抗生素厂设计说明书 全厂设计说明书.doc

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1、生物工厂设计课程设计年产x吨抗生素厂设计说明书姓名： 学号： 班级： 专业： 生物工程完成日期：1、概述 抗生素是青霉素、链霉素、红霉索等一类化学物质的总称。它是生物，包括微生物、植物和动物，在其生产活动过程中所产生，并能在低微浓度下有选择性地抑制或杀灭其他微生物或肿瘤细胞的有机物质。 现今随着抗生素研究工作的深入开展，对抗生素的认识也逐渐加深，抗生素的作用已超出了抗菌及抗肿瘤的范围，扩展到抑制或调解多方面微生物的机能的的更大范围。如新霉素有效降低胆固醇的作用、多西环素（强力毒素）有镇咳作用、单环内酰胺的激素样作用等，此外，在抗真菌、杀虫、除草及抑制生物体中某些酶类等方面也有了新发现。总之，抗

2、生素作为生物药物，不仅是人类战胜疾病的有力武器，而且在国民经济的许多领域中都有重要用途，随着微生物药物科学不断发展，它将发挥越来越大的作用。 抗生素的生产目前主要用微生物发酵法进行生物合成。很少数抗生素如氯霉素、磷霉素等亦可用化学合成法生产。此外还可将生物合成法制得的抗生素用化学或生化方法进行分子结构改造而制成各种衍生物，称半合成抗生素，如氨苄青霉素(ampicillin)就是半合成青霉素的一种。2、 设计依据抗生素工厂设计的依据是国家食品药品监督管理局颁布的药品生产质量管理规范（1998年修订）、医药工业洁净厂房设计规范（GB50073-2001）和国家关于建筑、消防、环保、能源等方面的规范

3、。3、 设计原则（1）符合生产流程要求，原料、半成品、成品的生产作业线顺直、短捷避免了作业线的交叉感染。（2）将占地面积较大的生产主厂房布置在厂区的中心地带，以便其他部门为其提供配合服务。（3）总平面设计考虑主风向的影响，以此合理布置个建、构筑物厂房及厂区位置，主风向由风玫瑰图决定。抗生素工厂卫生要求严，要防止环境污染。厂内生产区总有废气、废水排出。为确保生活区、行政区的环境卫生，生产区应处在生活区的下风向，而卫生要求高的车间用哪个处在下风向。（4）总平面设计应将人流、货流通道分开，避免交叉，工厂大门应设两个以上，包括正门（指职工出入门）、侧门（指产品、材料出入口）、后门（指原料、燃料、废料进

4、出口）等。同时，合理设计厂内运输系统（包括仓库、堆场等），保证良好的运输条件和效益。（5）总平面设计应遵从城市规划的要求。面向城市主干道方向做工厂的正面布置。正面的厂房建筑应直线性布置，与城市建筑保持协调，以利于市容美观整齐。（6）厂区布置能较好地适应工厂的近、远期规划，留有一定的发展余地。（7）洁净厂房应布置成独立小区，区内尽量减少露土地面，且不宜布置在主干道的两侧。（8）总平面设计在符合国家级行业的有关规范和规定，满足卫生、安全、GMP要求的条件下尽可能做到将人、物流分开，不返流。并注意布局的合理性，运输方便、路线短捷。4、工厂组成（1）生产车间 包括发酵车间和提取车间，其中提取车间有分粗

5、提和精制车间。（2）辅助车间 协助生产车间的部门，包括仓库、机电维修间等。（3）动力车间 保证生产车间顺利生产及全厂各部门正常工作的的部门，包括变电所、水泵房水塔、贮水池、锅炉房、空气压缩站、冷冻站、变电所、仪表维修等厂房组成。（4）行政部门 全厂性行政后勤部门，由办公室、中心实验室、医务所、汽车库、食堂、浴室、托儿所、俱乐部、厂大门传达室等建筑构筑物组成。（5）绿化区域 绿地设施（草地、花带）和工厂前区建筑小品等美化环境布置。（6）道路等运输设施和各类地上、地下工程管网，如如下水道等。（7）三废治理 废污场地设施和场地等。5、产品方案及建设规模产品方案，主要制成抗生素粉，另给加工厂加工为片剂

