【一萬噸葡萄糖酸鈣的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)16000字（論文）】

－－一萬噸葡萄糖酸鈣的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)TOC\o"1-2"\h\u30925摘要 121050第一章緒論 224571.1總論 297811.2葡萄糖酸鈣簡介 379741.3葡萄糖酸鈣生產(chǎn)中主要原輔料 4172041.4設(shè)計(jì)目標(biāo) 5309371.5產(chǎn)品規(guī)格和建設(shè)規(guī)模 5182251.6環(huán)境保護(hù)方面 5205461.7安全與衛(wèi)生 5212351.8注意事項(xiàng) 6170561.9社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)方面的效益 6225391.10預(yù)期效果 618275第二章生產(chǎn)方法及流程 750592.1生產(chǎn)方法 791832.2生產(chǎn)原料 716692.3培養(yǎng)基成分 734782.4糖化過程 8295742.5黑曲霉的培養(yǎng) 9306512.6發(fā)酵過程 947932.7中和過程 10117412.8減壓濃縮過程 10121092.9結(jié)晶過程 10114812.10離心洗滌過程 10325912.11溶解脫色過程 10298362.12重結(jié)晶過程 1195092.13離心脫水過程 1181532.14干燥過程 1145952.15成品包裝 11158602.16生產(chǎn)原理 11307722.17工藝流程 1232544第三章總平面布置及運(yùn)輸 13143423.1工廠選址因素 136207第四章設(shè)備的計(jì)算與選型 15151084.1設(shè)備選型具體原則 1571314.2物料衡算 1591084.3設(shè)備選擇 16155154.4主要設(shè)備選型列表 245150第四章總結(jié) 2519520參考文獻(xiàn) 25摘要本次設(shè)計(jì)是年產(chǎn)一萬噸葡萄糖酸鈣的提取車間的設(shè)計(jì)。是通過工程菌黑曲霉，黑曲霉是葡萄糖酸鈣生產(chǎn)中最為重要的菌種，其性質(zhì)和特點(diǎn)對以淀粉為原材料的深度的微生物發(fā)酵是最有利也是最快捷的，利用黑曲霉通過使用轉(zhuǎn)化玉米淀粉深度發(fā)酵為葡萄糖酸，然后將生產(chǎn)出的重要產(chǎn)物葡萄糖酸與必不可少的原料碳酸鈣進(jìn)行混合反應(yīng)，經(jīng)過充分的反應(yīng)和足夠的時(shí)間后轉(zhuǎn)變?yōu)槌醪酱种圃斓钠咸烟撬徕}，依次通過過濾、減壓濃縮、結(jié)晶、離心、脫水、溶解、脫色、重結(jié)晶、離心脫水、造粒、干燥和包裝，檢測，包裝成品。葡萄糖酸鈣的工廠在設(shè)計(jì)的理念上要滿足多個(gè)方面，要滿足國家對工廠設(shè)計(jì)的要求，也要充分匹配生產(chǎn)效率和廠區(qū)各個(gè)功能部分互不干涉，方便生產(chǎn)，建設(shè)過程中，員工休息室的建造同樣必不可少，要積極調(diào)動(dòng)和保證員工的工作動(dòng)力，在生產(chǎn)工程中應(yīng)減少不必要的消耗，把錢用在刀刃上，使得最大的提升生產(chǎn)質(zhì)量和效率。對廠區(qū)進(jìn)行植物景觀種植，提升員工工作環(huán)境的質(zhì)量，提升工作的積極性，這樣才能提高工作的質(zhì)量和產(chǎn)品的質(zhì)量，有利于工廠的下一步發(fā)展。關(guān)鍵詞：葡萄糖酸鈣雙酶法結(jié)晶發(fā)酵第一章緒論1.1總論鈣在我們生活中有著非常重要的作用，無論是人體的生命活動(dòng)，還是工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)都有著必不可少的地位。人類和動(dòng)物的體內(nèi)，許多重要物質(zhì)和結(jié)構(gòu)都含有大量鈣元素，一旦缺少會(huì)對人的正常發(fā)育造成影響。鈣元素在世界中的使用無處不在,在各個(gè)領(lǐng)域都有涉及,而且在化工產(chǎn)業(yè),醫(yī)療行業(yè)等方面也有廣泛的涉及。鈣離子在生物的神經(jīng)系統(tǒng),呼吸系統(tǒng)等各個(gè)系統(tǒng)中的很多方面有不可或缺的作用,在人體的生命活動(dòng)中是一種不可缺少的物質(zhì)，也是酶促反應(yīng)不可缺少的一部分。人們通常都需要補(bǔ)鈣，途徑有多種,但主要還是以口服液的形式為主。由于缺鈣所引起的一些過敏性疾病都可以通過使用葡萄糖酸鈣進(jìn)行輔助治療，通過消化系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為葡萄糖酸內(nèi)脂等對人體有益的物質(zhì)。