年產(chǎn)2300噸青霉素發(fā)酵工段工藝設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說(shuō)課材料

1、內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題 目：年產(chǎn) 2300 噸青霉素發(fā)酵工段工藝設(shè)計(jì)年產(chǎn) 2300 噸青霉素發(fā)酵工段工藝設(shè)計(jì)摘要本設(shè)計(jì)以注射用青霉素G為背景，來(lái)進(jìn)行年產(chǎn)2300噸青霉素發(fā)酵工段工藝的設(shè) 計(jì), 考慮到為了實(shí)現(xiàn)菌種放大的平穩(wěn)過(guò)渡，設(shè)計(jì)采用三級(jí)發(fā)酵工藝進(jìn)行青霉素的生產(chǎn)， 菌種經(jīng)種子發(fā)酵罐擴(kuò)培后進(jìn)入二級(jí)種子發(fā)酵罐再進(jìn)入發(fā)酵罐。各種補(bǔ)加用料以流加的 方式加入，保持產(chǎn)黃青霉的健康生長(zhǎng)。設(shè)計(jì)使用 4 臺(tái)一級(jí)種子罐、 7 臺(tái)二級(jí)種子罐、 14 臺(tái)發(fā)酵罐。廠房采用三層設(shè)計(jì)，在不同層放置不同類(lèi)型的罐體，以滿足生產(chǎn)需要， 在廠房?jī)?nèi)部設(shè)置吊裝孔， 用以上吊原料。 在本設(shè)計(jì)中充分考慮了理論設(shè)計(jì)量的合理性，

2、 又兼顧了實(shí)際生產(chǎn)的可行性的情況下對(duì)物料、 能量以及發(fā)酵控制因素等進(jìn)行了的計(jì)算， 就發(fā)酵后期所涉及的一系列問(wèn)題詳細(xì)說(shuō)明了其解決方法，力求設(shè)計(jì)的完整性及準(zhǔn)確無(wú) 誤。關(guān)鍵詞： 青霉素；發(fā)酵；批量；工藝；生產(chǎn)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 fer

3、mentation 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 f

4、ermenter. 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, t

5、o 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

6、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目錄摘 要 IIAbstract.第一章 引 言 11.1 總論 11.1.1 設(shè)計(jì)依據(jù) 11.1.2 指導(dǎo)思想 11.1.3 設(shè)計(jì)要求 11.1.4 設(shè)計(jì)步驟 11.2 青霉素的發(fā)

7、現(xiàn) 21.3 青霉素分子結(jié)構(gòu)及分類(lèi) 31.4 青霉素的單位 41.5 作用機(jī)理 41.6 青霉素的應(yīng)用 51.7 產(chǎn)品名稱(chēng)及生產(chǎn)規(guī)模 51.8 產(chǎn)品藥理 6第二章 設(shè)計(jì)說(shuō)明 72.1 青霉素發(fā)酵過(guò)程 72.2 生產(chǎn)方法 82.3 工藝流程 92.4 工藝特點(diǎn) 112.5 發(fā)酵過(guò)程中各參數(shù)的相互關(guān)系 132.6 設(shè)備框圖 13第三章 工藝條件計(jì)算 1.4.3.1 發(fā)酵罐設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo) 143.2 物料衡算 143.3 能量衡算 183.3.1 水 183.3.2 蒸汽 193.3.3 電 20此文檔僅供學(xué)習(xí)和交流3.3.4 空氣 213.3.5 公用過(guò)程負(fù)荷 22第四章 典型設(shè)備計(jì)算 2.5.4.

8、1 設(shè)備衡算 254.1.1 發(fā)酵罐 254.1.2 二級(jí)種子罐 324.1.3 一級(jí)種子罐 394.2 設(shè)備計(jì)算 434.2.1 貯罐 434.2.2 液體輸送設(shè)備選型 464.2.3 空氣總過(guò)濾器 474.2.4 空氣壓縮機(jī)選型 474.2.5 發(fā)酵罐物料管道選型 484.2.6 二級(jí)種子罐物料管道選型 504.2.7 一級(jí)種子罐物料管道選型 53第五章 發(fā)酵過(guò)程優(yōu)化控制 5.6.5.1 發(fā)酵過(guò)程中溫度的控制 565.2 發(fā)酵過(guò)程中 PH 的控制 575.3 發(fā)酵過(guò)程中溶解氧的控制 585.4 發(fā)酵過(guò)程中菌絲濃度的控制 595.5 發(fā)酵液質(zhì)量控制 595.6 成品鑒定 59第六章 車(chē)間布置

9、及生產(chǎn)制度 6.1.6.1 車(chē)間生產(chǎn)性質(zhì)及布置說(shuō)明 616.2 設(shè)備安裝 616.3 車(chē)間生產(chǎn)制度 626.3.1 發(fā)酵生產(chǎn) 626.3.2 清洗罐 636.3.3 技術(shù)管理部門(mén)職責(zé)： 63第七章 給排水 6.5.此文檔僅供學(xué)習(xí)和交流7.1 生產(chǎn)用水情況概述及要求 657.2 排水系統(tǒng)的劃分 65第八章 環(huán)境保護(hù) 6.6.8.1 生產(chǎn)過(guò)程中“三廢”排放情況 668.2 處理方案 668.3 噪聲控制 66第九章 節(jié)能 6.7.9.1 能耗分析 679.2 節(jié)能措施 67參考文獻(xiàn) 6.8.致謝 6.9.第一章 引 言1.1 總論1.1.1 設(shè)計(jì)依據(jù) 內(nèi)蒙古科技大學(xué)數(shù)理與生物工程學(xué)院下達(dá)的畢業(yè)設(shè)計(jì)

10、任務(wù)書(shū)1.1.2 指導(dǎo)思想 生物技術(shù)成熟的理論體系，使得生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化得以實(shí)現(xiàn)。其裝置由若干個(gè) 單元設(shè)備以系統(tǒng)的、合理的方式組合起來(lái)。其過(guò)程設(shè)計(jì)依據(jù)生物工藝條件，選擇合理 的原料、確定最經(jīng)濟(jì)和最安全的途徑。使之生產(chǎn)出符合一定質(zhì)量的生物產(chǎn)品。1.1.3 設(shè)計(jì)要求(1) 生物技術(shù)產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量指標(biāo)。(2) 保證整套系統(tǒng)不僅可以正常操作，而且能滿足開(kāi)停車(chē)等非正常操作。(3) 系統(tǒng)能適應(yīng)和抑制外部擾動(dòng)的影響，達(dá)到整套系統(tǒng)的可控性。(4) 必須進(jìn)行工藝流程優(yōu)化和參數(shù)優(yōu)化，達(dá)到最經(jīng)濟(jì)的使用資金、原材料、公共設(shè)施和人員。(5) 必須充分考慮各種明顯的和潛在的危險(xiǎn)，保證生產(chǎn)人員的健康和安全，如生物反應(yīng)器等壓

