青霉素设计

科技大学本科生毕业设计说明书题目：年产2300吨青霉素发酵工段工艺设计学生：浩学号：0602149136专业：生物技术班级：生物技术06-1班指导教师：飞雪宏宇年产2300吨青霉素发酵工段工艺设计摘要本设计以注射用青霉素G为背景，来进行年产2300吨青霉素发酵工段工艺的设计,考虑到为了实现菌种放大的平稳过渡，设计采用三级发酵工艺进行青霉素的生产，菌种经种子发酵罐扩培后进入二级种子发酵罐再进入发酵罐。

各种补加用料以流加的方式加入，保持产黄青霉的健康生长。

设计使用4台一级种子罐、7台二级种子罐、14台发酵罐。

厂房采用三层设计，在不同层放置不同类型的罐体，以满足生产需要，在厂房部设置吊装孔，用以上吊原料。

在本设计中充分考虑了理论设计量的合理性，又兼顾了实际生产的可行性的情况下对物料、能量以及发酵控制因素等进行了的计算，就发酵后期所涉及的一系列问题详细说明了其解决方法，力求设计的完整性及准确无误。

关键词：青霉素；发酵；批量；工艺；生产Section of an annual output of 2,300 tons of penicillin fermentationprocess designAbstractThe design injection of penicillin G as background, to carry out an annual output of 2300 tons penicillin fermentation section in the design process, taking into account the strain amplification to achieve a smooth transition, designed with three fermentation process for penicillin production , strain through seed fermentor, after expanding into the second seed culture fermentation tank and then into the fermenter. Variety of additional materials in order to join the Fed's way of maintaining a healthy growth of Penicillium chrysogenum. Design uses 4 sets a seed tank, 7 sets two seed containers, 14 sets fermenter. Plant a three-tier design, placed in different layers of different types of tanks, to meet production needs, set in the plant and lifting holes for hanging material. Fully considered in the design of a reasonable amount of theoretical design, but also the feasibility of taking into account the actual situation of production of materials, energy and fermentation control factors for the calculation, on the fermentation of a range of issues involved in the late details its solution, and strive to design integrity and accurac.Key words: Penicillin; fermentation; volume; process; production目录摘要 (I)Abstract (II)第一章引言 (1)1.1 总论 (1)1.1.1 设计依据 (1)1.1.2 指导思想 (1)1.1.3 设计要求 (1)1.1.4 设计步骤 (1)1.2 青霉素的发现 (2)1.3 青霉素分子结构及分类 (3)1.4 青霉素的单位 (4)1.5 作用机理 (4)1.6 青霉素的应用 (5)1.7 产品名称及生产规模 (5)1.8 产品药理 (6)第二章设计说明 (7)2.1 青霉素发酵过程 (7)2.2 生产方法 (8)2.3 工艺流程 (9)2.4 工艺特点 (10)2.5 发酵过程中各参数的相互关系 (12)2.6 设备框图 (12)第三章工艺条件计算 (13)3.1 发酵罐设计技术指标 (13)3.2 物料衡算 (13)3.3 能量衡算 (17)3.3.1 水 (17)3.3.2蒸汽 (18)3.3.3 电 (19)3.3.4 空气 (20)3.3.5 公用过程负荷 (21)第四章典型设备计算 (24)4.1 设备衡算 (24)4.1.1 发酵罐 (24)4.1.2 二级种子罐 (31)4.1.3 一级种子罐 (38)4.2 设备计算 (42)4.2.1 贮罐 (42)4.2.2 液体输送设备选型 (45)4.2.3 空气总过滤器 (46)4.2.4 空气压缩机选型 (46)4.2.5 发酵罐物料管道选型 (47)4.2.6 二级种子罐物料管道选型 (49)4.2.7 一级种子罐物料管道选型 (51)第五章发酵过程优化控制 (54)5.1 发酵过程中温度的控制 (54)5.2 发酵过程中PH的控制 (55)5.3 发酵过程中溶解氧的控制 (56)5.4 发酵过程中菌丝浓度的控制 (57)5.5 发酵液质量控制 (57)5.6 成品鉴定 (57)第六章车间布置及生产制度 (59)6.1 车间生产性质及布置说明 (59)6.2 设备安装 (59)6.3车间生产制度 (60)6.3.1 发酵生产 (60)6.3.2 清洗罐 (61)6.3.3 技术管理部门职责： (61)第七章给排水 (63)7.1 生产用水情况概述及要求 (63)7.2 排水系统的划分 (63)第八章环境保护 (64)8.1 生产过程中“三废”排放情况 (64)8.2 处理方案 (64)8.3 噪声控制 (64)第九章节能 (65)9.1 能耗分析 (65)9.2 节能措施 (65)参考文献 (66)致谢 (67)第一章引言1.1 总论1.1.1设计依据科技大学数理与生物工程学院下达的毕业设计任务书1.1.2指导思想生物技术成熟的理论体系，使得生物技术产业化得以实现。

