产60吨硫酸庆大霉素发酵车间设计毕业设计说明书.doc
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1、内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书题 目:年产60吨硫酸庆大霉素发酵工段工艺设计学生姓名:张伟男学 号:0966121207专 业:生物工程班 级:09-2班指导教师:崔向军 副教授年产 60 吨硫酸庆大霉素发酵车间工程设计 摘 要本次设计任务为年产60吨庆大霉素发酵车间工程设计。 本设计采用三级发酵。共有八个发酵罐,两个二级种子罐,两个一级种子罐。采用的生产工艺如下:生产菌种为小单胞菌,经小、中罐种子扩大培养后接到发酵罐中。工艺过程为小中大罐三级发酵,小、中罐一次投入。大罐考虑底物抑制及产物营养要求,采用中间补料,包括全料、稀料、氨水、氢氧化钠、消沫油。发酵罐主要设计参数为:公称直径4500
2、mm,罐高11500mm,搅拌器直径为1410mm,筒体壁厚16mm;二级种子罐的主要设计参数:公称直径2400mm,罐高6000mm,搅拌器直径750mm,筒体壁厚9mm;一级种子罐的主要参数:公称直径1400mm,罐高3500mm,搅拌器直径437.5mm,筒体壁厚7mm。设计说明书完成后根据说明书绘制了发酵罐和种子罐的装配图、工艺流程图及厂房布局图。 厂房布局结合实际情况,高15米、长54米、宽17.4米。此外还对环境污染和节省能源方面的设备做了合理的布局,主要工段和设备大部分在厂房内,部分设备在厂房周围。 关键词:硫酸庆大霉素;发酵工艺;罐体参数;厂房布局 Engineering de
3、sign of the Gentamicin Sulphate fermentation workshop with the capacity of 60 tons annually AbstractThe design task was engineering design of the Gentamicin Sulphate fermentation workshop with the capacity of 60 tons annually. Three levels fermentation was used in this design. There were eight ferme
4、ntors, two second-grade seed pots and two one-grade seed pots. The production process was followed: producing strains is Micromonospora. After culture expansion of the seeds by the small and mediumcans, they were vaccinated to the fermentors. Three levels fermentation was used in the technological p
5、rocess for the smallmediumbig tank. Small and medium tank was put in one time. Intermediate fed was used within the big tank considering of request of substrate inhibition and product nutrition. Intermediate fed include full material, thinner material, ammonia, NaOH, crawl agentfroth oil. The main d
6、esign parameters of fermenters is: the nominal diameter is 4500mm; the height Is11500mm; the diameter of themixer is 1410mm; the thickness of cylinder wall is 16mm. The main design parameters of second-grade seed pot is: the nominal diameter is 2400mm; the height is 6000mm, the diameter of themixer
