毕业设计（论文）手册
课题名称： 8000吨/年L-乳酸工段工艺设计
学院：生物工程学院
班级：生物工程1020班
学号： 0909030108
姓名：王丽媛
指导教师：姚秀清
8000吨/年L-乳酸发酵工段工艺设计
王丽媛
（辽宁石油化工大学，石油化工学院，生物工程1037）
摘要
L-乳酸是一种重要的食用有机酸，需求量仅次于柠檬酸，可用于食品工业、医药工业和制造生物可降解聚合物等多个领域。L-乳酸除了具备普通乳酸的性质外，另外还具有独特的生化价值，被广泛的应用于食品、医药、化工等行业。
经过查阅大量的文献资料，首先确定了本设计中的发酵原料、发酵菌种、发酵方法，在此基础上确定了L-乳酸发酵工段工艺流程。本设计以薯干为原料，以米根霉为发酵菌种，采用乳酸传统发酵方法。根据年生产量对发酵过程进行了物料、热量衡算。经过衡算，给出了8000吨/年L-乳酸发酵工段所需要消耗的物料量以及消耗的蒸汽量、冷却水量。依据衡算结果，在选定高径比（H/D=2）条件下，设计了发酵罐、种子罐的主要尺寸和个数，并给出了发酵罐换热器的传热面积，搅拌器的轴功率、通气量等。另外又设计了配料罐体积。最后可根据上述计算得出的数据绘制了工艺流程图、发酵罐三视图及发酵车间发布图。
关键词：L-乳酸，发酵，工艺设计
The fermentation process design of L-lactic acid with an annual
output of 8000 tons
Wang liyuan
(Class 1002, School of Bio-engineering, Liaoning Shihua University, Fushun, 113001, Liaoning)
Abstract
L- lactic acid was an important edible organic acid and the demand was only smaller than the citric acid, which could be used in various fields of food industry, pharmaceutical industry and be manufactured biodegradable polymers. L- lactic acid not only had the nature with ordinary lactic acid, also had unique biochemical value. It was widely used in food, medicine, chemical industry etc.
Through access to information, raw materials, strain production and method of fermentation in this design were first identified. Based on this, process flow of L- lactic acid was given. In this design, Sweet potato was selected as raw materials and Rhizopus oryzae was strain. Materials, energy and major equipment structure size were calculated. At the same time, the required amount of material consumption,steam consumption and consumption of cooling water were given for 8000 tons / year an annual output of 8000 tons of L- lactic acid. According to the calculation results, with the selected ratio of height to diameter (H/D=2), the main dimension and number of fermentation tanks and seed tanks were calculated. The heat transfer area of fermentation tank ,stirrer shaft power and ventilation were also given. Finally, based on the calculated data, process flow diagram , three views of the main equipment and were drawn with CAD.
Key words：L-lactic acid, Fermentation, Process design
目录
摘要_____________________________________________________ I Abstract ___________________________________________________ II 1.文献综述 __________________________________________________ 1
1.1 L-乳酸的理化性质______________________________________ 1
1.1.1 L-乳酸的物理性质 _________________________________ 1
1.1.2 L-乳酸的化学性质 _________________________________ 2
1.2国内外L-乳酸的应用 ___________________________________ 2
1.2.1 L-乳酸在食品行业中的应用_________________________ 2
1.2.2 L-乳酸在医药行业中的应用 ________________________ 3
1.2.3 L-乳酸在轻工、化工行业的应用 ____________________ 3
1.2.4 L-乳酸在农业上的应用 ____________________________ 4
1.2.5 L-乳酸在烟草行业的应用 __________________________ 4
1.2.6 L-乳酸在皮革制作行业的应用 ______________________ 4
1.2.7 L-乳酸在纺织行业的应用 __________________________ 4
1.2.8 L-乳酸的聚合物作为可生物降解塑料的应用 __________ 4
1.2.9 L-乳酸衍生物的应用______________________________ 5
1.3国内外的生产和消费状况________________________________ 5
2.生产工艺的概述 ____________________________________________ 7
2.1菌种概述_____________________________________________ 7
2.1.1米根霉发酵的特点及目前的研究状况_________________ 7
2.1.2乳酸菌菌属 _______________________________________ 7
2.2 发酵L-乳酸的原料____________________________________ 10
2.2.1发酵L-乳酸时所需的碳源及新型碳源的概括 __________ 10
2.2.2新型氮源的概括 __________________________________ 12
2.3生产L-乳酸的三种方法 ________________________________ 13
2.3.1.发酵法 __________________________________________ 13
2.3.2.合成法 ________________________________________ 13
2.3.3.酶化法 __________________________________________ 14
2.4 1L-乳酸的发酵方法____________________________________ 14
2.4.1传统L-乳酸的发酵方法____________________________ 14
2.4.2 L-乳酸发酵的新工艺 ______________________________ 15
2.5 设计的目地 __________________________________________ 15
2.6生产流程简述_________________________________________ 16
2.6.1 L-乳酸的生产工艺流程图__________________________ 17
2.7乳酸提取工艺的研究___________________________________ 17
2.7.1钙盐法 __________________________________________ 17
2.7.2 萃取法_________________________________________ 18
2.7.3 吸附法_________________________________________ 19
2.7.4 膜法___________________________________________ 19
2.8乳酸的精制__________________________________________ 20
3.原材料及产品的主要技术规 _________________________________ 21
