1、- 69 -第1章 緒論1.1 土土霉素概概述:土霉素(Terrrammyciin)有有兩種完完全不同同的狀態態，一種種是無定定形粉末末，而另一種種是淡黃黃色的結結晶，它它屬于放線線菌中的的鏈霉菌菌屬。構造上上含有母母核，而而且這個個母核是是四并苯苯基,想要形形成不同同類別的的四環素素類抗生生素，取取代基就就要處于不同位位置上，又又或者四四環上有有著不同同類型的取代基基。圖1 土霉素分子式圖1 土霉素分子式廣譜抑菌劑劑有很多多種，土霉素素就是其其中的一一種。為為什么土土霉素可可以發揮揮抗生素素的功效效？其原原因是位位于原核核生物核核糖S亞基上的A位點可以以專一性與土霉素素牢牢結結合在一一起，進

2、而阻礙礙蛋白質質翻譯過過程中肽肽鏈的延延長，達達到抑制制細菌生生長的效果。OTCC對許多多腸球菌菌屬、立克次次體屬、支支原體屬屬、革蘭蘭氏陽性性菌、革革蘭氏陰陰性菌等等有抑制制作用。其其它的例例如肺炎炎球菌、彎彎曲桿菌菌、流感感桿菌、沙門氏氏菌、炭疽桿桿菌、草草綠色鏈鏈球菌、布布魯菌屬屬、奴卡卡菌屬以以及克雷雷伯氏菌菌等亦較較敏感12?，F今，用于于治療家家畜的藥物以以及飼料料添加劑劑中都會用用到土霉霉素, 使得畜畜禽的生生長加快快,加強畜畜禽的免免疫力。但是由由于長期期使用會會使得其其能產生生較強的的抗藥性性，所以以現在也也越來越越少使用用土霉素素了。土霉素素還可以以作為制制造多西西環素等等的

3、主要要原料。由于本品品與不同同品種的的四環素素類抗生生素之間間有著相相似的化化學結構構，所以以容易產產生交叉叉耐藥 144115。并且因因為其產產生的副副作用較較為嚴重重,所以臨臨床用藥藥微乎其其微。1.2設計計目標任任務年產50000噸（純度度： 999% ）土霉素素工廠設設計一、基礎數數據設計年產量量M = 50000tt/a 成品效價UUd = 10000單位位/毫克 年平均發酵酵水平UUf = 350000單單位/毫升 年工作日mm =3315 d/aa 1、發酵基基礎工藝藝參數土霉素有1184小小時的發發酵周期期， 10小時時的輔助助時間發酵中罐有有44小時時的周期期，4小時的輔輔助

4、時間間發酵周期為為35小時時，輔助助時間33小時20%的接接種比例例， 15%的液體體損失率率在一個發酵酵周期內內，需要要往大罐罐中加入入的全料料量為：32mm3在一個發酵酵周期內內，需要要往大罐罐中加入入的稀料料量為：17mm3發酵液損失失總計為為總料液液的155%大罐通氣量量為2.0、中中罐為1.5、小小罐為0.665（每每分鐘內內單位體體積發酵酵液通入入的空氣氣的量）龜裂鏈絲菌菌株培育育時長為為20小時時至40小時時,補一次次氨氮的的間隔時時間為44小時,每次的的補充量量控制在10至15LL,培養養基的氨氨濃度控制制在45mmg/1100mml以上上:培養基的主主要成分分見表11.1：表

5、1.1培培養基的的主要成成分2、提取基基本工藝藝參數表1.2 提取取基本工工藝參數數名稱參數名稱參數脫色崗位收收率99.244%發酵液效價價350000u/mml結晶干燥崗崗位收率率86%濾液效價110000u/mml過濾崗位收收率116%母液效價1370uu/mll產品純度99%濕晶體含水水量30%發酵液密度度1.58kkg/LL酸化液中草草酸含量量2.3% g/mml濾液密度1.02kkg/LL酸化加黃血血鹽量0.25% g/ml20%氨水水密度0.92kkg/LL酸化加硫酸酸鋅量0.18% g/ml氨水加量12%成品含水量量1.5%脫色保留時時間30-500分鐘酸化加水量量230%vv/

6、v濾液通過樹樹脂罐的的線速度度控制在在0.0001-0.0002mm /ss3.土霉素素提取工工藝參數數一覽表表：表1.3 土霉霉素提取取工藝參參數一覽覽表名稱反應時間( + 、)/hh裝料系數酸化稀釋40.70結晶80.701.3本設設計基本本內容1.3.11工藝流流程設計計按照設計計工作要要求,在最初的的設計階階段到最最后的施施工階段段，由于后后期投入入逐漸加加深，隨隨著各種種相關專專業相應應工作任任務的開展，對于不不完善的的地方加加以修正正，最后設計計出一條條合乎市市場需要要、滿足足客戶要要求并能能獲得豐豐厚利潤潤的工廠廠。 1.3.22工藝計計算物料衡算算:根據年年產50000噸噸土霉

7、素素計算出出需要采采購的的的原材料料以及輔輔料的用用量，總總結出發發酵和提提取兩個個操作階階段的工藝參參數,最后列出出物料衡算算的總表。熱量衡算算:不要求求設備選擇擇: 根據物物料衡算算及設備備選型的的計算結果果來確定定主要設設備的數數量。發酵罐罐和種子子罐的罐罐壁、封封頭、攪攪拌器的的安裝及及相應的的軸功率率。管道設計計: 主要是設計發發酵車間間和提取取車間里里的管道道。1.3.33完成繪圖圖:總共要要繪制44張圖紙紙，包括括工廠總平面布局局圖、帶控控制點的的工藝流流程圖、車車間設備備布置圖圖、主要要設備裝裝備圖。1.4 原原料與產產品規格格本次土霉素素工廠設設計的主要原原料是黃黃豆粉、工工

