年产30吨庆大霉素发酵车间设计.rar

年产年产 30 吨庆大霉素发酵车间设计吨庆大霉素发酵车间设计 目录 1 商业可行性研究.5 2 技术可行性研究.5 2.1 主要技术资料.5 2.2 生产方法.8 2.3 工艺流程框图.9 2.4 工艺流程说明.9 2.4.1 工艺特点.9 2.4.2 补料情况.9 2.4.3 中间取样分析.10 2.4.4 异常发酵处理.10 2.5 工艺参数控制要求. .11 2.6 物料衡算.12 2.6.1 主要物性参数. .12 2.6.2 公称体积与台数计算. .12 2.6.2.1 大罐. .12 2.6.2.2 二级种子罐. .13 2.6.2.3 一级种子罐. .13 2.6.3 罐体物料衡算. .13 2.6.3.1 大罐物料衡算. .13 2.6.3.2 中罐物料衡算. .14 2.6.3.3 小罐物料衡算. .14 2.6.3.4 计算结果汇总. .14 2.6.3.5 原材料消耗表. .15 2.7 能量衡算. .17 2.7.1 发酵热计算. .17 2.7.2 蒸汽冷凝热效应. .17 2.7.3 循环冷却水用量. .17 2.7.4 低温循环水用量. .18 2.7.5 自来水用量. .18 2.7.6 配电用量. .19 2.7.7 空气用量. .19 2.7.8 蒸汽用量. .19 2.8 设备计算及选型. .20 2.8.1 设备计算. .20 2.8.1.1 大罐. .20 2.8.1.2 中罐. .25 2.8.1.3 小罐. .27 2.8.1.4 贮罐. .29 3 经济可行性研究. .30 4 财务可行性研究. .31 5 管理可行性研究. .32 6 实施可行性研究. .32 1 1商业可行性研究商业可行性研究 国内最早研发、生产庆大霉素的是开封制药、上海四药、福州抗生素研究所、四川抗 生素研究所，至今发展规模较大的是南阳普康集团、烟台只楚药业、上海新先锋制药和福 抗药业等几个厂家。其中，南阳普康集团衡淯制药年产量为 260 吨；邯郸滏荣原料药公司 月产量约 10000 十亿单位，年产量约 200 吨，日产量为 300 十亿单位；烟台只楚药业有限 公司（原烟台第二制药厂）的月产量为 200 吨；开封制药集团的月产量 4000 十亿单位，年 产量约 70 吨；华北制药集团华栾有限公司具有 3200 吨的发酵能力。由于玉米、淀粉、酶 等原料和辅料涨价，近期庆大霉素的价格整体稳定且有所上涨，市场状况趋于稳定。内销 顺畅，价格回升到 750 元/BOU 左右，市场供求良好，国内的主要生产企业开始出现供不应 求的苗头，少数庆大霉素企业只能自产自用，无力再应付供应商要货需求。 而在外销上，庆大霉素的价格也保持在 80 美元/BOU 以上。通过海外国际市场认证的 企业，如福抗集团的硫酸庆大霉素已在欧洲注册，出口高价位地区的报价在 200 美元 /BOU；四川制药的庆大霉素主销南亚，客商询盘积极，外销售价在 180 美元/BOU，经济效 益十分可观。 2 技术可行性研究技术可行性研究 以硫酸双氢链霉素生产技术工艺，培养基配方，工艺流程等等过程为基础，来进行对 年产 30 吨硫酸庆大霉素工程发酵车间的初步设计： 2.12.1 主要技术资料主要技术资料 1 设计技术指标 （1）发酵系统（产量 30 吨/年） 发酵单位：（1400u/ml） 成品单位：600（u/mg） 发酵周期：136（hr） 发酵热：5500 kcal/m3hr 装料系数：75%（发酵罐） 65%（一级种子罐） 70%（二级种子罐） 总收率：70% 染菌率：3% 年工作日：330（天） 发酵液粘度：50（CP） 发酵液重度：1050（kg/m3） （2）无菌空气处理系统 空气处理量：550 m3 / min 空压机出口压力：0.250.3（Mpa） 进罐空气温度：4045 进总过滤器的相对湿度：60% 空气洁净度：100 级 （3）连续灭菌系统 培养基灭菌处理量：20 m3/hr； 