葡萄糖酸鈣的重要性與日劇增，未來的需求量將不斷增加,其發(fā)展前景無比廣闊。1.1.1設(shè)計(jì)理念設(shè)計(jì)目標(biāo)：高效率，高質(zhì)量，高發(fā)展，節(jié)能無污染。技術(shù)規(guī)范：安全布局，位置合理。生產(chǎn)過程高效，高質(zhì)量，安全度高，專業(yè)性強(qiáng)，生產(chǎn)出在國內(nèi)和全球都符合標(biāo)準(zhǔn)的高質(zhì)量產(chǎn)品。1.1.2設(shè)計(jì)工藝本次設(shè)計(jì)工業(yè)中采用的基礎(chǔ)材料采用的使普遍使用的玉米淀粉，生產(chǎn)工藝流程采用的為雙發(fā)酵的生產(chǎn)工藝，發(fā)酵過程采用的必須為高效能的菌種，經(jīng)過篩選生產(chǎn)菌種采用黑曲霉，黑曲霉在本行業(yè)普遍使用，因?yàn)槠渥鳛楣I(yè)生產(chǎn)菌種和其他菌種性能更加的優(yōu)秀，和其他的相比效率更高，質(zhì)量也最好，并且產(chǎn)品的出產(chǎn)率比其他的菌種要高。一種優(yōu)良的菌種可大大提升酶制劑的產(chǎn)量和質(zhì)量,酶的種類在發(fā)酵中也具有很高的重要性。通過初步破碎玉米破碎，將破碎獲得而來的支鏈淀粉進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為葡萄糖，葡萄糖在工程菌的生物催化下經(jīng)過生化反應(yīng)轉(zhuǎn)變成葡萄糖酸，然后加入碳酸鈣，兩種物質(zhì)成分混合反應(yīng)生成葡萄糖酸鈣，然后嚴(yán)格根據(jù)流程來進(jìn)行操作，進(jìn)行過濾，過濾結(jié)束后緊接著對其減壓然后濃縮，隨即進(jìn)行結(jié)晶產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝過程，結(jié)晶后隨即進(jìn)行離心，將產(chǎn)品脫水，溶解，再進(jìn)行產(chǎn)品脫色，接下來就是最為關(guān)鍵的步驟重結(jié)晶，重結(jié)晶完成后就迎來離心脫水的工作，最后收尾，將生產(chǎn)出的產(chǎn)品進(jìn)行干燥和包裝。1.1.3設(shè)計(jì)原則工廠是設(shè)計(jì)的一方面，設(shè)備的布置與安放是一部分，要充分考慮到生產(chǎn)流程中的最大生產(chǎn)效率，減少不必要布置，減少對時(shí)間和資源的消耗，使工廠中的各個(gè)部分相互契合，為了提高生產(chǎn)的質(zhì)量與效率，我們同樣要考慮到工作人員的工作環(huán)境問題，必須要建造休息室供員工休息，以提高員工的工作積極性，這樣才能使工廠的生產(chǎn)能力提高，對廠區(qū)進(jìn)行全面的思慮，充分完善各個(gè)設(shè)備和區(qū)域的合理分布涉，為了符合現(xiàn)代國家的要求，我們必須重視安全問題，安全設(shè)施不可少，防火防電放潮，保證生產(chǎn)的質(zhì)量和安全性，生產(chǎn)工藝運(yùn)行的高效直接決定了工廠的存活，使各個(gè)方面與生產(chǎn)實(shí)際相互契合。必須將有毒物品和有安全隱患的物品安排人員專門看管，儲存位置也要遠(yuǎn)離工廠的重要區(qū)域，以免干擾及危害到員工的正常工作生產(chǎn)以及場內(nèi)員工的健康質(zhì)量，員工的質(zhì)量直接影響到工廠運(yùn)行的質(zhì)量。工廠的選址是一個(gè)非常重要的問題。選址應(yīng)該盡可能安排在原材料產(chǎn)地附近，或者安排在靠近高速的郊區(qū)，要有高效的交通能力，同時(shí)也要防止污染的問題，盡可能的減少不必要消耗，原料與運(yùn)輸成本能減少就減少，只有減少了才能提高工廠的利益。工廠的區(qū)域內(nèi)道路要通達(dá)，要使生產(chǎn)區(qū)與存儲區(qū)有充分的道路連接，避免廠區(qū)內(nèi)運(yùn)輸走不必要的道路，員工在廠區(qū)內(nèi)行走時(shí)也要保證安全，同時(shí)保證廠區(qū)內(nèi)的綠植種植量，保證有一個(gè)舒適的工作環(huán)境。1.2葡萄糖酸鈣簡介1.2.1葡萄糖酸鈣的理化性能葡萄糖酸鈣的中文全稱被稱作為D-葡萄糖酸鈣鹽,最重要的鈣鹽之一,通常以白色晶體或粉末狀存在。其分子質(zhì)量為430。廣泛存在于食品,化工，生物與醫(yī)藥等領(lǐng)域。葡萄糖酸鈣在空氣中相當(dāng)穩(wěn)定,水溶液為中性,而且不溶乙醇等其他有機(jī)溶劑中，他可以在煮沸的水中快速溶解，但是在涼水中溶解的很慢。葡萄糖酸鈣常常作為作藥物來使用,可以提升致密度，減小毛細(xì)血管的滲透性,可以使神經(jīng)與肌肉的交互保持在正常興奮,提升心肌的收縮力,還可以增強(qiáng)骨質(zhì)的形成?？梢暂o助治療于如蕁麻疹，同時(shí)過敏性疾患和濕疹以及皮膚瘙癢、皮炎、血清病等神經(jīng)性疾病。在食品行業(yè)中,通常用作為添加劑。