8、業淀粉粉、玉米米漿等。所所設計的的工廠應應該和就就近的生生物原料料廠確定定合作聯聯盟關系系，確保保原料的的價格合合理、質質量有保保障，并并且交通通運輸成成本較低低、方便便；產品品的生產產規格應應該結合合市場調調研來做做出相應應的調整整，熟悉悉近幾年年土霉素素的生產產概況以以及銷售售量，大大規模生生產土霉霉素產品品有利于于工廠收收益。1.5 供供電供電工程在在生物工工程工廠廠設計當當中是不不必不可可少的一一個環節節。（1）供電電系統 .土霉素素工廠是是一個生生物制藥藥行業，這這個特殊殊行業要要求必須須24小時時連軸生生產。對對電力要要求十分分嚴格，要要保證穩穩定的電電流電壓壓。（2） 供供電方式

9、式 采用用雙回路路的變電電站。 (3)特特殊設備備的特殊殊電設施施: 要安裝裝應急照照明燈、出出入口安安全標志志燈，以以防萬一一，好疏疏散員工工到達安安全地帶帶。由于工廠廠24小時時連續生生產，那那些生物物工廠設設備容易易出現高高溫灼燒燒損壞，所以應該在線路上配接相當承受功率的UPS電源。第2章 總總平面布布置說明明2.1 工工廠總平平面布置置設計原原則（1） 要要合乎生生產流程程。按照照工藝流流程走向向，要將將發酵車車間、提提取車間間、原材材料庫布布置在核核心區；從原料到成品的的生產線線應該是是按順序序排列，單單線的流流向。（2） 要要充沛考考慮到廠廠址主風風向的影影響，應應該布置置在當地每

10、年年主導風風的下風風向或側側風向，避避免工廠廠產生的的有害廢廢棄物擴擴散到居居民區。（3） 將人流流通道和和物流通通道分隔隔開來、方便運輸。工廠應該至少設計三個門，包括一個正門（職員初入門）、一個側門（產品、原材料的出入口）、一個后門（原材料、燃料、廢棄物出入口）。2.2 車車間布置置設計原原則（1）滿足足生產工工藝的要要求。通通常要按按照生產產工藝流流程的走走向合理理布置安安排車間間設備設設施，要要保障豎豎向和同一水平平面這兩個個方向的的連續生生產操作作。（2）滿足足生產操操作的要要求。（3）滿足足安裝和和檢修的的要求。廠廠房內部部結構要要緊湊有有序而且且簡單，為為未來生生產發展展以及技技術

11、的變變革更新新等創造造有利條條件。（4）滿足足廠房建建筑的要要求。（5）滿足足防火、衛衛生的要要求。在在此前提提條件下下，要最最大限度度地節約約廠房的的占地面面積與空空間，保保持廠區區的高效效運作。.第3章 工工藝設計計與計算算物料衡算和和動力消消耗是本本次工藝藝計算的的主要內內容。3.1發酵酵生產工工藝3.1.11土霉素素生產工工藝流程程簡介土霉素是由由高產土土霉素菌菌株發酵酵產生的的，土霉霉素的生產制造造過程主主要包括括發酵和和提取兩兩大步驟驟。大概的的工藝流流程分為種子子培育（獲獲得足夠夠數量的的菌絲）、三級發酵、酸化（釋放菌絲中的單位）、過濾（去除雜質）、脫色（去除色素）、結晶（提高產

12、品純度及產率）、干燥（延長保質期）等步驟13。提取技術用酸化劑（草酸或磷酸)調節pH值的大小,提高濾液質量，利用黃血硫酸鋅聚合物作為清洗劑協同去除蛋白質等高分子雜質,還可以除去鐵離子，使得產品純化，然后用122-2樹脂進行脫色，提高土霉素濾液的純度,最后加入堿化劑提高pH至等電點，結晶得到晶體產品13。3.1.22土霉素素生產總總工藝流流程圖土霉素生產產總工藝藝流程圖圖砂土孢子砂土孢子斜面孢子孢子培養36.5 4-5天種子培養30 38h 0.65v/v/m一級種子培養液種子擴大培養30 48h 1.0v/v/m二級種子培養液發酵30 194h 1：2.0v/v/m 補加液氨濕晶體旋風干燥土霉

13、素堿成品發酵液酸化2.3%g/ml草酸調pH1.75-1.85ZnSO4 0.18% 黃血鹽0.23%酸化液稀釋200%v/v稀釋液板框過濾濾液樹脂脫色122-2樹脂 脫色液結晶12%氨水調pH4.5-4.6 28-30結晶液分離洗滌用濾后水淋洗再甩干3.2工藝藝計算通過物料衡衡算，可可以算出出生產過過程中所所需要的的各種原原料和輔輔料的質質量和體體積，各各種殘品品、最終產品品和副產產品的排排出物料料量。3.2.11發酵車車間的物物料衡算算3.2.11.1計計算依據據發酵車間計計算依據據見表33.13.2.11.2 計算過過程1.土霉素素年生產產情況：首先，由于于在土霉霉素生產產的過程程中，兩