连消灭菌温度：135 （4）后处理车间 （5）厂址：上海郊区 提取总收率：70%计算 2 培养基配比 主要原料：黄豆饼粉，淀粉，葡萄糖， 主要辅料：氯化钠，硝酸钠，酵母粉，碳酸钙，蛋白胨，淀粉酶，消沫油等 表 2-1 培养基配比 原料名称原料名称一级种子罐一级种子罐 培养基配比培养基配比% 二级种子罐二级种子罐 培养基配比培养基配比% 发酵罐发酵罐 培养基配比培养基配比% 全料全料 培养基配比培养基配比% 稀料稀料 培养基配比培养基配比% 黄豆饼粉 3.02.53.53.52.5 葡萄糖 0.50.50.5 淀粉 2.52.56.06.53.0 氯化钠 0.40.360.4 氯化钴 0.0010.001 硝酸钠 0.10.10.1 酵母粉 0.10.1 碳酸钙 0.60.40.40.40.4 蛋白胨 2.01.5 硫酸亚铁 0.0075 磷酸二氢钾 0.005 淀粉酶（kg）0.1%淀粉量0.1%淀粉量0.1%淀粉量 玉米浆（L/ m3） 消沫油 42.670.41 3、 补料量 补氨水量：8 L/m3发酵液体积； 补氢氧化钠量：1.52.0 L/m3发酵液体积； 加消沫油量：4 L/ m3发酵液体积； 补全料量：370 L/ m3发酵液体积； 补稀料量：200 L/ m3发酵液体积。 4、 接种量 （1） 一级种子罐至二级种子罐按 15%计算； （2） 二级种子罐至发酵罐按 15%计算。 5、 培养基灭菌 （1） 一级种子罐及二级种子罐培养基采用实罐灭菌； （2） 发酵、全料、稀料采用连续灭菌； （3） 氢氧化钠、消沫油采用实灌灭菌； （4） 氨水采用过滤除菌。 6、 移种及补料方式 （1） 一级种子罐至二级种子罐移种设置一分配站 （2） 二级种子罐至发酵罐设置一分配站 （3） 灭菌的发酵培养基、全料、稀料至发酵罐设置一分配站 （4） 氢氧化钠至各发酵罐设置一分配站 （5） 消沫油至各发酵罐设置一分配站 （6） 氨水贮罐为每一发酵罐各设一台 7、装料系数 一级种子罐：65%，二级种子罐：70%，发酵罐：75% 8、通气量 一级种子罐：2（VVM），二级种子罐：1.5 (VVM)，发酵罐：0.8(VVM) ； 9、转速范围 一级种子罐：60300（RPM），二级种子罐：60240（RPM） 发酵罐：60130（RPM） 10、培养时间： 一级种子罐：64 小时，二级种子罐：56 小时，发酵罐：136 小时 11、工艺参数控制要求： 发酵系统：各罐通气量，罐温，溶氧，搅拌转速现场集中显示/控制，上位机设置 在控制室。要求如下： 灌压现场指示； 液位报警指示，手动加消泡剂； 罐温控制：5 m3 罐及以下采用自动控制，5 m3 罐以上采用加热、冷却 手动切换，冷却自动控制，加热手动控制； 空气流量：种子罐用转子流量计检测，发酵罐用涡轮流量计检测记录； 溶氧：监测记录，通过手动调节搅拌转速、调节空气流量调节溶氧； 自动补料：补料采用气动隔膜阀计算机控制； 转速显示及变频调速。 连消系统：温度、物料流量连锁控制； 空气系统：温度自动控制。 12、生产用水要求： 发酵工厂生产过程中的水可分为工艺用水与冷却用水。工艺用水一般指配料水和用 于制备软水、无盐水等一次水，其质量标准接近于城市自来水标准。罐冷。蒸发浓缩 的操作、溶酶蒸馏回收、空压系统冷却均需要大量冷却水，所用冷却水须循环使用， 冷却水的温度根据工艺要求选取。 自来水：常温，0.3（MPa），用于配料、夏天实罐灭菌的前期冷却、清洗设备等； 循环水：2023(t=3)，0.3（MPa），用于连续灭菌培养基冷却，空气冷却， 发酵控温冷却； 低温水：914(t=5)，0.3（MPa），用于夏天空气后级冷却及发酵控温冷却； 冷盐水：-100(t=10)，0.3（MPa），用于料液冷却保温 13 生产用蒸汽要求： 发酵车间用汽压力 0.3（MPa） 14 排水系统的划分： 给排水系统可分为两种，一种是排放水指标达到排放要求可直接排放的水，另一 种是含有杂质及毒性物质较多达不到直接排放要求的水，须经过废水回收站处理后方可排 放。 