根據(jù)我國衛(wèi)生部所發(fā)布的"食品營養(yǎng)強(qiáng)化劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)"(1993)規(guī)定中,其可用作于谷類及其制品和飲料的生產(chǎn)和制作,用量有著嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，每公斤不能超過18-38克，通常作為食品的強(qiáng)化劑等，比如在豆?jié){中加入使其制作成豆腐。葡萄糖酸鈣結(jié)構(gòu)式如下：表1-1葡萄糖酸鈣結(jié)構(gòu)式1.2.2葡萄糖酸鈣國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀如今我們國家在國際市場中的生化材料在生產(chǎn)進(jìn)口與出口方面，每年都由巨大的吞吐量，因我國的每年的葡萄糖酸鈣產(chǎn)量巨大，在全球具有極其重要的地位，不過依然具有巨大的發(fā)展?jié)摿颓熬?，我們在很多方面還不完美，還需要積極汲取國外優(yōu)秀的生產(chǎn)技術(shù)和科學(xué)的生產(chǎn)方法。葡萄糖酸鈣在生活中的應(yīng)用廣泛。需求量巨大，市場前景一片大好，具有極高的產(chǎn)品價(jià)值?？梢运闶且环N必不可少的物質(zhì)，所以發(fā)展只會(huì)越來越好。其口服液的銷量每年都在以成倍的銷售額進(jìn)行增長。葡萄糖酸鈣因?yàn)楸旧韮?yōu)秀且用途廣泛的生物化學(xué)物理性質(zhì)，在國內(nèi)的食品行業(yè)，醫(yī)藥醫(yī)療等行業(yè)有十分理想巨大欣慰的市場，需求量消耗量很大，前途一片大好光明，以此看出發(fā)展葡糖糖酸鈣有巨大潛力和廣闊的生產(chǎn)發(fā)展前景。值得去進(jìn)一步研究生產(chǎn)。1.3葡萄糖酸鈣生產(chǎn)中主要原輔料1.3.1發(fā)酵菌種生物發(fā)酵在工業(yè)的生產(chǎn)過程中對工程菌的種類的挑選起著關(guān)鍵作用，一種好的菌種對最終生產(chǎn)出好的產(chǎn)品具有十分顯著的實(shí)際效果，選擇一種菌種和已知的酶制劑的特性跟性狀最優(yōu)能夠使發(fā)酵過程最大優(yōu)化，選育好的工程菌種有著事半功倍的作用，在現(xiàn)實(shí)世界中有多種微生物都能夠?qū)⑵咸烟亲鳛樵牧线M(jìn)行生物發(fā)酵進(jìn)一步產(chǎn)生葡萄糖酸，比如在許多生物與醫(yī)藥的應(yīng)用領(lǐng)域當(dāng)中，可以用其制造出青霉素的青霉，其他的還比如像是生產(chǎn)流程中所使用的菌還有曲霉和絕大部分的醋酸桿菌等，但是最優(yōu)先考慮的是工藝流程中各部分環(huán)節(jié)的相互匹配，要做到適合且真正能夠能夠高效利用，目前被運(yùn)用于酶制劑的工藝流程中最適合的微生物也就乙酸細(xì)菌跟黑曲霉這兩種，但是兩者相互對比之下，黑曲霉更優(yōu)，它可以在較短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生足夠的產(chǎn)物，在其他方面來說也更加便于儲存和進(jìn)一步培養(yǎng)加工，總之黑曲霉在這個(gè)行業(yè)中算是最優(yōu)的選擇，總結(jié)以上的觀點(diǎn)，黑曲霉為此工藝中的最好的選擇。1.3.2培養(yǎng)基的組成在菌種的選擇培育和擴(kuò)大培養(yǎng)，要考慮的很多各地方面的問題，第一是菌種在培育過程中，必須要有自己生存和發(fā)育所需要的基礎(chǔ)營養(yǎng)物質(zhì)，菌種在培養(yǎng)時(shí)都有不可控的非人的外界影響，在培育菌種時(shí)，在溫度和濕度，及pH等各方面不同因素的干擾和影響，在確定培養(yǎng)基的營養(yǎng)物質(zhì)會(huì)有多種選擇，要充分考慮菌種性質(zhì)進(jìn)行選擇，葡萄糖酸鈣的基礎(chǔ)發(fā)酵糖化生產(chǎn)工藝是在深層發(fā)酵的工藝基礎(chǔ)上所發(fā)展優(yōu)化改進(jìn)得來的，培養(yǎng)基實(shí)際組成成分有（g/L）玉米淀粉糖化液10%，磷酸二氫鉀0.0187%，硫酸銨0.0378，七水硫酸鎂0.0156%CaCO32.區(qū)域9%[2]培養(yǎng)基的滅菌形式經(jīng)過認(rèn)真冷靜比對斟酌后決定還是選用的是國內(nèi)國際常用的連續(xù)滅菌法，備培養(yǎng)基的滅菌可以用連續(xù)或間歇滅菌，空壓機(jī)出口的殘留溫度可以殺死進(jìn)口空氣氣中的活菌數(shù)，安裝一個(gè)維持罐在壓縮機(jī)的后面即可。