11、力容器，易燃、易爆揮發(fā)性溶劑的管理以及基因工程菌的生物擴(kuò)散 等。(6) 符合國(guó)家和地方的環(huán)境保護(hù)法規(guī)，按照工業(yè)生態(tài)學(xué)和減少原料和能源使 用，物料的多層多級(jí)利用使用和廢物資源化循環(huán)利用的“3R'原則，達(dá)到清潔生產(chǎn)1.1.4 設(shè)計(jì)步驟工藝設(shè)計(jì)在初步設(shè)計(jì)階段，可分為下面幾個(gè)步驟 ：(1) 選擇不確定生產(chǎn)流程，確定技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。(2) 進(jìn)行生產(chǎn)工藝的各種計(jì)算。(3) 設(shè)備的選型和計(jì)算，確定生產(chǎn)設(shè)備的規(guī)格和臺(tái)數(shù)。(4) 車(chē)間設(shè)備布置的方案比較和設(shè)備配置的平面和空間關(guān)系的確定及設(shè)計(jì)制 圖。(5) 向配套專(zhuān)業(yè)(土建、自控儀表、供水、環(huán)保、供電、供熱、采暖通風(fēng)、 技術(shù)經(jīng)濟(jì))提出設(shè)計(jì)要求和有關(guān)資料。(6

12、) 正式繪制工藝流程圖、車(chē)間設(shè)備布置圖等，編制設(shè)備表和主要材料估算 表。(7) 編寫(xiě)初步設(shè)計(jì)有關(guān)的生產(chǎn)工藝部分的文件。1.2 青霉素的發(fā)現(xiàn)20 世紀(jì) 40 年代以前，人類(lèi)一直未能掌握一種能高效治療細(xì)菌性感染且副作 用小的藥物。當(dāng)時(shí)若某人患了肺結(jié)核，那么就意味著此人不久就會(huì)離開(kāi)人世。為 了改變這種局面，科研人員進(jìn)行了長(zhǎng)期探索，然而在這方面所取得的突破性進(jìn)展 卻源自一個(gè)意外發(fā)現(xiàn)。 1928 年，英國(guó)細(xì)菌學(xué)家 Fleming 發(fā)現(xiàn)污染在培養(yǎng)葡萄球菌的 雙蝶上的一株霉菌能殺死周?chē)钠咸亚蚓?。他將此霉菌分離純化后得到的菌株經(jīng)鑒定 為點(diǎn)青霉，并將這菌所產(chǎn)生的抗生物質(zhì)命名為青霉素。1940年，英國(guó) Flor

13、ey 和 Chain 進(jìn)一步研究此菌，并從培養(yǎng)液中制出了干燥的青 霉素制品。經(jīng)實(shí)驗(yàn)和臨床試驗(yàn)證明，它毒性很小，并對(duì)一些革蘭氏陽(yáng)性菌所引起的許 多疾病有卓越的療效。 此后一系列臨床實(shí)驗(yàn)證實(shí)了青霉素對(duì)鏈球菌、 白喉?xiàng)U菌等多 種細(xì)菌感染的療效。青霉素之所以能既殺死病菌，又不損害人體細(xì)胞，原因在于 青霉素所含的青霉烷能使病菌細(xì)胞壁的合成發(fā)生障礙，導(dǎo)致病菌溶解死亡，而人 和動(dòng)物的細(xì)胞則沒(méi)有細(xì)胞壁。但是青霉素會(huì)使個(gè)別人發(fā)生過(guò)敏反應(yīng)，所以在應(yīng)用 前必須做皮試。在這些研究成果的推動(dòng)下，美國(guó)制藥企業(yè)于 1942 年開(kāi)始對(duì)青霉 素進(jìn)行大批量生產(chǎn)。到了 1943 年，制藥公司已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了批量生產(chǎn)青霉素的方法。 當(dāng)時(shí)英

14、國(guó)和美國(guó)正在和納粹德國(guó)交戰(zhàn)。這種新的藥物對(duì)控制傷口感染非常有效。 到 1944 年，藥物的供應(yīng)已經(jīng)足夠治療第二次世界大戰(zhàn)期間所有參戰(zhàn)的盟軍士兵。 1945 年，弗萊明、弗洛里和錢(qián)恩因發(fā)現(xiàn)青霉素及其臨床效用”而共同榮獲了諾貝 爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。目前世界青霉素年需求量為3.8萬(wàn)噸，但直接作為注射劑使用的青霉素G和作為口服劑使用的青霉素V僅占全部青霉素產(chǎn)品的20%除了另外 腎 5%乍為獸藥或飼料 添加劑使用外， 大部分青霉素是作為制備 6-氨基青霉素烷、 7-氨基脫乙酰氧基頭孢烯 酸或氯亞甲基頭孢烯母核的原料， 通過(guò)這些母核中間體轉(zhuǎn)化成高附加值產(chǎn)品推向市場(chǎng)。 據(jù)估計(jì)，在世界范圍內(nèi)目前對(duì) 6-氨基青霉

15、素烷的需求量約為 25800噸，到 2005年將 達(dá)到 32800噸；對(duì) 7-氨基脫乙酰氧基頭孢烯酸的需求量約為 6000噸，到2005年為 7000 噸。到2005年，世界基本藥物中，僅羥氨芐青霉素、氨芐青霉素和頭抱氨芐 3個(gè)品種 的世界需求量將達(dá)17800噸。上述三種產(chǎn)品占抗感染藥物原料藥的 78%用于生產(chǎn)這 些半合成產(chǎn)品所需消耗的青霉素約占全部產(chǎn)量的 3/4。1953年5月，中國(guó)第一批國(guó)產(chǎn)青霉素誕生，揭開(kāi)了中國(guó)生產(chǎn)抗生素的歷史。在1996年得到迅速擴(kuò)展，當(dāng)時(shí)全球青霉素原料藥年產(chǎn)銷(xiāo)量達(dá) 4萬(wàn)噸左右，其中中國(guó)的 青霉素在國(guó)際市場(chǎng)的份額占到30%且出口量猛增。截至目前，中國(guó)青霉素年發(fā)酵能 力在

