目錄TOC\o"1-2"\h\u13033前言 34858一、設計背景 4276911.1鹽酸林可霉素的基本信息介紹 4311991.2鹽酸林可霉素生產現狀 5134671.3鹽酸林可霉素發展前景 52512二、年產140噸鹽酸林可霉素脫色、結晶生產設計任務及思路 6100212.1設計任務分析 6124742.2設計思路 61514三、年產140噸鹽酸林可霉素車間生產工藝流程 7113923.1生產原料與培養基 747343.2工藝流程 711954四、年產140噸鹽酸林可霉素脫色、結晶車間工藝物料衡算 97479五、年產140噸鹽酸林可霉素脫色、結晶車間工藝熱量衡算 12161815.1基本計算依據 12112045.2脫色、結晶工段熱量衡算 1323789六、年產140噸鹽酸林可霉素車間主要設備選型與計算 15229476.1丁提罐的設備選型與計算 1553456.2濃縮罐的設備選型與計算 16269346.3脫色罐的設備選型與計算 17193266.4車間布置說明 1829311七、車間設計成果 2043167.1年產140噸鹽酸林可霉素脫色、結晶的車間平面圖 20176217.2年產140噸鹽酸林可霉素脫色、結晶物料衡算一覽表 20246227.3年產140噸鹽酸林可霉素脫色、結晶能量衡算一覽表 2131493八、作品特點與總結 22275988.1設計作品特點 22321908.2設計作品總結 2225212參考文獻 23

前言鹽酸林可霉素又名鹽酸潔霉素其肌肉注射或靜脈注射均可，藥液容易進入組織和體液，特點是能滲入骨組織，是治療骨髓炎等骨科病的首選藥物。鹽酸林可霉素是60年代開發的半合成抗生素，是美國普強公司研究所的瑪松從北美內布拉斯加州的林可侖市土壤中，從培養液中分離出來的鏈霉菌所產生的抗生素，1966年合成，在我國七十年代開發成功，國內1975年華北制藥率先生產，八十年代投入大生產主要采用三級發酵，提煉工藝主耍有反復轉相的提取工藝、重結晶工藝、高碳醇提取工藝、磷試劑萃取工藝。隨著鹽酸林可霉素發展工藝的成熟和人民需求的擴大，鹽酸林可霉素工業已成為制藥工業的重要分支，在經濟發展中發揮著越來越重要的作用。本設計要求我們理解鹽酸林可霉素脫色結晶生產的反應原理，了解并掌握鹽酸林可霉素脫色結晶車間生產的工藝流程和工藝條件，并能根據給定的工藝數據進行物料衡算、能量衡算和主要的設備選型與計算，完成年產140噸鹽酸林可霉素脫色結晶車間的工藝設計，以培養我們綜合運用所學基礎理論、專業知識及專業技能來分析和解決工程實際問題的能力，實事求是的科學精神，嚴肅認真的工作態度，樹立清潔生產的工作認識，節能減排的工作理念。一、設計背景1.1鹽酸林可霉素的基本信息介紹中文名鹽酸林可霉素[1]英文名化學名6-(1-甲基-反-4-丙基-L-2-吡咯烷甲酰氨基)-1-硫代-6,8-二脫氧-D-赤式--半乳辛吡喃糖苷鹽酸鹽—水合物[2]別稱潔霉素分子式C18H35ClN2O6S結構式分子量461.02號859-18-7212-726—7熔點156-158℃儲存條件[3]2—8℃密封儲存沸點646.8oCat760閃點345℃精確質量442.190430147.79000O.27380水溶解性H2O:50mg/ml,clear,colorless|solubleinwater外觀性狀結晶1.2鹽酸林可霉素生產現狀鹽酸林可霉素又稱潔霉素是窄普性抗生素，作用機制和大環內酯類的抗生素相同，與細菌核糖體50s亞基相結合,阻止肽鏈的延長，從而去抑制細菌蛋白質的合成[4]。一般為抑菌藥，但在高濃度時對某些細菌也具有殺菌作用，對革蘭陽性球菌有較好作用，特別對厭氣菌、金葡菌及肺炎球菌有高效[5]。鹽酸林可霉素是從培養液中分離的鏈霉菌所產生的抗生素[2]從1980年我國開始批量生產鹽酸林可霉素，到1992年全國已有生產廠家43個，年產量達800多噸，我國在世界上林可霉素的生產中占據著重要的地位[6]。目前我國各生產廠家所采用的林可霉素提煉生產主要是丁醇萃取法。鹽酸林可霉素的核心內容是丁醇從發酵液中萃取林可霉素，經過很多次濃縮、脫色、結晶最后得到粗晶體，也有工藝在萃取后利用鹽酸進行反萃取，再進行脫色，最后用丙酮直接結晶得到精品[7]。丁醇法至今仍是廣泛的生產林可霉素的方法，因為這個方法存在很多的優點，例如采用的是生物發酵制備方法生產鹽酸林可霉素，比化學制備鹽酸林可霉素法的設備簡單，耗能小，丁醇對環境污染小，且易回收，結晶過程中所使用的丙酮容易揮發，容易除去，使產品易于除雜。1.3鹽酸林可霉素發展前景林可霉素是在1962年從鏈續菌變異株的好氧發酵液中獲得的抗生素，抗革蘭陽性菌臨床上用于肺炎球菌、溶血性鏈球菌、草綠色鏈球菌及金黃色葡萄球菌的感染。特別用于嚴重厭氣菌引起的感染及金黃色葡萄球菌骨髓炎，在許多感染癥的治療中療效顯著。由于其對組織和細胞的穿透力強，應用方便[8]。不需做皮試。林可霉素用藥途輕較多，副反應較少，控制感染快，是較有前途的一種抗生素。從長遠來看林可霉素，尤其是林可霉素衍生物，仍然是醫藥市場上的主流產品之一[9]。同時，隨著經濟杠桿的平衡及調節，林可霉素的生產銷售也將趨于合理、平穩，因此改造舊有的生產技術，提高工藝水平，降低生產成本，提高產品質量，將是生產廠家今后的主要任務。