生產(chǎn)實(shí)際中的具體操作為在流水線壓縮機(jī)的后面把維持罐給機(jī)器裝上，關(guān)于上述工藝的補(bǔ)充即殺菌能力的優(yōu)化，實(shí)際生產(chǎn)流程中的操作方法實(shí)施過程為，先將pH用工業(yè)硫酸稀釋液調(diào)至4.4，菌體在換熱器物理變溫方法的作用下冷卻變?yōu)?3℃，再經(jīng)過傳送設(shè)備的運(yùn)送進(jìn)入發(fā)酵車間的發(fā)酵罐區(qū)域，最后被轉(zhuǎn)送到生產(chǎn)發(fā)酵流程中的下一個(gè)發(fā)酵罐中，發(fā)酵罐pH控制為6.5[3]。1.4設(shè)計(jì)目標(biāo)設(shè)計(jì)年產(chǎn)一萬噸葡萄糖酸鈣結(jié)晶車間的設(shè)計(jì)1.5產(chǎn)品規(guī)格和建設(shè)規(guī)模產(chǎn)品名稱：葡萄糖酸鈣技術(shù)規(guī)格：符合國家藥品監(jiān)督局標(biāo)準(zhǔn)[WS-036（X-024）-97]產(chǎn)品產(chǎn)量：10000噸/年1.6環(huán)境保護(hù)方面1.6.1設(shè)計(jì)依據(jù)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-1996）《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16297-1996）《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》（GB12348-90）《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲控制設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ87-85）《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)管理?xiàng)l例》（1998）1.6.2環(huán)保方向生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有毒氣體，生產(chǎn)剩余的廢渣和廢料，以及生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水和設(shè)備噪音1.7安全與衛(wèi)生1.7.1考慮范圍防毒，霉，火，水，菌，噪音，腐蝕，機(jī)械傷害，觸電等。1.8注意事項(xiàng)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有毒氣體，生產(chǎn)剩余的廢渣和廢料，以及生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水和設(shè)備噪音，保證工業(yè)用電的使用安全，保證原材料存儲的干燥，注意防止潮濕發(fā)霉，生產(chǎn)過程中水的質(zhì)量安全，除菌消毒。葡萄糖作為重要的中間產(chǎn)物，在生產(chǎn)葡萄糖酸鈣的過程當(dāng)中是不確定性很高的因素，具有很多種影響的因素[4]，比如在培養(yǎng)的過程當(dāng)中，培養(yǎng)溫度的高低，培養(yǎng)基物質(zhì)也有可能存在成分具有微小的不同，濕度的控制，都有可能在實(shí)驗(yàn)過程中造成不可挽回的影響，對工廠造成極大的資源和成本的浪費(fèi)，在生產(chǎn)工藝中發(fā)酵是利用工程菌轉(zhuǎn)化支鏈淀粉，或者是通過玉米淀粉轉(zhuǎn)化為葡萄糖酸，加入碳酸鈣通過一系列生物化學(xué)反應(yīng)，然后最后生成符合國際標(biāo)準(zhǔn)的高質(zhì)量葡萄酸鈣，這一系列生產(chǎn)過程中涉及到大量復(fù)雜的生物化學(xué)與氧化還原反應(yīng)，這些各種各樣的生物化學(xué)反應(yīng)也可能對其他的物料造成影響，所以在生產(chǎn)的過程期間要考慮到這些不可控制的因素，要做好提前的準(zhǔn)備進(jìn)行估計(jì)計(jì)算，從而在這種情況發(fā)生時(shí)能夠有足夠的準(zhǔn)備去處理，盡可能的減少生產(chǎn)過程中不該出現(xiàn)的錯(cuò)誤和成本。1.9社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)方面的效益葡萄糖酸鈣在生活中的應(yīng)用廣泛。需求量巨大，市場前景一片大好，具有極高的產(chǎn)品價(jià)值?？梢运闶且环N必不可少的物質(zhì)，所以發(fā)展只會(huì)越來越好。其口服液的銷量每年都在以成倍的銷售額進(jìn)行增長。對推動(dòng)我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，拉動(dòng)社會(huì)進(jìn)步具有極高的力量。葡萄糖酸鈣因?yàn)楸旧韮?yōu)秀且用途廣泛的生物化學(xué)物理性質(zhì)，在國內(nèi)的食品行業(yè)，醫(yī)藥醫(yī)療等行業(yè)有十分理想巨大欣慰的市場，需求量消耗量很大，前途一片大好光明，以此看出發(fā)展葡糖糖酸鈣有巨大潛力和廣闊的生產(chǎn)發(fā)展前景。