1、年產 10 噸青紫霉素發酵工廠設計目錄1. 前言 4.1.1 產品介紹 4.1.2 發展歷史 5.1.3 臨床應用 5.1.4 注意事項 5.2. 設計任務 6.2.1 項目名稱 6.2.2 生產方法 6.2.3 生產能力 6.2.4 主要原輔料 6.2.5 發酵工段產品 6.3. 產品方案 6.3.1 產品名稱及性質 6.3.2 產品質量規格 7.3.3 產品規模 7.3.4 產品包裝方式 7.4. 生產方法和工藝流程 7.4.1 路線選擇生物發酵法 7.4.2 工藝流程 7.4.2.1 工藝流程的設計原則 7.4.2.2 生產菌株的選育 8.4.2.3 斜面孢子培養 8.4.2.4 種子液

2、培養 8.4.2.5 發酵液培養 8.4.2.6 發酵液的后處理 9.5. 發酵車間的組成和生產制度 9.此文檔僅供學習和交流5.1 發酵車間組成及其所需時間 9.5.2 發酵車間人員配置 9.6. 物料及熱量衡算 1.0.6.1 物料衡算 1.0.6.1.1 物料流程圖 1.06.1.2 發酵車間物料衡算 1.16.2 熱量衡算 1.2.6.3 發酵車間水衡算 1.46.4 發酵過程無菌空氣消耗量計算 1.56.4.1 單罐發酵無菌空氣耗用量 1.56.4.2 種子培養等其他無菌空氣耗量 1.56.4.3 發酵車間高峰無菌空氣消耗量 1.56.4.4 發酵車間無菌空氣年耗量 1.56.4.5

3、 發酵車間無菌空氣單耗 1.67. 主要工藝設備的設計和選型 1.67.1 設備設計與選型的原則 1.67.2 發酵罐的選型 1.7.7.2.1 發酵罐容積的確定 1.77.2.2 生產能力計算 1.77.2.3 罐個數的確定 1.77.2.4 主要尺寸的計算 1.77.2.5 冷卻面積的計算 1.87.3 種子罐的選型 1.8.7.3.1 種子罐容積和數量的確定 1.87.3.2 主要尺寸確定 1.87.3.3 冷卻面積的計算 1.98. 廠址的選擇 1.9.8.1 發酵廠址選擇概述 1.98.2 廠址自然條件的選擇 2.08.2.1 地理位置 2.0.8.2.2 地形、地勢和地質 2.08

4、.2.3 水文 2.0.8.2.4 氣象 2.1.8.3 廠址經濟條件的選擇 2.18.3.1 能源供應 2.1.8.3.2 給排水 2.1.8.3.3 交通運輸條件 2.18.3.4 技術經濟條件 2.18.3.5 特殊要求 2.2.9. 發酵工廠的三廢處理 2.2.9.1 廢水的處理 2.2.9.2 廢氣的處理 2.2.9.3 廢渣的處理 2.3.參考文獻： 2.3.附圖一：種子罐發酵罐設計圖 2.4附圖二：青紫霉素發酵流程圖 2.5附圖三：育種發酵車間平面圖 錯. 誤 !未定義書簽。附圖四：發酵工廠平面布局圖 錯. 誤 !未定義書簽。1.1產品介紹青紫霉素又稱利維霉素(lividomyc

5、in),是由青紫鏈霉菌產生的，分子式為 Q9H55N5O19。青紫霉素是多組分抗生素，主要成分有 A和B，A是由葡萄糖； 2，6-二氨基 七-葡萄糖；D -核糖；脫氧鏈霉胺；2 -氨基-2,3三氧葡 萄糖五個糖分子通過糖苷鍵所組成的氨基糖苷類抗生素。青紫霉素B較A結構少了一個分子的葡萄糖。它們都是堿性抗生素，能和酸結合成鹽，臨床上常用青 紫霉素A的硫酸鹽。硫酸青紫霉素為白色粉末，無臭，味微苦，吸濕性強。易溶 于水，微溶于甲醇，不溶于無水乙醇，乙醚，丙酮等有機溶劑。其水溶液在中性 和堿性條件下穩定，酸性下不穩定。本品主要是抑制細菌細胞壁轉肽酶，阻止細胞壁合成中的粘肽交聯，從而抑制細胞壁合成，導致