3.1 菌种的选择 __________________________________________ 21
3.2 发酵原料的选择 ______________________________________ 21
3.2.1种子培养基______________________________________ 21
3.2.2发酵培养基 ______________________________________ 21
3.3设计依据 ____________________________________________ 21
3.4设计范围 ____________________________________________ 22
3.5 工艺技术指标及基础数据 ______________________________ 22
4.工艺计算 _________________________________________________ 24
4.1物料衡算 ____________________________________________ 24
4.1.1 发酵罐_________________________________________ 24
4.2 热量衡算 ____________________________________________ 26
4.2.1发酵罐的热量衡算________________________________ 26
4.2.2种子罐的热量衡算________________________________ 28
5.主要设备的计算 ___________________________________________ 32
5.1 发酵罐的设计_________________________________________ 32
5.1.1发酵罐的尺寸设计 ________________________________ 32
5.1.2 发酵罐搅拌器轴功率计算__________________________ 33
5.2 种子罐的计算 ________________________________________ 34
5.2.1种子罐的尺寸计算________________________________ 34
5.2.2 种子罐轴功率计算________________________________ 35
5.3 发酵液的贮罐计算 ____________________________________ 35
5.4 配料罐的计算 ________________________________________ 35
5.4.1 发酵罐配料罐____________________________________ 35
5.4.2 种子罐配料罐____________________________________ 35
5.1设备选型表格___________________________________________ 36
6.小结 _____________________________________________________ 38 参考文献__________________________________________________ 39
致谢______________________________________________________ 41
8000吨/年L-乳酸发酵工段工艺设计
1文献综述
1.1 L-乳酸的理化性质
1.1.1 L-乳酸的物理性质
乳酸(Lactic Acid)，学名为α-羟基丙酸(α-Hydroxy-Propanoic-Acid)，分子式为C 3H 6O 3，结构式为CH 3CHOHCOOH ，相对分子质量90.08，是一种常见的天然有机酸。乳酸分子内含有一个不对称碳原子，具有光学异构现象，有D 型和L 型两种构型，其中L-乳酸为右旋，D-乳酸为左旋，其结构式见图1。当L-乳酸和D-乳酸等比例混合时，即成为外消旋的DL-乳酸。不同分子构型的乳酸有不同的理化性质，如表1所示[2]。纯净的无水乳酸是白色结晶体，熔点为16.8℃，沸点为122℃(2kPa)，相对密度为 1.249。乳酸通常是乳酸和乳酰乳酸的混合物，为无色透明或浅黄色糖浆状的粘稠液，几乎无臭或微带有脂肪酸臭，味酸易与水、乙醇、乙醚、丙二醇、甘油混溶，几乎不溶于氯仿、石油醚、二硫化碳和苯。浓度达到60％以上的乳酸具有很强的吸湿性。L-乳酸纯品为无色液体，工业品为无色到浅黄色液体。无气味，具有吸湿性。相对密度 1.2060(25/4℃)。熔点18℃。沸点122℃（2kPa)。折射率nD(20℃)1.4392。能与水、乙醇、甘油混溶，不溶于氯仿、二硫化碳和石油醚。在常压下加热分解，浓缩至50%时，部分变成乳酸酐，因此产品中常含有10%～15%的乳酸酐。
图1.1 乳酸的结构式
Figure 1.1 Structure of lactic acid
HO O H 3
C
H
D(-)-乳酸
H
L(+)-乳酸
H
O H
OH
H
表1.1 ：乳酸的理化性质
Table 1.1：Physical and chemical properties of lactic acid
构型熔点/℃比旋光度[α]D20解离常数（25℃）熔化热/（KJ/mol）
L D LD 25-26
25-26
18
﹢3.3°
﹢3.3°
1.37×10-4
1.37×10-4
1.37×10-4
16.87
16.87
11.35
1.1.2 L-乳酸的化学性质
乳酸分子中既带羟基又带羧基，是自然界中存在的最广泛的一种羟基羧酸，也是最简单的一种羟酸，同时乳酸具有自动酯能力，可以参与氧化、还原、缩合、酯化等反应，从而制备多种乳酸衍生物。
1.2国内外L-乳酸的应用
乳酸，Lactic Acid，又名α-羟基丙酸。乳酸是世界上公认的三大有机酸之一。其分子中有一个不对称的碳原子，所以有两种旋光异构体，即L-乳酸和D-乳酸。乳酸广泛存在于自然界中，如在血液、酸奶、泡菜、奶酪、及啤酒中都有发现。乳酸用途很广，主要用于食品、医药、化工、轻工等行业。
1.2.1 L-乳酸在食品行业中的应用
由于L-乳酸对人体无毒无副作用，而且易吸收，可直接参与体内代谢,酸性柔和且稳定，有助于食品的风味，作为酸味剂、乳化剂、杀菌剂、保鲜剂,pH调节剂、啤酒、糕点等广泛的应用于食品行业。与柠檬酸、苹果酸等食用酸相比具有很强竟争力。在美国，乳酸用于软饮料方面很大程度取代了柠檬酸、磷酸等；在啤酒制造上，美国禁止使用磷酸调节声，而全部改用乳酸。朱蓓薇等用保加利亚乳酸杆菌与嗜热链球菌混合发酵板栗水解液，证明了用板栗水解液可以生产乳酸发酵饮料，用加工其它板栗产品时剩下的不成型小块、碎块等下脚料为综合利用板栗资源开发出一条新途径。乳酸制品的衍生物的研究也纷多繁杂，比如：海带发酵乳酸饮料，红薯酸奶加工，猕猴桃汁乳酸发酵，南瓜汁乳酸发酵饮料，葡萄酒苹果酸–乳酸发酵
等纷纷进入研究。乳酸菌发酵肉圆可以制得口感好，更营养，保质期长的食品。乳酸还可以应用于发酵香椿芽，改善传统发酵的高盐分对风味的影响。
1.2.2 L-乳酸在医药行业中的应用
医药行业的应用L-乳酸可直接配置成药物或制成乳酸盐使用，由于乳酸对人和畜无害，而且有很强的杀菌作用，因而，乳酸可直接用作室内外环境、饮食、手术室、病房、实验室、车间等场所的消毒剂。L-乳酸、L-乳酸钠与葡萄糖、氨基酸等复合配置成输液，可治疗酸中毒及高钾血症L-乳酸亚铁、L-乳酸钙、L-乳酸锌是补充金属元素的良好药品。聚L-乳酸属于无毒的高分子化合物，具有生物相容性,在人体内能被分解成L-乳酸，为人体代谢，不引起变态反应，因此广泛用于生产缓释胶囊制剂，这样可使血液循环中药物浓度相对降低，大大提高疗效，降低副作用。用于治疗癌症药物方面已取得可喜进展。由L-乳酸制成的生物降解纤维可用来制成手术缝合线，它随伤口愈合而被机体分解吸收，不需拆线，这特别适合人体深部组织的缝合，减少病人痛苦和提前康复。另外，还用它作为生物值片，以修复骨折或其他机体损伤，绷带、人造骨骼及药物释放等生物医用材料。L-乳酸作为可生物降解医用材料，人类对医用高分子材料的需求日益增大，特别是用于人体内的高分子材料要求较高，需具有良好的物理化学性能，还要求与人体组织有良好的相溶性，有相当的机械强度及耐久性，可经受各种消毒处理及良好的加工性能，无毒副作用等。聚乳酸材料具备了这样的条件，因此正在开发应用于生物医学领域如手术缝合线、骨科固定、组织修复材料、医用外套、个人卫生用品及药物控制释放体系等。
1.2.3 L-乳酸在轻工、化工行业的应用
在轻工、化工行业的应用可作为纺织品的助染料剂，在电子、航空和航天及半导体工业中作为精细金属清洁剂。在化妆品和清洁卫生用品方面可作为添加剂。在卷烟工业中，可用乳酸除去烟草中杂质，清除辛辣味，改善口味，提高烟草档次。聚乳酸可以加工成无纺布、纺织纤维等生态纤维材料。
1.2.4 L-乳酸在农业上的应用
由发酵获得的阻乳酸氨溶液，可直接作为青贮料添加剂，应用于农业饲料。另外L一乳酸还可以作为植物生长活力剂，水产用生菌剂等应用于农、渔业上,具有十分诱人的的开发前景。聚L一乳酸或与其它材料共聚制成的生物降解塑料还可用于生产缓释农药，优点在于延长农药使用时间，对农作物和土壤无毒害作用，提高农药使用效率，国际上正在大力推广应用。1993年，美国阿尔贡国立实验室已将聚乳酸用于制造能在土壤中完全分解的农用薄膜，现正在推广之中。由于德、意、奥、美等国相继制定法规限制非降解塑料的应用，因此制造可分解塑料是人们非常关注的间题。
1.2.5 L-乳酸在烟草行业的应用
在烟草中加入适量L－乳酸可提高烟草的品质，并能很好的保持烟草的湿度。
1.2.6 L-乳酸在皮革制作行业的应用
把L－乳酸作为皮革加工的鞣顺剂，可使皮革柔软细腻，从而提高皮革的品质。