值得去進(jìn)一步研究生產(chǎn)。[5]。1.10預(yù)期效果嚴(yán)格的按照國家所指定的各項(xiàng)要求，查詢搜索各個(gè)方面，高層次，高水平的相關(guān)工廠設(shè)計(jì)，補(bǔ)充相關(guān)的安全生產(chǎn)知識，在設(shè)計(jì)時(shí)想到在工廠流水線生產(chǎn)可能造成嚴(yán)重后果的生產(chǎn)安全注意事項(xiàng)，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要保證盡可能的減少不必要的消耗，減少成本，在保證質(zhì)量的同時(shí)提高生產(chǎn)速度和利潤，生產(chǎn)出符合國家要求的甚至符合估計(jì)要求的產(chǎn)品。生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有毒氣體，生產(chǎn)剩余的廢渣和廢料，以及生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水和設(shè)備噪音，保證工業(yè)用電的使用安全，保證原材料存儲的干燥，注意防止潮濕發(fā)霉，生產(chǎn)過程中水的質(zhì)量安全，除菌消毒，提高工作環(huán)境，提升工作人員的生產(chǎn)積極性，留出員工休息的空間。[6]。

第二章生產(chǎn)方法及流程2.1生產(chǎn)方法首先在生產(chǎn)過程中最重要的是以葡萄糖為原材料，以淀粉質(zhì)作為生產(chǎn)基礎(chǔ)，隨即加入黑曲霉，加入生物發(fā)酵所必須的各種物質(zhì)以保證反應(yīng)的正常進(jìn)行，將反應(yīng)所需的物質(zhì)按照工藝流程進(jìn)行殺菌然后配置，然后將其放置到黑曲霉進(jìn)行反應(yīng)所需要的溫度，以保證反應(yīng)的正常進(jìn)行，到達(dá)反應(yīng)所需溫度后，接種工業(yè)生產(chǎn)所需要的黑曲霉，隨后攪拌，使菌種與底物充分接觸，然后通入適合菌種生長發(fā)育的純凈空氣，同時(shí)要保證適合反應(yīng)的pH，將其穩(wěn)定保持在6.3左右，最好誤差不要超過3，具體的反應(yīng)時(shí)間要以實(shí)際情況為準(zhǔn)，一般情況下差不多在二十個(gè)小時(shí)，檢測時(shí)發(fā)酵罐內(nèi)殘存的葡萄糖濃度如果低于了1g/L時(shí)差不多可以確定黑曲霉生產(chǎn)發(fā)酵活動(dòng)已經(jīng)結(jié)束，通過下一步的工藝流程的計(jì)算，并確定最終工廠裝置設(shè)備的整體布置，最后進(jìn)行了結(jié)晶罐的設(shè)計(jì)[7]。2.2生產(chǎn)原料黑曲霉菌種液，玉米，磷酸二氫鉀，優(yōu)質(zhì)水，碳酸鈣，磷酸氫二銨，硫酸銨，純氧等。2.3培養(yǎng)基成分2.3.1斜面培養(yǎng)基表2-1斜面培養(yǎng)基成分表成分 所需量（100mL所需）葡萄糖硫酸鎂磷酸二氫鉀磷酸氫二銨碳酸鈣瓊脂瓊脂蒸餾水2.89g0.011g0.0119g0.0218g0.38g1.55g1.49g加至100mL2.3.2種子培養(yǎng)基表2-2種子培養(yǎng)基成分表成分所需量(1000mL所需)玉米淀粉糖化液（折100%還原糖汁）100mL硫酸鎂0.1611g磷酸二氫鉀0.1792g磷酸氫二銨碳酸鈣pH蒸餾水0.3673g30.02g5.9-6.1加至1000mL2.3.3發(fā)酵培養(yǎng)基葡萄糖酸發(fā)酵生產(chǎn)流程中，流程生產(chǎn)準(zhǔn)備底物葡萄糖的最終要求為葡萄糖高濃度溶液，斟酌思量到生產(chǎn)菌種黑曲霉的生命周期有限，這一特性導(dǎo)致整個(gè)流程中的菌種生產(chǎn)活力具有不可逆性所以只能一次性投料。葡萄糖溶液取糖濃度規(guī)格取值240-300g/L且適當(dāng)數(shù)量并考慮思量是否符合其本身生存所需空間等因素，加入工程菌黑曲霉生存生產(chǎn)所必需其他元素營養(yǎng)物質(zhì)。生產(chǎn)流程培養(yǎng)基具體組成成分如下方表格所表示：表2-3發(fā)酵培養(yǎng)基成分表成分所需量(1000mL所需)玉米淀粉糖化液（折100%還原糖汁）100mL硫酸鎂0.1542g磷酸二氫鉀0.1842g磷酸氫二銨0.3612g2.4糖化過程2.4.1糖化原材料玉米淀粉，火堿，淀粉酶，糖化轉(zhuǎn)化酶，鹽酸，純凈水。2.4.2糖化方式方法在糖化之前，要檢查一遍各個(gè)設(shè)備是否能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，保證各個(gè)設(shè)備的安全性和潔凈度之后，才可以進(jìn)行下一步的糖化，把純凈的沒有沾染到其他雜質(zhì)的工業(yè)用水導(dǎo)入到設(shè)備中，不停地?cái)嚢?