二、年產140噸鹽酸林可霉素脫色、結晶生產設計任務及思路2.1設計任務分析（1）產品名稱及產量鹽酸林可霉素140噸/年（2）生產制度年工作日：300天/年生產班制：三班/天（3）給定任務在株洲某藥廠擬建年產140噸鹽酸林可霉素脫色結晶生產車間①查閱資料，制定方案，做好準備工作②簡要介紹鹽酸林可霉素脫色結晶工藝的生產工藝現狀及研究進展③對年產140噸的鹽酸林可霉素脫色結晶車間工藝設計進行初步設計④對年產140噸的鹽酸林可霉素脫色、結晶原輔材料進行物料衡算、熱平衡計算⑤對年產140噸鹽酸林可霉素脫色、結晶車間主要設備進行選型與計算⑥完成年產140噸鹽酸林可霉素脫色、結晶車間生產工藝設計⑦完成鹽酸林可霉素脫色、結晶生產車間工藝設計圖繪制2.2設計思路根據學校藥品生產技術專業《畢業設計》課程標準和鹽酸林可霉素設計任務書的要求，先在圖書館和網絡上查閱鹽酸林可霉素的相關文獻及資料，制定提取方法；在提取方法制定后，對年產140噸鹽酸林可霉素脫色、結晶生產進行工藝計算，再依據物料衡算的數據對年產140噸鹽酸林可霉素脫色、結晶車間工藝流程中的主要設備進行設計與選型，并將所設計的設備進行匯總，對年產140噸鹽酸林可霉素脫色、結晶生產車間布置進行簡單的介紹，根據所設計的內容繪制年產140噸鹽酸林可霉素脫色、結晶車間工藝流程圖。