青霉素原料药工厂的发酵车间是整个生产过程的核心部分，设计合理的发酵车间能够提高生产效率、降低生产成本、确保产品质量和安全性。

以下是关于年产1万吨青霉素原料药工厂发酵车间的设计要点和建议。

1.车间布局设计：（1）合理布局：根据生产工艺流程，确保原料药材、发酵装置、传递设备、操作区域等布局的合理性，保证生产流程的顺畅。

（2）操作区划分：根据生产流程要求，将操作区域划分为原料药材制备区、发酵装置区、发酵液处理区、产物回收区、废水处理区等，确保操作分区并满足卫生要求。

（3）通风设备：配置合理的通风设备，确保车间空气流通和新鲜空气的供应，减少污染物浓度，保证操作人员的健康。

2.发酵装置设计：（1）设备选型：选择合适的发酵装置，通常为发酵罐，根据生产规模选用合适的罐体材料和容量，保证充分利用空间。

（2）测量与控制系统：配置适当的测量设备和自动控制系统，对温度、pH值、替换气体量等关键参数进行实时监测和调控，以确保发酵过程的稳定性和产品质量。

（3）材料供应与回收系统：设计合理的发酵液供应系统，包括原料药材供应、发酵液输送和废液回收等，以减少能源和材料的浪费。

3.卫生和安全：（1）通风排风系统：配置良好的通风设备和排风系统，及时排除车间内的有害气体和异味，保证操作人员的健康。

（2）洁净室设计：将车间内部分区域划定为洁净区，对洁净区域的材料和设备进行选择和设计，以确保产品的纯度和质量。

（3）低温保存和处理设备：配置低温保存设备和废液处理设备，及时进行发酵液的保存和处理，避免损失和交叉污染。

4.自动化和信息化：（1）自动化设备：配置自动化设备，提高生产效率和产品质量，减少人为操作的差错，降低劳动强度。

（2）信息管理系统：建立全面的信息管理系统，进行实时监测、数据分析和追溯，提高生产过程的控制和管理水平。

总之，年产1万吨青霉素原料药工厂发酵车间的设计要充分考虑原料药材制备、发酵装置、设备选型、通风排风、卫生安全、自动化和信息化等方面，以实现生产流程的高效、稳定和安全。

青霉素的发现教学设计青霉素的发现教学设计教材简析《青霉素的发现》是快乐读书屋中的一篇叙事性文章。

文章主要写了英国生理学家弗莱明发现青霉素的故事。

课文通过写弗莱明的实验过程，让学生看到弗莱明热爱科学、善于思考、勤于动手、行动果断的科学家形象，激发学生学科学，爱科学的热情。

设计理念坚持“以读为主”的教学理念，让学生在“快乐读书屋”中感受阅读的快乐，激发学生读书的兴趣。

并在阅读中培养学生搜集、查找资料的能力和自主学习的能力。

教学目标1．正确、流利、有感情地朗读课文。

2．认识本课“霉、弗、溶”等7个生字。

3．理解课文内容，学习弗莱明的探究精神，培养学生锲而不舍的科学态度和求真创新的科学精神。

教学重、难点了解青霉素的发现经过，学习弗莱明的探究精神。

课前准备教师与学生共同收集有关生理学家弗莱明以及青霉素应用方面的资料。

教学时间1课时。

教学过程一、启发谈话，引出课题同学们在以前的学习中，认识了许多伟大的科学家，如放射元素镭的发明者居里夫人，发现万有引力的牛顿等。

今天老师还要向大家介绍一位让每个人都为之骄傲的科学家，他就是英国生理学家弗莱明，你们知道他发明的是什么吗？是挽救无数人生命的药品——青霉素。

下面我们就一起走进弗莱明发现青霉素的故事。

(板书课题)二、初读课文，整体感知1．自由读文，课文主要讲了哪些内容？2．默读课文，哪些自然段写了青霉素发现的经过?三、品读课文，读中感悟1．出示自学提示：(1)边读边想，弗莱明发现青霉素一共做了几次实验，结果如何？(2)边读边画，把体现弗莱明认真钻研精神的语句画出来。