，一直攪拌到感受不到液體有明顯大顆粒，溶液呈現(xiàn)出均勻質(zhì)感透亮，確保已經(jīng)符合標(biāo)準(zhǔn)之后將其導(dǎo)入至下一步所需的蒸煮鍋中，一直不停攪拌，直至攪拌到符合工業(yè)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)后測定液體pH值，碳酸鈣的使用量跟pH值的大小有關(guān)，溶液的pH最適范圍是6.0-6.5，在這之后加入淀粉酶催化反應(yīng)進(jìn)程，淀粉酶濃度在0.4g/L時(shí)，在此淀粉中的效率最高，接著再攪拌三十分鐘，完成后打開用于原料糖化罐的進(jìn)氣閥閥門，需要預(yù)先使用蒸汽對罐子的體內(nèi)部進(jìn)行預(yù)熱，然后隨即開始噴涂流水線，100-105℃的罐體溫度達(dá)到后，開始進(jìn)行合并噴射[8]。首先選擇打開進(jìn)水閥的閥門、調(diào)味罐淀粉乳吸射流管開關(guān)一起打開然后共同注入。從糖化罐的罐中獲取少量的樣品，采用碘試劑檢測液體淀粉觀察其變不變色的方法，檢測后觀察淀粉溶液是否發(fā)生顯色的反應(yīng)，如果沒發(fā)生繼續(xù)攪拌，一直攪拌直到淀粉變成糊精淀粉與碘試劑變?yōu)樽仙?，等到碘溶液變化為紫色的時(shí)候，再加入5%鹽酸溶液，使溶液的pH值調(diào)整到4，打開冷卻水冷卻罐體直至罐體內(nèi)部溫度至60攝氏度，再把冷卻水的進(jìn)口閥門關(guān)閉。開始分為兩次投入糖化酶，開攪拌器攪拌20個(gè)小時(shí)，隨時(shí)進(jìn)行檢測，檢測罐里無水乙醇的糊精的殘留狀況。當(dāng)罐體內(nèi)的酸堿度變化至4.4-4.5時(shí)，糖化酶的轉(zhuǎn)化基本也就結(jié)束了，這時(shí)也就標(biāo)志著罐體內(nèi)的相關(guān)反應(yīng)進(jìn)程已經(jīng)使糖化到達(dá)了終點(diǎn)，隨后就可以進(jìn)行進(jìn)行下一步的操作了。使用蒸汽對其滅菌消毒，使用蒸汽對罐體進(jìn)行加熱到75℃左右的溫度,隨后再來進(jìn)行滅活糖化酶，將滅菌完畢后的糖化液盡快轉(zhuǎn)移到已經(jīng)預(yù)備好的貯藏罐中，之后就可以等待下一步需要時(shí)再使用。2.5黑曲霉的培養(yǎng)2.5.1斜面培養(yǎng)根據(jù)黑曲霉生長的生長特性，可以采用斜面培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)，將各方面都表現(xiàn)優(yōu)良的黑曲霉工程菌孢子接種后，放入預(yù)設(shè)置恒溫在29~30℃的恒溫箱里，維持溫度不變，在箱中培養(yǎng)，初期的培養(yǎng)時(shí)間大約在七天左右，七天之后的黑曲霉已經(jīng)變得初步的成熟，可以將初步成熟的黑曲霉轉(zhuǎn)移之前已經(jīng)滅菌殺菌預(yù)備好的工程菌培育用三角瓶中再進(jìn)行更深一步的擴(kuò)大培養(yǎng)來得到更加大量的流程產(chǎn)物。2.5.2孢子培養(yǎng)麩皮基本培養(yǎng)胚的制造流程，首先培養(yǎng)胚基礎(chǔ)成分為100g麩皮與143g葡萄糖，基質(zhì)形式為溶液充分混合，國家標(biāo)準(zhǔn)下滅菌消毒。在無菌超凈臺上進(jìn)行后續(xù)的進(jìn)一步的后續(xù)操作，設(shè)備入口坡道的工程菌孢子懸浮液需要添加5mL青霉素G鉀溶液，充分混合均勻，裝入瓷事先已經(jīng)滅菌完成，接著蓋上玻璃蓋片，在30-32℃的恒溫條件下，4-7天的初期培養(yǎng)周期，形成一個(gè)成熟的固態(tài)源。2.5.3種子培養(yǎng)第一步是使用培養(yǎng)基前的預(yù)處理。蒸汽用于加熱培養(yǎng)基的夾層內(nèi)部。然后將溫度保持在加熱溫度升溫到121℃，再121℃恒溫保持30min來達(dá)到滅菌作業(yè)。完成此步驟后，先前加熱的蒸汽被排出，蒸汽供應(yīng)停止。完成前期工作后選擇打開冷卻水閥，控制溫度至3784511；將干凈的無菌壓縮空氣通入容器中，穩(wěn)定壓力，保證操作安全，將酸含量控制在6.2-6.5之間，然后再加入黑曲霉所需的原料，畢竟在傳播黑曲霉孢子之前要對培養(yǎng)基進(jìn)行消毒[9]雜菌污染可以經(jīng)由培養(yǎng)基媒介倒入種子罐中，接種工作完成后，，用干凈的空氣和管道進(jìn)行培養(yǎng)。氣壓安全增長區(qū)為206-245.24kpa（2.1-2,5kg/cm2），罐內(nèi)溫度控制在29-31℃；，酸堿度值為5.5-6.5，攪拌時(shí)間為14-16h，如果鍋中的糖含量降低到2%左右，生產(chǎn)過程成功完成，攪拌器繼續(xù)工作，溫度保持一段時(shí)間不變，以便充分混合。2.6發(fā)酵過程對發(fā)酵罐及其他生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行清洗滅菌消毒，將上一步流程的培養(yǎng)液接入發(fā)酵培養(yǎng)基中。