三、年產140噸鹽酸林可霉素車間生產工藝流程3.1生產原料與培養基原料淀粉、葡萄糖、玉米漿、豆餅粉、硫酸銨、碳酸鈣、硝酸鈉、磷酸二氫鉀、氯化鈣、消泡劑、有機硅。（2）培養基生產所用的培養基有淀粉、玉米粉、黃豆餅粉、硫酸銨、硝酸鉀、氯化鈷、碳酸鈣、泡敵，需經過121℃，0.11MPa條件殺菌，再冷卻降溫。3.2工藝流程(1)發酵車間流程孢子→母瓶上培養→斜面孢→單孢子懸浮液→平面培養基→單菌落→斜面孢子→母瓶種子液→一級種子罐→二級種子罐→發酵罐→(2)提取純化車間流程發酵液→酸化罐→板框過濾機→堿化罐→混合罐→碟片分離機→丁提液中轉罐(重液中轉罐→乳化罐→重液儲罐→泡罩塔→塔頂回收丁醇，塔底物質進入廢液處理站)→薄膜蒸發器→旋風分離器→丁濃液儲罐→丁醇接受罐→堿洗罐→丁濃液儲罐→鹽酸結晶罐→離心機→溶解液脫色罐→過濾器→脫色液儲罐→混合器→丙酮結晶器(丙酮水混合液到混合液儲罐→泡罩塔→丙酮儲罐)雙錐回轉真空干燥機→鹽酸林可霉素[10]。圖3-1鹽酸林可霉素生產工藝流程示意圖（3）主要工序介紹

①酸化：形成使蛋白凝聚的配合物，小分子變成大分子，形成洛合物有利于分離。

②板框壓濾:發酵液的酸化分離后所得的清液里有林可霉素，分離固體出來處理，固體中也含有林可霉素，反復清洗幾次固體，剩下的固體正常處理燒了現在用于肥料，洗水中含林可霉素再放入一儲罐中。③堿化：NaoH調PH(10.5-12)的微堿性液,因為堿性林可霉素溶于油相，堿性條件下容易分離，所以要將其調堿性。

④萃取：溫度調節到50-65度，低溫容易出現乳化現象所以進料時需要預熱觀察堿化液的流量、PH值。⑤碳脫色：加活性碳攪拌，放入脫色罐，加熱溫度（50-65℃）。

⑥結晶：小板框壓濾機用的是濾膜，為除去很小的雜質(微量的小顆粒活性碳)，得到純的結晶液，加到結晶液儲罐，到結晶車間用丙酮做結晶溶劑。⑦重液的回收利用：因為重液中含有一部分丁醇，為了環保節約要對重液進行一定的處理，重液經過預熱系統后，進入精餾塔進行精餾，塔頂餾出輕組分即丁醇，丁醇直接回收利用，塔底餾出重組分，進入廢液回收站作相應的處理。

四、年產140噸鹽酸林可霉素脫色、結晶車間工藝物料衡算設計任務為：年產140噸的鹽酸林可霉素脫色、結晶車間現已知：林可霉素分子量為：406.54鹽酸林可霉素分子量為：461.02每十億林可霉素的質量為：1.19kg每十億鹽酸林可霉素的質量為：1.35kg根據藥典記錄產品含水為：5%按年工作日300天計算,則每天生產鹽酸林可霉素的質量為：按每1千克產品中鹽酸林可霉素效價為：0.842十億/kg則每天產林可霉素效價為：加入水的質量為鹽酸林可霉素粗品的1.5倍，則加入水的質量為：水中含有鹽酸林可霉素的效價為：則鹽酸林可霉素的質量為：則加入的水的總質量為：按工廠中經驗數據201.00kg粗品中所要加入的活性炭的質量為16.00kg，則加入活性炭的質量為：按工廠中經驗數據201.00kg粗品中所產生的廢炭質量為35.00kg，則產生的廢炭質量為：按工廠中經驗數據35.00kg廢炭中所含鹽酸林可霉素的效價為2.10十億，則廢炭中鹽酸林可霉素的效價為：則鹽酸林可霉素的質量為：且粗品中的所有雜質均在廢炭中，所以廢炭中雜質的質量為3.15kg所以由廢炭中總質量守衡可知，廢炭中含有水的質量為：脫色液中水的質量為：脫色液中鹽酸林可霉素的質量為：脫色液中鹽酸林可霉素的效價為：脫色液的總質量為：取丙酮的加入量為脫色液質量的12倍，則所需加入丙酮的質量為：最終母液的質量為：工藝要求最終母液的單位效價在30000u/ml以下,此時取母液的單位效價在2000.00u/ml，且己知丙酮的密度為0.79g/ml則丙酮中鹽酸林可霉素的效價為：由設計要求最終純品的質量為303.03kg，最終純品的效價為210.50(十億)則最終純品中鹽酸林可霉素的質量為：則產品中水的質量為：則可知在結晶工段損失掉的物質總質量為：損失掉的鹽酸林可霉素的效價為：損失掉的鹽酸林可霉素的質量為：則可知損失掉的丙酮的質量為：收率：總收率：即可知各工段的收率總和與前所推發酵液時的收率相等。表4-1脫色、結晶物料衡算表進料質量（kg）效價（十億）水477.25/鹽酸林可霉素13.360.842活性炭25.33/活性廢炭55.43.32炭中鹽酸林可霉素4.483.32脫色液中水454.80/脫色液中鹽酸林可霉素323.90240.48脫色液778.71/丙酮9344.36/母液9756.14/產品中水的質量19.51/損失的鹽酸林可霉素7.125.29損失丙酮56.88/損失的物質總量64.00/收率87.53%/