14、大主主要車間間（發酵酵車間和和提取車車間）的工藝藝生產中中不可能能百分之之百都最最終制成成成品，總總會浪費耗損損掉一些產品品，則：土霉素實際際總產量量(t)= 年年產量純度 /(發酵酵車間產產率提取車車間產率率) =50000999% /(1- 5%)(11- 220%)= 50000999% /(955%880%)=65133.166t(3.11)年生產土霉霉素的實際單單位量(U)= 土霉霉素實際際總產量量 土霉霉素理論論效價 = 65513.16109910000 = 6551311601099 U(3.22)土霉素發酵酵液的生生產效價價在本次次工藝中中均用 3000000 U/ml來來計

15、算。（其其生產效效價為33000003330000U/ml）年實際發酵酵液體積積 (mm3) = 年生生產產品品的實際際單位量量 / 發酵液液生產效效價 = 65113166011093000000 =2217.10551009 mll = 21771055 m33(3.33)年實際發酵酵液重量量(t) = 年實際際發酵液液體積 發發酵液密密度 = 2177105512200 =226055260000kkg = 26605226 tt.(3.44)2.每年生生產輪次次:輪次(輪) = 每年生產產天數/發酵周周期 = 330010 = 330 輪輪.(3.55)3.每輪次次生產情情況：每輪次發

16、酵酵液體積積(m3) = 年實實際發酵酵液體積積 /生產產輪次 = 2217110530 = 772377 m33(3.66)每輪次發酵酵液重量量(t)= 每每輪次發發酵液體體積 發酵酵液密度度 = 72337 12200 =8868444000 =886844.4 t(3.77)表3.2 發酵酵液計算算結果匯匯總發酵液每輪次每年體積/m3372372171110重量/t8684.426053323.2.11.3 原料用用量計算算此次計算的的依據來來源： 一級種子罐罐到三級級發酵罐罐的培養養基配方方和補料料比例見見表3.32.接種量量：三級發酵罐二級種子罐一級種子罐三角瓶 1% 110% 20

17、三級發酵罐二級種子罐一級種子罐三角瓶3.2.11.4 計算過過程發酵罐培養養基的體體積：VVc = 772377 (120%)= 5.7791103 mm3 .(3.88)二級種子罐罐培養基基的體積積：Vb =72237 200% (110%)= 5.2211103 m3(3.99) 一級種子罐罐培養基基的體積積：Va =72237 220% 110% (111%)= 1143.29 m3(3.110)注：均按每每年生產產總量進進行計算算的1.一級種種子罐培培養基用用料的計計算以每輪次的的用量計計算： 淀粉粉 = 1433.299 1.5% =2.1499 t(3.111) 糊精精 = 143

18、3.299 1.55% =2.1149 t(3.112) 黃豆豆餅粉 = 1143.29 0.5% = 00.722 t(3.113) 玉米米漿 = 1443.229 0.3% =0.43 t(3.114) 磷酸酸二氫鉀鉀 = 1433.299 0.0045% = 0.006455t(3.115) 硫酸酸銨 = 1443.229 0.5% = 0.772 t(3.116) 油 = 1433.299 0.55% = 0.72 t(3.117)由于年用量量 = 每輪次次用量輪次 則淀粉年用用量 = 2.1499 330 = 644.477t(3.118)其他成分用用量結果果見表33.4表3.4 一

19、級級種子罐罐培養基基內各成成分用量量表成分每輪次用量量/t年用量/tt淀粉2.149964.477糊精2.149964.477黃豆餅粉0.7221.6玉米漿0.4312.9硫酸銨0.7221.6磷酸二氫鉀鉀0.064451.9355油0.7221.6以下各級培培養基各各成分用用量結果果見表33.5數據匯總：表3.5 二級級種子罐罐培養基基內各用用料用量量表成分每輪次用量量/t年用量/tt淀粉296.9978909.1黃豆餅粉130.2253907.5硫酸銨52.11563磷酸二氫鉀鉀1.8233554.7005油15.633468.99泡敵1.563346.899表3.6 發酵酵罐培養養基內各

20、各成分用用量表成分每輪次用量量/t年用量/tt淀粉492.115147644.5黃豆餅粉202.6656079.5玉米漿34.7441042.2硫酸銨69.4882084.4磷酸二氫鉀鉀1.737752.111油17.3771.7377淀粉酶0.057791.7377泡敵0.579917.377表3.7 補料料罐培養養基內各各用料用量量表成分每輪次用量量/t年用量/tt淀粉755226500玉米漿25.677770.11磷酸二氫鉀鉀1.208836.244油4.53135.99淀粉酶2.265567.955泡敵0.30229.062.總物料料衡算及及匯總計算過程：淀粉 = 2.1149 + 2

21、296.97+ 4992.115 +7555= 115466.277 t(3.119)糊精=2.1499 t.(3.20)黃豆餅粉 =0.72+1300.255+ 2202.65=3333.622t(3.21)玉米漿 = 0.43+ 344.744+ 225.667 =60.84 t.(3.22)硫酸銨 = 0.72 +522.1+ 699.488 = 1222.3 t(3.223)磷酸二氫鉀鉀 0.06445+ 1.882355 +11.7337 + 1.2088=4.8333t(3.224)油 =0.72 +155.633 +117.337+ 4.553=338.225 tt.(3.25)