(3)边读边品，有感情地品读这些语句，体会弗莱明锲而不舍的科学态度和求真创新的科学精神。

［此环节是为了引导学生掌握一定的阅读方法，为今后的独立阅读打下基础。

］2毖生自学。

3毖生汇报学习收获。

学生一边汇报，教师一边出示重点语句：(1)“这太奇怪了!葡萄球菌怎么会不见了呢？难道绿色霉菌与葡萄球菌相克?”弗莱明这样问自己。

青霉素工艺流程青霉素是一种广谱抗菌药物，在医疗领域被广泛应用于治疗细菌感染。

下面将介绍青霉素的工艺流程。

首先，制备青霉素的原材料是青霉菌。

青霉菌是一种真菌，可以在适宜条件下发酵生长。

通过培养青霉菌菌株，可以得到大量的青霉菌菌体。

其次，将培养好的青霉菌进行培养液的制备。

将青霉菌菌株转移到培养容器中，添加适宜的培养基，包括碳源、氮源、无机盐等，同时进行搅拌和通气，并控制培养温度、pH值等条件，使青霉菌在培养液中进行生长和代谢。

然后，青霉菌经过一段时间的培养后，会产生青霉菌素。

青霉菌素是青霉菌在特定条件下产生的一种二次代谢产物，具有抗菌活性。

青霉菌素在培养液中以青霉菌菌体和代谢产物的形式存在。

接下来，需要对培养液进行分离提取。

将培养液进行离心，分离出青霉菌菌体和培养基。

然后，将青霉菌菌体经过均质处理，并加入一定比例的溶剂，将青霉菌素溶解出来，形成提取液。

提取液中的青霉菌素有许多杂质，需要进行纯化处理。

首先，可以采用化学方法，如酸碱沉淀、溶剂结晶等，分离出青霉菌素。

然后，使用各种色谱技术，如凝胶色谱、高效液相色谱等，进一步纯化青霉菌素，使其纯度更高。

经过纯化的青霉素溶液可以进行浓缩和干燥处理。

利用蒸发、结晶等工艺，将青霉素溶液中的溶剂去除，使其浓缩成固体。

最后，经过干燥处理，将青霉素固体转化为粉末或颗粒，以便于包装和储存。

整个青霉素的工艺流程包括青霉菌培养、培养液分离提取、青霉菌素纯化、浓缩和干燥等步骤。

每个步骤都需要严格控制各种参数，如温度、pH值、溶剂浓度等，以保证产品的质量和产量。

青霉素的工艺流程是复杂的，需要在严格的条件下进行操作，但是通过合理的工艺设计和严格的质量控制，可以得到高纯度的青霉素产品，为临床治疗提供了有力的工具。

青霉素的半合成简介班级：化学1班学号：0710739 姓名：高腾青霉素（penicillin）是第一种被发现和被使用的抗生素，在医学史上有划时代的意义。

抗生素的主要来源是生物发酵，也可通过化学全合成和半合成的方法制得。

半合成抗生素是在生物发酵抗生素的基础上发展起来的，针对生物发酵的化学稳定性、毒副作用、抗菌谱的特点等存在的问题，通过结构改造，旨在增加稳定性，降低毒副作用，扩大抗菌谱，减少耐药性，改善生物利用度和提高治疗效力或为了改变用药途径。

在半合成抗生素的研究方面已经得到较大的发展，取得了显著的效果。

青霉素类包括天然青霉素和半合成青霉素。

天然青霉素是从菌种发酵制得，半合成青霉素是在6-氨基青霉素烷酸上接上适当的侧链，而获得的稳定性更好或抗菌谱更广、耐酸、耐酶的青霉素。

青霉素属于ß-内酰胺抗生素，其作用机制认为是抑制细菌细胞壁的合成。

在细菌细胞壁的合成中，线性高聚物在粘肽转肽酶的催化下，经转肽反应形成网状细胞壁。

ß-内酰胺抗生素的作用部位主要是抑制粘肽转肽酶，使其催化的转肽反应不能进行，从而他阻碍细胞壁的形成，导致细菌死亡。

青霉素通常通过发酵的方法制备，从发酵得到的天然青霉素至少有五种。

这些天然青霉素的结构为开展半合成青霉素类药物研究提供了很好的借鉴。

天然存在的青霉素青霉素G的钠盐(benzyl penicillin)在长期的临床应用中，暴露出许多缺点，如对酸不稳定，只能注射给药，不能口服；抗菌谱较窄，对革兰阳性菌效果比对革兰阴性菌效果好；在使用过程中，细菌逐渐产生一些分解酶（如ß-内酰胺酶）使细菌产生耐药性；有严重的过敏反应。

为了克服其诸多缺点，自50年代起，人们开始对青霉素结构进行修饰，合成出数以万计的青霉素衍生物，找到了一些临床效果好的可口服的耐酸青霉素，广谱的和耐酶的青霉素，取得一些重大进展。