6、細菌破裂死亡。對大多數革蘭陽性菌、革蘭陰性球茵和某些 革蘭陰性桿菌、螺旋體及放線菌有強大抗菌活性。敏感主葡菌、肺炎球菌、淋球 菌、鏈球菌、腦膜炎球菌等對本品高度敏感，炭疽桿菌、白喉桿菌、梭狀芽胞桿 菌、流感桿菌等對本品很敏感，但對大腸桿茵、綠膿桿菌、痢疾桿菌等無效。青紫霉素的化學結構1.2 發展歷史青紫霉素(lividomycin)是日本1970年發現的一個新氨基糖普類的廣譜抗生素,對 革蘭氏陽性菌 , 陰性菌和分枝桿菌如 : 金黃色萄葡球菌 , 白喉桿菌 , 產氣桿菌 , 肺炎桿菌 , 傷寒桿菌 , 痢疾桿菌 , 綠膿桿菌 , 結核分枝桿菌等均有抑制作用。 據 1974-1975年日本臨床報

7、告 300 多病例 , 對某些綠膿桿菌引起的尿路感染 , 腎孟 腎炎, 膀脫炎, 細菌引起的支氣管炎 , 急性肺炎 , 呼吸道感染等均取得良好療效。1.3 臨床應用本品主要用于敏感菌引起的各種感染， 如呼吸系統感染、 肺炎、支氣管炎、 腦膜炎、心內膜炎、腹拮炎、中耳炎、敗血癥、淋病、梅毒、自喉、鼠咬熱、氣 性壞疽、炭疽等。顆粒劑適用于化膿性鏈球菌引起的咽炎及扁桃體炎， 敏感菌所 致的鼻竇炎、中耳炎、急性支氣管炎及口腔膿腫，肺炎支原體所致的肺炎，敏感 細菌引起的皮膚軟組織感染，也可用于對青霉素、紅霉素耐藥的葡萄球菌感染。1.4 注意事項1、治療矛盾，赫氏反應(Herxheimerreaction

8、)，用本品治療梅毒或其他感染時， 有可能出現發熱、 出汗、頭痛和損傷部位反應等癥狀加劇的矛盾現象， 稱赫氏反 應，原因可能為殺死的病原體釋放的內毒素所致， 或病灶消炎過快， 組織修復遲， 妨礙器官功能所致。2、治療過程中可能發生二重感染，常見的有耐青霉素金黃色葡萄球菌、革蘭陰 性桿菌或白色念珠菌感染。3、肌內注射青霉素鉀鹽局部疼痛較明顯，可用含 0.2%鹽酸利多卡因、 0.8%氯化 鈉注射液作稀釋劑，以減輕疼痛。4、應用本品期間，可對某些診斷產生干擾，可使硫酸酮法測定尿糖時，出現假 陽性。5、破傷風和白喉患者，應采用青霉素殺滅病原菌，阻止產生毒素，但不能代替 抗毒素治療。2. 設計任務2.1

9、項目名稱年產 10 噸青紫霉素發酵車間工藝設計2.2 生產方法以青紫鏈霉菌為產生菌， 發酵生產青紫霉素， 通過發酵液后處理， 獲得白色粉末 狀硫酸青紫霉素2.3 生產能力年產 10 噸青紫霉素2.4 主要原輔料青紫鏈霉菌、淀粉、糊精、葡萄糖、酵母粉、硝酸鈉等2.5 發酵工段產品青紫霉素 A ，青紫霉素 B3. 產品方案3.1 產品名稱及性質青紫霉素硫酸鹽。 白色粉末， 無臭，味微苦， 吸濕性強。易溶于水， 微溶于甲醇， 不溶于無水乙醇，乙醚，丙酮等有機溶劑。其水溶液在中性和堿性條件下穩定， 酸性下不穩定。3.2 產品質量規格注射液(肌內注射)：50mg (1ml) 100mg (2ml)3.3