22、淀粉酶 =0.005799 + 2.2265= 2.3233 t(3.226)泡敵 =11.5663+00.5779+ 0.3302 = 22.4444t。(3.227)總物料用量量匯總如如表3.8表3.8 發酵酵車間總總物料用用量匯總總表成分每輪次用量量/t年用量/tt淀粉1546.27463888.1糊精2.149964.477黃豆餅粉333.662100088.6玉米漿60.8441825.2硫酸銨122.333669磷酸二氫鉀鉀4.8333144.999油38.2551147.5淀粉酶2.323369.699泡敵2.444473.3223.2.22提取車車間物料料衡算3.2.22.1計

23、計算依據據提取車間計計算參數數見表33.9:注：以上數數據均參參考生產產實踐提取過程物物料之間的每一一個階段段的體積積變化比比值：結晶液脫色液濾液酸化液發酵液結晶液脫色液濾液酸化液發酵液 3358.5% 78.4% 997.99% 1112.77% 3.2.22.2 計算過過程V發酵 = 21171005 mm333.288V酸化 =217710553558.55% = 77783221.4425mm3（3.229）V濾液 = 77783221.442578.4% = 66102203.9977 m33(3.330)V脫色 = 61102003.999797.9% = 55973389.71

24、m3.(3.31)V結晶 =59773899.7111112.77% =67332588.211 m33.(3.332)草酸用量 =21171005115% =83325665.775 tt.(3.333)黃血鹽用量量 = 77883211.4225(0.115% + 00.2%)= 27224.112 tt(3.334)硫酸鋅用量量 = 77883211.4225(0.11% + 0.2%)= 223344.966 t.(3.335)氨水用量 = 66732258.2111% =7740558.440t(3.336)亞硫酸鈉用用量 = 67732558.22122.5% = 43116833

25、1.446 tt.(3.37)上述各成分分用量的的匯總見見表3.10表3.100 提提取車間間各成分分用量成 分年用量/tt草酸8325665.775黃血鹽2724.12硫酸鋅2334.96氨水740588.400亞硫酸鈉43168831.463.3 動動力消耗耗計算3.3.11 電力概概算計算依據：每生產產一公斤斤土霉素素就要耗7度電(參考生生產實際際情況)年耗電量 50000110373.551007度.(3.38)每季度耗電電量 3.51107 448.7751106度(3.339)每輪次耗電電量 3.511073001.1171106度(3.440)上述電用量量匯總見見表4.11表3.

26、111 電電用量年耗電量/度季度耗電量量/度輪次耗電量量/度3.511078.7510661.1710663.3.22 水概概算計算依據：每生產產一公斤斤土霉素素需要消消耗3噸水(參考生生產實際際情況)計算過程如如下：年產量50000 t土霉霉素原料料藥的發發酵工廠廠年耗水水量：年耗水量 50000110331.551007 t(3.441)季度耗水量量 = 1.5510074 = 33.755 1106 t.(3.442)輪次耗水量量 = 1.551007300 = 51105 t.(3.43)上述水用的的量匯總總見表33.122 表3.122 水水用量年耗水量/t季度耗水量量/t輪次耗水量

27、量/t1.511073.75 1006510553.3.33 蒸汽汽概算每生產一噸噸土霉素素需要消消耗15噸蒸汽(參考生生產實際際情況)年蒸汽用量量 = 50000115 = 7550000 t.(3.444)每季度蒸汽汽用量 =75500004 = 1187550 tt(3.445)每輪次蒸汽汽用量 =7550000300 =225000 t.(3.446)上述蒸汽用用量的匯匯總表如如下：表3.133 蒸蒸汽用量量年蒸汽用量量/t每季度蒸汽汽用量/t每輪次蒸汽汽用量/t75000018750025003.3.44無菌空空氣概算算3.3.44.1 一級種種子罐本次設計中中，往一一級種子子罐中通

28、通入的無無菌空氣氣定量為為1:11.0vv/v.minn,換句句話說就就是每分分鐘通入入1.00體積的的無菌空空氣時供給1體積的的種子液液一級種子罐罐的種子子液1143.29mm3/輪次發酵時間為為2830hh，取300h為計計算標準準一級種子罐罐中需要要通入的的無菌空空氣1143.291.00300600 = 25779222m3(3.447)3.3.44.2 二級級種子罐罐本次設計中中，往二二級種子子罐中通通入的無無菌空氣氣定量為為1:11.01.33v/vv.miin。取取1：1.33v/vv.miin，換換句話說說就是每每分鐘通通入1.3體積積的無菌菌空氣時時供給1體積的的種子液液二級

29、種子罐罐的種子子液 5.2211103m3/輪次發酵時間為為2832hh，取322h為計計算標準準二級種子罐罐中需要要通入的的無菌空空氣55.2111003 11.3 322 6601300041160 m3.(3.448)3.3.44.3 發酵罐罐本次設計中中，往發發酵罐中中通入的的無菌空空氣定量量為1：0.661.0v/v. minn?？扇?：1.00 v/v. minn，表示示每分鐘鐘通入11.3體體積的無無菌空氣氣時供給1體積的的種子液液發酵罐中的的發酵液液為1.511033 m3/輪次發酵周期為為1601900h，本次設設計取1190hh。發酵罐中需需要通入入的無菌菌空氣= 5.79

