《(2020年){生产管理知识}年产吨硫酸双氢链霉素生产装置工艺设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《(2020年){生产管理知识}年产吨硫酸双氢链霉素生产装置工艺设计（117页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、生产管理知识年产吨硫酸双氢链霉素生产装置工艺设计325吨/年硫酸双氢链霉素生产装置工艺设计程伟（辽宁石油化工大学，环境与生物工程学院，生物工程0901，辽宁抚顺，113001）摘要本课题为325吨/年硫酸双氢链霉素生产装置的工艺设计。在发酵过程中，每天需完成至少51.055m3（53607.75kg）发酵全液的生产。经计算，生产中选用8个75m3的发酵罐，发酵周期为8d，一、二、三级种子罐各4个，发酵周期为4d。菌种经一、二、三级种子罐逐级扩大培养后放罐入发酵罐中，在发酵罐中经8d发酵，产成51.055m3的发酵全液，后放入预处理罐内进行硫酸双氢链霉素的合成提取。发酵液进入预处理罐后，用草酸酸
2、化至pH3.0左右，通过板框过滤，除去大量杂质，再用NaOH中和至pH在6.77.2范围内。离开预处理罐的发酵液进入稀释罐进行稀释，后进入交换罐。在交换罐中采用1103Na型树脂对稀释液进行吸附，再经7%H2SO4溶液进行解吸，解吸完毕，采用活性炭粉对解吸液脱色。解吸后的解吸液在补还原罐中用NaBH4将硫酸链霉素还原为硫酸双氢链霉素，还原后的硫酸双氢链霉素经稀释、吸附、解吸精制、精脱、薄膜蒸发、成脱和离心喷雾干燥等步骤形成成品。关键词：硫酸双氢链霉素；生产装置；工艺流程；设计Atechnologicaldesignof325t/adihydrostreptomycinsulphateprodu
3、ctionfacilityChengWei(Class0901,Departmentofbiologicalengineering,SchoolofEnvironmentalandbiologicalengineering,LiaoningShihuaUniversity,LiaoningFushun,113001,China)AbstractThistopicisthetechnologicaldesignof325t/adihydrostreptomycinsulphateproductionfacility.Inthefermentationprocess,ithavetopleteat
4、least51.055m3(53607.75kg)fermentationliquidproductioneveryday.Aftercalculation,theresultsisthattheproductiondesignselecteeight75m3fermenter,thefermentationperiodwas8d,the1st,2nd,3rdseedtankisfour,respectively.After8dfermentation,51.055m3fermentationbrothisobtained.Thenthefermentationbrothisputintoth
5、epretreatmenttankforthesynthesisofdihydrostreptomycinsulfateextraction.Afterthefermentationbrothintothepretreatmenttanks,itisacidifiedtonearlypH3.0withoxalicacid.Thenitcanremovelargeamountsofimpuritiesthroughtheplateandframefilter,anditisneutralizedtoapHrangeof6.7to7.2withNaOH.Afterfermentationbroth
6、leavingthetankintothedilutiontankfordilution,thefermentationbrothflowsintotheexchangetank.Inexchangetank,ituses1103Natyperesinforadsorptionondilution.Thenthedilutionisdesorbedpletelyby7%H2SO4solution.Afterdesorption,desorptionsolutionisdecoloredusingactivatedcarbonpowder.Afterdesorption,thestreptomy
7、cinsulfateindesorptionsolutionwillbereducedtodihydrostreptomycinsulfateusingNaBH4inthereductionpot.Afterreduced,dihydrostreptomycinsulfateformsfinishedgoodsthroughdilution,adsorption,desorptionrefined,lossofessence,athinfilmevaporator,acentrifugalspraydryingoffandothersteps.Keywords:Dihydrostreptomy
8、cin,Productionfacility,Process,DesignIII目录摘要IAbstractII第1章绪论11.1链霉素简介11.2国外生产和技术水平现状31.3国内生产和技术水平现状31.4生产技术的展望41.5链霉素的生产制备41.6链霉素的用途51.7药理作用及副作用61.8链霉菌产生的抗生素71.9链霉素遗传工程的其它应用8第2章链霉素生产工艺设计内容102.1工艺设计的指导思想与目标102.2工艺设计的主要内容102.3工艺设计的基本要求102.4工艺设计介绍112.5工艺设计的主要步骤122.6工艺设计的基本流程14第3章设计指标及主要物性参数153.1发酵工段设计条