五、年產140噸鹽酸林可霉素脫色、結晶車間工藝熱量衡算5.1基本計算依據熱量衡算公式：其中————物料帶入到設備的熱量,KJ————加熱劑或冷卻劑傳給設備和所處理物料的熱量,————過程熱效應，————物料離開設備所消耗的熱量，————加熱或冷卻設備所消耗的熱量，————設備向環境散失的熱量，————輸入或輸出設備的物料質量————物料的平均比熱容，————物料的溫度————設備各部件的質量————設備各部件的比熱容————設備各部件的初始溫度————設備各部件的最終溫度Q總固體化合物的比熱容公式：————化合物分子量————分子中同種元素的原子數————元素的原比熱容，鹽酸林可霉素：C18H34N2O6SHClH2O(461.02)(進料：林可霉素+丁醇+水+雜質)林可霉素的比熱容(406.52kg)鹽酸林可霉素的比熱容(461.02)5.2脫色、結晶工段熱量衡算設物料進入脫色罐的溫度為25.00℃，物料出脫色罐的溫度為65.00℃，設雜質的比熱為0.94kJ/kg℃則物料進入脫色罐所帶的熱量為：水、鹽酸林可霉素、雜質分別吸收的熱量為：則物料吸收的總熱量為：取設備及其它的熱損失為Q4的10.00%則：已知脫色過程沒有反應進行即：則所需加的熱量為：設蒸汽進入設備時的溫度為120.00℃蒸汽出設備時的溫度為100.00℃(氣態)則，脫色過程中所消耗的蒸汽的總量為：