30、1033 11.0 1990 606566640000 m3(3.449)每輪次無菌菌空氣用用量 =25779222+133004416006566640000 = 77892260882 mm3(3.550)無菌空氣年年用量 =78892660822300 = 2366778824660 mm3(3.551)無菌空氣用用量匯總總如下：表3.144 無無菌空氣氣用量 每每輪次無無菌空氣氣用量/m3 無菌空空氣年用用量/mm3 77892260882 2366778824660第4章 設設備的設設計與選選型4.1 發酵車車間4.1.11 計計算依據據本次設備設設計的計計算依據據見表44.1。表4

31、.1 發酵酵車間計計算依據據項 目每年實際發發酵液體體積/mm3/年每輪發酵液液體積/m3/輪裝載系數參 數217100572370.700.94.1.22計算過過程4.1.22.1發發酵罐本次設計采采用通風風發酵罐罐1.發酵罐罐因為每輪次次發酵液液體積是是5.779 1003 m3，則本本次設計計選用5550 m3的標準準發酵罐罐作為三三級發酵酵罐，詳詳情參數數見表44.2。裝料系數：一般取取0.770.9，本本設計選選用0.75即即75%所以發酵罐罐的個數數= 55.799 1103 ( 5550 0.75) = 14.03(4.11)此次設計得得有14個三級級發酵罐罐，而且且有2個生產車

32、間間，每個個車間平平均有77個三級級發酵罐罐；因為為每個車車間要有有一個備備用罐，則實實際總共共有16個發酵酵罐。2.二級種種子罐 5.799 1033 20 220% = 557.99 m33(4.22)式中20%為二級級種子罐罐往三級級發酵罐罐的接種種比例。此次選用填填料系數數為0.75的的發酵罐罐，則選選用的二二級種子子罐的標標準容積積為1000 mm3，詳見見表5.2。然然后按照照二級種種子罐：發酵罐罐=1:1，考考慮到備備用罐的的存在，則則本設計計總共選用用16個二級級種子罐罐。3.一級種種子罐 5.799 1033 20 220% 100%= 5.779m33(4.33)式中10%

33、為一級級種子罐罐往二級級種子罐罐的接種種比例。此次選用填填料系數數為0.75的的發酵罐罐，則本本設計采采用的一一級種子子罐的體體積為110m33。按照一級級種子罐罐:二級種種子罐=1:11的原則則，考慮慮到備用用罐的存存在，本本設計總總共選用用16個一級級種子罐罐。表4.2 通用用式發酵酵罐的技技術相關關參數16公稱容積/m3罐體直徑/mm罐體高度/mm全容積/mm3101800455010.8202300583022.6503100783055.2100400010080011820050001260002134.車間的的分配 發發酵罐的的車間具具體分布布情況見見表4.3表4.3 發酵酵罐車

34、間間分布一級種子罐罐數量/個二級種子罐罐數量/個發酵罐數量量/個第一車間888第二車間8884.1.22.2配配料罐本設計配料料罐設計計2種配料料罐，其其中小的的配料罐罐用來供供應一級級種子罐罐，而二二級種子子罐和發發酵罐則則共用一一個大配配料罐。每每天配11罐料，以以一天所所需配料料量計算算配料罐罐大小。1.一級種種子罐的的配料罐罐一級種子罐罐為100m3，可以以用100m3的小配配料罐，配置一級種子罐的培養基。取H/D1.9，依據公式計算，取直徑1.8m，高4.5m。2.二級種種子罐和和發酵罐罐的配料料罐發酵罐體積積是5550 mm3，發酵酵罐裝料料系數為為75%，從二二級種子子罐至發發酵

35、罐的的接種量量為 220%，則則每個發發酵罐需需配料量量為 5550 755%(1-220%)= 3330mm3(4.44)二級種子罐罐的體積積為1118 mm3，裝料料系數775%，從從二級種種子罐到到發酵罐罐的接種種量為 10%，則每每個二級級種子罐罐需配料料量為 1188 775%(1-10%)= 79.65mm3(4.55)取配料罐裝裝料系數數為755%則 (3300+ 779.665)75%=5446.22m3.(4.6)可取1個5550mm3 的配料料罐，取取H/DD1.99，根據據體積公公式計算算得D=6.88m，H=117m。每天配一罐罐料，每每個車間間一個大大配料罐罐、一個個

36、小配料料罐；因因為有22個車間間，所以以共有22個大配配料罐、2個小配料罐。4.1.22.3補補料罐從第3章的的物料衡衡算得知：每輪次補料料中應該該加入的原料重量量=淀粉 + 玉米米漿 + 磷酸酸二氫鉀鉀 + 油 + 淀粉酶酶 + 泡敵 =7555 + 25.67 + 11.2008 + 4.35 + 22.2665 + 0.3022 = 7888.7795 t.(4.7)則補料的總總質量為為 5488.633 52.25% = 15110m33(4.88)總共取8個個補料罐罐，每個個罐所需需要的補補料體積積為1510 8= 1888.775 mm3(4.99)裝料系數：取855%則補料罐的的

37、體積為為 1888.775 0.885 = 2222.005m3(4.110)選用容積為為2500的補料料罐，取取H/DD1.99，根據據體積公公式計算算得D=5.223m，H=9.94mm。4.1.22.4 消泡泡劑貯存存罐每年消耗的的泡敵量量為73.32 t。則每季度消消耗的泡泡敵量為為73.324=118.333t(4.111)泡敵密度為為9500kg/m3則泡敵的總總體積為為 18.33 1003 9500 = 19.29mm3(4.112)選用2個220m33的貯罐罐，取HH/D1.99，根據據體積公公式計算算得D=2.335m，H=55.888m。4.2提取取車間4.2.11計算依

