008072碳酸鈣004484008968植物油0299305986配水量10262052磷酸二氫鉀磷酸氫二鉀總11212242323小罐的物料衡算設(shè)發(fā)酵開始的培養(yǎng)基體積為V，蒸汽帶入的水量按20，斜面孢子體積忽略不計，由體積衡算V20V115V一級種子液V一級種子液115V一級種子液2242M3D得培養(yǎng)基體積V為2586M3D則蒸汽帶入水量25862005172M3D液體損失15263801503956M3D接種損失1525862015007758M3D總損失量液體損失接種損失0395600775804673M3D因此，每天所需培養(yǎng)基組成的量如下黃豆餅粉25863007758M3D淀粉258625006465M3D氯化鈉258604001034M3D碳酸鈣258606001552M3D磷酸二氫鉀磷酸氫二鉀植物油2586401034M3D配料水表5一級發(fā)酵物料衡算表（周期3824158D）進入發(fā)酵罐的量離開發(fā)酵罐的量項目體積（M3D體積（M3周期項目體積（M3D體積（M3周期培養(yǎng)基25864086一級種子液26384168帶入水量0517208172損失0467307383總量31034903總量31034903表6一級培養(yǎng)基的組成（周期3824158D）項目體積（M3D體積（M3周期）黃豆餅粉00775801226淀粉00646501021氯化鈉001034001634碳酸鈣001552002452植物油0103401634配水量23143656磷酸二氫鉀磷酸氫二鉀總2586408633酸化稀釋過濾工序物料衡算發(fā)酵液效價35000UML濾液效價11000UML濾液2683310310227370T每天T草酸727010323103167黃血鹽72701030751030545硫酸鋅7270103018103013水72702316721發(fā)酵液727010315811487總28443表33酸化稀釋過濾工藝物料衡算表酸化過濾前酸化過濾后項目質(zhì)量（TD）質(zhì)量T周期項目質(zhì)量（TD）質(zhì)量T周期）草酸1671350濾液27370221241黃血鹽0545441菌絲10738673硫酸鋅013105水16721135161發(fā)酵液1148792853總量28443229914總量2844322991434脫色結(jié)晶工序物料衡算母液效價1370UML氨水加量12由效價守恒得母液體積7270106350009924116（186）137010629933M3氨水27370123284T濕晶體353TD母液27370328435330301TD表32脫色提取工序物料衡算表脫色提取前脫后色提取項目質(zhì)量（TD）質(zhì)量T周期項目質(zhì)量（TD）質(zhì)量T周期濾液27370221241母液30301244933氨水328426546濕晶體3532854總量306542247787總量3065424778735干燥工序物料衡算干晶體重800（115）788TA濕晶含水量W130130043干晶含水量W215115002應(yīng)除去的水分788（043002）32308TA濕晶體的量78832308111108TA表31干燥工序物料衡算表干燥前干燥后項目質(zhì)量TA質(zhì)量TD項目質(zhì)量TA質(zhì)量TD濕晶體的量111108353干晶體的量788251除去的水分32308102總量111108353總量111108353第四章設(shè)備選型41三級發(fā)酵罐發(fā)酵罐的選型選用機械渦輪攪拌通風發(fā)酵罐。生產(chǎn)能力、數(shù)量和容積的確定發(fā)酵罐容積的確定選用200M3罐，全容積為230M3生產(chǎn)能力的計算選用公稱容積為200M3的發(fā)酵罐，裝料系數(shù)為07,那么該罐生產(chǎn)土霉素的能力為20007140M3由前面的物料衡算中，已知年產(chǎn)800噸土霉素的工廠,日產(chǎn)7270M3的土霉素。發(fā)酵的操作時間需要194H其中發(fā)酵時間184H,這樣生產(chǎn)需要的發(fā)酵罐應(yīng)為N727014019424420（罐）取整后需5臺每日投（放）罐次為7270140052罐設(shè)備容積的計算由前面的物料衡算中，已知年產(chǎn)800噸土霉素的工廠,日產(chǎn)7270M3的土霉素，每天的發(fā)酵液的量V07270M3D所需設(shè)備總?cè)莘eV7270194240783951M3查表公稱容積為200M3的發(fā)酵罐，總?cè)莘e為230M3。