15、水文气象资料 （1）气温 极端最高气温：38.9 极端最低气温：-9 最热月平均气温：28.1 （8 月） 最热月最热时平均气温：32.0 （7 月） 最冷月平均气温：3.1 （1 月） 最冷月最冷时平均气温：0.0 （1 月） （2）湿度 最湿月平均相对湿度（%）：84（6 月） 最湿月平均相对湿度（%）：73（1 月） 全年平均相对湿度（%）： 79 （3）风速及风向 最多风向及频率：夏季 E12 SSEY 全年 SE10 E10 最大月平均风速（m/s）：3.6（3 月） 最大风速（m/s）：20 全年平均风速（m/s）：3.2 （4）自来水水温及硬度 水源地： 杨浦水厂 水源性质：黄浦江 水温：最低水温：3.0（2 月） 月平均最低水温：6.4 最高水温：34（7 月） 月平均最高水温：31.7 总硬度：最高值 10.6 月平均最高：8.7 最低值 2.2 月平均最低：5.5 16、其他数据： 海拔高度：4.5m 平均气压：1016mbar 最大冻土层深度：6cm 人防：设计任务为发酵工段，按 GBJ-16-87 生产的火灾危险性分类，为戊级，按 GB50058-92爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范发酵车间防爆为级。 借鉴以往各种生产设计，该设计结合实际，因地制宜，体现设计的通用性 和独特性相结合的原则，并适当留有发展余地，具有很好的可行性。 2.22.2 生产方法生产方法 生物合成庆大霉素的可能途径如下： D-葡萄糖2-脱氧青蟹肌醇2-脱氧青蟹醇胺 D-葡萄糖胺 巴龙胺 2-脱氧链霉胺 庆大霉素 A C-甲基化和差向异构化 庆大 X2 脱氧氨基化L-甲基化 抗生素 JI-20A 抗生素 G418 脱氧 脱氧，氨基化 庆大霉素 C1a 抗生素 JI-20B N-甲基化 脱氧差向异构化 庆大霉素 C2b 庆大霉素 C2 N-甲基化 庆大霉素 C1 注：本设计所采用的工艺路线为先从沙土管中取出孢子接种到原斜面上（或从液 氮保存的孢子接种到原斜面上） ，7 天后接合格种子到代 1 斜面上，6 天后接白色丰满 的菌落到摇瓶中，29.5hr 后接 6-8 瓶摇瓶种子到小罐中，并经中罐种子扩大培养后接 到发酵罐中，接种方法为单种，放罐后至后处理车间。 2.32.3 工艺流程框图工艺流程框图 液氮保藏(-196) 沙土管保藏(2-4) 原斜面孢子 斜面培养 恒温恒湿 35-36，7 天 斜面培养，恒温恒湿，34- 35，6 天 斜面孢子(代 1) 摇瓶种子 摇瓶培养 33-34，39.5hr 转速 250rpm 装量 80ml/750ml 接种量一块斜面/瓶 小罐种子培养 360.5，24-30h 转速 60-300rpm，搅拌功率 5.5kw，通气量 2m3/min,罐 压 0.03Mpa 小罐种子中罐种子 大罐发酵液 中罐种子培养 360.5，25hr 转速 60-240rpm 接种量 15% 通气量 1.5VVM 罐压 0.03Mpa 搅拌功率 22kw 大罐发酵 360.5，136hr 转 速 60-130rpm 接种量 15% 通气量 0.75VVM 罐压 0.04Mpa 搅拌功率 115kw 酸化中和交换 分离漂洗 洗涤洗脱脱色 浓缩 成盐 脱色压滤 洗脱收率 98 浓缩收率 88 调 pH 至 5.05.8 喷雾干燥成品 炭脱收率95 进塔温度： 116135 喷速：20 80L/h 喷雾收率90 2.42.4 工艺流程说明工艺流程说明 2.4.12.4.1 工艺特点：工艺特点： 本工艺工程为三级发酵，小罐 -中罐-大罐。中罐、小罐培养时间短，培养基一次 投入，中间不补料，大罐考虑到各种由于底物浓度过高引起的底物抑制情况以及产物 合成期对营养成分的需求，采用中间补料。主要补全料、补稀料、补氨水、通过氢氧 化钠调节 pH，手动加消沫油，在种子阶段，对无菌要求较高。 2.4.22