年产5000吨土霉素工厂设计
摘要
土霉素(Terramycin)是四环素类抗生素的一种, 它是一类碱性广谱抗生素,它还有其他的名称，叫做盐酸地霉素、地灵霉素、氧四环素(英文/拉丁名称Oxytetracycline,OTC)等。它是经过微生物发酵合成产生的,在治疗过程中具备某些副作用,能抵抗多种球菌和杆菌的感染,结晶粉末呈现出金黄色或灰白色。目前,中国生产土霉素的量已占据世界榜首,占70%。由于土霉素的临床用药副作用大，作为兽用药副作用不明显，所以如今土霉素在畜用用药方面需求量很大。土霉素是链霉菌属，归类于放线菌种，它是微生物的次级代谢产物，从选育出来的高产菌株-龟裂链丝菌(streptomyces rimosus)的发酵液中提取得到。本次生产工厂设计采用的是传统的提取方法，总共触及好几个重要的工程概念和单元操作；即依次进行种子的培育、发酵、酸化、提取、过滤、脱色、结晶、离心、脱水等。众所周知,土霉素的生产工艺是应用酸化剂（草酸或磷酸)来调整pH值；再利用黄血盐-硫酸锌革除蛋白质等高分子杂质，净化发酵产物；然后用型号为122-2的树脂进行脱色，过滤净化土霉素滤液,最后把pH调到4.8左右,通过结晶获得土霉素碱产品[1]。本次设计按照以上所述的工艺流程，详细阐述了所需物料的多少，发酵车间和提取车间各个阶段的工艺操作以及设备选型。自创了实践发酵车间的安排,由计算得出设计2个发酵车间，车间建筑为三层，每个车间安装的设备型号和数量都是经过详细计算的，并合理布置。
关键词:土霉素;物料衡算;设备选型;工艺流程;提炼工段
Abstract:
Terramycin is a class of tetracycline antibiotics, it is a class of basic broad-spectrum antibiotics, it also has other names, called doxorubicin, terpenycin, oxytetracycline (English / Latin name Oxytetracycline , OTC) and so on. It is produced by microbial fermentation synthesis, in the course of treatment with some side effects, can resist the infection of a variety of cocci and bacilli, crystalline powder showing golden or gray. At present, China's production of oxytetracycline has occupied the top of the world, accounting for 70%. As the clinical side effects of oxytetracycline large, as a veterinary side effects is not obvious, so now oxytetracycline in the use of livestock is a great demand. Oxytetracycline is Streptomyces, classified as actinomycetes, which is the secondary metabolite of microorganisms and is extracted from the fermented broth of the highly proven strain, the strain of streptomyces rimosus. The production plant design is the traditional extraction method, a total of several important engineering concepts and unit operations; that is, followed by seed cultivation, fermentation, acidification, extraction, filtration, decolorization, crystallization, centrifugation, dehydration and so on. It is well known that oxytetracycline production process is the use of acidifier (oxalic acid or phosphoric acid) to adjust the pH value; and then use the yellow blood salt -zinc sulfate to remove protein and other high molecular impurities, purify the fermentation products; and then model 122-2 resin Decolorization, filtration and purification of oxytetracycline filtrate, and finally the pH adjusted to 4.8 or so, through the crystallization of oxytetracycline alkaline products [1].
This design in accordance with the above described process, detailing the number of materials required, fermentation workshop and extraction workshop at all stages of the process operation and equipment selection. Since the creation of the practice of fermentation workshop arrangements, calculated by the design of two fermentation workshop, workshop building for the three, each workshop to install the equipment model and quantity are calculated in detail, and reasonable layout.
Key words: oxytetracycline; material balance; equipment selection; process flow.