16、1500噸以上的有華北制藥3200噸，哈藥集團(tuán)為2100噸，山東魯抗為1290噸， 這三大青霉素生產(chǎn)企業(yè)年發(fā)酵能力為 6590噸，年發(fā)酵能力超過(guò)1000噸的企業(yè)還有四 川制藥廠、河北制藥集團(tuán)和張家口制藥總廠。中國(guó)目前是世界上最大青霉素生產(chǎn)國(guó)， 青霉素原料主要出口市場(chǎng)是：印度、韓國(guó)、日本、臺(tái)灣、德國(guó)、荷蘭、愛(ài)爾蘭、法國(guó)、 香港和美國(guó)，這十大市場(chǎng)合計(jì)占中國(guó)總出口量的 82%青霉素工業(yè)鉀鹽的生產(chǎn)能力已 占世界生產(chǎn)能力40000噸的40%實(shí)際產(chǎn)量占世界的35.29%特別是進(jìn)入2000年，中 國(guó)的原料藥產(chǎn)量中有七種青霉素系列產(chǎn)品均呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，其中哌拉西林增長(zhǎng)了 267%以6-APA為中間體的系列產(chǎn)品阿

17、莫西林增長(zhǎng) 69%產(chǎn)量近2000噸。1.3 青霉素分子結(jié)構(gòu)及分類(lèi)青霉素是6氨基青霉烷酸(6-aminopenicillanic acid, 6-APA)苯乙酰衍生物。側(cè)鏈基團(tuán)不同，形成不同的青霉素，主要是青霉素G。工業(yè)上應(yīng)用的有鈉、鉀、普魯卡因、二芐基乙二胺鹽，其在水中溶解度很小，且很快失去活性。青霉素的分子通式為：RC9O4H11 N2 S圖1.1青霉素結(jié)構(gòu)通式然而青霉素發(fā)酵液中含有5種以上天然青霉素（如青霉素F、G、X、K、F和V 等），它們的差別僅在于側(cè)鏈R基團(tuán)的結(jié)構(gòu)不同，其中青霉素 G在醫(yī)療中用得最多， 它的鈉或鉀鹽為治療革蘭氏陽(yáng)性菌的首選藥物， 對(duì)革蘭氏陰性菌也有強(qiáng)大的抑制作用。 其

18、各個(gè)青霉素結(jié)構(gòu)式如下圖：音霉素仁青霉素心R7*JCHs ch2 ch=chch2- 尺為<>一°" RJHO <jQ> 尺為CH令（CH玄）CH£-R7*JCH-R為 <O> CHi"R為©>十HH2RJHO <0> H -NH圖1.2青霉素結(jié)構(gòu)式1.4 青霉素的單位目前國(guó)際上青霉素活性單位表示方法有兩種：一是指定單位（ unit）；二是活性 質(zhì)量（），最早為青霉素規(guī)定的指定單位是：50mL肉湯培養(yǎng)基中恰能抑制標(biāo)準(zhǔn)金葡 萄菌生長(zhǎng)的青霉素量為一個(gè)青霉素單位。 在以后，證明了一個(gè)青霉素單位相當(dāng)于

19、0.6 青霉素鈉。因此青霉素的質(zhì)量單位為：0.6用青霉素鈉等于1個(gè)青霉素單位。由此，1mg 青霉素鈉等于1670個(gè)青霉素單位（unit）。1.5 作用機(jī)理有研究認(rèn)為，青霉素的抗菌作用與抑制細(xì)胞壁的合成有關(guān) 。細(xì)菌的細(xì)胞壁是一 層堅(jiān)韌的厚膜，主要由多糖組成，也含有蛋白質(zhì)和脂質(zhì)，用以抵抗外界的壓力，維持 細(xì)胞的形狀。細(xì)胞壁的里面是細(xì)胞膜，膜內(nèi)裹著細(xì)胞質(zhì)，青霉素作用于 伕內(nèi)酰胺類(lèi)細(xì)菌 的細(xì)胞壁，而人類(lèi)只有細(xì)胞膜無(wú)細(xì)胞壁，故對(duì)人類(lèi)的毒性較小。革蘭氏陽(yáng)性菌細(xì)胞壁 此文檔僅供學(xué)習(xí)和交流的組成是肽聚糖占細(xì)胞壁干重的50%80%（革蘭氏陰性菌為1%10%）、磷壁酸質(zhì)、脂蛋白、多糖和蛋白質(zhì)。其中肽聚糖是一種含有

20、乙?；咸烟前泛投屉膯卧木W(wǎng)狀生 物大分子，在它的生物合成中需要一種關(guān)鍵的酶即轉(zhuǎn)肽酶。青霉素作用的部位就是這 個(gè)轉(zhuǎn)肽酶?，F(xiàn)已證明青霉素內(nèi)酞胺環(huán)上的高反應(yīng)性肽鍵受到轉(zhuǎn)肽酶活性部位上絲氨酸 殘基的羥基的親核進(jìn)攻形成了共價(jià)鍵， 生成青霉噻唑?；?-酶復(fù)合物，從而不可逆的抑 制了該酶的催化活性。通過(guò)抑制轉(zhuǎn)肽酶，青霉素使細(xì)胞壁的合成受到抑制，細(xì)菌的抗 滲透壓能力降低，引起菌體變形，破裂而死亡。即作用機(jī)理是干擾細(xì)菌細(xì)胞壁的合 成。因?yàn)榍嗝顾氐慕Y(jié)構(gòu)與細(xì)胞壁的成分粘肽結(jié)構(gòu)中的D-丙氨酰-D-丙氨酸近似，可與后者競(jìng)爭(zhēng)轉(zhuǎn)肽酶，阻礙粘肽的形成，通過(guò)抑制細(xì)菌細(xì)胞壁四肽側(cè)鏈和五肽交 連橋的結(jié)合而阻礙細(xì)胞壁合成而發(fā)揮殺菌

21、作用。造成細(xì)胞壁的缺損，使細(xì)菌失去 細(xì)胞壁的滲透屏障，對(duì)細(xì)菌起到殺滅作用。對(duì)革蘭陽(yáng)性球菌及革蘭陽(yáng)性桿菌、螺 旋體、梭狀芽孢桿菌、放線菌以及部分?jǐn)M桿菌有抗菌作用。對(duì)溶血性鏈球菌等鏈 球菌屬，肺炎鏈球菌和不產(chǎn)青霉素酶的葡萄球菌具有良好抗菌作用。對(duì)腸球菌有 中等度抗菌作用。對(duì)流感嗜血桿菌和百日咳鮑特氏菌亦具一定抗菌活性，對(duì)梭狀 芽孢桿菌屬、消化鏈球菌、厭氧菌以及產(chǎn)黑色素?cái)M桿菌等具良好抗菌作用。1.6 青霉素的應(yīng)用臨床應(yīng)用： 40 多年來(lái)，主要控制敏感金黃色葡糖球菌、鏈球菌、肺炎雙球菌、 淋球菌、腦膜炎雙球菌、螺旋體等引起感染，對(duì)大多數(shù)革蘭氏陽(yáng)性菌（如金黃色葡萄 球菌）和某些革蘭氏陰性細(xì)菌及螺旋體有抗