生產(chǎn)流程中通過空氣壓縮機(jī)維持恒壓（kgf/cm249-98kpa0.5-1），蒸汽加熱溫度控制在120℃左右，維持120℃恒溫30-60分鐘來實(shí)現(xiàn)高溫滅菌的目標(biāo)。得到滅菌后的發(fā)酵罐，風(fēng)壓機(jī)過濾機(jī)加入無菌空氣，關(guān)閉閥門停止通進(jìn)高溫蒸汽和冷卻用水，同時(shí)加入液體加快罐內(nèi)溫度改變速度（放在罐體左邊50cm的位置），使溫度降低直到0-41°C，pH6.0-6.2壓入種子培養(yǎng)液，接種量10%,氣壓196.2-245.25kPa，攪拌速度為185-195r/min,抽取少量樣本實(shí)時(shí)跟進(jìn)掌握罐內(nèi)發(fā)酵液中的殘?zhí)侵岛蚿H并記錄，當(dāng)設(shè)備內(nèi)的糖含量降到1%及以下時(shí)，并且設(shè)備內(nèi)部維持pH4.0左右不發(fā)生明顯改變，就說明到達(dá)發(fā)酵終點(diǎn)，前期工業(yè)流程的總體發(fā)酵耗時(shí)估計(jì)預(yù)期在18~20h左右。2.7中和過程添加的CaCO3不足，無法與葡萄糖酸反應(yīng)，發(fā)酵結(jié)束后，將發(fā)酵液加熱至80-85度，持續(xù)1小時(shí)，高溫破壞了微生物蛋白質(zhì)的高結(jié)構(gòu)，達(dá)到殺菌的目的，然后加入制備好的碳酸鈣，使發(fā)酵的葡萄糖量轉(zhuǎn)化為鈣，發(fā)酵為[10]，反應(yīng)時(shí)間為1h，攪拌器在罐中工作完成反應(yīng)，如果pH值接近中性，停止加熱并進(jìn)行過濾作業(yè)，存在這一步驟的原因是為了進(jìn)一步去除多余的雜質(zhì)和菌絲體，過濾器的最終指標(biāo)應(yīng)澄清，直到?jīng)]有混濁的殘留物。如果有大顆粒殘留物或過濾器太混濁，過濾后的發(fā)酵液在過濾罐中進(jìn)行恒溫恒壓處理。2.8減壓濃縮過程將上述工業(yè)過程產(chǎn)生的發(fā)酵液從發(fā)酵液容器中取出，放入濃縮罐中，加入適量的消泡劑進(jìn)行消泡作業(yè)，防止大量氣泡影響后續(xù)工業(yè)流程的運(yùn)作，此處選用的消泡劑為磺化蓖麻油，在工業(yè)上廣泛分布的消泡劑為0,05%~0,2%，熱蒸汽（60-70度）的氣壓為72-89kPa，用空氣壓縮機(jī)壓縮至72-89kpa的真空度，每小時(shí)測量一次發(fā)酵液的比重，直到發(fā)酵液的濃度達(dá)到1.18-1.20。關(guān)閉壓縮機(jī)空氣壓力閥，將濃縮液放入為下一個(gè)工業(yè)過程準(zhǔn)備的結(jié)晶罐中[11]。2.9結(jié)晶過程靜置進(jìn)入結(jié)晶罐中的發(fā)酵濃縮液，最終得到攪拌、自然冷卻結(jié)晶兩天左右的粗制品，然后開始離心脫水的流程制造得到下一步流程的初始產(chǎn)品原料。2.10離心洗滌過程上一步流程制備的結(jié)晶粗品，進(jìn)入離心機(jī)脫水，投料數(shù)量要合理適度，既要防止過少造成不必要的浪費(fèi)，增加成本，也要防止過多的話容易發(fā)生洗凈不徹底的現(xiàn)象，影響后續(xù)加工過程以及最終成品的凈度，洗滌標(biāo)準(zhǔn)為離心到?jīng)]有肉眼可見的黃斑。若有黃斑需要再進(jìn)行一次洗滌，確保此生產(chǎn)流程最后得到的產(chǎn)物無雜質(zhì)。2.11溶解脫色過程事先確認(rèn)檢查脫色設(shè)備的清潔與避免硬件導(dǎo)致的事故問題，加進(jìn)純凈水，在純凈水作為基質(zhì)的前提下，將上一步流程制備的粗制葡萄糖酸鈣加入，加熱方式選擇高溫蒸汽加熱的方式，并同時(shí)攪拌使物料完全溶解，通過純凈水的進(jìn)一步引入來調(diào)整物料的比重，最終調(diào)整比重?cái)?shù)值為1.08-1.082為最適合，在這之后加入活性炭來進(jìn)行這一步流程最主要的脫色步驟，攪拌混合溶液30min來使脫色進(jìn)行完全，30min后停止攪拌，將脫色混合液靜置1h制備上清液留作下一步操作。2.12重結(jié)晶過程將上一步的生產(chǎn)作業(yè)得到的產(chǎn)物的上清液通過電機(jī)泵入制冷設(shè)備循環(huán)過濾冷卻器，冷卻達(dá)到低溫結(jié)果的目的后導(dǎo)入并放置在已經(jīng)清潔處理預(yù)備的重結(jié)晶罐中，在罐內(nèi)靜置19-21h來進(jìn)行這一步工藝流程的最后操作作為收尾作業(yè)。2.13離心脫水過程重結(jié)晶得到的結(jié)晶產(chǎn)物經(jīng)過離心機(jī)離心脫去水分。在進(jìn)行這一操作首先要進(jìn)行的是，將上清液導(dǎo)于儲液罐中，然后把結(jié)晶罐底部的進(jìn)料閥門轉(zhuǎn)至打開。將重結(jié)晶的結(jié)晶產(chǎn)物加入料斗中，離心脫水工作完成，將所制備的產(chǎn)物盡可能增大表面積并用清水干燥。充分干燥工作完成，在大量流程成品中抽取少量樣品進(jìn)行成分檢查作業(yè)。