7、is 750mm; the thickness of cylinder wall is 9mm. The main design parameters of one-grade seed pot is: the nominal diameter is 1400mm; the height is 3500mm; the diameter ofthemixer is 560mm; the thickness of cylinder wall is 7mm. After the design manual was completed, the fermenters and the seed ferm
8、entors assemble drawing; working process diagram and powerhouse layout drawing were drawn according to the design manual. The workshop layout combined with practice was designed. The workshop is 15meters high, 54meters long, 17.4meters wide. In addition, the reasonable layout of the equipment on ene
9、rgy-saving measures and environmental pollution was made. Main workshop section and equipments were mostly in workshop. Partial equipments are around workshop. Key words: Gentamicin Sulphate; fermentation technology; parameter of tank;layout of powerhouse 目录摘 要IAbstractII绪论1第一章 总论21.1生产设计任务21.1.1设计指
10、导思想21.1.2设计要求21.1.3设计原则21.1.4设计范围31.1.5设计目标31.2历史介绍31.3产品介绍31.3.1产品简介31.3.2产品名称及主要特征41.4工艺设计指标61.4.1设计基本参数61.4.2技术规格及质量标准11第二章 工艺流程概况122.1菌种筛选122.2合成途径132.3工艺流程132.3.1工艺流程图132.3.2工艺流程说明142.4培养基研究分析152.5发酵培养基162.6原材料162.6.1黄豆饼粉和蛋白胨162.6.2培养基浓度变化与控制172.7发酵生产工艺分析182.7.1染菌控制182.7.2溶氧浓度的变化与控制18第三章 工艺计算19
11、3.1 发酵罐台数和公称体积的计算193.1.1 根据年产量计算每日发酵液体积Vd193.1.2 根据每日发酵液的体积(Vd),计算发酵罐的公称体积V0193.1.3 庆大霉素的发酵周期203.2 种子罐的台数与公称体积的计算203.3 物料衡算213.3.1 大罐物料衡算213.3.2 中罐物料衡算213.3.3 小衡罐物料算223.3.4 物料衡算表223.4 能量衡算283.4.1 发酵热283.4.2 水的用量计算293.4.3 空气消耗量313.4.4 蒸汽情况313.4.5 电的用量32第四章 设备选型344.1 发酵罐344.1.1发酵罐尺寸的计算344.1.2发酵罐搅拌装置及轴
12、功率计算364.1.3发酵罐的换热设备394.1.4发酵罐壁厚的计算414.1.5支座的选择434.2中罐尺寸的计算434.2.1中罐尺寸的计算434.2.2种子罐搅拌装置及轴功率计算454.2.3种子罐的换热设备484.2.4种子罐壁厚的计算504.2.5支座选择514.3 小罐尺寸的计算524.3.1小罐尺寸的计算524.3.2种子罐搅拌装置及轴功率计算544.3.3种子罐的换热设备554.3.4种子罐壁厚的计算594.3.5支座选择624.4补料罐624.4.1全料罐624.4.2稀料罐654.5 空气过滤器674.5.1发酵罐分过滤器674.5.2二级种子罐分过滤器684.5.3一级种
13、子罐分过滤器694.6 油罐714.6.1 油罐基本尺寸的计算714.6.2 油罐壁厚的计算724.7 氨罐734.7.1 氨罐基本尺寸的计算734.7.2 氨罐壁厚的计算734.8 氢氧化钠罐764.8.1 NaOH罐基本尺寸计算764.8.2 NaOH罐壁厚的计算76第五章 车间布置795.1 车间的组成生产795.2 车间布置原则795.3 车间布置说明795.3.1 建筑795.3.2 生产工艺795.3.3 设备安装要求805.3.4 设备安全技术80第六章 生产制度80第七章 设备817.1 车间设备概况827.1.1 种子制备设置827.1.2 种子罐及发酵罐827.1.3 车间