則5臺發(fā)酵罐的總?cè)莘e為23051150M383951M3,可滿足需要主要尺寸公稱容積VNM3罐內(nèi)徑DMM）圓筒高H0MM封頭高H0MM罐體總高HMM不計上封頭容積M3全容積M3攪拌器直徑DMM攪拌轉(zhuǎn)速NRMIN電動機功率NKW2005000100001300126002232301700150230攪拌軸功率（見上表）42二級種子罐選型選擇機械攪拌通風發(fā)酵罐容積和數(shù)量的確定由前面的物料衡算中，已知年產(chǎn)800噸土霉素的工廠,日產(chǎn)1134M3的二級種子液。所以選用公稱容積為50M3的二級種子罐，裝料系數(shù)為07,那么該罐生產(chǎn)的能力為500735M3發(fā)酵的操作時間需要48其中發(fā)酵時間44H,這樣生產(chǎn)需要的二級種子罐應(yīng)為N11343548240648（罐）取整后需1臺每日投（放）罐次為1134350324罐設(shè)備容積的計算由前面的物料衡算中，已知年產(chǎn)800噸土霉素的工廠,日產(chǎn)1134M3的二級種子液，每天的種子液的量V01134M3D所需設(shè)備總?cè)莘eV11344824073240M3查表公稱容積為50M3的發(fā)酵罐，總?cè)莘e為552M3。則1臺二級種子罐的總?cè)莘e為552M3324M3,可滿足需要43一級種子罐選型選擇機械攪拌通風發(fā)酵罐容積和數(shù)量的確定由前面的物料衡算中，已知年產(chǎn)800噸土霉素的工廠,日產(chǎn)2242M3的一級種子液。所以選用公稱容積為5M3的二一級種子罐，裝料系數(shù)為07,那么該罐生產(chǎn)的能力為50735M3發(fā)酵的操作時間需要38其中發(fā)酵時間35H,這樣生產(chǎn)需要的二級種子罐應(yīng)為N22423538241014（罐）取整后需2臺每日投（放）罐次為2242350640罐設(shè)備容積的計算由前面的物料衡算中，已知年產(chǎn)800噸土霉素的工廠,日產(chǎn)2242M3的二級種子液，每天的種子液的量V02242M3D所需設(shè)備總?cè)莘eV2242382407507M3查表公稱容積為5M3的發(fā)酵罐，總?cè)莘e為627M3。則2臺二級種子罐的總?cè)莘e為62721254M3507M3,可滿足需要44通氨罐每罐三級發(fā)酵需要009M3的液氨，且有5個發(fā)酵罐均連續(xù)操作，考慮裝料系數(shù)為07，009507064M3，故選取公稱容積為1M3的罐一個。45全料罐每罐三級發(fā)酵需要32M3的全料，且有5個發(fā)酵罐均連續(xù)操作，考慮裝料系數(shù)為07，3250722857M3故選用公稱容積為50M3的儲罐，故選取5個全料罐。46稀料罐每個三級發(fā)酵罐需要17M3的稀料，且有5個發(fā)酵罐均連續(xù)操作，考慮裝料系數(shù)為07，1750712143M3，故選取公稱容積為50M3的儲罐3個。47儲酸罐每天產(chǎn)生發(fā)酵液共7270M3D，酸化工程中加入草酸167TD，二水合草酸密度為1653KGL，則可推算出體積為101M3，考慮裝料系數(shù)為07，實際體積為143M3，則選擇公稱容積為25M3的儲液罐即可滿足生產(chǎn)要求。酸化稀釋共需4小時，屬間歇操作，因此一個罐可以滿足6大罐的需要，即每天工作4小時48酸化罐酸化罐中包含原料發(fā)酵液和加入的酸液，總體為7270M3，考慮到裝料系數(shù)為07，則實際需要的罐體積為10385M3，因此，選用2個公稱容積為50M3的酸化罐即可滿足生產(chǎn)要求。49稀釋罐在稀釋的過程中加入兩倍體積的水，使得酸化液的體積變?yōu)?181M3，考慮裝料系數(shù)為07，則實際需要的罐體積為3116M3，因此，選取公稱容積為75M3的罐5個，可滿足每天生產(chǎn)一批的要求。410板框過濾機處理液密度3284T2181M30150TM3，處理時間取30MIN，板框壓濾機處理能力，/246031286303HMTVQM436201506543T因此選用如下設(shè)備，因考慮到兩級脫色，故選2臺型號過濾面積M2濾板數(shù)量PCS濾框面積M2最大工作壓力MPA處理能力T質(zhì)量TLAROXPF96961696167073411脫色罐脫色保留時間3050分鐘，取40MIN，液通過樹脂罐的線速度控制在00010002MS，取00015MS，則物料在罐內(nèi)停留的距離即00015406036M，考慮裝料系數(shù)07，則3607514M，因此選取罐體高度超過514M的罐即可。