1.2.7 L-乳酸在纺织行业的应用
通过L-乳酸处理过的纤维织物，易着色，增加光泽和触感柔软、舒适。
1.2.8 L-乳酸的聚合物作为可生物降解塑料的应用
生物工程材料聚L-乳酸是以L-乳酸为原料合成的高分子材料，无毒，具有良好的生物相溶性，可生物降解吸收，强度高，可塑性加工成型。它易被自然界中的各种微生物或动植物体内的酶分解代替，最终形成二氧化碳和水，不污染环境。因而被认为是最有前途的可生物降解高分子材料。可生物降解塑料为解决塑料废弃物对环境造成污染问题，可生物降解塑料已经在许多国家开始研究与应用。聚乳酸塑料可用作生产农用薄膜、食品包装袋、保鲜膜、餐盒、塑料容器等。此外聚乳酸有望在不久的将来代替PVC、PP等各种不可降解的塑料，以消除“白色污染”所造成的环境危机。产品购物袋、食品容器、吸管、包装膜等可生物降解的包装材料。
1.2.9 L-乳酸衍生物的应用
表1.2 L-乳酸及其衍生物的应用
Table 1.2 Application of L-lactic acid and its derivative 名称用途
L-乳酸
L-乳酸钙
L-乳酸亚铁
L-乳酸钾
L-乳酸钠
硬脂酰乳酸钙
硬脂酰乳酸钠
脂肪酸乳酸酯
甘油混合酯
脂肪酸甘油乳酰酯
L-乳酸酯
酸味剂、防腐剂、啤酒PH调节剂、杀菌剂、保鲜剂
风味增强剂、固化剂膨松剂、营养补充剂、稳定剂、增稠剂
营养补充剂、婴儿配制食品
风味增强剂、调味剂、保湿剂、PH控制剂
调味剂、保湿剂、乳化剂、防腐剂、防冻剂
面团增强剂、蛋制品起泡剂
乳化剂、稳定剂、组织柔软剂
乳化剂、增塑剂、表面活性剂
乳化剂、增塑剂、表面活性剂
乳化剂、增塑剂、表面活性剂
溶剂、香料
1.3国内外的生产和消费状况
国外的生产状况
目前世界上乳酸的主要生产地区为美国、西欧和日本等，近80%的生产厂家采用发酵法进行生产。发酵法的原料，荷兰一般用甜菜糖，美国用玉米淀粉，巴西用蔗糖。
世界最大的乳酸生产企业是荷兰的PURAO公司，总公司在荷兰，美国、巴西设有分公司，全部采用发酵法生产。
美国有ADM和STERING两家乳酸生产企业。在美国，约有60%的乳酸应用于食品工业，其中有26%乳酸直接用于食品行业，其他的应用于制备乳酸盐和乳酸酯类以及医药行业。美国对乳酸的利用已经处于世界先进水平，聚乳酸已经开始大规模推向市场。
西欧的PURAO公司，分别在荷兰和西班牙建设生产装置，均采用发酵法生产，
西欧的乳酸的70%用于食品行业。
日本乳酸生产企业有日本武藏化学公司和日本大赛化学公司两家。日本乳酸的消费结构为：60%是食品行业，30%用于工业，余下的10%用于医药和化妆品。
国内的生产状况
我国的乳酸工业始建于20世纪40年代，起步发展于20世纪80年代中期到90年代初期，目前，我国正常生产乳酸的厂家有20余家，总生产能力约为2万t/a。
我国乳酸生产和国外先进水平差距很大，乳酸生产规模小，发酵罐仅仅30吨/台到60吨/台，产酸率低；产品仍以DL-乳酸为主，占80%，产品色度质量不高；另外在后提取方面更有较大差距，总体来说，成本很高。
我国乳酸的最大应用领域是香料和香精行业，其用量占乳酸总消费量的40%，主要用于生产乳酸乙酯应用于调制各类酒。目前全国约有25%的啤酒生产厂在使用乳酸。
2.生产工艺的概述
2.1菌种概述
2.1.1米根霉发酵的特点及目前的研究状况
米根霉能生成淀粉酶和糖化酶，他能直接利用糖，也可以利用淀粉或淀粉质原料直接生成L-乳酸，根霉所产的乳酸光学纯度好，但是产酸量低，需氧，耗能高。米根霉发酵产生乳酸，但同时伴随乙酸、富马酸、琥珀酸、苹果酸、乙酸等其他产物的产生，它们之间的比例随着菌种和工艺不同而异。
1996年Longacre等通过分析米根霉葡萄糖代谢流分析，将乳酸的产率提高到75%～86%。Zhou 等采用米根霉ATCC52311优化发酵葡萄糖生产L-乳酸工艺研究，使乳酸生产率达88%但是米根霉发酵时间长，需氧耗能高，副产物多，包括乙酸、富马酸、苹果酸、苹酰乙酸对L- 乳酸纯化提取带来难度。通过基因工程技术改变米根霉代谢流，修饰、扩展和构建代谢途径，改变内代谢通量的分配，使米根霉在一定条件下生成更多的乳酸。白冬梅等通过代谢通量分析优化米根霉R1021发酵生产D(+)-乳酸过程,最大理论L-乳酸产率达98.2％。另外，可以利用DNA重组技术构建工程菌，Hakki等利用乳酸链球菌，L-乳酸脱氡酶基因ldhL的DNA 序列设计引物，采用RT-PCR扩增米根霉ldhL片段，构建米根霉菌基因工程菌。根霉有乙醇发酵的酶，以至霉菌在短期缺氧状态下可以生长。在氧气限制条件下，一个仅表达5％野生型乙醇脱氢酶活力的突变子被分离。
2.1.2乳酸菌菌属
乳酸细菌不能直接发酵淀粉，必须经过糖化过程，转变为糖质原料才能发酵。乳酸细菌属于化能异性微生物除了碳源作为主要原料外，乳酸细菌的生长和发酵还需要复杂的外来营养，必须提供各类氨基酸、维生素、核酸等因子。发酵原理如下图2-1所示。
乳酸菌产酸量高，厌氧，好能低，但是产物含有部分D-乳酸。乳酸链球菌
(Lactococcus)的优势是只产生L-乳酸。Jeonga 等分离筛选到一株乳酸链球菌，控制pH6.0条件下，32℃发酵，葡萄糖浓度为 60g/L ，乳酸对葡萄糖的转化率为90.2%。而对乳酸链球菌ldhL 基因的Lac 操纵子的拷贝数增加的结果仅仅导致乳酸产量的些微增加。乳杆菌以其产酸量高、产酸快的优势，成为广大研究者关注的热点。
图2-1 乳酸菌发酵代谢途径
Figure 2-1 lactic acid fermentation metabolic pathway
乳杆菌包括同型乳酸发酵和异型乳酸发酵两种类型，异型乳酸发酵乳杆菌产生L-乳酸光学纯度高，但是产量低，同时伴随大量副产物产生(如乙酸、乙醇、丁酸等)。同型乳酸发酵乳杆菌产量高，但是同时产生两种同分异构体构型，从外消旋乳酸混合物中分离纯化L-乳酸成本太高，可能只能依靠昂贵的色谱技术。最理想的是筛选只产L-乳酸的菌株或者以遗传技术改良菌株。因此，近年来，研究人员在通过基因
乙酰CoA
乙酸 TCA 环
葡萄糖 丙酮酸 乳酸 乙酰 苹果酸 草酰乙酸 乙醇 琥珀酸 丙 酸
③① ② ④ ⑤
①丙酮酸脱氢酶 ②丙酮酸羧化酶 ③乳酸脱氢酶 ④丙酮酸脱氢酶复合体 ⑤乙酰CoA 合成酶 EMP
工程和代谢工程改良乳杆菌提高L-乳酸产量和光学纯度方面做了大量研究。Ferain 等采用增加基因拷贝数使编码L-乳酸脱氢酶基因在植物乳杆菌L.plantanum中过量表达，L-乳酸脱氢酶活性提高了13倍。但是，对L-乳酸或总乳酸产量几乎无影响。以德氏乳杆菌为出发菌株，采用类似青霉素浓缩营养缺陷型的经典育种方法改变培养条件使D-乳酸脱氢酶灭活，获得D-乳酸脱氢酶缺陷型ATCC55163，产100％L-乳酸以乳清渗透液为原料发酵20h，乳酸浓度达77.8g/L，产率1.11g/L·h。Lapierre 采用基因缺失方法使ldhD基因中8-bp缺失，获得一株L.johusonii ldhD基因灭活突变株，突变子完全失去D-乳酸脱氢酶活性，L-乳酸脱氢酶活性保留下来，L- 乳酸产量也有些微增加。Nikkila等采用L.helveticusldhD用根霉生产L-乳酸与乳酸菌相比，根霉对糖转化率低,其理论值为75%，而使用乳酸菌时，糖的转化率理论值可达100%，在实际生产中都能在90%以上。(L-乳酸脱氢酶)基因灭活策略，通过基因替换的方法，构建两株稳定ldhD基因灭活乳杆菌(lact-helveticus)。其中一株通过启动子区域内部缺失阻止ldhD 基因转录构建，另一株用ldhL基因代替ldhD基因构建，两株构建菌株L-乳酸脱氢酶活性分别提高了53%和93%且只生产L-乳酸,L-乳酸产量增加一倍，与野生型总产酸量相等。
Niju等人采用NTG诱L.rhamnosusMTCC1408菌株，分离到一株只生产L-乳酸的adh突变株，且乳酸产量增加了6.6%在研究如何提高L-乳酸产量和光学纯度的同时，对乳杆菌适于发酵生产工艺方面也做了大量研究。2002年,Zhang等采用基因组(genome-shuffling)方法获得一株耐受低pH的突变菌株，此菌株可在pH3.8条件下发酵，在此条件下，乳酸以游离形式在可以直接用有机溶剂将乳酸从发酵液中萃取出来，从而降低了产品的纯化成本。2007年，Wang等采用基因组改组技术对干酪乳杆菌进行提高耐酸性和L-乳酸生产速率的研究,获得一株能够在pH3.6条件下生长的突变株,在pH3.8条件下，L-乳酸产量提高了3.1倍；在CaCO3中和pH条件下，L-乳酸的生产速率达到5.77g/L·h，比原始菌株提高了26.5% ± 1.5%。
2.2 发酵L-乳酸的原料
2.2.1发酵L-乳酸时所需的碳源及新型碳源的概括
一般用于发酵生产Ｌ-乳酸的碳源葡萄糖、蔗糖、乳糖、麦芽糖、甘露糖、木糖和半乳糖均可以作为碳源发酵生产Ｌ-乳酸。利用那些高纯度糖发酵生产乳酸可以获得高纯度产物，而且有利于节省后提取成本。然而，Ｌ-乳酸的市场流通价格低廉，以高纯度糖发酵生产Ｌ-乳酸显然是不经济的。这些原料激励了现代技术如超滤、电渗析的发展。
目前研究比较集中的新型碳源主要有:淀粉质原料、糖蜜、乳清、纤维质原料及多种回收利用资源、工农业副产物和生活垃圾等资源。
(1)酒糟就是一种常见的纤维质材料，且来源丰富,仅巴西每年就有190万吨酒糟产生于酿造业。酒糟经化学法和酶法综合处理后，获得了富含葡萄糖的水解液，并作为碳源成功地应用于乳酸生产中。
(2)葡萄糖和酶法综合处理后，获得了富含葡萄糖的水解液，采用同步糖化发酵工艺直接利用纸浆废水，先将纸浆废水酶解处理，再作为碳源用于Ｌ-乳酸的发酵生产，其优越性在于：低木质素含量和细微的颗粒形式有利于酶制剂的高效降解；高蛋白含量可以节省添加的氮源；来源广，成本低；对其进行回收利用有利于保护环境，特别是保护水源。
(3)羊草（黍黄灯笼）青贮饲料也可以用于发酵乳酸。