六、年產140噸鹽酸林可霉素車間主要設備選型與計算表6-1基礎數據[12]反應罐公稱容積含支座內徑反應罐內徑攪拌器的內徑含夾套內徑高度公稱直徑壁厚6.1丁提罐的設備選型與計算已知廢水體積為88.15m3丁清液為24.68m3則總體積為：按裝料系數0.8計算則：分成4個丁提罐則每個丁提罐的體積為：表6-3丁提罐主要技術參數2600mm8mm40.00m36600mm12mm臺數4材質碳鋼優點：可進行常壓提取，也可帶壓低溫提取，無論是水提、醇提、提油或者其他用途，均可根據藥物性能要求自行確定，提取效率高，節約能源，有效成份提取更充分。圖6-1系列多功能提取罐6.2濃縮罐的設備選型與計算由物料衡算可知：裝料系數為0.8則有：表6-4濃縮罐主要技術參數35m31869mm310mm1600mm1810mm1247mm1120mm600mm1326mm1750mm580mm4185mm1964mm614mm臺數430mm315mm材質碳鋼優點：ZN-C型是加長筒體分離段，本設備冷凝器為斜臥式克服了濃縮罐頂二次蒸汽在未進入冷凝器前被冷凝而返回罐內的缺點，本設備濃縮罐夾套的加熱面積，冷凝、冷卻器的面積均有不同程度加大比其它設備，濃縮罐下部設置了快開式手孔，以便清理罐內殘液，殘渣。圖6-2ZN-C型新型濃縮罐6.3脫色罐的設備選型與計算由物料衡算可知：V=0.49+0.318=0.81（m3）裝料系數0.8計算則：0.81/0.8=1.01（m3）表6-5脫色罐主要技術參數3000L30mm1276mm1200mm1270mm3360mm840mm500mm480mm1300mm250mm520mm優點：立式、全封閉結構，無粉塵污染，脫色效果好，傳動平穩，噪音低夾套外設置保溫層，填充耐高溫、抗老化的珍珠棉，具有良好隔熱保溫效果在適宜的溫度條件下與物料充分混合，攪拌后進行吸附脫色。具有節能，耐高溫、耐腐蝕、清潔衛生、生產能力強、強構簡單等優點。圖6-3脫色罐6.4車間布置說明①車間布置的任務[16]首先是確定車間的火災危險類別為幾級，第二是確定建筑物和露天場所的主要尺寸，對車間進行合理安排；第三是確定好全部工藝設備的空間位置。②制藥車間布置設計的特殊性該車間屬于藥品生產工業車間，為了保證藥品的質量安全，必須在嚴格控制潔凈的環境中生產，以防異物，灰塵及細菌污染藥品。藥品生產車間的新建和改造都必須符合GMP制度，這是醫藥品生產的特殊性的一面。③車間的組成車間一般由生產部分，輔助生產部分和行政生活部分組成。車間組成部分包括生產部分和精烘包工序、控制、貯罐區等，輔助生產部分包括動力室、配電室等。行政部分包括辦公會議室、工人休息室、更衣室等。④車間的總體布置車間布置設計要考慮車間內部的生產，輔助生產，管理和生活的協調。每層廠房高度在一棟廠房中是基本統一的，這樣將才符合通風，采光和安全要求。七、車間設計成果7.1年產140噸鹽酸林可霉素脫色、結晶的車間平面圖7.2年產140噸鹽酸林可霉素脫色、結晶物料衡算一覽表進料出料名稱質量/kg名稱質量/kg水477.25水中的林可霉素13.36活性炭25.33活性炭廢碳55.4廢碳中的林可霉素4.48丁醇267丁醇雜質2廢水的質量703總質量1024總質量1024水477.25純品303.03鹽酸林可霉素283.52鹽酸林可霉素2073產品中的水19.51損失的量260丙酮9344.36損失的鹽酸林可霉素7.12母液9756.14損失的丙酮56.88廢液123677總質量124848總質量1248487.3年產140噸鹽酸林可霉素脫色、結晶能量衡算一覽表名稱能量衡算林可霉素的比熱容(406.52kg)鹽酸林可霉素的比熱容(461.02)==脫色、結晶所消耗的蒸汽的總量脫色過程中所消耗的蒸汽的總量：

八、特點與總結8.1設計作品特點（1）鹽酸林可霉素的設計背景，包括基本信息介紹、生產現狀、發展前景。（2）鹽酸林可霉素的脫色結晶生產的工藝進行設計，包括生產產量、生產原料、各生產工段、工藝流程以及其它的分析方法。

（3）年產140噸鹽酸林可霉素脫色結晶車間的工藝設計的物料衡算和熱量衡算，并對主要設備進行計算與選型。（4）對生產車間的布置和要求進行合理的安排和劃分，提高生產效率。（5）通過本次畢業設計使我了解了鹽酸林可霉素的性質，學習了鹽酸林可霉素的生產技術。由于時間原因，年產140噸鹽酸林可霉素車間的工藝設計還存在很多不足的地方，需要進行修改完善。8.2設計總結本次畢業設計作品的內容是年產140噸鹽酸林可霉素脫色結晶車間的工藝設計，首先要在網上查找相關的文獻，進而了解它們的結構式、物理化學性質、工藝合成的方法以及生活中和工業上的主要用途。然后查出鹽酸林可霉素生產方法與過程，概述鹽酸林可霉素生產方法和生產過程，再設計鹽酸林可霉素車間圖，畫出工藝流程圖。最后要進行物料衡算和熱量衡算，通過計算結果選出最合適的設備，并繪制裝置的設計圖。關鍵的點是在工藝計算和設備的設計計算中。通過本次的畢業設計作品，讓我對鹽酸林可霉素有了一個更深的了解，更加明白它在生活上、工業上的用途。在進行畢業設計的過程中，讓我學會了如何快速檢索關鍵詞的方法，知道了許多知名網站和文獻，但是專業知識的缺乏是我的不足之處，因為我對鹽酸林可霉素這一藥物了解的不是很全面。所以花了很大的功夫，還有在工藝計算時公式由于疏忽一些因素導致計算結果錯誤，不過后來都迎刃而解。在以后的日子，我會更加嚴格要求自己，不斷努力不斷提高。

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