10、 產品規模10 T / a3.4 產品包裝方式瓶裝4. 生產方法和工藝流程4.1 路線選擇生物發酵法青紫霉素(lividomycin)是日本1970年從土壤篩選獲得的一個新氨基糖普類 的廣譜抗生素 , 對革蘭氏陽性菌 , 陰性菌和分枝桿菌等均有抑制作用。1973 年廣西農科院從白海島土壤中分離得到一株放線菌StreptomycesNO38975-5,由上海藥物研究所,廣西農科院協作,進行抗生素的鑒別，有效成份 的分離 , 物理化學性質測定及化學結構分析 , 初步藥理試驗 ,經上海華山醫院抗 菌素室對臨床分離的多種細菌進行了抗菌譜測定 , 綜合上述各項分析結果 , 證明 NO38975-5中組份

11、A與日本報導的青紫霉素相同。根據以上資料，本設計采用生物發酵法，大規模培養青紫鏈霉菌，利用其代 謝產物精制青紫霉素。4.2 工藝流程4.2.1 工藝流程的設計原則1 保證產品質量符合國家標準，外銷產品還必須滿足銷售地區的質量要求。2 盡量采用成熟的、先進的技術和設備。努力提高原料的利用率，提高勞動生 產率，降低水、電、汽及其他能量的消耗，降低生產成本，使工廠建成后能 夠迅速投入生產，使短期內達到設計生產能力和產品質量要求，并做到生產 穩定、安全、可靠。3 盡量減少三廢的排放量，有完善的三廢治理措施，以減少或消除對環境的污 染，并做好三廢的回收和綜合利用。4 確保安全生產，以保證人身和設備的安全

12、。5 生產過程盡量采用機械化和自動化操作，實現穩產、高產。4.2.2 生產菌株的選育將土壤篩選所得的青紫鏈霉菌作為出發菌株， 經高能電子的誘導， 再移植斜面經 自然分離，多次篩選，獲得生產能力比出發菌株提高多倍的青紫鏈霉菌株。4.2.3 斜面孢子培養培養基配方：葡萄糖 1，蛋白胨 0.5，牛肉膏 0.5，氯化鈉 0.5，瓊脂 2.4， pH7.5 條件下于冰箱內冷藏保存。4.2.4 種子液培養培養基配方：淀粉 1，糊精 1.5，豆餅粉 1.5，NaNO3 0.05，KH2PO4 0.02， 酵母粉 0.5，NaCl 0.3，CaCO3 0.5，MgSO4 0.05，pH 自然，加消沫油 0.1

13、 接種量： 100立升種子液接種 4 只茄子瓶 裝量： 250 立升液實裝 100 立升種子液 出液控制：培養液濃厚，外觀轉絮狀，菌絲呈網狀4.2.5 發酵液培養培養基配方： 葡萄糖 1，淀粉 1，糊精 1，豆餅粉 2，酵母粉 0.5，NaNO30.1%, KH2PO4 0.015%, CaCO 0.05%, MgSQ 0.05%, pH 自然，加消沫油 0.1% 接種量： 15此文檔僅供學習和交流裝量：2500立升液實裝1000立升出液控制：外觀微紅，菌絲濃度 24% -26%，菌絲呈網狀發酵液的后處理發酵液處理732-Na樹脂吸附解脫發酵液酸化液飽和樹脂脫色薄膜濃縮細110-NH3樹脂解脫

14、液脫色液濃縮液飽和樹脂梯度洗脫調pH,加硅藻土細110樹脂吸附收集A組分A組分濾液飽和樹脂2NH40H洗脫減壓濃縮中和，無水酒精結晶洗脫液濃縮液A結晶液過濾，真空干燥硫酸青紫霉素5. 發酵車間的組成和生產制度5.1發酵車間組成及其所需時間配料攪拌投料蒸汽火菌冷卻接種發酵反應清洗罐體0.8h0.5h0.5h1h1.2h48h1.5h5.2發酵車間人員配置工段名稱崗位名稱人員配置值班制人 數每班輪休合計發酵工段配料罐2112發酵罐7347過濾烘干6246其他車間主任/1/1車間副主任/1/1合計/1589176.物料及熱量衡算6.1物料衡算物料流程圖葡萄糖1%淀粉1%淀粉1%糊精1.5%糊精1%料