(4)苹果渣也被看作是乳酸发酵生产的潜在碳源。2003年,西班牙的苹果酒制造工业产出了超过2万吨苹果渣，每年全世界产生的苹果渣有几百万吨。Beatriz等通过研究发现，每100kg干苹果渣经过处理，并经LactobcillusrhamnosusCECT-288发酵可生成46.5Kg乳酸，同时还可以产出13.4Kg寡聚糖和8.2Kg微生物体。
(5)米糠作为一种农业废弃物，广泛存在于世界各地，日本农林渔业部宣称：仅2002年，日本的米糠产出量就高达90万吨。Min-TianTao等通过采用酸解处理米糠
的方式取代以往的酶解处理方式不仅降低了原材料处理成本而且显著提高了产酸速率。
(6)大豆是一种在中国各地区广泛种植的农作物，大豆叶茎作为大豆种植的主要副产物产量巨大。2000年中国大豆叶茎的产出量为2500万吨。Xu等报道了利用大豆叶茎酶解物作为碳源发酵生产乳酸的研究。利用两株Ｌ-乳酸产生菌株混合培养的方式，将乳酸转化率提高到71%。
(7)上世纪大量植物藤被焚烧,不仅生成了大量温室气体破坏了环境，而且对资源是一种严重的浪费。地球陆地表面藤本植物生长丰富，仅西班牙的加西亚省每年就可产出约6.5万吨的植物藤。充分利用这些资源具有深远的环保意义。Bustos等成功利用植物藤酸解液实现了L-乳酸的连续发酵生产。
(8)来源于食品工业和厨房垃圾的有机废料也含有丰富的碳源，且年产出量惊人。以日本为例：仅2000年，这类有机废料的年产量高达1940万吨。因此开发利用这类资源用于产品的生产意义重大。
(9)源丰富的农业废弃物木薯渣，经液化糖化处理后作为碳源也表现出优良的乳酸生产潜力。
(10)Rojan等以甘蔗渣为支撑物，酶法处理后的木薯渣为碳源：采用固态发酵法，经LactobacillusdelbrueckiiNCIM2025发酵生产乳酸。发酵参数优化后的数据显示，99%的总糖被转化成乳酸。这一成果为开发利用廉价的农业废弃物发酵生产Ｌ-乳酸提供了一个环境友好型的实施方法。
(11)糖蜜是制糖业的主要副产物，因其富含蔗糖，可以被多种Ｌ-乳酸生产菌株直接代谢发酵产生乳酸。Sule通过考察米根霉以甜菜糖蜜为碳源发酵产乳酸的情况发现，甜菜糖蜜不经处理可直接用于L-乳酸发酵，不需要额外添加其他营养成分。而经巴氏消毒处理过的甜菜糖蜜，产酸能力并不理想。若处理后的甜菜糖蜜添加10ｇ/Ｌ的酵母膏，仍然可以达到较理想的产酸水平，乳酸终浓度比不添加酵母膏时可
以高出约23%。
(12)乳清是乳制品加工行业的主要副产物。由于乳制品加工行业的兴旺，每年都产生大量的乳清，如美国2005年乳清产量就高达3500亿加仑(约13亿立方米)。这些乳清或被当作垃圾处理掉，或被用作肥料和动物饲料。乳清中含有4.5%～5%的乳糖，0.6%～0.8%的可溶性蛋白，0.4%～0.5%(ｗ/ｖ)的脂类物质，以及多种矿物质盐。因此利用可代谢乳糖的菌种发酵乳清生产乳酸具有广阔的应用前景。Abolghasem等研究证实Bifidobacterium，LongumNCFB2259可以以乳清为碳源发酵生产乳酸。ANTTI等进一步探索了利用乳清发酵生产乳酸的工艺。通过添加具有蛋白水解性能的微生物(如BacillusmegateriumCCM2037)对乳清进行预处理，可以丰富乳清中的氨基酸含量降低蛋白含量，从而有利于乳酸生产菌株对乳清的利用，同时也可以减少含蛋白丰富的氮源的添加降低成本。
2.2.2新型氮源的概括
根霉属Ｌ-乳酸生产菌株，因其自身具有较完善的维生素和蛋白质的合成能力，外加氮源的要求不高，多数根霉属Ｌ-乳酸发酵生产中添加一定量的无机氮源即可满足菌体生长的需要。然而乳酸细菌则对氮源的要求比较苛刻。大部分乳酸细菌需要补充维生素和蛋白等外加营养物质。各种氮源中,酵母膏表现出了最有效的营养补充功能，但昂贵的价格限制了它在工业生产中的应用。另外酵母膏和蛋白胨等氮源的添加也促进了发酵过程中多种杂酸的生成，增加了后提取工艺的成本。KiBeom Lee 研究不同配比的玉米浆与酵母膏作为氮源对乳酸发酵的影响，结果显示玉米浆替代部分酵母膏作为氮源可以达到同样的产酸水平，且氮源成本有所降低。
(1)鱼类废弃物水解液和回收的菌体起到了与玉米浆类似的作用，而且用这两种氮源替代酵母膏都有助于提高发酵液的洁净度。
(2)Altaf等首度报道了利用红豆粉和酵母菌体作为氮源进行乳酸的发酵生产。Aicha等通过(NH4)2SO4、胰化大豆、尿素、蛋白胨及干酪素水解液5种廉价氮源与
维生素组合的方式实现了在未明显降低产量的条件下替代酵母膏，从而降低了氮源的费用。
2.3生产L-乳酸的三种方法
2.3.1.发酵法
发酵法的主要途径是糖在乳酸菌作用下，调节pH 值5左右，保持大约50或60dm ；发酵三到五天得粗乳酸。发酵法的原料一般是玉米、大米、甘薯等淀粉质原料，以苜蓿、纤维素等作原料，乳酸发酵阶段能够产酸的乳酸菌很多，但产酸质量较高的却不多，主要是根霉菌和乳酸杆菌等菌系。不同菌系其发酵途径不同，可分同型发酵和异型发酵，实际由于存在微生物其它生理活动，可能不是单纯某一种发酵途径。发酵法分同型发酵和异型发酵。
2.3.2.合成法
(1) 乳腈法：乳腈法是将乙醛和冷的氢氰酸连续送入反应器生成乳腈（或直接用乳腈作原料），用泵将乳腈打入水解釜，注入硫酸和水，使乳腈水解得到粗乳酸。然后再将粗乳酸送人酯化釜，加入乙醇酯化，经精馏、浓缩、分解得精乳酸。美国斯特林化学公司及日本的武藏野化学公司均采用此法合成乳酸。 具体的公式如下图2-2所示：
图2.2：乳腈法生产L-乳酸的流程图
Figure 2.2: Flow chart of Milk produced L-lactic acid nitrile
乳腈法只能生产外消旋体乳酸，且其原料氢氰酸的剧毒性大大的限制了生产和发展。
CH 3CH(OH)CNN CH 3CH(OH)COOC 2H 5+H 2O CH 3CH(OH)CNN CH 3CH(OH)CNN
H 2SO 4
H O
H 2O
HCN
C 2H 5OH
CH 3
CH(OH)COOC 2
H
5
+H 2
O H 2O
作业答案 绪论 1.5 采用两阶段设计，即初步设计和施工图设计。 1.7 一个工程项目的设计，按照我国传统的设计体制，一般可分为设计的前期工作、设计的中期工作和设计的后期工作。而设计的前期工作又包括编制项目建议书、可行性研究报告、厂址选择报告和设计任务书等项工作。 1.10 简述工程设计的基本程序。 一个工程项目从计划建设到交付生产一般要经历以下基本工作程序： 提出项目建议书→批准立项→进行可行性研究→审查及批准→编制设计任务书→初步设计（选择建设地点、进行勘察）→初步设计中审→施工图设计（进行建设准备）→组织工程施工→试车（进行生产准备）→竣工验收和交付生产 1.设计前期工作阶段：提出项目建议书→编制设计任务书 2.设计中期工作阶段：初步设计→施工图设计（有一些大型项目，在中间还需有扩大初步设计） 3.设计后期工作阶段：组织工程施工→交付生产 第二章 2.2设计前期应做哪些工作？ （同上） 2.3 项目建议书包括哪些内容？ ①项目名称、项目建设目的和意义，即项目建设的背景和依据，投资的必要性和经济意义； ②产品需求的初步预测；③产品方案及拟建生产规模； ④工艺技术方案(原料路线、生产方法和技术来源)； ⑤资源、主要原材料、燃料和动力供应；
⑥建厂条件和建设厂址初步方案 ⑦辅助设施及公用工程方案； ⑧工厂组织和劳动定员估算；⑨项目实施规划设想；⑩项目投资估算和资金来源及筹措设想；⑾环境保护； ⑿经济效益和社会效益的初步估算。⒀结论与建议2.7 可行性研究包括哪些内容？ （1）总论 （2）需求预测 （3）产品方案及生产规模 （4）工艺技术方案 （5）原材料、燃料及公用系统的供应 （6）建厂条件及厂址选择布局方案 （7）公用工程和辅助设施方案 （8）环境保护 （9）职业安全卫生和劳动保护 （10）消防 （11）节能 （12）工厂组织和劳动定员 （13）药品生产管理规范(GMP)实施规划的建议 （14）项目实施规划 （15）投资估算和资金筹措 （16）社会及经济效果评价 （17）评价结论 2.8 设计任务书编制工作的任务是什么？
年产3000 吨丙烯氰合成工段换热器工艺设计
目录 一、设计说明 (3) 1.1 概述 (3) 1.2丙烯腈生产技术的发展概况 (3) 1.2.1国外的发展情况 (3) 1.2.2国内的发展情况 (4) 1.3 世界X围内产品的生产厂家、产量 (6) 1.4世界X围内生产该产品的所有工艺及其分析 (7) 1.4.1环氧乙烷法 (7) 1.4.2 乙炔法 (7) 1.4.3丙烯氨氧化法 (7) 1.5设计任务 (8) 二、生产方案 (8) 2.1 工艺技术方案及原理 (8) 2.2 主要设备方案 (9) 2.2.1催化设备 (9) 2.2.2控制系统 (10) 三、物料衡算和热量衡算 (10) 3.1 生产工艺及物料流程 (10) 3.2 小时生产能力 (14) 3.3 物料衡算和热量衡算 (14) 3.3.1反应器的物料衡算和热量衡算 (14) 3.3.2废热锅炉的热量衡算 (17) 3.3.3空气饱和塔物料衡算和热量衡算 (18) 3.3.4 氨中和塔物料衡算和热量衡算 (21) 3.3.5换热器物料衡算和热量衡算 (27) 3.3.6丙烯蒸发器热量衡算 (32) 3.3.7丙烯过热器热量衡算 (33) 3.3.8氨蒸发器热量衡算 (33) 3.3.9气氨过热器 (34) 3.3.10 混合器 (34) 3.3.11 空气加热器的热量衡算 (35) 3.3.12吸收水第一冷却器 (36) 3.3.13 吸收水第二冷却器 (36) 四、主要设备的工艺计算 (37) 4.1 空气饱和塔 (37) 4.2 水吸收塔 (40) 4.3 合成反应器 (43) 4.4 废热锅炉 (45) 五、环境保护要求 (46) 5.1丙烯腈生产中的废水和废气及废渣的处理 (46) 六、参考文献 (50) 1设计说明