因此，選取公稱容積50M3的儲液罐,其罐內(nèi)部圓筒高度為6M。液氨儲罐加入的液氨體積為3504M3，考慮裝料系數(shù)為07，實際需要體積為5006M3，則選用公稱容積為50M3的儲液罐即可滿足要求，結(jié)晶時間為8小時，屬間歇操作，則每天只一次，因此只需1個罐。412結(jié)晶罐采用三級連續(xù)結(jié)晶，設(shè)三級罐的總體積為VVV處理量248V處理量29197M3，則V9732M3為了晶核的形成和形成晶體的飽滿，三級罐應(yīng)依次由小到大則分別選擇公稱容積為5M310M3100M3的三個罐串聯(lián)即可滿足要求。413干燥器每天生產(chǎn)濕晶體重量353T，干晶體重量251T，則須除去水分102T，每小時處理量為10224425KG，因此選用蒸發(fā)水分為50KGT1T2125LN1258每天裝052罐，每罐實際裝液量為727005213981M3換熱面積F418600013981418500820971M3設(shè)備結(jié)構(gòu)的工藝設(shè)計1空氣分布器單管通風2擋板不設(shè)擋板3密封方式機械密封4冷卻管布置A最高熱負荷下的耗水量W418600013981418（2720）1196105（KG8，求出管徑D00073（M）查表取8935無縫鋼管，D內(nèi)82MM，D內(nèi)D0，可滿足要求，D平均86MM。取豎蛇管端部U型彎管曲率半徑為250MM，則兩直管距離為500MM，兩端彎管總長度L0D3145001570MMC冷卻管總長度L計算已知冷卻總面積F20971M2，無縫鋼管8935每米冷卻面積為F03140086102700（M2）則冷卻管總長度L209710277767（M）冷卻管體積V0785008627767451M3D每組管長L0和管組高度每組管長L0LN776789708M另需連接管8ML實際L87847（M）可排豎直蛇管的高度，設(shè)為靜液面高度，下部可伸入封頭250MM。設(shè)發(fā)酵罐內(nèi)附件占體積為05M3，則V總V液V管V附件（78478）449051031M3筒體部分液深（V總V封）S截（103117）0785524387M豎直蛇管總高H管4387054887（M）又兩端彎管總長L01570MM，兩端彎管總高為500MM則直管部分高度47（M3S）折算到工作狀態(tài)035MPA，30下的風量QF4701（27330）0352732014（M3S）取風速V25MS則通風管截面積SFQFV14250056M2則通風管徑DF2SF0785,解出DF027（M）因通風管也是排料管，故取21925無縫鋼管。排料時間復(fù)核物料流量Q002M3S，流速V1MS，管道截面積S0785016920022M2相應(yīng)流量比PQSV0020022109倍排料時間T20918（物料體積流量發(fā)酵液流速取V1MS，排料管截面積管徑MSD438075180料故選用不銹鋼焊接鋼管取4505，其內(nèi)徑440MM438MM。55脫色工段的流體輸送進入脫色罐的管道與板框過濾流出的管道相同，不銹鋼焊接鋼管4505。流出脫色罐的管道V29197M3，操作時間為40MIN，物料體積流量SMQ/1206/402973發(fā)酵液流速取V1MS，排料管截面積管徑MSD390785120料故選用不銹鋼焊接鋼管取4505，其內(nèi)徑440MM390MM。56結(jié)晶過程的流體輸送液氨的輸送需要加入的液氨體積為3504M3，結(jié)晶的停留時間為8小時，物料體積流量SMQ/1028360453發(fā)酵液流速取V1MS，排料管截面積23310VS料管徑MD978503料取不銹鋼焊接鋼管4525，其內(nèi)徑40MM39MM，適用結(jié)晶罐之間的流體輸送結(jié)晶總處理體積為29197M3，結(jié)晶的停留時間為8小時，物料體積流量發(fā)酵液流速取V1MS，排料管截面積管徑SD1307850料取不銹鋼焊接鋼管1335，其內(nèi)徑123MM113MM，適用。干燥條件混合氣體由45OC加熱到150OC，噴霧干燥器進口溫度150OC，噴霧干燥器出口溫度110OC，物料出口溫度60OC，進口溫度60OC，采用壓力式霧化器霧化。由物料衡算可知濕晶含水量W130，干晶含水量W215,水分的蒸發(fā)量W102TD，濕物料的量G1353TD,干物料的量G2251TD根據(jù)環(huán)境溫度為20OC相對濕度80,在IH圖上查得X00018KG水