38、依據根據第3章章的物料料衡算計計算出的的數據：2個生產產車間中中總共有16個發酵酵罐，發發酵罐數數目皆為為8個/車間。有幾個個發酵車車間就有有幾個提提取車間間。放罐數：11罐/天發酵車間的的損耗為5%，則發酵液液排放量量為 5.79 1103 114 (11-5%) =3922.899m3(4.113)根據每天輪輪班工作作24小時時來計算算，則得得知每小小時的流流量為3392.89 224 = 166.377 m33/h(4.114)提取時每一一個階段段的物料料之間的體體積變化化比值如下下： 結晶液脫色液濾液酸化液發酵液結晶液脫色液濾液酸化液發酵液 3358.5% 778.44% 997.99

39、% 1112.77% 4.2.22計算過過程1.酸化罐罐酸化酸化酸化液凈化液發酵液草酸鹽酸稀釋液損失酸化液體積積為：3392.89 3358.5% = 114088.511m3(4.115)取230 m3的酸化化罐，填料系數數：取885%計算得知酸酸化罐的的個數為為：14408.51 (23000.85)= 77.2 (4.116)酸化罐選用用體積為為2300 m33的8個，取H/D=11.9，計計算得DD=5.08 m，H=112.771。有兩個個生產車車間，則則總共116個酸化化罐。2.過濾設設備凈化液凈化液高單位濾渣濾液損失需要板框壓壓濾機的的數量： 其中，N 臺臺數； VF 發酵酵液體

40、積積，本設設計VF=3992.889 mm3 3588.5% 78.4% =11104.27mm3；(4.117) 固體體含量，15%20%，本設計取15%； K 板板框內容容渣填充充系數，0.60.8，本設計取0.8； VPP 壓濾機機最大容容渣體積積；VP=濾板板數n濾室容容積V本設計選用用禹州興興泰壓濾濾機制造造廠所生生產型號號為BMAJ/7700 -300U的板板框式壓壓濾機，其其相關技技術數據據見表44.5：表4.5 板框框壓濾機機的相關關參數12型號過濾面積/m2濾板數/塊濾室容積/m3濾餅厚度/mm地基尺寸/mm整機長度/mm整機重量/kgBMAJ/7000 -330U40370

41、.450030326039703000則 NN =111044.277 00.155 ( 00.8 337 0.4500 ) = 112.44 (臺) 取12臺由于考慮到到兩級脫脫色，則則其中6臺用作作初濾、6臺用作復濾，共兩個車間，所以板框壓濾機共計24臺，因此濾液儲罐共24個。參考生產實實際，一一般過濾濾時間tt在3小時左左右，則則處理量量為VF t N= 11104.27 3 33 = 1222.7 m3.(4.118)取填料系數數為0.85，則則1222.7 00.855 = 1444.355m3(4.119)采用12個個過濾貯貯罐，其其體積為為1500m3，取H/D=11.9，計算得

42、得知D=4.441 mm，H=8.38。3.脫色罐罐脫色脫色濾液脫色液損失脫色罐選用用一般的的樹脂罐罐。本設設計取罐罐直徑為為1.55 m,取H/DD=4，則罐高6mm。(4.20)其中：D 罐罐體直徑徑，本設設計取DD=1.5m； H 罐罐高，本本設計取取6m； Hbb 橢圓封封頭的直直邊高度度，本設設計取00.0225m。經計算，罐罐的體積積：V罐體積積 =111.6 m3每小時交換換液體積積為：16.377 3358.5% 778.44% 977.9% = 45.04mm3/h(4.221)處理時間為為一般為為2h，所所以，處處理液體體積為445.004 2= 90.08mm3(4.22

43、2)本設計取罐罐的裝載載系數為為70%則罐的數量量 = 90.08 ( 111.6 770% ) =11.09，取取整為122套。另外外加上一一個備用罐，取取13套罐罐子，總總共266個罐子。(4.223)4.脫色液液暫貯罐罐脫色液體積積為：3392.89 3358.5% 778.44% 977.9% = 10881.008 mm3.(4.24)貯罐體積取取2300 m33，取900%的填填料系數數。 則則貯罐數數量為10881.008 (2330 900%)= 5.22.(4.25)則采用體積積為2330m33 的脫色色液貯罐罐5個，取H/D1.99，計算算得D=5.008m，H=112.7

44、71m。5.氨水貯貯罐依據第3章章的物料料衡算：氨水的的年用量量為7440588.400噸。每輪用量為為740058.4030=24668.661 tt。.(4.26)本次設計使使用的是是9%11%氨水。 本設計有兩兩個提取取車間，所以每個車間需要氨水體積是2468.61 2 0.96 = 1184.93 m3，式中0.96為氨水的密度。(4.27)取90%的的填料系系數 ，則氨氨水貯罐罐的體積積為：111844.933 90% =113166.599 m33 (4.228) 選用3個氨氨水貯罐罐，全容積積為5550m33，取H/D1.99，計算算得D=6.88 m，H=117 mm。由于有有

45、兩個生生產車間間，所以以總共6個氨水貯貯罐。6.混堿罐罐處理量為88.200 m33/h，取取4h的處處理時間間，取0.8的填填料系數數則V=8.20400.8=41(4.229)采用1個440 mm3混堿罐罐即可，取取H/DD2.55，計算算得知D=2.773m，H=66.833m。兩個車間總總共兩個個混堿罐罐。7.結晶罐罐結晶結晶堿化劑脫色液離心母液濕品損失結晶液的體體積為：392.889 3558.55% 788.4% 97.9% 1112.77% = 12218.38 m3.(4.30)選用等電點點結晶罐罐，取 H/DD=1.99。選用2330 mm3的結晶罐罐，裝料料系數：取755%