天津工业大学 环境与化学工程学院 2016届制药工程课程设计 题目:年产36吨尼克地尔原料药车间工艺设计 报告人：____ ______________ 班级：___ ___________ 学号：___ ___________ 指导老师：____ ___________ 实习时间：____ __
目录 第一章产品介绍 (1) 第二章生产工艺说明 (2) 第三章生产周期 (5) 第四章物料衡算 (6) 第五章设备选型 (10) 附件：设备流程图、车间布置图
第一章产品介绍 1.3产品名称及生产规模 产品名称：尼可地尔 英文名称：Nicorandil 化学名：N-(2-羟乙基)烟酰胺硝酸酯 生产规模：36t/a 1.2产品规格 物理性状：针状 熔沸点：熔点92~93℃ 分子式：C8H9N3O4 结构式： 分子量：211.17 1.3产品的重要价值 尼可地尔，又叫做烟浪丁，是一种硝酸酯类物质，可用于治疗缺血性心脏疾病。与硝酸甘油作用相似，但又有所不同。尼可地尔在细胞膜和线粒体水平选择性激活K+-ATP通道，促使冠状动脉和外周血管扩张，随后还原前、后负荷。而且该药物主要主要舒张小动脉，增开心肌及血管平滑肌细胞膜的钾通道，并且不具有耐药性。
第二章 生产工艺说明 2.1产品合成方法 合成本产品所需原料有烟酸、乙醇胺、无水乙醇、碳酸氢钠、发烟硝酸、乙醚、氯化亚砜、氯仿、碳酸钾、无水硫酸镁、乙醇依次经历硝化反应、酰化反应和精制这三个步骤。 产品生产主要反应如下： 1.硝化反应： NH 2CH 2CH 2 OH NH 2CH 2CH 2ONO 2·HNO 3 2.缩合反应 NH 2CH 2CH 2ONO 2·HNO 3+ 2.2生产工艺流程概述 1.硝化反应 将发烟硝酸通过计量罐置于带有夹套的反应釜中，通冷盐水冷却至-8℃搅拌，缓慢滴加氨基乙醇，滴加完毕，于0℃继续搅拌1 h,减压蒸除过量硝酸，将剩余物倾入冷乙醚中，析出白色沉淀，抽滤至干，得产品 2.合成烟酰氯盐酸盐反应 将烟酸、氯化亚砜加入反应釜中，回流2h 。减压蒸馏除去过量氯化亚砜，干燥,得产品粗品。 HNO 3
《发酵工厂设计》课程教学大纲 课程编码：13032 课程名称：发酵工厂设计 课程英文名称：Process design in fermentation factory 先修课程：发酵设备、生化工程、发 酵工程、化工原理、物理 化学、材料力学、结构力 学、电子电工学等 适用专业：生物工程 总学时：40 讲课学时30 实验学时10实习学时0总学分：2.5 一、课程性质和任务： 该门课程为工科实践课，通过该课程的学习，使得学生了解工厂工艺设计过程，了解如何将所学知识集成在一起来完成一项工程设计工作。 二、教学目标及要求： 1、通过该课程使学生了解发酵工厂工程设计的流程和工艺设计的全过程； 2、料解工艺设计专业在工艺设计中的重要性及其与辅助工程设计之间的关系； 3、学习工艺计算中基本的计算方法：物料衡算及热量衡算； 4、学习设备、管道的选型及计算、设计； 5、学习工程图纸绘制方法和表达规范； 三、实验内容与学时分配： 绪论（1学时） 本章的重点和难点：工厂设计在国民经济中的地位和意义、生产工艺设计在总体设计中的重要性、工厂设计工作原则（1学时了解） 第一章基本建设程序（1学时） 本章的重点和难点：基本建设程序、项目建议书、可行性研究的任务、意义和深度第一节概述（1学时理解） 一、规定基本建设程序的必要性 二、基本建设程序内容 第二节项目建议书 一、项目建议书的任务和意义 二、项目建议书的主要内容 第三节可行性研究 一、可行性研究的任务和意义 三、可行性研究深度和审批程序 第四节设计任务书 一、设计任务书的内容 第五节初步设计阶段 二、初步设计阶段的内容
四、初步设计阶段的深度 第六节施工图设计阶段 一、施工图阶段的内容 三、施工图阶段的深度 第二章厂址选择（1学时） 本章的重点和难点：厂址选择的重要性和选择原则 第一节厂址选择的重要性和原则（1学时理解） 一、厂址选择的重要性 二、厂址选择的一般原则 第三章工厂总平面设计（1学时） 本章的重点和难点：总平面设计的内容、原则和步骤、工厂组成与厂区的划分 第一节总平面设计的内容、原则和步骤（1学时理解） 一、总平面设计的基本内容 二、总平面设计的原则和要求 三、总平面设计的步骤 第二节发酵工厂总平面布置的形式 一、工厂组成与厂区的划分 二、建、构筑物的布置位置 第四章工艺流程设计（2学时） 本章的重点和难点：工艺流程设计的重要性、生产方法的选择和工艺流程的设计原则第一节概述（2学时理解） 第二节生产方法的选择和工艺流程的设计原则 一、生产方法的选择 二、工艺流程的设计原则 第三节工艺流程的设计步骤 第五章工艺计算（10学时） 本章的重点和难点：物料衡算和能量衡算、蒸汽冷凝量与蒸发量的计算、抽真空量的计算 第一节物料平衡计算（3学时掌握） 一、物料衡算的意义、方法和步骤 三、计算实例 第二节热量平衡计算（3学时掌握） 一、热量衡算的意义、方法和步骤 二、计算实例 第三节水平衡计算（2学时掌握） 一、水衡算的意义、方法和步骤 二、计算实例 第四节耗冷量计算 一、耗冷量计算的意义、方法和步骤 二、计算实例 第五节无菌压缩空气消耗量计算（2学时掌握） 一、无菌压缩空气消耗量计算计算的意义、方法和步骤 二、计算实例 第六节抽真空量计算
毕业设计（论文）任务书 化学化工院化工系（教研室）系（教研室）主任: （签名） 年月日 学生姓名: 学号: 专业: 化学工程与工艺 1 设计（论文）题目及专题：年产20万吨PVC合成工段工艺设计 2 学生设计（论文）时间：自 2 月 20 日开始至 6 月 2 日止 3 设计（论文）所用资源和参考资料：1）化工设计；2）化工设备设计；3）化工工艺设计手册；4）有机合成；5）株洲化工厂现场实习资料。 4．设计（论文）完成的主要内容：1）总论；2）生产流程及生产方案的确定； 3）生产工艺流程叙述；4）工艺计算； 5）工艺管道设计； 6）安全与节能; 7.技术经济. 5．提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等） 1. 带控制点生产工艺流程图； 2. 车间立面布置图； 3. 合成塔结构图。 4 厂房设计平面图 6 发题时间：二○一一年二月二十日 指导教师：（签名） 学生（签名）
内容摘要 本文讲述了我国聚氯乙烯工业生产技术的发展进程和目前状况，包括原料路线、工艺设备、聚合方法等。本设计采用悬浮法生产聚氯乙烯，介绍了采用悬浮法生产PVC树脂工聚合机理，工艺过程中需要注意的问题，包括质量影响因素，工艺条件及合成工艺中的各种助剂选择，对聚合工艺过程进行详细的叙述。并且从物料衡算、热量衡算和设备计算和选型三个方面进行准确的工艺计算，对厂址进行了选择，采取了防火防爆防雷等重要措施，对三废的处理回收等进行了叙述，画出了整个工艺的流程图。 关键词：聚氯乙烯；生产技术；悬浮法；乙炔法；乙烯法； 防粘釜技术；
目录 第一章总论 (2) 1.1 国内外 pvc发展状况及发展趋势 (2) 1.2 单体合成工艺路线 (3) 1.2.1乙炔路线 (3) 1.2.2乙烯路线 (4) 1.3聚合工艺实践方法 (5) 1.3.1本体法聚合生产工艺 (5) 1.3.2乳液聚合生产工艺 (5) 1.3.3悬浮聚合生产工艺 (6) 1.4最佳的配方、后处理设备的选择 (7) 1.4.1配方的选择 (7) 1.4.2后处理设备侧选择 (7) 1.5 防粘釜技术 (9) 1.6原料及产品性能 (9) 1.7 聚合机理 (11) 1.7.1自由基聚合机理 (11) 1.7.2链反应动力学机理 (12) 1.7.3 成粒机理与颗粒形态 (12) 1.8影响聚合及产品质量的因素 (13) 1.9工艺流程叙述 (14)
年产30万吨合成氨脱碳 工艺项目 可行性研究报告 指导教师：姚志湘 学生：魏景棠
目录 第一章总论 (3) 1.1 概述 (3) 1.1.1 项目名称 (3) 1.1.2 合成氨工业概况 (3) 1.2 项目背景及建设必要性 (4) 1.2.1 项目背景 (4) 1.2.2 项目建设的必要性 (4) 1.2.3 建设意义............................................................................. 错误！未定义书签。 1.2.4 建设规模 (4) 第二章市场预测 (6) 2.1国内市场预测 (6) 2.2 产品分析 (6) 第三章脱碳方法及种类.. (7) 3.1 净化工序中脱碳的方法. (7) 3.1.1 化学吸收法 (7) 3.1.2 物理吸收法 (8) 3.1.3 物理化学吸收法................... (8) 3.1.4 固体吸收法 (10) 3.2碳酸丙烯酯（PC）法脱碳基本原理 (10) 3.2.1 PC法脱碳技术国内外的情况 (10) 3.2.2 发展过程 (10) 3.2.3 技术经济 (11) 3.2.4 工艺流程 (11) 3.2.5 存在的问题及解决方法 (12) 3.2.6 PC脱碳法发展趋势 (13)