14、设备材料选择原则827.2 仪表控制方案827.2.1 发酵部分接种罐、发酵罐和补料罐827.2.2 工艺参数控制要求837.3 供电设备837.3.1车间用电情况837.3.2车间用电要求837.4 给排水设备837.4.1 生产用水情况概述及要求837.4.2 排水系统的划分837.5 供暖与通风设备847.5.1 采暖847.5.2 通风847.6 环境保护设备847.6.1 生产过程中“三废”排放情况847.6.2 处理方案84第八章 节能858.1 能耗分析858.2 节能措施85第九章 技术安保与防火859.1 生产物料的性质869.2 主要技术保安措施86第十章 车间维修.86参
15、考文献.87致谢.88绪论硫酸庆大霉素(Gentamycin Sulfate)又称艮他霉素, 是1963年美国先令公司Weinstain等人发现的。 它是由绛红色小单孢菌产生的一族多组份的氨基糖苷类抗生素, 其主要组份有C1,C2,C1a,为氨基糖甙类广谱抗生素,对大部分革兰氏阳性菌、阴性菌、病源菌有抑杀作用,特别是对绿脓杆菌的抑菌作用好于其它抗生素川。因此,在1969年得到广泛应用,需求量逐渐递增。现代庆大霉素的生产方法主要是以小单孢菌为菌种,经过发酵后,发酵滤液用硫酸酸化后至PH值等于2左右,再经过过滤中和树脂交换吸附、洗涤,解析、脱色浓缩成盐,干燥等流程就能够得到成品了。本设计是年产60
16、吨硫酸庆大霉素发酵工段工艺设计,主要为硫酸庆大霉素的发酵工艺的选择,发酵罐和种子罐的选择与设计。工艺设计计算主要是对发酵物料的计算以及在工厂生产中的水电和蒸汽的消耗量的计算。在常规设备的计算主要是对发酵罐、种子罐的罐体大小,内部搅拌器和冷却设备的设计计算。第一章 总论1.1生产设计任务1.1.1设计指导思想生物技术成熟的理论体系,使得生物技术产业化得以实现。其装置由若干个单元设备以系统的、合理的方式组合起来。其过程设计依据生物工艺条件,选择合理的原料、确定最经济和最安全的途径,使之生产出复合一定质量的生物产品。1.1.2设计要求 1、地理条件:发酵厂厂区周围大气中的含尘量应在一定范围以下。周围
17、没有散发大量有害气体的化工厂和产生大量灰尘的炼钢厂、炼焦厂、热电厂等。并且与铁路及公路主要干线保持适当距离。在工业区内建厂,发酵工厂宜建在该区域的上风口位置,并与散发污染气体或大量烟尘的工厂保持一定间距。 2、动力供应条件:发酵工厂是耗能大户,并要求是二类负荷用电户。该厂选址时注意到厂区用电能得到充分保证,并有充足水源。 3、原辅材料的供应条件:发酵工厂的设置要考虑原料、燃料和包装材料等的配套供应,黄豆饼粉、淀粉等原料要能得到较好的供给。 4、交通运输条件:现代化的发酵工厂,以其产品商品化、社会化为特征,没有方便的交通运输是难以取得高效益的,发酵工厂的运输量较大,要求交通运输方便、可靠,铁路、
18、公路、水路优势明显,且有发展前景。1.1.3设计原则1、加强技术经济指标作比较,善于从实际出发去分析研究问题,设计的技术经济指标以达到或超过国内同类型工厂生产实际平均先进水平为宜。2、解放思想,积极采用新技术,力求设计在技术上具有现实性和先进性,在经济上具有合理性。3、设计必须结合实际,因地制宜,体现设计的通用性和独特性相结合的原则,并适当留有发展余地。4、发酵工厂设计还应考虑采用微生物发酵的工厂的独特要求,既要注意到周围的环境清洁卫生状况,又要注意到对工厂内车间之间对卫生、无菌、防火等条件的相互影响。1.1.4设计范围本设计是年产60吨硫酸庆大霉素发酵工段工艺设计,主要为硫酸庆大霉素的发酵工
19、艺的选择,发酵罐和种子罐的选择与设计。工艺设计计算主要是对发酵物料的计算以及在工厂生产中的水电和蒸汽的消耗量的计算。在常规设备的计算主要是对发酵罐、种子罐的罐体大小,内部搅拌器和冷却设备的设计计算,以及对非常规泵的选择。1.1.5设计目标本次设计的任务是年产60吨硫酸庆大霉素发酵工段工艺设计。1.2历史介绍硫酸庆大霉素(Gentamycin Sulfate)又称艮他霉素, 是1963年美国先令公Weinstain等人发现的。 它是由绛红色小单孢菌产生的一族多组份的氨基糖苷类抗生素, 其主要组份有C1,C2,C1a,为氨基糖甙类广谱抗生素,对大部分革兰氏阳性菌、阴性菌、病源菌有抑杀作用,特别是对
20、绿脓杆菌的抑菌作用好于其它抗生素川。因此,在1969年得到广泛应用,需求量逐渐递增。1.3产品介绍1.3.1产品简介中文名:硫酸庆大霉素英文名:Gentamycin Sulfate中文别名:庆大霉素硫酸盐;硫酸艮他霉素;硫酸正泰霉素;硫酸双生霉素;硫酸庆大霉素(细胞培养用)英文别名:gentamicin solution 10mg/ml sterile*filtered; gentamicin standard solution; gentamicin sulfate from micromonospora purpurea;EINECS号:215-778-9表1.1 硫酸庆大霉素分子式R1R
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