15、水比1:4料水比1:4豆餅粉1.5%豆餅粉2%自來水NaNC30.05%酵母粉0.5%25 CKH2PC40.02%NaNQ0.1%酵母粉0.5%KF2PC40.015%NaCl0.3%CaCO0.05%CaCO0.5%MgSCh0.05%MgSC40.05%消沫油0.1%消沫油0.1%發酵罐種子罐升溫升溫V"65-100 C121C液化30mi n+加消沫劑及微量物料滅菌 30min' 121 C 降溫至36 C發酵罐滅菌30mi n*維持 降溫至36 C接種量15%6.1.2 發酵車間物料衡算發酵液量生產 10 噸純度為 82.5青紫霉素，絮耗用原輔材料及其他物料量如下

16、( 1) 發酵液量：V1=1OOOO十(0.825 X 99) =12244 ( m3)式中 0.825-青紫霉素產量( kg/m 3)99-除去倒罐率 1 后的發酵成功率( 2) 發酵液配置需制糖量(以純糖計) ：m1=V1X 1OO=12244O(O kg)( 3) 種子液量：V2=15XV1=1836.6(m3)式中 1 5-接種量( 4) 種子培養液所需糖量：m 2=4OXV2=4OX 1836.6=7346(4kg)( 5) 生產 1O 噸青紫霉素需糖量：m=m1+m2=1297864(kg)(6) 葡萄糖耗用量： m (葡萄糖) = 1OOOX1XV1=1.22X15(O kg)(

17、7) 淀粉耗用量：m (淀粉)=1000 X%X( V1+V2) =1.41 X 10( kg)(8) 糊精耗用量：m (糊精)=1000 X%XV1000X 1.% xv=1.5 X 10( kg)( 9) 豆餅粉耗用量：m (豆餅粉)=1000 X% XV+1000X 1.% XV=2.72 X 10(kg)(10) 酵母粉耗用量：m (酵母粉)=1000X 0.%X( V1+V2) =7.04 X 10( kg)( 11) NaNO3 耗用量：m (NaNO3) = 1000X0%.1XV1+1000X0.0%5XV2=1.32X14(0 kg)( 12) KH2PO4 耗用量：m (K

18、H2PO4) = 1000X0.01%5XV1+1000X0.0%2 XV2=2.2X130(kg)( 13) CaCO3 耗用量：m (CaCO3) =1000X 0.0%5XV1+1000X0.%5 XV2=1.53 X 14 (0 kg)(14) MgSO4 耗用量： m(MgSO4) = 1000X0.0%5X(V1+V2) =7.04X130(kg)(15) NaCI耗用量：m (NaC) = 1000 X 0.% XV=5.51 X 10( kg)（16）消沫油耗用量：m （消沫油）=1000X 0.%x（Vi+V2） =1.41 x 1o（kg）10 T / a青紫霉素發酵車間的

19、物料衡算表如下：物料名稱生產10噸青紫霉素物料用量每日物料用量（300天計）發酵液量（m3）1224441種子液量（m3）1836.66發酵用糖量（kg）12244004081種子用糖量（kg）73464245糖液總量（kg）12978644326葡萄糖（kg）1.22 X 105408淀粉（kg）1.41 X 105469糊精（kg）1.5X 105500豆餅粉（kg）2.72X 105908酵母粉（kg）7.04X 104235NaNO3 (kg)1.32 X 10444KH2PO4 (kg)2.2 X 1037CaCO (kg)1.53X 10451MgSCh (kg)7.04X 103