伴随青霉素G钠盐的广泛使用，出现了对其不敏感的葡萄球菌，这一结果的产生是由于葡萄球菌产生了ß-内酰胺酶或青霉素酶，使青霉素被分解失活所致。

《青霉素的发现》教学设计《青霉素的发现》教学设计1新课程不仅是一种理念，更是一种行动。

教学设计作为教师对新课程实施的设想、计划、方案，是教师将教育理念付诸实践的起点，是教育理念与教学实践的界面。

为此，教师在进行教学设计时，一定要树立正确的指导思想，树立“为了每个学生的充分发展”的价值取向和以课改新理念为出发点的观念，教学设计要有时代性、挑战性，要新颖独特、具有个性，要融人教师自己的科学精神和智慧。

实施新课程，一定要走好这至关重要的第一步一、教学过程设计的出发点1、地理教学过程设计的课程理念过去，我们教学地理紧紧围绕教材知识、地图表格、地球仪等，以及几年来电子信息、电子备课等多种手段。

在地理课上，老师们取得了显著的成绩，获得了丰硕的成果、夺得了辉煌的成功。

这一点，人人皆知，不可否认。

然而，在构建和谐社会的今天，新课程.新课改的思想已深入人心，这大大促进了地理教育者进行地理改革的积极性，使得越来越多的地理教师一心一意地投身到地理教育教学的实践活动中来。

他们对地理的教育教学探讨得越来越深刻、越来越全面。

他们一致认为：地理的教育教学要开启学生智力，发展学生思维;学习对生活有用的地理，学习对终生发展有用的地理;培养现代公民必备的地理素养，满足学生学习需要。

对这些有着强烈的时代感、责任感、急迫感的教育新理念，我们必须加以重视。

2、地理教学过程设计的基本特征(1)教学过程设计的理论基础是教学理论、学习理论和传播理论。

(2)教学过程设计是解决教学问题的科学方法。

(3)教学过程设计是操作和规划教学活动的程序和过程。

(4)教学过程设计是以反馈评价对教学效果进行价值判断。

(5)教学过程设计是一门理论和实践兼备的应用性学科。

3、地理教学过程设计的教学目标教学过程设计是指运用相关理论和系统方法，对参与教学活动的诸多要素所进行的一种分析和策划的过程，是在教学活动开始之前，对教学的预谋和筹划，是对“教什么”和“如何教”的一种操作方案，它先从“教什么”入手，对学习者，学习目标，学习内容等进行分析，然后从“怎么教”入手，制定行之有效的教学策略，运用恰当的媒体，对教学绩效做出评价，以确保教学和学习获得成功。

1. 概述1.1项目名称、主办单位及负责人项目名称：1500t苯星青霉素工厂建设项目承办单位：西科青霉生物制药有限公司企业法人：刘康项目负责人：王福磊项目性质：精细化工类新建项目建设地点：四川省绵阳市经济开发区1.2.1提出背景20世纪40年代以前，人类一直未能掌握一种能高效治疗细菌性感染且副作用小的药物。

当时若某人患了肺结核，那么就意味着此人不久就会离开人世。

为了改变这种局面，科研人员进行了长期探索，然而在这方面所取得的突破性进展却源自一个意外发现。

亚历山大•弗莱明由于一次幸运的过失而发现了青霉素。

1928年2月13日英国伦敦大学圣玛莉医学院细菌学教授弗莱明在他一间简陋的实验室里研究导致人体发热的葡萄球菌。

由于盖子没有盖好，他发觉培养细菌用的琼脂上附了一层青霉菌。

这是从楼上的一位研究青霉菌的学者的窗口飘落进来的。

使弗莱明感到惊讶的是，在青霉菌的近旁，葡萄球菌忽然不见了。

这个偶然的发现深深吸引了他，他设法培养这种霉菌进行多次试验，证明青霉素可以在几小时内将葡萄球菌全部杀死。

弗莱明据此发明了葡萄球菌的克星一青霉素。

1938年由麻省理工学院的钱恩(Earnest Chain, 1906-1979)、弗洛里(Howard Florey, 1898-1968 )及希特利(Norman Heatley, 1911-2004 )领导的团队提炼出来。

距青霉素最远的细菌个大、色浓，活力十足；距青霉菌较近的细菌个较小、色较浅，活力较差；而最接近青霉菌的细菌个最小、色发白，显然已经死亡。

由于青霉素的发现和大量生产，拯救了千百万肺炎、脑膜炎、脓肿、败血症患者的生命，及时抢救了许多的伤病员。

青霉素的出现，当时曾轰动世界。

为了表彰这一造福人类的贡献，弗莱明、钱恩、弗罗里于1945年共同获得诺贝尔医学和生理学奖。

第二次世界大战促使青霉素大量生产。

1943年，已有足够青霉素治疗伤兵；1950年产量可满足全世界需求。

青霉素的发现与研究成功，成为医学史的一项奇迹，青霉素从临床应用开始，已发展为三代。