22、菌作用。優(yōu)點(diǎn)：毒性小，但由于難以分離 除去青霉噻唑酸蛋白（微量可能引起過(guò)敏反應(yīng)） ，需要皮試。各種半合成抗生素的原料：青霉素的缺點(diǎn)是對(duì)酸不穩(wěn)定，不能口服，排泄快，對(duì) 陰性菌無(wú)效。氨芐青霉素耐酸廣譜；對(duì)抗綠膿桿菌的磺芐青霉素，耐酸、耐酶、口服 的乙氧萘青霉素等，提供頭孢菌素母核。1.7 產(chǎn)品名稱(chēng)及生產(chǎn)規(guī)模產(chǎn)品名稱(chēng) : 注射用青霉素 G生產(chǎn)規(guī)模:年產(chǎn) 2300噸化學(xué)名：（2S,5R,6R）-3,3-二甲基-6-（2-苯乙酰氨基）7-氧代4 硫雜-1-氮雜雙環(huán)320庚烷-2-甲酸分子式：C16H17NOS分子量：333.38結(jié)構(gòu)式如下圖：圖1.3青霉素G結(jié)構(gòu)式1.8 產(chǎn)品藥理青霉素為B內(nèi)酰胺抗生素對(duì)

23、革蘭陽(yáng)性菌及某些革蘭陰性菌有較強(qiáng)的抗菌作用，金黃色葡萄球菌（金葡菌）、肺炎球菌、淋球菌及鏈球菌等對(duì)本品高度敏感；腦膜炎雙球 菌、白喉?xiàng)U菌、破傷風(fēng)桿菌及梅毒螺旋體也很敏感。 主要用于敏感菌引起的各種急性 感染，如肺炎、支氣管炎、腦膜炎、心內(nèi)膜炎、腹膜炎、膿腫、敗血癥、蜂窩組織炎、 乳腺炎、淋病、鉤體病、回歸熱、梅毒、白喉及中耳炎等。對(duì)溶血性鏈球菌等鏈球菌屬，肺炎鏈球菌和不產(chǎn)青霉素酶的葡萄球菌具有良好抗 菌作用。對(duì)腸球菌有中等度抗菌作用，淋病奈瑟菌、腦膜炎奈瑟菌、白喉棒狀桿菌、 炭疽芽抱桿菌、牛型放線菌、念珠狀鏈桿菌、李斯特菌、鉤端螺旋體和梅毒螺旋體對(duì) 本品敏感。本品對(duì)流感嗜血桿菌和百日咳鮑特氏菌

24、亦具一定抗菌活性，其他革蘭陰性需氧或兼性厭氧菌對(duì)本品敏感性差，對(duì)梭狀芽抱桿菌屬、消化鏈球菌厭氧菌以及產(chǎn)黑 色素?cái)M桿菌等具良好抗菌作用，通過(guò)抑制細(xì)菌細(xì)胞壁合成而發(fā)揮殺菌作用。第二章 設(shè)計(jì)說(shuō)明2.1 青霉素發(fā)酵過(guò)程青霉素發(fā)酵過(guò)程中的代謝變化分為菌體生長(zhǎng)、青霉素合成和菌體自溶三個(gè)階段 2(1) 菌體生長(zhǎng)階段 發(fā)酵培養(yǎng)基接種后生產(chǎn)菌在合適的環(huán)境中經(jīng)過(guò)短時(shí)間的適應(yīng)，即開(kāi)始發(fā)育、生長(zhǎng) 和繁殖，直至達(dá)到菌體的臨界濃度。這個(gè)階段主要是碳源(包括糖類(lèi)、脂肪等)和氮 源的分解代謝，以及菌體細(xì)胞物質(zhì)的合成代謝變化，前者的代謝途徑和后者有機(jī)地聯(lián) 系在一起，碳源、氮源和磷酸鹽等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不斷被消耗，新菌體不斷合成。隨著菌

25、體 濃度的不斷增加，攝氧率不斷增大，溶解氧水平不斷降低。當(dāng)達(dá)到菌的臨界濃度時(shí)， 攝氧率達(dá)到最大，溶解氧降至最小。當(dāng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗達(dá)到一定程度，菌體生長(zhǎng)達(dá)到 一定濃度，或者溶解氧的供應(yīng)下降到某一水平，即成為限制因素時(shí)，菌體生長(zhǎng)速度減 慢；同時(shí)，由于菌體的某些中間代謝產(chǎn)物的迅速積累、原有的酶活力下降以及出現(xiàn)與 抗生素合成有關(guān)的新酶等原因，導(dǎo)致生理階段的轉(zhuǎn)變，發(fā)酵就從菌體生長(zhǎng)階段轉(zhuǎn)入青 霉素合成階段。(2) 青霉素合成階段 這個(gè)階段主要合成青霉素，青霉素的生產(chǎn)速率達(dá)到最大，并一直維持到青霉素合 成能力衰退。在這個(gè)階段， 菌體重量有所增加， 但產(chǎn)生菌的呼吸強(qiáng)度一般無(wú)顯著變化。 這期間以碳源和氮源的分解

26、代謝和青霉素的合成代謝為主，前者的代謝途徑和后者有 機(jī)地聯(lián)系在一起，碳源、氮源等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不斷消耗，青霉素不斷合成。此外，由于存 在著抗生素合成和菌體合成二條不同的代謝途徑，需要嚴(yán)格控制發(fā)酵條件，以利抗生 素合成代謝的進(jìn)行。一般在這個(gè)階段，發(fā)酵液中碳源、氮源和磷酸鹽等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃 度必須控制在一定范圍內(nèi)，才有利于青霉素合成；如果這些物質(zhì)過(guò)多，則只會(huì)促進(jìn)菌 體生長(zhǎng)，抑制青霉素合成；如果這些物質(zhì)過(guò)少，則菌體容易衰老，青霉合成能力也會(huì) 衰退，對(duì)生產(chǎn)不利。除此之外，發(fā)酵液的 pH 值、溫度和溶解氧濃度等都會(huì)影響發(fā)酵 過(guò)程中的代謝變化， 進(jìn)而影響青霉素產(chǎn)量， 必須予以嚴(yán)格控制。 此階段一般又稱(chēng)為青 霉素分