目录
第1章绪论- 1 -
1.1土霉素概述-1-
1.2设计目标任务-1-
1.3本设计基本内容-4-
1.3.1工艺流程设计- 4 -
1.3.2工艺计算- 4 -
1.3.3完成绘图- 4 -
1.4原料与产品规格-4-
1.5供电-5-
第2章总平面布置说明- 6 -2.1工厂总平面布置设计原则-6-
2.2车间布置设计原则-6-
第3章工艺设计与计算- 7 -3.1发酵生产工艺-7-
3.1.1土霉素生产工艺流程简介- 7 -
3.1.2土霉素生产总工艺流程图- 7 -
3.2工艺计算-8-
3.2.1发酵车间的物料衡算- 8 -
3.2.2提取车间物料衡算- 13 -
3.3动力消耗计算-15-
3.3.1 电力概算- 15 -
3.3.2 水概算- 15 -
3.3.3 蒸汽概算- 16 -
3.3.4无菌空气概算- 16 -
第4章设备的设计与选型- 18 -4.1发酵车间-18-
4.1.1 计算依据- 18 -
4.1.2计算过程- 18 -
4.2提取车间-21-
4.2.1计算依据- 21 -
4.2.2计算过程- 21 -
4.3设备汇总-27-
第5章管道设计- 29 -
5.1发酵罐的接管设计-29-
5.2酸化设备的流体输送-31-
5.3稀释设备的流体输送-32-
5.4板框过滤设备的输送-32-
第6章车间设备布置设计- 33 -6.1车间设备布置设计原则-33-
6.2车间设备布置-33-
第7章安全与环境保护- 34 -7.1废水处理系统-34-
7.1.1衡量指标- 34 -
7.1.2污水处理工艺流程- 35 -
7.2废渣处理系统-35-
7.2.1废渣的处理及流程- 36 -
本设计采用的处理方法是气流干燥湿菌丝-36-
7.2.2污泥处理- 36 -
7.3废气处理系统-36-
第8章人员额定- 37 -
8.1全厂定员的编制-37-
第9章技术经济衡算- 40 -9.1设备规格-40-
9.2投资概算-41-
9.2.1设备购置、运输安装费- 41 -
9.2.2建筑工程费- 41 -
9.2.3总投资费用- 41 -
9.2.4全厂最终投资- 41 -
9.3产品成本概算-42-
9.3.1可变成本- 42 -
9.3.2固定成本- 43 -
9.3.3生产总成本- 45 -
9.4技术经济分析-45-
9.4.1产品销售额- 45 -
9.4.2税金- 45 -
9.4.3销售利润- 45 -
9.4.4投资回收期- 45 -
9.4.5盈亏平衡点- 46 -
参考文献- 47 -
致谢- 48 -
第1章绪论
现今，用于治疗家畜的药物以及饲料添加剂中都会用到土霉素,使得畜禽的生长加快,加强畜禽的免疫力。但是由于长期使用会使得其能产生较强的抗药性，所以现在也越来越少使用土霉素了。土霉素还可以作为制造多西环素等的主要原料。由于本品与不同品种的四环素类抗生素之间有着相似的化学结构，所以容易产生交叉耐药[14][15]。并且因为其产生的副作用较为严重,所以临床用药微乎其微。
1.2设计目标任务
年产5000吨（纯度：99% ）土霉素工厂设计
一、基础数据
设计年产量M = 5000t/a
成品效价U d = 1000单位/毫克
年平均发酵水平U f = 35000单位/毫升
年工作日m =315 d/a
1、发酵基础工艺参数
土霉素有184小时的发酵周期，10小时的辅助时间
发酵中罐有44小时的周期，4小时的辅助时间
发酵周期为35小时，辅助时间3小时
20%的接种比例，15%的液体损失率
在一个发酵周期内，需要往大罐中加入的全料量为：32m3
在一个发酵周期内，需要往大罐中加入的稀料量为：17m3
发酵液损失总计为总料液的15%
大罐通气量为2.0、中罐为1.5、小罐为0.65（每分钟内单位体积发酵液通入的空气的量）
龟裂链丝菌株培育时长为20小时至40小时,补一次氨氮的间隔时间为4小时,每次的补充量控制在10至15L,培养基的氨浓度控制在45mg/100ml以上:培养基的主要成分见表1.1：