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1、本科毕业设计 第II页 共II页目 录1 总论11.1 行业概况11.2 设计概况11.3 设计依据及范围21.3.1 设计依据21.3.2 设计范围22 设计指导思想、原则22.1 指导思想22.2 设计原则33 土霉素生产工艺流程设计33.1 产品性质33.2 产品质量规格43.3 工艺流程43.4 工艺流程简述43.4.2 各级培养基的制备43.4.3 菌种的培养53.4.4 三级培养53.4.6 滤液脱色及树脂再生83.4.10 结晶、干燥94 物料衡算94.1 有关土霉素生产技术指标94.2 发酵阶段物料衡算104.2.1 发酵罐104.2.2 二级种子罐114.2.3 一级种子罐1
2、14.2.4 发酵阶段物料衡算总结124.3.1 酸化、稀释134.3.2 过滤144.3.3 脱色144.3.4 结晶145 设备计算与选型155.1 发酵阶段155.1.1 发酵罐155.1.2 二级种子罐195.1.3 一级种子罐205.1.4 发酵罐配料罐215.1.5 二级种子罐配料罐235.1.6 一级种子罐配料罐245.1.7 发酵罐补料罐255.2 旋风分离器28 5.2.1 大罐285.2.2 二级种子罐、一级种子罐及其它罐合用一台旋风分离器295.2.2.1 二级种子罐295.2.2.1 一级种子罐295.3 空气过滤器305.3.1 总空气过滤器305.3.2 分过滤器3
3、15.3.2.1 小罐分过滤器325.3.2.2 中罐分过滤器325.3.2.3 大罐分过滤器325.4 提取阶段325.4.1 酸化罐325.4.2 过滤工段335.4.3 脱色工段345.4.4 结晶工段355.5 设备一览表366 车间设备布置386.1 车间布置的基本原则386.2 发酵车间386.3 提取区407 公用工程用量408 劳动组织与定员419 全厂平面布置41结 束 语42致 谢43参考文献44本 科 毕 业 设 计 第 3 页 共44页1 总论1.1 行业概况土霉素( Oxytetracycline ,OTC)是20世纪40 年代发现的四环素族成员 ,别名52羟基四环素
4、 ,地霉素 ,地灵霉素 ,氧四环素等 ,分子式为 C2H24N209 ,相对分子质量 460.44,是一种广谱抗菌药物 ,被广泛用于治疗乳房炎 ,同时士霉素又是一种生长促进剂 ,常常被用作饲料添加剂。在国内市场上，土霉素除了作为生产强力霉素等的原料外，主要用于畜禽药物以及饲料添加剂。以土霉素为原料生产半合成抗生素的市场前景较好。如多西霉素（强力霉素），就是以土霉素为原料经过多步反应制得的半合成抗生素，其市场价格是土霉素的57倍，产品大量出口。预计今年市场仍然看好，是土霉素深加工的一个方向，在众多抗生素品种中，价格最低的土霉素今后将会在我国大量用于畜禽用药及饲料添加剂中，预计这方面的需求会不断增
5、长，成为土霉素的主要市场。土霉素作为动物促生长剂 ,主要是利用其提取过后的废菌丝 ,其可作为动物饲料或添加剂 ,提高动物生产力和生活能力 ,当然同时我们也应该注意其作为饲料所带来的耐药性和公共安全问题 ,特别是对人体健康的影响。生产土霉素每年要有大量的废菌丝残渣。此外 ,尚还有3000IU5000IU的土霉素。由于土霉素生产成本低 ,价格便宜 ,服用方便 ,在农村广大地区耐药菌株相对较少 ,而一些新型抗生素虽然疗效好 ,但成本高 ,价格贵;其次与人们用药习惯也有关系。总之 ,四环素类的抗生素生产在国内虽是出于淘汰趋势 ,但作为兽用专用抗生素或添加剂在国内仍有很大市场。1.2 设计概况这次，我的
6、设计的题目是年产850吨土霉素生产工程初步工艺设计。在本次毕业设计中，我们要去综合运用所学的专业知识和自己的独立思考，去解决生产过程中的实际问题。为了很好的系统的完善的完成这次毕业设计，在老师的指导下，我们在前期查阅了大量的文献资料，并且得到了老师的初步讲解，使我们对整个设计有了一个笼统的了解。同时，我们还完成了开题报告的编写和前期各项工作的准备。与此同时，在毕业设计过程中的前期，我们进行了大量的数据演算，不断反复推敲，选型，使设计初见成效。同时，在2012年4 月，学校组织我们去圣雪大成制药有限责任公司的车间进行实地实习，由此，我们能够更好的了解本次毕业设计。毕业设计后期，通过老师几次重点突
7、出的辅导，使我们在有限的时间里进行了数据的再次检查及制图的全过程，时我们的设计日趋完善，为我们今后的设计过程中提供了大量的实践经验。1.3 设计依据及范围1.3.1 设计依据1 生工学院下达的设计任务书，包括设计中的要求的物料衡算，生产工艺，设备选型等。2 提供的各种资料。如 化工工艺设计手册、抗生素生产设备、发酵工厂设计、分离纯化工艺原理、抗生素工艺学等参考书籍。3 在实习中所获得的经验。1.3.2 设计范围本设计为年产850吨土霉素生产工程初步工艺设计，在本设计中包括土霉素碱生产工艺流程设计、物料衡算与设备选型、进行车间平面布置、水电气衡算、劳动组织与定员安排以及三废处理工程设计。2 设计