第一章项目总述 2.1 概述 1.1.1项目名称 年产30万吨合成氨脱碳工段工艺设计 1.1.2合成氨工业概况 1898年，德国A.弗兰克等人发现空气中的氮能被碳化钙固定而生成氰氨化钙（又称石灰氮），进一步与过热水蒸气反应即可获得氨： CaCN2＋3H2O（g）→2NH3（g）＋CaCO3 在合成氨工业化生产的历史中，合成氨的生产规模（以合成塔单塔能力为依据）随着机械、设备、仪表、催化剂等相关产业的不断发展而有了极大提高。50年代以前，最大能力为200吨/日，60年代初为400吨/日，美国于1963年和1966年分别出现第一个600t/d 和1000t/d的单系列合成氨装置，在60-70年代出现1500-3000t/d规模的合成氨。 世界上85%的合成氨用做生产化肥，世界上99%的氮肥生产是以合成氨为原料。虽然全球一体化的发展减少了用户的选择范围，但市场的稳定性却相应地增加了，世界化肥生产的发展趋势是越来越集中到那些原料丰富且价格便宜的地区，中国西北部有蕴藏丰富的煤炭资源，为发展合成氨工业提供了极其便利的条件。 2.2 项目背景及建设必要性 1.2.1 项目背景 我国是一个人口大国，农业在国民经济中起着举足轻重的作用，而农业的发展离不开化肥。氮肥是农业生产中需要量最大的化肥之一，合成氨则是氮肥的主要来源，因而合成氨工业在国民经济中占有极为重要的位置。 我国合成氨工业始于20世纪30年代，经过多年的努力，我国的合成氨工业得到很大的发展，建国以来合成氨工业发展十分迅速，从六十年代末、七十年代初至今，我国陆续引进了三十多套现代化大型合成氨装置，已形成我国特有的煤、石油、天然气原料并存和大、中、小规模并存的合成氨生产格局。目前我国合成氨产能和产量己跃居世界前列。 但是，由于在我国合成氨工业中，中小型装置多，技术基础薄弱，国产化水平低，远远不能满足农业生产和发展的迫切需要，因此，开发新技术的同时利用计算机数学模型来提高设汁、生产、操作和管理等的核算能力，促进设计、管理和生产操作的优化，从而推动合成氨工业发展，提升整体技术水平，己成为国内当前化学工程科研、工程设计的重要课题。
制药工艺课程设计 题目年产6亿粒阿莫西林胶囊GMP生产车间工艺设计 学院药化学院 专业制药工程 班级 姓名 指导教师 2013 年11 月18 日
目录 第一章.课程设计任务书 (1) 第二章.课程设计说明书 (2) 一.产品概述 (2) 二.处方设计及工艺 (4) 三.工艺流程及净化区域划分说明 (4) 3.1工艺流程 (4) 3.2净化区域划分说明 (5) 四.物料衡算 (6) 4.1生产制度 (6) 4.2物料衡算基准 (6) 4.3物料衡算(日工作量) (6) 五.工艺设备选型说明 (8) 5.1选用原则 (8) 5.2设备选用 (8) 六.工艺设备主要一览表 (13) 七车间工艺平面布置说明 (13) 7.1车间布置的原则 (13) 7.2车间布置及人流物流的概述 (13) 八.设计体会及今后改进意见 (15) 参考文献 (16)
制药工艺课程设计任务书（第四组） 设计题目：年产6亿粒阿莫西林胶囊生产车间工艺设计 一、设计内容和要求 1.确定工艺流程及净化区域划分； 2. 每位组员详细叙述一个胶囊生产工艺设备的工作原理、结构组成及关于此设备国内外的现状、研究前沿； 3. 物料衡算、设备选型（按单班考虑，年工作日250d/a。） 4. 紧扣GMP规范要求设计车间工艺平面图； 5. 编写设计说明书。 二、设计成果 1. 设计说明书一份，包括产品概述、处方设计及工艺、工艺流程及净化区域划分说明、物料衡算、工艺设备选型说明、工艺主要设备一览表、车间工艺平面布置说明、车间技术要求；每位学生的设备详细综述。 2.工艺流程示意图一张（A1,手绘）； 3.车间平面布置图一张（1：100）（A1,手绘）。
丙烯腈合成工段的工艺设计 前言 毕业设计是培养学生运用理论知识进行实际设计能力的重要实践教学环节，是理论与实际结合的重要连接点。在教师指导下毕业设计可以培养我们独立思考，运用所学到的基本理论并结合生产实际的知识，综合的分析和解决工程实际问题的能力。 本次毕业设计所设计的内容为年产6万吨丙烯腈合成工段的工艺设计，通过认真细听老师课堂上讲解和任务布置，我们了解到了为完成设计需要查找资料的方向，并进行了细心的查阅，掌握了基本的理论知识。对于刚进行设计的人来说，学会收集、理解、熟悉和使用各种资料，正是设计课程需要培养的重要方面，化工设计非常强调标准规范。但是并不是限制设计的创造和发展，因此遇到与设计要求有矛盾时，经过必要的手续可以放弃标准而服从设计要求。通过设计应知道如何查取数据知道如何查找资料对丙烯腈合成工段的工艺设计有了一个全新的 认识，知道如何选取相关数据参数，建立一个工程概念，知道工程和理论的区别。对于物料衡算和热量衡算、主要设备的工艺计算（反应器）等都有一个全新的认识和了解，知道如何使用手册和资料，认识工程。
一、产品的性状、用途、国内外市场情况 1.1 丙烯腈简介 丙烯腈是一种重要的有机合成单体，在丙烯产品系列中居第二，仅次于聚丙烯，是三大合成材料(纤维、橡胶、塑料)的重要化工原料，主要用来生产聚丙烯腈纤维(腈纶)、丙烯腈- 丁二烯-苯乙烯(ＡＢＳ)塑料、苯乙烯(ＡＳ)塑料、丙烯酰胺等。丙烯腈在合成纤维、合成树脂等高分子材料中占有显著地位，应用前景广阔。除此之外，丙烯腈聚合物与丙烯腈衍生物也广泛应用于建材及日用品中 1.2 丙烯腈物化性质 1.2.1 丙烯腈物理性质 无色或淡黄色液体，有特殊气味，分子量：53.06 沸点：77.3℃冰点：－83.5 ℃生成热：184.2 kJ/mol(25℃) 燃烧热：1761.5 kJ/mol 聚合热：72.4 kJ/mol 蒸汽压：11.0KPa(20℃) 闪点：0℃自燃点：481℃爆炸极限：在空气中 3.0%～17%（体积）油水分配系数：辛醇/水分配系数的对数值为-0.92 毒性：剧毒，毒作用似氢氰酸溶解性：溶于丙酮、苯、四氯化碳、乙醚、乙醇等有机溶剂，微溶于水 1.2.2 丙烯腈化学性质 丙烯腈由于分子结构带有C=C双键及-CN键，所以化学性质非常活泼，可以发生加成、聚合、腈基及氢乙基化等反应。聚合反应和加成反应都发生在丙烯腈的C=C 双键上，纯丙烯腈在光的作用下能自行聚合，所以在丙烯腈成品及丙烯腈生产过程中，通常要加少量阻聚剂，如对苯酚甲基醚（阻聚剂MEHQ）、对苯二酚、氯化亚铜和胺类化合物等。除发生自聚外，丙烯腈还能与苯乙烯、丁二烯、乙酸乙烯、丙烯酰胺等发生共聚反应，由此可制得合成纤维、塑料、涂料和胶粘剂等。丙烯腈经电解加氢偶联反应可以制得已二腈。氰基反应包括水合反应、水解反应、醇解反应等，丙烯腈和水在铜催化剂存在下，可以水合制取丙烯酰胺。氰乙基化反应是丙烯腈与醇、硫醇、胺、氨、酰胺、醛、酮等反应；丙烯腈和醇反应可制取烷氧基丙胺，烷氧基丙胺是液体染料的分散剂、抗静电剂、纤维处理剂、表面活性剂、医药等的原料。丙烯腈与氨反应可制得1，3 丙二胺，该产物可用作纺织溶剂、聚氨酯溶剂和催化剂。 1.3 丙烯腈的用途
1引言 盐酸，又称氢氯酸,是氯化氢的水溶液。亦是氯碱企业中最基本的无机酸和化工原料之一,也是氯碱厂做好氯气产品生产能力平衡的关键产品和大宗的化学合成法产品。 氯碱，即氯碱工业，也指使用饱和食盐水制氯气氢气烧碱的方法。工业上用电解饱和NaCl 溶液的方法来制取NaOH 、Cl 2和H 2，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业。 工业上利用氢气与氯气合成的方法生产氯化氢，因此盐酸是氯碱工业的重要产品。 1.1盐酸概况 1.1.1物理性质 盐酸是无色液体，具有腐蚀性，是氯化氢的水溶液（工业用盐酸会因有杂质三价铁盐而略显黄色）。氯化氢分子量36.46，密度大于空气，标准状态下的密度为1.639g ／L ，临界温度为51.54℃，临界压力为8314kPa 。氯化氢气体在水中的溶解度很大，随着氯化氢的分压的升高而增加，随着温度的上升而降低。 在化学上人们把盐酸和硫酸、硝酸、氢溴酸、氢碘酸、高氯酸合称为六大无机强酸，有刺激性气味。由于浓盐酸具有挥发性，挥发出的氯化氢气体与空气中的水蒸气作用形成盐酸小液滴，所以会看到酸雾。 主要成分：氯化氢，水。 熔点(℃)：-114.8(纯HCl) 沸点(℃)：108.6(20%恒沸溶液) 相对密度(水=1)：1.20 相对蒸气密度(空气=1)：1.26 饱和蒸气压(kPa)：30.66(21℃) 溶解性：与水混溶，浓盐酸溶于水有热量放出。溶于碱液并与碱液发生中和反应。能与乙醇任意混溶，溶于苯。 氯化氢在101.3kPa 压力下，沸点为—85℃，凝固点为—114.2℃。 氯化氢的比热容在常压下15℃时为0.8124kJ ／kg ℃，在0—1700℃范围内，可按下式计算(其误差为1.5％) 50.7557511.2505C T -=+?10 (8-1),式中，T 为绝对温度K 。 15℃时盐酸的密度与浓度之间的关系
课程设计 题目年产10万吨丙烯酸丁酯合成工艺设计学院化学化工学院 专业化学工程与工艺 班级 学生 学号 指导教师化学工程系课程指导小组 二〇一五年十一月二十日
学院专业化学工程与工艺 学生学号 设计题目年产10吨丙烯酸丁酯合成工艺设计 一、课程设计的内容 主要内容为年产10万吨丙烯酸丁酯的工艺设计。通过工艺对比选择合适的方案，进行物料衡算和能量衡算，确定关键设备的选型和材料，绘制出工艺流程图、设备图等相关图纸，对生产过程中进行经济核算与分析。 二、课程设计的要求 1.查阅国内外的相关文献不得少于15篇，完成课程设计任务。 2.独立完成给定的设计任务后编写出符合要求的课程设计说明书，要求工艺 设计合理，将研究、开发的技术及过程开发的成果与过程建设、经济核算衔接起来；绘制出必要的设计图纸。 3. 综合应用化学工程和相关学科的理论知识与技能，分析和解决实际问题。 4. 完成课程设计的撰写。 三、文献查询方向及范围 1．利用学校的清华同方数据库、万方学位论文全文数据库、ScienceDirect、ACS(美国化学学会)数据库查询丙烯酸酯工业制备方法等中英文文献与硕博论文。 2．主要参考文献 [1] 夏涛. 丙烯酸正丁酯合成反应的新型催化剂及工艺研究[D]. 长沙: 湖南大学2002. [2] 杨召启，李石磊,方晓明.丙烯酸丁酯最佳反应条件的选择[J].甘肃科技, 2010,26(1):41-43. [3]徐金文，丁鹏飞. 降低精制塔底重组份中丁酯含量[J]. 山东化工, 2015,44(16): 119-120. [4] 李汝新. 丙烯酸及酯的市场分析[J].甘肃科技, 2006,22(5):1-8. [5] 邵艳秋，张桂芳. 丙烯酸丁酯合成方法的改进[J]. 浓阳化工, 2000, 29(2), 70-75. [6] Acrylic acid technology, Chemical Week, 2003, 165(21):25-26. [7] Acrylic acid, European Chemical News, 2002, 77(2021): 17.