27、泌期或發(fā)酵中期。(3) 菌體自溶階段這個(gè)階段菌體衰老， 細(xì)胞開(kāi)始自溶， 合成青霉素能力衰退， 青霉素生產(chǎn)速率下降， 氨基氮增加， pH 上升。此時(shí)發(fā)酵必須結(jié)束， 否則不僅會(huì)使青霉素受到破壞，還會(huì)給發(fā) 酵液過(guò)濾和提煉帶來(lái)困難。 此階段一般又稱(chēng)為菌體自溶期或發(fā)酵后期。2.2 生產(chǎn)方法青霉素G生產(chǎn)分為菌種發(fā)酵和提取精制 兩個(gè)步驟：菌種發(fā)酵：將產(chǎn)黃青霉菌接種到固體培養(yǎng)基上，在 25C下培養(yǎng)710天，即可 得青霉菌孢子培養(yǎng)物。用無(wú)菌水將孢子制成懸浮液接種到種子罐內(nèi)已滅菌的培養(yǎng)基 中，通入無(wú)菌空；氣、攪拌，在27r下培養(yǎng)2428h,然后將種子培養(yǎng)液接種到發(fā)酵 罐已滅菌的含有苯乙酸前體的培養(yǎng)基中，通入無(wú)菌空

28、氣，攪拌，在27E下培養(yǎng)7天。在發(fā)酵過(guò)程中需補(bǔ)入苯乙酰胺前體及適量的培養(yǎng)基。提取精制：將青霉素發(fā)酵液冷卻，過(guò)濾。濾液在 pH22.5的條件下，于離心機(jī) 內(nèi)用醋酸丁酯進(jìn)行逆流萃取，得到 BA 萃取液， BA 經(jīng)水洗離心機(jī)洗去溶于水的色素 及溶于水的雜酸。將此 BA 萃取液經(jīng)活性炭脫色，脫色 BA 加入碳酸鉀溶液調(diào) pH 至 7 左右離心機(jī)反萃取得 RB， RB 加丁醇經(jīng)共沸蒸餾過(guò)濾干燥即可得青霉素 G 鉀鹽。2.3 工藝流程產(chǎn)黃青霉T 在25-26 ° C,培養(yǎng)6-8d，形成單斜面抱子將抱子制成懸液，接入到大米培養(yǎng)基上，25° C,相對(duì)濕度50%,生長(zhǎng)7d米抱子一級(jí)種子罐通入

29、無(wú)菌空氣,充分?jǐn)嚢?00-350r/min,在溫度（27± 0.5 ） ° C下培養(yǎng)40-50h二級(jí)種子罐仃通氣體積比1:3,充分?jǐn)嚢?50-280r/min,在溫度（25± 0.5 ）°C下培養(yǎng)發(fā)酵罐“ 通入充足空氣，充分?jǐn)嚢?150-200r/min,在25-26 ° C,培養(yǎng)168h。發(fā)酵液“采用鼓式真空過(guò)濾機(jī)過(guò)濾，除去菌絲體和大部分蛋白。發(fā)酵濾液|用10%硫胺調(diào)節(jié)pH 4.5-5.0,加入0.07%溴代十五烷吡啶，再通過(guò)板樞式過(guò)濾機(jī)。一次BA萃取一次水提液脫色液*結(jié)晶混懸液調(diào)pH至中性，加2.5倍體積無(wú)水丁醇，在16-26 °

30、 C,1r0.67-1.3Kpa 下蒸餾 干燥晶體圖2.1工藝流程圖2.4 工藝特點(diǎn)本工藝工程為三級(jí)發(fā)酵 3 ，一級(jí)種子罐 -二級(jí)種子罐 -發(fā)酵罐。二級(jí)種子罐、一級(jí) 種子罐培養(yǎng)時(shí)間短，培養(yǎng)基一次投入，中間不補(bǔ)料，發(fā)酵罐考慮到各種由于底物濃度 過(guò)高引起的底物抑制情況以及產(chǎn)物合成期對(duì)營(yíng)養(yǎng)成分的需求，采用中間補(bǔ)料。主要補(bǔ) 油、補(bǔ)糖、補(bǔ)氨水調(diào)解PH在放罐前一次性補(bǔ)消沫油。一級(jí)種子罐采用實(shí)罐消毒，二 級(jí)種子罐、發(fā)酵罐培養(yǎng)基采用連續(xù)消毒。一級(jí)種子罐體積小采用夾套換熱，二級(jí)種子 罐采用內(nèi)蛇管，發(fā)酵罐用外盤(pán)管加內(nèi)蛇管換熱，內(nèi)蛇管也作為罐內(nèi)擋板，以加強(qiáng)罐內(nèi) 料混合程度。主要技術(shù)資料 :(1) 接種量一級(jí)種子罐至

31、二級(jí)種子罐按 15%計(jì)算；二級(jí)種子罐至發(fā)酵罐按 15%計(jì)算；(2) 培養(yǎng)基滅菌一級(jí)種子罐及二級(jí)種子罐培養(yǎng)基采用空消滅菌；發(fā)酵罐培養(yǎng)基采用實(shí)消滅菌；(3) 通氣量一級(jí)種子罐： 0.2(VVM )，二級(jí)種子罐： 0.15 (VVM) ，發(fā)酵罐： 0.09 (VVM) ；(4) 無(wú)菌空氣處理系統(tǒng)空氣處理量：按設(shè)計(jì)要求 空壓機(jī)出口壓力： 0.250.3( Mpa)進(jìn)總過(guò)濾器的相對(duì)濕度： 60% 空氣潔凈度： 100 級(jí)(5) 發(fā)酵周期：一級(jí)種子罐： 64小時(shí)，二級(jí)種子罐： 56 小時(shí)，發(fā)酵罐： 136小時(shí)(6) 裝料系數(shù)一級(jí)種子罐： 65%，二級(jí)種子罐： 70%，發(fā)酵罐： 80%(7) 自控要求：發(fā)酵