8、指导思想、原则2.1 指导思想充分贯彻执行国家的有关规定，尽量节约能源，合理利用废物，保护环境，符合城区建设规划要求。生产、消防用水来自厂区内自来水供应，并与厂区供水管网引接，排水至厂区原有排水干管。按确定的设计基础，即工艺流程及说明，原料、辅助原料、公用工程的规格、产品及主要副产品的质量规格、厂区的自然条件等，进行装置的物料衡算。厂址选择是工业基本建设中的一个重要环节，在工厂布置和车间布置方面要符合国家长远规划和工业布局规划。做好废气、废水和废渣的处理，控制好噪声，搞好绿化。建立起全面的全系统的事故防范措施和人身健康保障措施。各生产车间、原料包装及储存车间，采用封闭式结构。 在保证安全、经济
9、运行的条件下，尽可能降低工程造价年生产时间为330天。2.2 设计原则车间所在工厂在居民区下侧，河流上游，要求地势平坦，水源丰富，并且节约用地，少占耕地。尽可能采用新工艺 、新设备、 新技术，以利于投产后达到好的经济效益 。在条件允许情况下，尽可能的使用通用设备或标准设计以简化设计工作量，缩短工作时间。原料来源立足于国内、立足于本地，选择优质价廉的原料立足于本地。3 土霉素生产工艺流程设计本科毕业设计说明书（论文） 第 4 页 共 44 页3.1 产品性质 土霉素又称5-羟基四环素，属广谱抗生素 两 性化合物。本产品为黄色结晶性粉末，无臭，在紫外线辐射下可产生黄色荧光。分子式为C22H21N2
10、O9-2H2O平均分子量为496.47。理论效价为1000/mg，具有旋光性，熔点为148.5-185.5， 土霉素具有吸湿性，在空气中吸收水分而潮解且颜色变深。 在PH4.5-7.5之间难溶于水，不溶于有机溶剂。等电点为5.4。主要用于革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌引起的感染，对立克次体及过滤性病毒有一定作用，能抗阿米巴肠炎及肠道感染，可以用于治疗上呼吸道感染、泌尿系统感染并且效果显著。耐药性严重， 毒副作用低，具有成盐、沉淀、降解成色等一系列化学反应。3.2 产品质量规格 本 科 毕 业 设 计 第 9 页共 44页产品质量符合中国药典2005版规定。具体质量指标如下：外观：淡黄色粉末 效价：
11、 910/mg 异物：5个/0.5g 异物：5个/0.5g比旋度：D25：-199o 酸碱度：PH5.0-7.5水分：4.0%-7.5% 保质期：四年杂质吸收峰：430 不大于0.5 490nm不大于0.23.3 工艺流程 筛选高单位菌种流程菌种斜面（37，14天） 孢子悬浮液计数诱变处理分离双碟（5-10个菌落）培养五天挑选单菌落试管斜面（4天）挑斜面接砂土管砂土孢子茄子瓶斜面孢子工艺流程沙土孢子（36.5，4-5天）斜面孢子（38，28-30h，空气搅拌）一级种子培养 （30， 28-32h， 1：1.3VVm， 空气搅拌） 二级种子培养（30，170-190h，1：0.65 VVm） 发
12、酵液 （草酸调 PH1.75-1.85， 硫酸锌0.15%，黄血盐0.25%） 酸化液（板框顶洗过滤10h 滤液（122#树脂脱色）脱色液15%水（含2%亚硫酸钠）调PH4.5-4.6， 28-30 结晶液（甩虑后用水淋洗再甩干）湿晶体（进风：140-170，出风：40-80）土霉素碱成品3.4 工艺流程简述3.4.1 种子制备种子制备是在无菌条件下进行的，菌种名称为 UV-138二代。3.4.2 各级培养基的制备主要配料：糊精、黄豆饼粉、淀粉、玉米浆、固剂、氯化钠、磷酸二氢钾、硫酸氨、碳酸钠、氯化钴、玉米油、淀粉酶、碳酸钙各级种子培养基均在配料罐中配制，用打料泵送至各级种子罐中。3.4.3
13、菌种的培养土霉素生产车间的菌种培养在培养室里进行。生产用的菌种为UV-138和龟裂链霉，用沙土管保藏，一般在温度为4左右的条件下可保存三年，一次可制备20多支试管。在30条件下，经过7天时间的培养后，观察可看到，土霉素菌落丰满，菌落下有一定量的红色分泌物，面积大于菌落；孢子的颜色为乳白色。3.4.4 三级培养以龟裂链霉菌为菌种一级种子培养目的：使来自实验室制备的孢子发芽、繁殖以获得一定数量的菌丝。一级种子罐采用夹套式换热（自动温度调节），无搅拌动力设备。一级种子罐培养基采用实罐灭菌，消前加泡敌消沫剂。通气：从罐底通入空气来达到物料混合均匀的目的。培养温度：32；时间：30 32h；流量：按压力
14、降数；罐压：0.05Mpa；灭菌：实消45min；PH：6.06.3接种：待一级种子罐温度降到2933时，即可接种，一般接种量(接种量指的是移入的种子悬液体积和接种后培养液的体积的比例)为7%15%。操作程序如下：（1）用苏尔浸泡的棉花在接种帽处从内向外檫拭23次，再用75%的酒精棉球擦拭34次，然后用同样的酒精棉球盖在接种帽处点燃。（2）用镊子将点燃的酒精棉球撤下，迅速将接种针头扎入接种帽，由一级种子罐的灭菌工开排气阀，将罐内压力控制在0.09Mpa，待罐内压力和接种瓶内压力平衡后，再由一级种子罐的灭菌工将罐内压力降至0.04Mpa，将接种瓶内的孢子悬浮液吸入一级种子罐内，将接种针头拔出。 （3）用火柴点燃蜡烛，让蜡液滴在接种帽上，凝固后用氧化锌胶布再封好。消泡： 一级种子罐不需要加入消泡剂。 转移 ：经过约30小时左右的培养，培养基的颜色渐渐的变为黄色，趋