20、23NaCI (kg)5.51 X 10318消沫油（kg）1.41 X 104476.2熱量衡算(一) 發酵罐需配料量為：G=1000x( 1% + 1% + 1% + 2% + 0.5% + 0.1% + 0.015%+ 0.05% + 0.05% + 0.1%) =5815 (kg)(二) 種子罐需配料量為：02=100X(1 % + 1.5% + 1.5% + 0.02% + 0.05% + 0.5% +0.3% + 0.5% + 0.05% + 0.1%) =552 ( kg)(三) 根據工藝需加水量為：Gw=4X(5815+552) =25468 (kg)注：料水比為1:4(四)

21、料液總量為：G= G+ Q+ Gw=5815+552+25468=31835( kg)(五) 醪液煮沸耗熱量 Q總(由發酵工藝流程可知：Q總=Q'+Q'+'')'' 此文檔僅供學習和交流(1) 發酵罐內料液由初始溫度to=25C加熱至ti=12C耗熱Q'Q =GX(E-to) =31835 X 3.7 兇21-25) =1.13 X 10( KJ其中料液總量 G=31835 kg，2) 煮沸過程中蒸汽帶出的熱量 Q'：'煮沸時間30min,蒸發量為每小時5%,則蒸發水分量為：V1=GX % X 30 - 60=31835%

22、 X 30 - 60=795©g)故 Q''XV=795.9 X 2198.91=1.75 (XJ)0其中在溫度121C下水的汽化潛熱1=2198.91 KJ/kg3) 熱量損失 Q'：''醪液升溫和煮沸過程的熱損失約為前兩次耗熱量的 15%,即：Q'''%=(15Q' +Q')'=15%X(1.13X170+1.75X16)0 =1.94X160(KJ)4) 由上述結果可得：0總=& +Q ' +Q '' =I1175X<1001.94 X 1=1.49 X

23、 10( KJ)(5)故耗用蒸汽量D使用表壓為0.4MPa的飽和蒸汽1=2737.23 KJ/kgD= Q總/ (l-i) n =1.49 X 17O( )X 9% =7343.83 ( kg)其中相應冷凝水的焓i=601.53 KJ/kg蒸汽的熱效率n =9%6) 發酵過程每小時最大蒸汽耗量 Qmax:在各步驟中，加熱過程耗熱量最大，且已知加熱時間為30mi n,熱效率為95%，故Qmax =0總*( 30-60X %) =1.49 X 170(0.5 X 9%) =3.14 X 10(KJ/h)相應的最大蒸汽耗量為：Dmax= Qmax十(l-i) =3.14 X 10()=14702 (

24、 Kg/h)其中：使用表壓為0.4MPa的飽和蒸汽I=2737.23 KJ/kg相應冷凝水的焓 i=601.53 KJ/kg7) 蒸汽單耗已知發酵需要 48 小時，放罐，洗罐，維修的時間為 60天，一年生產 300天， 30天用于維修，大概 4天生產一批，每年生產 75批產品。據設計，每年發酵次數為 75批，供生產青紫霉素 10噸。年耗蒸汽總量為：DT=DK 75=7343.83 X 75=5.55( 10)每噸成品耗蒸汽量Ds=5.5 X 1/10=5.5 X41(kg)10 T / a青紫霉素發酵車間的熱量總衡算表名稱規格每噸產品消耗定額(kg)每小時最大用量(kg/h)年消耗量(kg/a

25、)蒸汽0.4 (表壓)5.5 X 14)147025.5 X 106.3發酵車間水衡算(1) 原料預處理用水量已知一次發酵原料預處理用水量為25468kg，每年發發酵原料預酵次數為75次。故發酵原料預處理總用水量Gw為：Gw=25468X 75=1.91 X610kg)(2) 發酵工序用水量 蒸汽滅菌用水量由上述熱量衡算可知D= Q總/ (l-i) n =1.49 X 10()X 9% =7343.83 (kg)其中：相應冷凝水的焓i=601.53 KJ/kg蒸汽的熱效率n =9%使用表壓為0.4MPa的飽和蒸汽1=2737.23 KJ/kg 冷卻水用量已知發酵一次，料液總量 G= 31835