32、系統(tǒng)：種子罐、發(fā)酵罐溫度自控，PH控制，罐壓指示，溶氧指示，轉(zhuǎn)速顯 示及變頻調(diào)速，液位報(bào)警； 連消系統(tǒng)：溫度、流量連鎖控制；空氣系統(tǒng)：溫度自動(dòng)控制； 后處理系統(tǒng)：溫度現(xiàn)場(chǎng)顯示、手動(dòng)調(diào)節(jié)，流量現(xiàn)場(chǎng)顯示、手動(dòng)調(diào)節(jié)；(8) 水系統(tǒng)自來(lái)水：常溫，0.3 (MPa),用于配料、夏天實(shí)罐滅菌的前期冷卻、清洗設(shè)備等循環(huán)水：2025C (At=5C), 0.3( MPa),用于連續(xù)滅菌培養(yǎng)基冷卻，空氣冷卻，低溫水：914C ( t=5C), 0.3 (MPa),用于夏天空氣后級(jí)冷卻及發(fā)酵控溫冷 卻冷鹽水：-100C( t=10C), 0.3 (MPa),用于料液冷卻保溫蒸汽： 發(fā)酵車(chē)間用汽壓力 0.3( MP

33、a)(9) 補(bǔ)料情況：發(fā)酵過(guò)程中氨水補(bǔ)量按48 (L/m3)計(jì)算，補(bǔ)料量按320 ( L/m3)計(jì)算，補(bǔ)泡敵按20 (L/m3)計(jì)算，補(bǔ)消沫油按20 ( L/m3)計(jì)算。補(bǔ)前體苯乙酰胺，使 發(fā)酵液中苯乙酰胺濃度為 0.05%0.08%，在發(fā)酵前一次性加入。(10) 中間取樣分析：一級(jí)種子罐罐：培養(yǎng)4小時(shí)后取樣分析，測(cè)PH、氨氮、效價(jià)、菌絲濃度等。 二級(jí)種子罐罐：培養(yǎng)4小時(shí)后取樣分析，測(cè)PH、氨氮、效價(jià)、菌絲濃度等。 發(fā)酵罐：培養(yǎng)14小時(shí)后開(kāi)始取樣分析，每 4小時(shí)取樣測(cè)PH、氨氮，每8小 時(shí)取一次作板樣，分析全糖、氨氮、PH、還原糖、效價(jià)等。培養(yǎng)20小時(shí)后取樣加無(wú)菌肉湯，4小時(shí)后取無(wú)菌斜面，37

34、C恒溫培養(yǎng)，放罐前涂片鏡檢。(11) 后處理車(chē)間解吸液脫色收率為 97%蒸發(fā)收率為 98%干燥收率為 99%各步收率為：吸附、解吸收率為 85% 精制收率為 90% 成品脫色收率為 98%(12) 鐵離子的影響：三價(jià)鐵離子對(duì)青霉素生物合成有顯著影響，一般若發(fā)酵液中鐵離子含量超過(guò)3040卩g/ml，則發(fā)酵單位增長(zhǎng)緩慢。因此鐵罐在使用前必須進(jìn)行處理，可在罐 壁涂上環(huán)氧樹(shù)脂等保護(hù)層，使鐵離子含量控制在30卩g/ml以下。2.5發(fā)酵過(guò)程中各參數(shù)的相互關(guān)系解林夙恢貶*乳的傳戍率圖2.2發(fā)酵中各參數(shù)關(guān)系2.6設(shè)備框圖圖2.3發(fā)酵設(shè)備框圖第三章 工藝條件計(jì)算3.1發(fā)酵罐設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)擬設(shè)計(jì)發(fā)酵罐公稱(chēng)容積4:

35、V°=200m年產(chǎn)量：G =2300噸年工作日：m =330天發(fā)酵周期：t=7d發(fā)酵周期=發(fā)酵培養(yǎng)時(shí)間+輔助時(shí)間=136hr+32hr=168hr=7d （輔助時(shí)間含清洗、進(jìn)料、消毒、接種時(shí)間，不含設(shè)備檢修）發(fā)酵平均單位：U m =17100單位/毫升成品效價(jià)：U p =600單位/毫克發(fā)酵液收率:m=90%裝料系數(shù):0=80%提煉總系數(shù):P=85%發(fā)酵熱：Qf3.2物料衡算(1)發(fā)酵罐臺(tái)數(shù)的確定:由公式:GVo6 110 Um m p -而 n (m/t)U p 10得:1000GU ptV0mp m 0U m1000 2300 600 7330 200 0.85 0.9 0.8

36、170013.99( 臺(tái))故選擇14臺(tái)發(fā)酵罐可滿足生產(chǎn)。經(jīng)計(jì)算后得公稱(chēng)容積226.45m3=20900 KJ/m h (5500kcal/m h)，全容積238.30 m3此文檔僅供學(xué)習(xí)和交流種子罐公稱(chēng)容積及臺(tái)數(shù):種子罐臺(tái)數(shù)發(fā)酵罐臺(tái)數(shù)種子罐周期發(fā)酵罐周期n中 14（56_25）/247（臺(tái)）故選擇7臺(tái)二級(jí)種子罐可滿足生產(chǎn)。7（“ 3°）/244 （臺(tái)）故選擇4臺(tái)一級(jí)種子罐可滿足生產(chǎn)。（n中即二級(jí)發(fā)酵罐，n小即一級(jí)發(fā)酵罐）取二級(jí)發(fā)酵罐輔助時(shí)間為25小時(shí)，取一級(jí)發(fā)酵罐輔助時(shí)間為30小時(shí)種子罐裝料系數(shù)（流體損失率取10%二級(jí)種子罐體積200 80% 15% （1 10%）70%種子罐容積

37、發(fā)酵罐計(jì)量體積 接種比（1流體損失率）37.71m取38m，計(jì)算得公稱(chēng)容積38.83m3,全容積40.86m3一級(jí)種子罐體積38 70% 15% （1 10%）65%6.75卅取 6.8m3,計(jì)算得公稱(chēng)容積6.82m3，全容積7.18m3（3）物料計(jì)算:進(jìn)料=基礎(chǔ)培 養(yǎng)基 （消后）+種子液+補(bǔ)料出料=發(fā)酵液+逃液與蒸發(fā)損失 發(fā)酵罐發(fā)酵液=226.45 X 75%=169.84 ni（損失率取=3%損失二發(fā)酵液體積X 15%=169.84X 3%=5.096帝種子二發(fā)酵液體積X接種比=169.84 X 15%=25.48帚補(bǔ)氨=169.84 X 48X 1 X 10-3=8.154 m3補(bǔ)油=1

38、69.84 X 20X 1X 10-3=3.4 m泡敵=169.84 X 20X 1X 10-3=3.4 m補(bǔ)料=169.84 X 320X 1 X 10-3=54.4 m消后培 養(yǎng)基 二出料+損失-種子-補(bǔ)氨-補(bǔ)油-泡敵-補(bǔ)料=169.84+5.096-25.48-8.154-3.4-3.4-54.4=80.102 衍 二級(jí)種子罐出料二發(fā)酵罐種子=25.48m3損失=25.48 X 3%=0.776 m（損失率取=3%種子=25.48 X 15%=3.822 卅消后培養(yǎng)基=出料+損失-種子=25.48+0.776-3.882=22.374m 一級(jí)種子罐出料=二級(jí)種子罐種子=3.822 m3損