1 绪论 1.1炼焦煤气中回收苯族烃的意义 炼焦化学工业是煤炭综合利用的专业。煤在炼焦时除了有75%左右变成焦炭外，还有25%左右生成各种化学品及煤气，为了便于说明将煤炭炼焦时的产品列出如下：（单位：2 /Nm g） 75%25% 250~450 80~120 30~45 8~16 6~30 2~2.5 1.0~ 2.5 8~12 0.4~0.6? ? ? ? ? ? ? ←??????→? ??????? 2水煤汽焦油汽粗苯氨 焦炭煤荒煤气硫化氢 其它硫化物(CS,噻吩等) 氰化物 萘 吡啶盐基 由此看来，从荒煤气中粗苯的含量来看，回收粗苯是十分必要的。 焦炉煤气经硫铵工段后进入粗苯工段，进行苯族烃的回收并制取粗苯，目前我国焦化工业生产的苯类产品仍占很重要的地位。 1.2粗苯的性质 粗苯是多种芳烃族和和其它多种碳氢化合物组成的复杂混合物，粗苯的主要成分是苯、二甲苯、甲苯及三甲苯等，此外，还含有一些不饱和化合物，硫化物及少量的酚类和吡啶碱类。在用洗油回收煤气中的苯族烃时，则尚有少量轻质馏分掺杂在其中。 粗苯是谈黄色的透明液体，比水轻，不溶于水。在贮存时，由于轻质不饱和化合物的氧化和聚合所形成的树脂状物质能溶于粗苯使其着色并很快地变暗。在常温下，粗苯的比重是0.891～0.92kg/L。粗苯是易燃易爆物质，闪点12℃.粗苯蒸汽在空中的浓度达到1.4～7.5%（体积）范围内时，及形成爆炸性的混合物。 粗苯质量的好坏以实验室蒸馏时180℃前蒸馏出量的百分数来确定，粗苯的沸点范围是75～200℃，180℃前溜出量越多，粗苯质量越好；在180℃后的溜出物则为溶剂油。 粗苯易燃易爆，要求工段必须严禁烟火，并对电动机加以防爆。 粗苯的组成取决于炼焦配煤的组成及炼焦产物在炭化室内热解程度，粗苯各组分的平均含量见下表（表1-1）。
马来酸依那普利合成设计 1产品简介 1.1中英文名称，分子式，结构式 中文名：马来酸依那普利 别名：苯丁酯脯酸，苯酯丙脯氨酸，苯酯丙脯酸，益压利，悦宁定；MSD，Renitec 化学名：N-［（S）-l-（乙氧羰基）-3-苯丙基卜L-丙氨酰-L-脯氨酸（Z）-2- 丁烯二酸盐 英文名：EnalaprilMaleate 结构式: l.2物化性质 物理性质：白色鳞片状结晶或结晶性粉末；无臭，微有引湿性。在甲醇中易溶， 在水中略溶，在乙醇或丙酮中微溶，在氯仿中几乎不溶。比旋度取本品，精密称定，加甲醇制成每 1mL中含10mg的溶液，依法测定，比旋度为-40 °至-44 °。m. p.143~144.5 （伴有分解）。pH （1%水）=2.6。pKa1 （25C） =3.0，pKa2 （25C）=5.4 化学性质：偶见尿素氮、肌酐或谷丙转氨酶、谷草转氨酶轻度上升。若出现白细胞减少或血管神经性水肿（尤其发生于喉部者）需立即停药。与利尿药同用可致严重低血压，用本品前停用利尿药或增加钠摄入可减少低血压可能。本品与利钾利尿药同用可减少钾丢失，但与保钾利尿药同用可使血钾增高。本品与锂同用可致锂中毒，但停药后毒性反应即消失。与其他降压药，尤其是利尿药合用，降压作用增强，故使用本品前应停用利尿药或从小剂量开始。本品能使血钾升高，不宜与保钾利尿 1
药或补钾制剂合用 1.3用途 本品为血管紧张素转换酶抑制剂，口服后在体内水解成依那普利拉(En alaprilat)。后 者抑制血管紧张素转换酶，降低血管紧张素U含量，造成全身血管舒张，引起降压。依那普利是前体药物，其乙酯部分在肝内被迅速水解，转化成它的有效代谢物-依那普利拉发挥降压作用，口服依那普利约 68%被吸收，与食物同服，不影响它的生物利用度，服药后一小时，血浆依那普利浓度可达峰值。服药后 3.5?4.5小时，依那普利拉血浆浓度可达峰值，半衰期为11小时，肝功能异常者依那普利转变成依那普利拉的速度延缓，依那普利给药20分钟后广泛分布全身、肝、肾、胃和小肠药物浓度最高。大脑浓度最低，日服两次，两天后，依那普利拉与血管紧张素转换酶结合达到稳态，最终半衰期延长为30?35小时，依那普利拉主要由肾脏排泄。严重肾功能不全病人(肌酐清除率低于 30ml/min )可出现药物蓄积，本药能用血液透析法除去。 1.4应用前景分析 临床采用依苏与硝苯地平缓释片联合治疗中重度高血压50例，所有患者治疗前停用对血压有影响的药物，用药前连续非同日3次血压和心率的平均值做为治疗前 的血压及心率，用药后每日测血压2?3次，取疗程最后3天血压的平均值作为治疗后血压。所有病人依那普利用5mg,2次/日，硝苯地平缓释片10mg, 2次/日。2? 3周调整药物剂量使血压达到理想水平(150/90mmHg)。4周为1疗程。治疗前后检查血、尿常规，血脂、血糖、心电图、肝功能、肾功能。结果显示，本组 50例，显效28例，有效20例，无效2例，总有效率96%。用药过程中其中头痛头晕3例，干咳2例，恶心1例，乏力1例，持续1?2周自行消失。本品用于治疗各期原发性高血压。肾血管性高血压。各级心力衰竭。对于症状性心衰病人，也适用于：提高生存率；延缓心衰的进展；减少因心衰而导致的住院。预防左心室功能不全病人冠状动脉缺血事件，适用于：减少心肌梗塞的发生率；减少不稳定型心绞痛所导致的住院。
中北大学化工与环境学院（制药工程课程设计） 课程设计 班级: 姓名: 学号: 指导老师 专业: 完成日期:
中北大学化工与环境学院 制药工程课程设计任务书 题目年生产1亿支抗病毒口服液车间工艺设计 学生学号指导教师 时间2015 年11 月30 日——2015年12 月11 日 设计要求1、生产能力：年产1 亿支/年设计的目 2、工艺要求：选择最佳工艺流程的和要求 3、质量要求：符合GMP 设计任务 1、工艺流程的设计和说明 2、工艺流程框图/工艺流程示意图/带控制点的工艺流程图/车间平面图/车间立面图
设计进度安排 1、星期一：收集查阅相关文献资料 2、星期二：初步确定工艺方案设计工作 3、星期三：物料衡算、主要设备选型计划与进度安排 4、星期四：最终确定工艺方案 5、星期五：分别绘出主体设备图/带控制点的工艺流程图/车间平面图/车间立面图/工厂平面图 主要参考资料 朱宏吉,张明贤．制药设备与工程设计． 化学工业出版社张珩.制药工程工艺设计．化学工业出版社万方数据库 国家知识产权局网站中国化工机械网 中国机械设备网 中国制药装备协会 中华制药机械网 制药工程专业课程设计任务书 设计题目：年产1亿支抗病毒口服液车间工艺设计 学生姓名专业班级 指导教师职称讲师学历博士设计时间2015 年11月30 日—2015年12 月11日
一、设计内容及要求 1、查阅资料，掌握抗病毒口服液的处方、药理毒理作用、适用症状、剂型及其国内外发展动态； 2、确定抗病毒口服液的工艺流程及净化区域划分； 3、物料衡算、设备选型（根据工艺确定班制，年工作日250天）； 4、按照GMP规范要求设计车间工艺流程图（A2）； 5、编写设计说明书。 二、设计进度安排 1、设计时间为2周，即2015.11.30---2015.12.11； 2、2015.11.30—2015.12.2查阅资料、确定生产工艺； 3、2015.12.3—2015.12.5物料衡算、基本设备选型； 4、2015.12.6—2015.12.10绘制车间工艺流程图及平面布置图、编写设计说明书； 5、2015.12.11课程设计答辩。 三、设计成果 1、设计说明书一份（A4），包括概述、工艺流程及说明、物料衡算、工艺设备选型说明、工艺主要设备一览表、车间布置等； 2、车间工艺流程图和车间平面布置图各一份（A2）。 四、参考书目 [1] 张洪斌杜志刚. 制药工程课程设计[M] . 北京：化学工业出版社，2007. [2] 潘卫三.工业药剂学[M].北京：高等教育出版社，2006。 [3] 张洪斌.药物制剂工程技术与设备[M].第2版，北京，化学工业出版社，2010. [4] 张洪斌制药工程课成设计[M].北京：化学工业出版社，2007. [5] 药品生产质量管理规范（2010年修订）
目录 中文摘要 (1) 英文摘要 (2) 1 引言 (3) 1.1 氨的基本用途 (3) 1.2 合成氨技术的发展趋势 (4) 1.3 合成氨常见工艺方法 (4) 1.3.1 高压法 (5) < 1.3.2 中压法 (5) 1.3.3 低压法 (5) 1.4 设计条件 (5) 1.5 物料流程示意图 (6) 2 物料衡算 (8) 2.1 合成塔入口气组成 (8) 2.2 合成塔出口气组成 (8) 2.3 合成率计算 (9) 《 2.4 氨分离器出口气液组成计算 (10) 2.5 冷交换器分离出的液体组成 (13) 2.6 液氨贮槽驰放气和液相组成的计算 (13) 2.7 液氨贮槽物料衡算 (15) 2.8 合成循环回路总物料衡算 (17) 3 能量衡算 (28) 3.1 合成塔能量衡算 (28) 3.2废热锅炉能量衡算 (30) ~ 3.3 热交换器能量衡算 (31) 3.4 软水预热器能量衡算 (32) 3.5 水冷却器和氨分离器能量衡算 (33) 3.6 循环压缩机能量衡算 (35) 3.7 冷交换器与氨冷器能量衡算 (36) 3.8 合成全系统能量平衡汇总 (38) 4 设备选型及管道计算 (40) 4.1 管道计算 (40) , 4.2 设备选型 (42) 结论 (43) 致谢 (44) 参考文献 (45)
年产五万吨合成氨合成工段工艺设计 摘要：本次课程设计任务为年产五万吨合成氨工厂合成工段的工艺设计，氨合成工艺流程一般包括分离和再循环、氨的合成、惰性气体排放等基本步骤，上述基本步骤组合成为氨合成循环反应的工艺流程。其中氨合成工段是合成氨工艺的中心环节。新鲜原料气的摩尔分数组成如下：H273.25%， N225.59%，CH41.65%,Ar0.51%合成操作压力为31MPa，合成塔入口气的组成为NH3(3.0%>,CH4+Ar(15.5%>,要求合成塔出口气中氨的摩尔分数达到 17%。通过查阅相关文献和资料，设计了年产五万吨合成氨厂合成工段的 工艺流程，并借助CAD技术绘制了该工艺的管道及仪表流程图和设备布置图。最后对该工艺流程进行了物料衡算、能量衡算，并根据设计任务及操作温度、压力按相关标准对工艺管道的尺寸和材质进行了选择。 关键词：物料衡算，氨合成，能量衡算 , The Design of 50kt/a Synthetic Ammonia Process Abstract:There are many types of Ammonia synthesis technology and process,Generally,they includes ammonia synthesis, separation and recycling, inert gases Emissions and other basic steps, Combining the above basic stepsturnning into the ammonia synthesis reaction and recycling process , in which ammonia synthesis section is the central part of a synthetic ammonia process. The task of curriculum design is theammonia synthesis section of an annual fifty thousand tons synthetic ammonia plant . The composition of fresh feed gas is: H2(73.77%>,N2(24.56%>,CH4(1.27%>,Ar(0.4%>, the temperature is 35℃, the operating pressure is 31MPa, the inlet gas composition of the Reactor is : NH3(3.0%>,CH4+Ar(15.7%>,it Requires the mole fraction of ammonia reacheds to 16.8% of outlet gas of synthesis reactor. By consulting the relevant literature and information,we designed the ammonia synthesis section of an annual fifty thousand tons synthetic ammonia