26、 kg把醪液從t1=121C冷卻至t2=25°C, 冷卻水使用t3=20C的深井水，終溫t4=70C，逆流操作，冷卻時間t=1h。則 每小時耗水量為：W= GX C( t1-t2)十C 水 X t Xt4-t3)=31835X 3.7 X21-25)十4.18 X 1 X70-20) =5.4 X 10(kg)其中：發酵液的比熱容 c=3.7 KJ/(kg.K)水的比熱容c=4.18 KJ/(kg.K) 年發酵工序用水量據設計，每年發酵次數為75次，年發酵工序用水量G：G= (D+W) X 75=(7343.83+5.4 X410=4.6 X 10(kg) 發酵車間總用水量G總：G

27、總=G 原料+G=1.91X 10+4.6 x 106.51 x 10（ kg）6.4發酵過程無菌空氣消耗量計算發酵車間無菌空氣消耗量主要用于菌絲體發酵過程中通風供氧。6.4.1 單罐發酵無菌空氣耗用量10m3規模的通氣攪拌發酵罐的通氣速率為 。取最高值0.25vvm進行計算。（ 1）單罐發酵過程用氣量（常壓空氣）V=10x 80 x 0.25x 60=1（20m3/h）式中 80-發酵罐裝料系數（ 2）單罐年用氣量Va=Vx 48x 75=4.325x（1m03）6.4.2 種子培養等其他無菌空氣耗量一般取這些無菌空氣消耗量之和約等于發酵過程空氣的耗量的25。故這項無菌空氣耗量為：V'

28、;=25 x V=25 x 120=3（0 m3/h ）每年用氣量為：Va'=25 x 10x Va=25x 10x 4.32x5=10.08x 16（0 m3/a）其中發酵罐個數為 10個6.4.3 發酵車間高峰無菌空氣消耗量Vmax=10x（ V+V'） =10x（ 120+30） =1500（ m3/h）6.4.4 發酵車間無菌空氣年耗量Vt=10x 75（xV+V'）x 48=10x 7（5x120+30）x 48=5.4 x6（1 0m3/a ）其中發酵罐個數10個，每年發酵批次75批；發酵周期48h發酵車間無菌空氣單耗根據設計，實際青紫霉素年產量 m實際=1

29、0噸，故發酵車間無菌空氣單耗為:VO=V十 G=5.4X10=5.4 X 10( m3/t)10 T / a青紫霉素發酵車間無菌空氣衡算表發酵罐公稱容積(m3)單罐通氣量(m3/h )種子培養耗氣量(m3/h)高峰空氣耗量(m3/h)年空氣耗量(m3)空氣單耗(m3/t)101203015005.4 X 105.4 X 107. 主要工藝設備的設計和選型7.1設備設計與選型的原則從設備的設計選型情況，可以反映出所設計工廠的先進性和生產的可靠性。因此在設備的工藝設計和選型時應該考慮如下原則：(1) 保證工藝過程實施安全可靠(包括設備材質對產品質量的安全可靠； 設備 材質強度的耐溫、耐壓、耐腐蝕的

30、安全可靠；生產過程清洗、消毒的可靠性等)。(2) 經濟上合理，技術上先進。(3) 投資省，耗材料少，加工方便，采購容易。(4) 運行費用低，水電汽消耗少。(5) 操作清洗方便，耐用容易維修，備品配件供應可靠，減輕工人勞動強度， 實施機械化和自動化方便。(6) 結構緊湊，盡量采用經過實踐考驗證明確定性能優良的設備。(7) 考慮生產波動與設備平衡，留有一定裕量。(8) 考慮設備故障及檢修的備用。(9) 發酵罐生產能力、數量和容積的確定。7.2 發酵罐的選型7.2.1 發酵罐容積的確定選用單罐公稱容量為10m3的六彎葉機械攪拌通風發酵罐，其總容積為 10.8 m3。7.2.2 生產能力計算每天需要發