6、或胶囊等各种抗生素药剂。建设规模：全厂总占地面积：，其中发酵车间，粗提和精制车间。年总产值1000t。6、生产方法及全厂工艺流程抗生素的工业生产包括发酵和提取两部分。工艺流程大致如下：菌种的保藏、孢子制备、种子制备、发酵、提取和精制。种子和发酵培养基的常用碳源有：葡萄糖、淀粉、蔗糖、油脂、有机酸等，主要为菌体生长代谢提供能源，为合成菌体细胞和目的产物提供碳元素。有机氮源多用玉米浆、黄豆饼粉、麸质粉、蛋白胨、酵母粉、鱼粉等，硫酸铵、尿素、氨水、硝酸钠、硝酸铵则是常用的无机氮源。另外，培养基中还得添加无机盐、微量元素以及消沫剂，部分抗生素还得加入特殊前体，如青霉素的前体是苯乙酸，大环内酯类抗生素的

7、前体是丙酸盐。发酵过程普遍补加一种碳源、氮源物质，如葡萄糖和硫酸铵。pH值通过流加氨水进行调节，很多抗生素在发酵中后期流加前体，对提高产量非常有益。抗生素发酵绝大多数为好氧培养，必须连续通入大量无菌空气，全过程大功率搅拌。发酵液的预处理，一般加絮凝剂沉淀蛋白，过滤去除菌丝体，发酵滤液的提取常用溶媒萃取法、离子交换树脂法、沉淀法、吸附法等提纯浓缩，然后结晶干燥得纯品。全厂工艺流程： 无菌空气 菌种包子制备种子制备发酵发酵液预处理提取精制产品检验成品包装 消泡剂、补料7、厂址概况工厂厂址选在南宁市郊区，主要原因是郊区有以下地理优势：（1）郊区地理位置靠近原料、辅料、燃料供应基地，也离主要销售市场较

8、近，交通运输方便，不管是原料还是产品都缩短了运输距离。（2）地势平坦，周边环境较清洁和绿化也较好，厂房生产车间离公路较远，能有效避免扬尘的干扰。（3）在厂区四周没有散发大量粉尘、烟气和有害气体的工厂和作业场所。（4）全年住风向为西南风。生产车间位于最多风向的上风侧，最小频率风向的下风侧。（5）水源采用市政的生活用水，水质符合国家饮用水标准。 （6）厂区内种有花带草地，绿化面积866，能达到自净的目的。8、全厂定员预计工人：总共400员工。9、 建设程度年产1000t/a，全厂总占地面积19764，其中发酵车间5000，粗提车间972，精制车间810。10、工艺技术指标及基础数据（1）生产规模

9、（t/a） 1000（2）生产方法 中糖发酵，等电点-离子交换提取（3）年生产天数 （d/a） 300（4）产品日产量 （kg/d） 3334（5）产品质量 1000u/mg （6）倒罐率 (%) 2.0（7）发酵周期 （h） 120（8）发酵辅助时间 （h） 12（9）菌种培养时间 （h） 40（10）菌种培养辅助时间（h） 10（11）接种量 (%) 15（12）发酵罐装系数 (%) 75（13）放罐发酵单位 (u/mL) 3500（14）提取总收率 （%） 4511、设备选型一览表1、 转子流量计2、 涡轮空压机3、 通用式发酵罐（600m）4、 一级种子罐（25m）5、 二级种子罐（1

10、00m）6、 补料罐（250m）7、 螺杆泵8、 冷却管9、 转盐贮罐(85m3)10、 活性炭过滤器(处理量65m3/h)11、 离子交换层析柱12、 真空减压浓缩罐（蒸发量500kg/h）13、 高速离心式喷雾干燥机（蒸发水量最大为150kg/h）14、 GH金属孔网初效过滤器：额定风量为1500/h的粗效过滤器，尺寸为59559550。15、 FW中效过滤器：额定风量为2300m3/h的中效过滤器，尺寸为49549546。 16、 半封闭活塞式制冷压缩机 产品型号:8HC752L 制冷量:标准工况 74.73 Kw 空调工况 185.89 Kw17、 外置式干蒸汽加湿器18、 三甘醇除湿