年产45万吨乙醇精馏工段工艺设 计 The Process Design of Ethanol Refining Section of 450 kt/a
目录 摘要 ....................................................................................................................... Abstract ................................................................................................................引言 .......................................................................................................................第一章绪论....................................................................................................... 1.1 国内乙醇工业的发展现状 ....................................................................................... 1.2 精馏塔的相关概述 ................................................................................................... 1.2.1精馏原理及其在化工生产上的应用..................................................................... 1.2.2精馏塔对塔设备的要求......................................................................................... 1.2.3常用板式塔类型及本设计的选型......................................................................... 1.2.4本设计所选塔的特性.............................................................................................第二章工艺流程选择与原材料的计算............................................................. 2.1 乙醇精馏工艺流程的概述 ....................................................................................... 2.2 乙醇原料的计算 ..................................................................................................... 2.2.1理论玉米秸秆葡萄糖消耗量................................................................................. 2.2.2实际玉米秸秆耗量 .................................................................................................第三章精馏设备的设计内容............................................................................. 3.1 塔板的工艺设计 ....................................................................................................... 3.1.1精馏塔全塔物料衡算............................................................................................. 3.1.2理论塔板数的确定 ................................................................................................. 3.1.3精馏塔操作工艺条件及相关物性数据的计算..................................................... 3.1.4塔板主要工艺结构尺寸的计算.............................................................................
案例二 根据阿司匹林的合成工艺和结构性质，设计特殊杂质检查项目和测定方法。 ◆合成工艺路线: ONa CO2COONa 3 + CH3COOH 可能的特殊杂质： 根据合成路线，可能存在的特殊杂质有水杨酸、苯酚以及反应副产物等，同时由于阿司匹林具有酯结构，在药物的贮藏或制剂过程中易引起水解，产生水杨酸。因此原料药和制剂中游离水杨酸是必须控制的特殊杂质，可利用水杨酸有游离酚羟基，阿司匹林无游离酚羟基，采用三氯化铁（硫酸铁铵）比色法进行控制；也可采用HPLC法检测。 ?限量检查方法： （1）比色法——游离水杨酸的检查 取本品0.10g，加乙醇1ml溶解后，加冷水适量使成50ml，立即加新制的稀硫酸铁铵溶液1ml，摇匀；30秒钟内如显色，与水杨酸对照液（0.1mg/ml）1ml同法制得结果比较，不得更深（0.1%）。 药物中游离水杨酸含量未知时，应取水杨酸系列对照液做标准曲线进行半定量，以求得样品中游离水杨酸的含量范围，然后根据实际样品质量，参考药典限度要求，确定本产品中游离水杨酸限量。 比色法为2005年版《中国药典》方法，其只能检查游离水杨酸的量，不能控制其他有关物质的量。而且在样品溶解过程中，易发生水解反应，可能导致游离水杨酸含量偏高。2010年版中国药典改用HPLC法检查。 （2）HPLC法——游离水杨酸和有关物质的检查 ①色谱条件初步选择: 取合成原料、中间体、粗品、成品适量，分别用含1%冰醋酸的甲醇溶解，配制成0.1～1mg/ml的溶液（注意：阿司匹林易水解，不能用含水流动相作溶剂）。以ODS柱为分析柱，检测波长可考虑阿司匹林和水杨酸均有较大吸收的波长处，待流动相条件基本确定后，最根据检测灵敏度要求进行调整。首先考察流动相中有机相种类，可从最常用的甲醇开始选择，如有必要，改用乙腈、四氢呋喃，或几种有机溶剂合用。同时选择流动相中有机相比例，对于极性较大的成分，可从50%的有机相开始，根据色谱峰的保留时间，降低有机相比例或升高有机相比例。一般有机相比例宜从高到低进行选择，这样样品出峰较快，可以在较短时间内获得较合适的有机相比例。阿司匹林、水杨酸均具酸性，流动相中宜添加1%～5%的冰醋酸（注意：若用缓冲盐，应添加到水相中，并测定pH值，常规ODS柱使用pH为2～8）。取合成粗品，注入高效液相色谱仪，观察各成分峰形状、保留时间、分离情况，调整流动相成分和比例，使柱效、分离度达到一定要求，保留时间适中。 ②杂质归属与方法专属性考察: 取空白溶剂（配制样品溶液的溶剂）、合成原料、中间体、粗品、成品溶液，在上述基本确定的色谱条件下进行分析，比较色谱图，确定样品溶剂峰、水杨酸峰、其它有关杂质峰，必要时，可将有关杂质添加到样品液中，以确定杂质的归属，同时将成品的色谱图与粗品色谱图进行比较，分析最后纯化精制工序的效果，如果杂质峰较大，就有必要考虑合成工艺或精制方法的改进。在这步分析中应尽可能记录较长的层析时间，以便确定合理的色谱图记录时间。 同时采用破坏试验，以产生可能的降解产物，考察方法的专属性。取成品，加适宜浓度的酸、碱或过氧化氢溶液，放置一定时间或加热一定时间（视样品稳定性而异），或采用烘箱烘烤、日光照射等，然后制成一定浓度溶液，进样分析，破坏程度以样品主峰分解20%以内为宜。观察产生的杂质峰是否完全分离，并同时取破坏用空白试剂进样分析，以排除干扰。根据以上分析情况进一步调整流动相和检测波长，以达到最佳化。 ③检测限和样品测定液浓度的确定：对不同浓度样品液进行测定，比较杂质峰个数，确定合适的样品液浓度范围。并考察阿司匹林和水杨酸的检测灵敏度。分别取阿司匹林和水杨酸溶液，采取逐步稀释法，以信噪比等于2～3确定检测限。根据检测限和杂质的限量要求，进一步确定样品测定液浓度。 ④限量检查方法的确定: 水杨酸可采用外标法，其他有关杂质可采用主成分自身对照法。原料药中水杨酸限量为0.1%，其它有关杂质总量一般可控制在0.5%。 取阿司匹林成品，根据上述确定浓度配制供试品溶液（如1～5mg/ml），取一定量供试品溶液，稀释200倍，作为自身对照液(如5～25μg/ml)；另取水杨酸对照品适量，制成浓度相当于供试液1/1000倍的溶液（如1～5μg/ml)，作为水杨酸对照液；也可将自身对照液和水杨酸对照液配成混合对照溶液。取混合对照溶液注入液相色谱仪，调节仪器检测灵敏度，使对照液主成分峰高为满量程的10%～20%， 两峰分离度达到一定要求，再精密吸取对照液和供试品溶液分别注入液相色谱仪，记录色谱图至主成分峰保留时间的一定倍数（根据实际考察结果确定记录时间，一般至少为主成分峰保留时间的2倍）。 供试品溶液色谱图中如有与水杨酸峰保留时间一致的色谱峰，不得大于对照液中水杨酸峰面积（也可采用外标法计算水杨酸含量）；其它各杂质峰面积和不得大于对照液中阿司匹林峰面积（也可规定单个杂质峰面积不得大于对照液中阿司匹林峰面积的1/2等，以控制单个杂质量）。 ?该案例说明的主要问题： 特殊杂质检查方法的建立，包括：色谱条件（流动相、检测波长）的选择、杂质归属、方法学评价、限量确定等内容。注意以上阿司匹林色谱条件的选择和方法确定仅为举例，主要是介绍方法设计过程，并非真实测定条件。 1