31、酵液量 V=41m3設發酵罐裝料系數=0.8,則每天需要發酵罐的總容積 Vo=41/=51.25m37.2.3 罐個數的確定設需要發酵罐的個數為Ni,公稱容量為10m3的發酵罐，總容積為10.8 m3, 根據公式有N1=V°X 甘(V總 X 24 =51.25 X 4孑(10.8 X 2) =9.49 (個)其中：發酵生產周期t=48h，一天為 每天需要發酵罐的總容積 V0=51.25 m3故取公稱容積10 m3發酵罐10個。7.2.4 主要尺寸的計算已知V全=V筒+2V封=10.8m3;圭寸頭折邊忽略不計，以方便計算。則有 V全=0.785DX 2D( n /24 D3X 2=10

32、, H=2D;解方程得：1.57D3+0.26D3=10.8,而 D=1.8,故 H=2D=3.6m；據發酵工廠工藝設計概論附錄表一 15,得封頭高H封=ha+hb=450+50=500(mm) 驗算全容積 V 全：V'=V 筒+2V封=0.785DX 2D+( n /24 D3X 2+0.785DX 0.05 X 2=0.785 X 1.X 3.6+ n /12 X+0.785 X f.X 0.05 X 2=1 (9h3)與 V 全=10.8 m3 相近7.2.5 冷卻面積的計算為保證發酵在最旺盛、微生物消耗基質最多及環境氣溫最高時也能冷卻下 來，必須按照發酵生成熱最高峰、 一年中最

33、熱的半個月的氣溫下， 冷卻水可能達 到的最高溫度的惡劣條件下，設計冷卻面積。 計算冷卻面積使用牛頓傳熱定律公式，即F=Q/(K tm)對于青紫霉素發酵，每1 m3發酵液，每小時傳給冷卻器的最大熱量約為4.18 X 6000 K(/m3/h)采用豎式列管換熱器，取經驗值 K=4.18X 500 KJ/m3hC) 平均溫差厶 tm : Atm= (Ati- At2)/ (In (Ati/At2)32 C 32C20 C 27C代入，得 Atm=(12-5) /(In12/5) =8C對公稱容量10m3的發酵罐，每天裝2罐，每罐實際裝液量為41/ 2=20.5 (m3) 換熱面積 F=Q/(K. A

34、tm) =4. 1 8 X 6000X 2/0(.45. 1 8 X500X7.28)=3(0.8m2)7.3 種子罐的選型種子罐選型同發酵罐一樣，選用機械攪拌通風發酵罐7.3.1 種子罐容積和數量的確定按接種量的15%計算，種子罐的容積 V種"總X1% =10.8 X 1=1.28m3 由于種子罐和發酵罐是對應上料的，每個生產周期需要發酵罐 10個，所有就需 要種子罐 10 個種子罐培養時間為 30小時。7.3.2 主要尺寸確定種子罐仍采用幾何相似的機械攪拌通風發酵罐。H:D=2:1;則種子發酵罐總容量V'=2V'+V'簡化計算方程如下：V'=0.7

35、85D2X 2D+n /24 D3X 2=2,整理后，1.57D3+0.26D3=1.3,解方程得，D=0.89; 圓整到推薦的系列尺寸，取 D=0.9m,則H=2D=2X 0.9=1.8m查相應表得封頭高H'=225+25=250 (mm)罐體總高 H'=2H'+2H筒=2X 250+1800=230(mm)單個封頭容量 V封=0.785D2x 0.025( n /24 D3=0.112 (mm)封頭表面積S封=0.96 (m2)圓筒容量 V筒=0.785D2X 2D=0.71.3685 X2091.8=1.14m3)不計封頭容積，V'效=V'+V&#

36、39;=0.112+1.14=1.252( m2)校核種子罐總容積 V'=2V'+V'=2X 0.112+1.14=1.3( m3)比所需的種子罐容積 1.28m3大，滿足設計要求。7.3.3 冷卻面積的計算種子罐體積較小，冷卻選用夾套冷卻裝置。每日種子罐物料量是6 m3,對于公稱容積1 m3的種子罐，每日可裝10罐，每罐 實際裝液量為： 6/10=( m3)每m3醪液在發酵最旺盛時，1h的發熱量與醪液總體積的乘積 Q總：Q 總=4.18 X 6000 X 0.6=1.54 XJ0h)夾套傳熱系數：取 K=4.18X230 KJ/(frhC)平均溫差：發酵溫度32 C