11、机19、 热交换器20、 冷却器21、 析水器22、 过滤器23、 回转式摇瓶机24、 超净工作台12、1000t/a抗生素全厂物料衡算表：物料名称 生产1t某抗生素(活度1000u/mg)物料量1000t/a抗生素生 产的物料量每日物料量成品抗生素量/kg10001000X103334发酵液量/m647.96479002160二级种液量/m97.297200324黄豆饼粉量/kg2361523615X1078716葡萄糖量/kg84588458X1028193碳酸钙量/kg. 87.587.5X10291.7硝酸钾用量/kg.87.587.5X10291.7磷酸二氢钾量./kg.849.68

12、49.6X102832油酸甘油酯量./kg.3126.33126.3X1010421豆油量/kg5791.15791.1X1019304玉米油量/kg406.8406.8X101356硅油量/kg29.2529.25X1097.5氨水量/kg59575957X1019857H2SO4用量/kg0.3056611.2858.13NaOH用量/kg1.29 12902786.86Hcl用量/kg34.7 3470014282.52脱色需活性炭量/kg10675.510675.5X1035585.5洁净厂房设计1.工艺流程洁净区划分图2.根据各生产车间的要求，确定各参数如空气洁净度等级，空气含尘浓度

13、等。（1）该厂厂址设在南宁郊区，夏季平均温度为24度，则工作地点与室外温差为8度。（2）该抗生素片剂生产要求粉碎，配料，混合，制粒，压片，包衣，分装等工序为洁净生产区域，空气洁净度等级为300000级，其他工序为一般生产区。（3）厂址选在城市郊区，空气含尘浓度范围为粒/立方米3.根据室内温湿度参数，允许风速等要求来确定气流组织方式，选择合适的净化空气系统，设备布置设计等，计算相关数据如含尘浓度，过滤器效率等。（1）根据南宁郊区的环境及夏季气候来考虑，该抗生素片剂生产需要维持相对湿度为50%，温度为24度，且室温允许波动范围为度。则根据湿空气焓湿图可确定室内含湿量d为10g/kg干空气。（2）对

14、30万级的空气净化处理，该洁净厂房采用非单向流气流组织，且只需采用粗效和中效两级过滤即可。（3）由于整个工厂主要生产车间都为30万级洁净区，为了方便管理，选择集中式空调系统作为洁净区域的空气调节系统，即将空气过滤，冷却，加热等处理设备集中设置在空调机房内，空气处理后，由风管送入各车间。（4）非单向流洁净室的计算： 1）含尘浓度的计算公式：式中 N室内稳定的理论含尘浓度，粒/L n理论换气次数，次/h G单位室内体积发尘量，粒/（。min） s回风比（）即回风量与送风量之比 M大气含尘浓度，粒/L 新新风通路上过滤器总效率 回回风通路上过滤器总效率 2）参数的确定A. 大气尘含尘浓度M 非工业区

15、或农村 M=1粒/LB. 室内单位容积发尘量G 洁净室净高2.5m，取洁净室内人员密度为3人/ 粒/（。min） 式中 g洁净室内人员密度，人/C.理论换气次数n 取12次/h即02次/minD.回风比s 取0.4E.过滤器总效率 （玻璃纤维中效过滤器效率取50%；粗效过滤器效率取20%） 新风通路上过滤器效率： 回风通路上过滤器效率： 式中 中中效过滤器效率 粗粗效过滤器效率 3）含尘浓度的计算： 粒/L 4） 非单向流净化空调系统基本流程示意图 1.粗效过滤器 2.风机 3.中效过滤器（5）设备选型：主要设备有粗效过滤器，中效过滤器，冷却器，除湿机，空气加热器和空气加湿器。参考如下： 1）

16、可选择中健净化科技有限公司的产品 GH金属孔网初效过滤器：我们设计的厂比较大，但是洁净度等级要求不高，因此可选额定风量为1500/h的粗效过滤器，尺寸为59559550。 2） 可选择中健净化科技有限公司的产品 FW中效过滤器：可选额定风量为2300m3/h的中效过滤器，尺寸为49549546。 3）制冷压缩机 选用上海奇冷压缩机有限公司的 半封闭活塞式制冷压缩机 。 产品型号:8HC752L 制冷量:标准工况 74.73 Kw 空调工况 185.89 Kw 4）空气加湿器 为节省成本应用干蒸汽加湿器。选用北京翰宁空气技术有限公司的RQ系列外置式干蒸汽加湿器。 5）空气除湿设备 由于片剂生产除湿量较大，可选用三甘醇除湿机。 4.洁净厂房总体平面布置图