46、則結晶罐個個數為：12118.338 2330 755% = 7.06，考考慮一個個備用罐罐，取88個2300 m33 的結晶晶罐。兩兩個車間間16個。(4.331)結晶罐的設設計：徑高計算(4.32)其中：D 罐罐體直徑徑； H 罐罐高，本本設計取取H/DD=1.9； Hbb 橢圓封封頭的直直邊高度度，本設設計取00.0225m。計算可知 D=5.008m ；H=112.771m壁厚的計計算選不銹鋼 0Crr19NNi9,其為1300(4.333) 其中：PP 設計壓壓力； DD 發酵罐罐內徑442000mm； 可承受受應力；本設計計采用雙雙面對焊焊，u0.88 C 壁壁厚附加加量；取取3m

47、mm。則： S = 00.255 42000 (22 1130 00.80.225)3 = 8.05mmm考慮到安全全因素,取 100 mmm。攪拌器的的設計采用剪切力力較小的的攪拌器器（框式式的）用用于產品品結晶，如如圖3.9。通通常攪拌拌器的直直徑Di取罐體體的內徑徑D的23910。 本設計計取Di = 23D = 23 5.008=3轉速通常為為2060rr/miin，視視具體情情況而定定。結晶罐參數數總匯表表見4.6：8.離心機機的確定定離心處理量量為：116.337 3558.55% 788.4% 97.9% 1112.7% = 550.776 mm3/h(4.334)則采用張家家港

48、市恒恒大離心心機制造造有限公公司的SSB/SSBJ型型三足式式密閉離離心機，詳見下表5.7表4.7 SBB/SBBJ型三三足式密密閉離心心機型號轉鼓內徑/mm有效容積/L裝料限量/kg額定 轉速速 /r/mmin分離因數功率/kw整機 重量/kg外形尺寸/mmSB1500015004506006003021533004880參考生產實實際，處處理時間間通常為為12mmin, 則需需要的容容積為：50.76 1260 = 100.1552 mm3，發酵酵液的比比重是110000 kgg/m33，因此其其重量為為：100.1552 10000 =101152kkg。離心機機的數量量為1001522

49、6000=116.992，取取17臺，則則兩個車車間共334臺。(4.3359.干燥器器 干燥干燥濕品干品損失水本次土霉素素設計的的年產量量為50000tt，所以以每輪次次產量為為50000/330=1166.67tt.(4.336)干晶體的重重量是濕濕晶體的的50%，則應應除去的的水分：1666.677500%=883.333 tt.(4.337)又因為工作作時間為為24hh，所以以干燥器器每小時時處理的的水量為為：833.3331003 224 =34772.008kgg/h(4.338)干燥機的數數量為334722.0883000=111.557.(4.339)，取122臺，兩兩個車間間

50、共244臺。詳見見下表：10.混粉粉機4.3設備備匯總表4.9 全廠主主要設備備規格一一覽表名稱規格數量材料發酵罐V=5500m316不銹鋼二級種子罐罐V=1188m316不銹鋼一級種子罐罐V=10mm316不銹鋼小配料罐V=10mm32不銹鋼大配料罐V=5500m32不銹鋼補料罐V=2500m38不銹鋼消泡劑貯罐罐V=20mm32不銹鋼酸化罐V=2300m316不銹鋼板框過濾機機BMAJ/7000 -330U12塑鋼濾液貯罐V=1500m312不銹鋼脫色罐V=11.6 mm326不銹鋼脫色液貯罐罐V=2300m35不銹鋼氨水貯罐V=5500m36不銹鋼混堿罐V=40mm32不銹鋼結晶罐V=2

51、300m316不銹鋼離心機SB/SBBJ型34不銹鋼噴霧干燥器器GPL型離離心噴霧霧干燥器器24不銹鋼混粉機自混式高均均勻度混混粉機2不銹鋼第5章 管管道設計計5.1發酵酵罐的接接管設計計:冷卻面積的的計算：取qmaxx=4.1860000 KKJ/( m33 h)采用豎式列列管式換換熱器，取經驗值K=4.18500 KJ/( m3 h)tm=（t1-t2）/(llnt1/t2)=(38-15)/(lln388/155)=255 () .(5.1)每天裝1.3罐，每每罐實際際裝液量量為: 4533.977/1.31=3466.544 (mm3) (5.22)換熱面積:F=44.18860000

52、3466.544/(4.185000255)=1666.334 (m3) (5.33)設備結構的的工藝設設計1).空氣氣分布器器：單管管通風 2).擋板板：不設設擋板3).密封封方式：機械密密封4).冷卻卻管布置置最高熱負荷荷下的耗耗水量：W=4.1186600003446.554/(4.118（27-20）=2.97701105 （kg/h）=822.511 (kkg/ss) .(5.4)則冷卻水體體積流量量為W=0.082251mm3/s，取取冷卻水水在豎直直蛇管中中的流速速為v=1m/s,冷冷卻管總總截面積積:S總=0.082251/1=00.0882511 (mm2) .(5.5)進水