39、失=3.822 X 3%=0.115rm（損失率取=3%種子=3.822 X 15%=0.573 卅消后培養(yǎng)基=出料+損失-種子=3.882+0.115-0.573=3.424m 其表示如下:損知.115m1*按種 J. 573m*> -級(jí)種子罐揍盹型yfi.二級(jí)種子罐損失5. 096m3培養(yǎng)基22. 374n?培養(yǎng)基80. 102m3補(bǔ)料5乞4昭補(bǔ)氨8. 15W 補(bǔ)油3. 4m1圖3.1物料流程圖表3.1原料消耗表硫酸鈉 大蘇打 玉米漿 酵母粉 植物油 硅藻土 碳酸鈣 氨水 甲醛 小蘇打 醋酸甲 活性炭 醋酸丁酯 泡敵PPB乙醇含量95%以上，水分0.3以下原料名稱(chēng)規(guī)格年用量（噸）花生

40、餅粉含蛋白質(zhì)45%21120葡萄糖含量70%以上86400乳糖含量90%以上，水分4%以下 709硝酸氨含量99%以上964苯乙酰胺工業(yè)用含量96%以上3160磷酸二氫鉀含量9%以上660工業(yè)用含量98%以上340含量 98.5%以上3800蛋白質(zhì)含量40%以上215552014440水分45%以下1046工業(yè)用含量97%以上3668工業(yè)用5660含量35%以上588工業(yè)用1648含量92%以上128脫色力9ml以上9880含量不低于92%17601420含量55%以上1560丁醇含量98%以上3.3能量衡算3.3.1 水(1) 發(fā)酵熱效應(yīng)Q=QfX V 公發(fā)酵罐 Q大=5500X 226.4

41、5 X 80%=9.97X 105 kcal 二級(jí)種子罐 Q中=5500X 38.83 X 70%=1.50X 105 kcal 一級(jí)種子罐 Q小=5500X 6.82 X 65%=2.44X 104 kcal(2) 循環(huán)冷卻水(水溫 2025C,A t=5 C, 0.3MPsj)循環(huán)水用量(c=空氣比熱容1.0kJ/kg C)：Q大WPc t59.97 105199400 kg/ hrq中W中=c t1.50 10530000kg / hrW 小=Q 小 c t42.44 104880kg/ hr以工作狀態(tài)12個(gè)發(fā)酵罐，6個(gè)二級(jí)種子罐，3個(gè)一級(jí)種子罐計(jì)，并取安全系數(shù)1.2 , 則循環(huán)冷卻水總

42、量為：W總=1.2 X（ 199400 X 12+30000 X 6+4880 X 3）X W=1.2 X 2587.44=3104.928t/hr考慮到一級(jí)種子罐實(shí)消所需冷卻水：取夾套傳熱系數(shù) K=200 kcal/川.h C，冷 卻水進(jìn)口溫度20C，冷卻水出口溫度25C，取冷卻時(shí)間2.5hr，計(jì)算可得所需冷卻水 量 W 冷 3000kg/hr則冷卻水高峰用量： Wmax 3104.928 3 3107.928 t/hr 低溫冷卻水（水溫914C,A t=5 C，0.3MPa,夏季使用）低溫水用量（c=空氣比熱容1.0kJ/kg C）Q大c t9.97 105199400kg/hrq中W中二

43、c t1.50 10530000kg / hrW 小=_2.44 104880kg/hrct 1 5以工作狀態(tài)12個(gè)發(fā)酵罐，6個(gè)二級(jí)種子罐，3個(gè)一級(jí)種子罐計(jì)，并取安全 系數(shù)1.2，則低溫冷卻水總量為：一3W 總=1.2x( W大 X 12+W中 X 6+W小 X 3) X10-3=1.2 X( 199400X1 2+30000X 6+4880X 3)X 10=1.2 X 2587.44=3104.928t/hr(4) 自來(lái)水 洗滌用水：采用浸泡式清洗，用水量取設(shè)備公稱(chēng)容積的80%W發(fā)酵洗=226.45 80%=181.16n3W二級(jí)洗=38.8380%=31.064m33W一級(jí)洗=6.82 8

44、0%=5.456n也可以采用噴淋式清洗，用水量約為罐體積的10%- 15%在此不做計(jì)算： 配料用水：Q培養(yǎng)基原料大多為固體配料用水量消后培養(yǎng)基體積3W發(fā)酵配二104m3W 二級(jí)配=25.48 mW 一級(jí)配=3.882 m3 自來(lái)水用量：取安全系數(shù)1.2，則自來(lái)水總用量：W總=1.2 X( W發(fā)酵洗X 2+W二級(jí)洗+W一級(jí)洗+W發(fā)酵配X 2+W二級(jí)配+W一級(jí)配)=1.2 X( 181.16 X 2+31.064+5.456+104 X 2+25.48+3.882 ) =43詣?wù)羝?121C,發(fā)酵溫度=27T , =1.729kg/m3,焓 i =653.31kcal/kg汽化熱 517.51kc

45、al/kg)(1) 發(fā)酵罐、二級(jí)種子罐空消所用蒸汽：(按5倍罐全容積計(jì)算)S大 238.30 1.729 5 2060.104kgS中 40.86 1.729 5 353.235 kg(2) 一級(jí)種子罐、補(bǔ)料罐實(shí)消所用蒸汽：(以直接加熱之后保溫計(jì)算，料液比熱 Cs 均取 1kcal/kg °C)(取 10%)直接蒸汽加熱氣耗：S1 GiCC!St2t2t1) (1 )保溫階段氣耗：S2=(30%50%) X S1取40%實(shí)消氣耗：S S1 S2 G C (t2 t1) (1) (1 40%)i Cs t23.882 65% 1000 1 (121 27)S一級(jí)(1 10%) (1 4

46、0%) 686.2Ckg653.31 121 1S料544 1000 1 (121 27) (1 10%) (1 40%) 14793.917 kg653.31 121 1S由 3.4 1000 1 (12127)(1 10%)(1 40%)924.618 kg653.31 121 1(1 40%)924.618 kgS包敵 143.410001(12127)(110%)653.31 121 1(補(bǔ)氨罐由于易揮發(fā)，且氨溶液具有自滅菌的特點(diǎn)，所以不采用高溫滅菌法，使用 過(guò)濾器除菌)高峰用汽時(shí)段時(shí)，考慮兩發(fā)酵罐一二級(jí)種子罐空消、一一級(jí)種子罐和各補(bǔ)料罐同時(shí)實(shí)消，并取安全系數(shù)1.2，1.2(S發(fā)酵2S