9、件153.2连续灭菌温度153.3提取工段设计条件153.4培养基配比163.5发酵过程中补料量163.6接种量指标163.7培养基灭菌163.8移种及补料方式173.9装料系数173.10通气量173.11搅拌桨转速范围173.12培养时间173.13自控要求183.14水系统和蒸汽参数18第4章物料衡算194.1发酵液每天放罐体积的计算194.2发酵罐与种子罐公称容积V的计算204.3发酵罐与种子罐个数n的计算214.4发酵罐与种子罐物料的计算224.5发酵工段水用量与原料消耗量的计算244.6发酵液预处理过程的计算254.7发酵液稀释过程的计算274.8吸收交换过程的计算274.9吸附交
10、换罐树脂再生过程的计算294.10虹吸软水冲洗过程的计算294.11解吸过程的计算294.12活性炭脱色过程的计算304.13补还原过程的计算314.14提炼过程的数据31第5章能量衡算345.1发酵过程放热量的计算345.2发酵过程冷却水用量的计算345.3发酵过程蒸汽用量的计算365.4发酵过程空气用量的计算375.5发酵过程工程负荷量385.6提取过程的设计参数与计算385.7提取过程工程负荷量40第6章设备计算及选型426.1发酵罐的设备计算426.2三级种子罐的设备计算466.3二级种子罐的设备计算516.4一级种子罐的设备计算546.5发酵罐与种子罐设备一览表586.6提取工段列管
11、式换热设备衡算586.7预处理罐的设备衡算586.8稀释罐的设备衡算596.9吸附交换罐的设备衡算596.10解吸液储罐、脱色罐、补还原罐的设备衡算596.11设备用电负荷表60第7章工厂车间布置617.1车间布置设计原则617.2车间结构与生产装置布置61第8章总结62参考文献65致谢67附录68第1章绪论1.1链霉素简介硫酸双氢链霉素(dihydro-streptomycinsulfate,DHS)属于半合成氨基糖苷类抗生素，为链霉素中链霉糖部分的醛基氢化而成，在兽医临床上用于治疗革兰阴性菌和部分革兰阳性菌引起的感染，它的抗菌效果和链霉素大致相同1。硫酸双氢链霉素能够影响真菌菌丝和细胞的生
12、长能力2。抗生素是微生物的代谢产物或合成的类似物，既不参与细胞结构，也不是细胞内的贮存性养料，在体外能抑制微生物的生长和存活，而对宿主不会产生严重的副作用。抗生素基本上可分为抑制病原的生长和直接杀死病原两大类，可用于治疗大多数细菌感染性疾病，有些抗生素还具有免疫抑制和刺激植物生长作用3。因此，抗生素不仅用于医疗，还应用于农业、畜牧业和食品工业等方面，在畜牧业中非治疗用途的抗生素，称为生长促进剂。链霉素(Streptomycin)是瓦克斯曼(WaksmanS.A.)于1944年从链霉菌培养液中分离出来的一种碱性抗生素，是继青霉素(Penicillin)后第二个生产并用于临床的抗生素4。是由微生物
13、产生的物质，它在低浓度下能抑制其他一些微生物的生长和繁殖，有时具有能够破坏这些微生物的作用5。链霉素是一种相当强的有机碱，也是一种多糖类化合物。其分子结构是由链霉肌、链霉糖和N-甲基-L-葡萄糖胺三部分以苷键相联结而成的。分子式为C21H39N5O12，分子量为581，白色粉末，水溶液在pH值37下对热比较稳定，由盐酸盐和硫酸盐等产品6。链霉素碱稳定性特别差，工业产品主要是其硫酸盐形式，即硫酸链霉素(StreptomycinSulfate)。链霉素对结核杆菌(M.tuberculosis)有强大抗菌作用，其最低抑菌浓度一般为0.5mg/L。它对许多革兰氏阴性菌(G-)如大肠杆菌、肺炎杆菌、肠杆
14、菌属、沙门菌属、布鲁菌属等也具抗菌作用。链霉素对革兰氏阳性菌(G+)抗菌活性较差。链霉素游离碱为白色粉末。大多数盐类也是白色粉末或结晶，无嗅，味微苦。链霉素在中性溶液中能以三价阳离子形式存在，所以，可用离子交换法进行提取。其水溶液比较稳定，但其稳定性受pH值和温度的影响较大。其硫酸盐的水溶液在pH47，室温下放置数星期，仍很稳定，如在冰箱中保存三个月内活性无变化。一般认为链霉素是治疗结核杆菌感染的首选药物，它的抗结核杆菌的特效作用，开创了结核病治疗的新纪元。从此，结核杆菌肆虐人类生命几千年的历史得以有了遏制的希望。链霉素主要作用于细菌蛋白质的合成过程，致使合成异常的蛋白，阻碍已合成蛋白质的释放
15、，使细菌细胞膜通透性增加而导致一些重要生理物质外漏，从而引起细菌死亡7。复方链霉素滴鼻液有抗菌作用，还可以湿润鼻粘膜，促进上皮生长，可用于鼻窦炎、鼻前庭炎、萎缩性鼻炎等8。除此以外，还用于治疗革兰氏阴性菌所引起的泌尿道感染、肠道感染、败血症、百日咳等。同时在生产链霉素存在时生物心肌的力增加9。链毒素的缺点是容易产生耐药性；长期使用对第八对脑神经有毒害10。除了医用外，也有报道将链霉素用于农牧业的。例我国新疆某生产建设兵团的农场自1985年起应用链霉素治疗菜类瓜类和粮食等作物的病害，取得较好效果；链霉素还可用于猪肺炎、雏鸡白痢疾、以及鸡、鸭、鹅的巴氏杆菌感染等的治疗。国内有些厂家将生产的链霉素作为农用出口，效益较好11。但是，随抗菌药物的广泛应用，也造成不小的负面影响。如：因滥用抗菌药使人和动物胃肠道正常菌群失调而引起各种疾病，病原微生物对抗菌药逐步适应而产生耐药性等，均给预防和治疗上述疾病带来诸多不便12，同时还有抗菌药物残留问题，在水产品的养殖过程中，为降低养殖成本，防止病害发生，养殖者普遍不合理的使用各种抗生素，导致抗生素在水产品体内的残留13，食用有害物质超标的食物会对消费者的身体健康造成伤害等14。不过，虽然链霉素在应用过程中存在一系列问题15。但