53、總管直直徑d總2= SS總/0.7855,解出出 d總=0.32442 （m）(5.66)b) 冷卻卻管組數數和管徑徑設冷卻管徑徑為d0，組數數為n則：S總=0.78550 nnd02(5.77)，根據本本罐情況況，取n=8，求求出管徑徑： dd0=0.1155（m）查表取11334無縫縫鋼管，d內=125mm，d內d0，滿足要求，且d平均=129 mm。取豎蛇管端端部U型彎管管曲率半半徑為2250 mm，則兩直直管之間間的距離離為5000 mmm，兩端彎管總總長度：l0=DD=3.145000=15570 mm.(5.88)c) 冷卻卻管總長長度L計算已知冷卻總總面積FF=2009.771m

54、22，無縫縫鋼管13334每米冷卻面面積為：F0=3.140.11291=00.40051（m2）. .(5.99)則冷卻管總總長度：L=2209.71/0.441=5111.488（m）.(5.110)冷卻管體積積：V=00.788500.122925111.488=6.668(mm3) .(5.111)d) 每組組管長LL0和管組組高度每組管長:L0= LL/n=5111.488/8=63.94(m) .(5.12)另需連接管管8m：L實際=LL+8=5199.488（m）.(5.113)V總=V液液+V管+V附件件=（5199.488/8）+4.49+0.55=699.933(m33)

55、. (5.114)上式中0.5為附附件體積積。筒體部分液液深：（V總-V封）/S截=（69.93-17）/(0.78552)=2.697(m) (5.15)豎直蛇管總總高:H管=2.6977+0.5=33.1997（m）(5.116)又兩端彎管管總長：l0=15570 mm，兩兩端彎管管總高為為5000mm則直管部分分高度：h=HH管-5000=226977 （mm）(5.117)則一圈管長長：l=22h+ l0=226997+115700=69964(mm) .(5.118)e) 每組組管子圈圈數n0n0= LL0/l=63.94/6.9964=9.1181 (圈) (5.119)管間距為：

56、2.55d外=2.500.0889=00.233 (mm) .(5.20)f) 校核核冷卻管管傳熱面面積F實=dd平均L實際=33.1440.12995119.448=2211.09（m2）(5.221)F實F，可可滿足要要求。設備材料的的選擇：本設計計選A3鋼。排料管（也也是通風風管例計算算其管徑徑。發酵酵罐裝料料3500m3，2h之內內排空，物物料體積積流量：Q=3350/36000/22=0.05 (m33/s) (5.222)發酵液流速速取v=1m/s排料管截面面積：S料=Q/v=00.055/1=0.005 (m2) (5.223)管徑d：dd2= SS料/0.7855,解出出d=0

57、0.255（m）=2550 mmm取無縫鋼管管277388，其內內徑2550mmm,符合合要求。通風管計算算，通風風比2vvvm(0.11MPaa，20)通風量：Q=355022=7000(mm3/miin)=11.7（m3/s）(5.224)換算到運轉轉狀態(0.35MMPa，30的風量量：Qf=111.70.11（2733+300）/(00.355(2273+20)=33.344（m3/s）(5.225)取風速：vv=300 m/s則通風管截截面積：Sf= QQf/v=3.34/30=0.111 (m2) .(5.26)則通風管徑徑：df2=Sf/0.7855,解出出df=0.33（m）(

58、5.227)因為通風管管既是排料料管，所所以取42669無縫鋼鋼管。料時間復核核 ：物料料流量QQ=0.02 m3/s，流流速v=1m/s， 管道截面積積：S=00.788500.16692=0.0222(m22) .(5.228)相應流量比比：P=QQ/Svv=0.02/(0.02221)=0.9倍.(55.299)排料時間：t=220.9=11.8（h）.(5.30)支座選擇：裙式支支座5.2酸化化設備的的流體輸輸送：酸化液進料料管采用不銹鋼鋼焊接鋼鋼管11335。出積37酵不(5.331)發酵液流速速取v=1m/s，排排料管截截面積(5.332)管徑.(5.333)采用不銹鋼鋼焊接鋼鋼管

59、33258，其其內徑3300mmm2280mmm，符合要要求。5.3稀釋釋設備的的流體輸輸送稀釋罐進料料管采不銹鋼鋼焊接鋼鋼管33258有13611.911m3的稀釋釋液，采采用三個個酸化罐罐，即每每個罐內內裝液為4533.977 m3，裝料料6455m3，在2h以內排空空，物料料體積流流量 ：.(5.334)排料管截面面積的計計算公式式如下：. .(5.35)式中1為發發酵液流流速。管徑(5.336)取不銹鋼焊焊接鋼管管322588，其內內徑3000mmm2880mmm，符合要要求。5.4板框框過濾設設備的輸輸送:進入板框過過濾機的的管道與與5.33的管道相相同，不不銹鋼焊焊接鋼管管3225

60、88。經板框過過濾后，濾液體積為268.91m3，進行半個小時的處理。物料體積流流量(5.337)排料管截面面積的計計算公式式如下：.(5.338)式中1為發發酵液流流速。管徑.(5.339)所以選用45005的的不銹鋼鋼焊接鋼鋼管，其其內徑4440mmm4438mmm。第6章 車車間設備備布置設設計6.1車間間設備布布置設計計原則在設備布置置時要保保證工藝藝流程的的通暢；保證在最大大限度范范圍內滿滿足工藝藝生產要要求；能夠高效、合合理的利利用車間間布置建建筑面積積，并且且做到節節約使用用；能使車間具具有可行行性的經經濟效應應、使用用先進合合理的技技術，做做到最大大限度的的節能措措施；要提前預