47、二級(jí)1S一級(jí)1S料S油S泡敵)1.2 (2060.104 2 353.2351 686.201 14793.917 924.618 924.618)42.18 10 kg3.3.3 電(1)攪拌功率：(計(jì)算過(guò)程詳見(jiàn)第五章設(shè)備衡算)P發(fā)酵=200kw, P二級(jí)=36kw, P-級(jí)=3kw總功率=P發(fā)酵 + P二級(jí) + P級(jí)=200X 12+36X 6+3X 3=2625kw(2) 其他用電 包括照明用電、車(chē)間生活用電等共計(jì) 800kw(3) 配電要求P=1.2X( 2625+800) =4110kw3.3.4 空氣(1) 通氣消耗壓縮空氣量：Qg(VVM) V 公發(fā)酵罐 Qg 0.09 226.

48、45 80% 16.304m3 / min 二級(jí)種子罐 Qg 0.15 38.83 70% 4.077m3 /min 一級(jí)種子罐 Qg 0.2 6.82 65% 0.887m 3 /min(2) 壓料用壓縮空氣量： 經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)為： 15m3 /min(3) 總計(jì)： 取安全系數(shù)為 1 . 05 ，假設(shè)最大工作量為 1 2發(fā)酵罐、 6二級(jí)種子罐、 3一級(jí)種子罐 通氣，兩發(fā)酵罐、一二級(jí)種子罐、一一級(jí)種子罐壓料，則高峰空氣用量為：Qg 1.05 (Qg發(fā)酵12 Q曠級(jí)6 Q一級(jí)3 Qg發(fā)酵壓2 Qg二級(jí)壓1 Qg級(jí)壓1)Qg 1.05 (16.304 12 4.077 6 0.887 3 15 4)3=

49、282.771 m3 /min要求配套設(shè)計(jì)空氣系統(tǒng)供給 282.771 m3/min 的壓縮空氣量335 公用過(guò)程負(fù)荷表3.2自來(lái)水負(fù)荷表序號(hào)位號(hào)名稱(chēng)數(shù)量（臺(tái)）使用時(shí)間（hr）日消耗量(kg/d)備注1R101A-C小罐11.514007清洗和配料2R102A-C中罐1131064清洗3R103A-C大罐21181160清洗其他2410000種子室用合計(jì)27.5236231以每天各有兩臺(tái)大罐（發(fā)酵罐）、一臺(tái)中罐（二級(jí)種子罐）、一臺(tái)小罐（一級(jí)種子罐）清洗和配料計(jì)表3.3循環(huán)冷卻水負(fù)荷表序號(hào)位號(hào)名稱(chēng)數(shù)量（臺(tái)）使用時(shí)間（hr）日用量(kg/d)備注1R101A-C小罐324236402R102A-C

50、中罐6241800003R103A-C大罐12242392800合計(jì)2596440以每天各有12臺(tái)大罐、6臺(tái)中罐、3臺(tái)小罐同時(shí)工作計(jì)算，咼峰時(shí)間為在此基礎(chǔ)上小 罐同時(shí)實(shí)消。表3.4循環(huán)低溫水負(fù)荷表序號(hào)位號(hào)名稱(chēng)數(shù)量（臺(tái)）使用時(shí)間（hr）日用量(kg/d)備注1R101A-C小罐324146402R102A-C中罐6241800003R103A-C大罐12242392800合計(jì)2587440以每天各有12臺(tái)大罐、6臺(tái)中罐、3臺(tái)小罐同時(shí)工作計(jì)算表3.5設(shè)備用蒸汽負(fù)荷表數(shù)量 壓力 使用時(shí)日用量序號(hào) 位號(hào)名稱(chēng) （臺(tái) （Mpa備注間（hr）（ m3/d） ）1R101A-C小罐10.32R102A-C中罐

51、10.31353.2353R103A-C大罐10.312060.1044V101A-B補(bǔ)料罐10.3114793.9175V101A-B補(bǔ)油罐10.31924.6186V101A-B泡敵罐10.31924.618合計(jì)21802.80（含損失） 高峰值以各有一臺(tái)罐進(jìn)行空（實(shí)）消計(jì)算。表3.6設(shè)備用空汽負(fù)荷表序號(hào)位號(hào)名稱(chēng)壓力日用量（m3/d）備注數(shù)量使用時(shí)間（hr）（臺(tái)）(Mpa)1R101A-C小罐30.32478.8642R102A-C中罐60.324602.0883R103A-C大罐120.3244755.552合計(jì)5436.504（含損失）最咼峰取每天有12臺(tái)大罐、6臺(tái)中罐、3臺(tái)小罐同時(shí)工

52、作，2臺(tái)大罐、1臺(tái)中罐、1 臺(tái)小罐同時(shí)壓料，進(jìn)料時(shí)間以1小時(shí)計(jì)算。表3.7設(shè)備用電負(fù)荷表數(shù)量使用時(shí)單臺(tái)總量序號(hào)位號(hào)名稱(chēng)（臺(tái)）間（hr）（kw）（kw）備注1R101A-C小罐324392R102A-C中罐624362163R103A-C大罐12242002400車(chē)間照 明及其4800它設(shè)備用電合計(jì)2383425以每天有12臺(tái)大罐、6臺(tái)中罐、3臺(tái)小罐同時(shí)工作計(jì)算第四章 典型設(shè)備計(jì)算4.1設(shè)備衡算4.1.1 發(fā)酵罐(1) 選型：取 H/D=3取 D i =0.5DO =2D取 C =0.8D i根據(jù)生物工程設(shè)備常見(jiàn)的機(jī)械攪拌通風(fēng)種子罐的幾何尺寸比例H/D =1.7 3.5D/D =1/2 1/3H/D =2Hh=0.44DC/D i=0.8 1.0 根據(jù)封頭形狀、直徑查閱化工容器設(shè)計(jì)手冊(cè)得公式:23H3公稱(chēng)容積 Vo Vc Vd - HD20.13D3(0.13) D320044 DH=12.952 D=4.317圓整 H=13000mm D=4500mmH 33則公稱(chēng)容積 Vo (3 0.13) ()226.45 m43全容積 V Vo 0.13D2 0.785D238.30m3查表得：封頭內(nèi)表面積F=22.5162叭容