37、;水初溫20C ；水終溫27C ,則平均溫差 tm=(12+5) /2=8.5C需冷卻面積 F= Q/(K. tm) =2.26X140/(4.18 X 230X 8.5)=2.m772)8. 廠址的選擇8.1 發酵廠址選擇概述發酵工廠的主要特點是技術要求高、展速度快、動力消耗大、環境要求高、 投入的原料多、 三廢治理量大。 發酵廠因廠址選擇不當、 三廢不能治理而被迫關 停或限期停產治理或限期搬移的例子很多， 其結果是造成人力、 物力和財力的嚴 重損失。因此，在廠址選擇時，必須采取科學、慎重的態度，認真調查研究，確 定適宜的廠址。8.2 廠址自然條件的選擇8.2.1 地理位置工業區應設在城鎮常

38、年主導風向的下風向， 但考慮到發酵生產對環境的特殊 要求，發酵廠址應設在工業區的上風位置， 廠址周圍應有良好的衛生環境， 無有 害氣體、粉塵等污染源，也要遠離車站、碼頭等人流、物流比較密集的區域。8.2.2 地形、地勢和地質地形：廠區場地應當比較規整而且集中， 這樣可便于各類建筑物與構筑物的布置 和場地的有效利用。 為此場地規劃時就應盡可能不受鐵路、 公路干線、 河流或其 它自然屏障的分割。地勢：整齊平坦、開闊，自然坡度最好在 5/1000 以下，以利于排泄雨水、廠內 交通運輸及廠房建筑物座落基礎施工。地質：廠址處不能在滑坡地質結構上，土層要深厚，性質均一，具有足夠的承載 能力（承載力不小于1

39、52Kgf/cm2）,地表以下不要是砂層，回填垃圾等結構， 否則不僅增加工程投資造價于地基處理，嚴重時還會危及工廠的安全。8.2.3 水文要有豐富的水源，包括地表水、深層水 （深井水）、水庫水 （雨水）、江河水（露 天水）及泉水 （有壓水 ）和城市自來水等。 根據發酵工廠的特點， 水質要滿足生產工 藝要求，包括滿足飲用水質衛生標準及釀造用水標準、 硬水及軟化水等。 一般深 井水及泉水的水量、水溫、水質均較適宜；地表水、水庫水、江河水的水量大而 水質不高；城市自來水來源方便但價格不便宜。 使用時要注意其合理性與經濟性。 廠址附近的洪水水位、 流向及淹沒情況， 都應熟悉。 一般要求廠址的相對標高應

40、該在最高洪水水位的 0.5m 以上。8.2.4 氣象氣象資料是工廠總平面布置的重要依據之一， 也是廠房設計和排水系統設計 的主要依據。包括溫度、濕度、雨雪、冰凍、日照、氣壓、風向等。在選址時要 充分考慮這些因素。8.3 廠址經濟條件的選擇8.3.1 能源供應電、熱及燃料供應方便是廠址的重要原則之一。 發酵工廠是耗用能源的大戶， 并要求是二類負荷電戶， 所以在選擇廠址的時候， 要對所選擇地點地區的供電情 況進行調查，以便確定輸電方式和廠內變壓配電所的位置，并設計供熱的方式。8.3.2 給排水發酵工廠是用水的大戶， 同時有些發酵工廠，水的質量直接影響產品的質量。 所以水質必須符合飲用水的要求。 廠址應盡量靠近水源地。 發酵工廠廢水、 污水 的排放量很大， 且對環境的污染比較大， 需設置污水處理站， 符合國家要求的廢 水排放標準。8.3.3 交通運輸條件要以交通方便為原則，并根據當地情況，考慮運輸方式及可靠