2.14干燥過程經(jīng)過沒有國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的成分問題的初檢后，沒有鮮明的純度與外觀缺陷后，抽取樣品剩下的離心脫水產(chǎn)物在沸騰干燥器內(nèi)部的作用下進(jìn)一步進(jìn)行干燥操作。2.15成品包裝經(jīng)由沸騰干燥器干燥得到的干燥成品，沒有外觀上明顯的問題前提下，檢測流程商品是否符合葡萄糖酸鈉的國家各項(xiàng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，將制備所得的工業(yè)成品在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行進(jìn)一步的全方面鑒定，包括各種理化性能測試和含量測定。所有指標(biāo)檢測過后沒有質(zhì)量問題后，就結(jié)束產(chǎn)品的發(fā)酵制造過程，來開始收尾一般的例如將產(chǎn)品篩選，稱重，包裝，生產(chǎn)批次標(biāo)記與記錄，日期的標(biāo)記等進(jìn)一步出廠之前的工作，廠區(qū)相關(guān)人員并做好生產(chǎn)流程商品的第一手相關(guān)資料記錄。成品倉庫存儲。因?yàn)楦鞣N原因沒有辦法檢查的產(chǎn)品第一步做好相關(guān)商品的真實(shí)現(xiàn)狀的登記并放在倉庫特定區(qū)域進(jìn)行一定合理時(shí)間的存放，等待下一輪產(chǎn)品規(guī)格測試。2.16生產(chǎn)原理本工廠設(shè)計(jì)方案具體采用直鏈淀粉玉米淀粉為生產(chǎn)原料通過雙酶法將生產(chǎn)原料葡糖淀粉酶水解來制造準(zhǔn)備葡萄糖原料，葡萄糖和黑曲霉分別作為生產(chǎn)工藝流程中的基礎(chǔ)原料跟工程菌種來被用于有氧發(fā)酵制作準(zhǔn)備下一步工藝所需的物質(zhì)葡糖酸，葡萄糖酸和氫氧化鈉通過化學(xué)反應(yīng)過程反應(yīng)轉(zhuǎn)化為葡萄糖酸鈉跟其他發(fā)酵產(chǎn)物混合液，高效分離混合液得到高純度商品。2.17工藝流程淀粉→調(diào)漿→噴射液化→糖化←糖化酶↑↓淀粉酶過濾↓斜面菌種→種子培養(yǎng)基→儲罐↓滅菌↓孢子菌種→種子培養(yǎng)→發(fā)酵←滅菌罐↓碳酸鈣→中和反應(yīng)↓壓濾→除去碳酸鈣↓儲罐↓濃縮↓結(jié)晶↓離心脫水→回收↓活性炭脫色↓干燥←離心←重結(jié)晶←過濾←去活性炭↓包裝→入庫

第三章總平面布置及運(yùn)輸3.1工廠選址因素3.1.1選址工廠的地址選擇與設(shè)計(jì)在這總平面設(shè)計(jì)的內(nèi)容中的地位舉足輕重，簡單來說就是工廠建設(shè)所在地區(qū)的選擇，需要認(rèn)真考慮思量，跟廠房生產(chǎn)流程的效率關(guān)系緊密，遠(yuǎn)離附近城市中心規(guī)劃跟城市生活用水水源所在地，避免污染水源以及其他對生活區(qū)所能造成影響的因素，也要考慮考量統(tǒng)籌布局影響原材料運(yùn)輸?shù)纫幌盗幸蛩亍?.1.2影響因素和設(shè)計(jì)原則影響選址的因素如下：1.考慮貨物第一流通市場的距離。它影響產(chǎn)品上市速度和從[12]運(yùn)輸貨物的成本不。2、工業(yè)生產(chǎn)原材料供應(yīng)地的距離。葡萄糖酸鈉的生產(chǎn)需要大量的原料來源不同。因此，考慮到運(yùn)輸成本，最好盡量縮短原材料供應(yīng)距離。3、運(yùn)輸成本、原材料后續(xù)處理、工廠生產(chǎn)廢物處理、副產(chǎn)品、貨物運(yùn)輸?shù)?，取決于附近實(shí)際運(yùn)輸。4、原材料和生產(chǎn)設(shè)施的便利性。考慮水資源、電力、天然氣、天然氣等基本物質(zhì)條件的供應(yīng)。一般設(shè)計(jì)原則：（1）總體上，廠區(qū)總體布局應(yīng)符合綠色科學(xué)的理念，在此基礎(chǔ)上規(guī)劃葡萄糖酸鈉生產(chǎn)廠的生產(chǎn)工藝。避免員工熱情、運(yùn)輸資源使用不當(dāng)、與不同部門合作混亂；其次，發(fā)酵、結(jié)晶包裝等一系列工業(yè)工藝的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮冗余、彎曲、扭曲，不科學(xué)、精致，盡量保持完整性和連續(xù)性，在無障礙的情況下完成生產(chǎn)過程，使生產(chǎn)效率不受制造車間不同部門不同聯(lián)系的影響，確保生產(chǎn)效率，減少各部門員工的疲勞。整個(gè)生產(chǎn)過程應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)成本和生產(chǎn)效率、安全生產(chǎn)等方面。（2）風(fēng)向是減少車間生產(chǎn)對城市中心住宅區(qū)和基地員工居住區(qū)影響的首要因素。在工廠生活區(qū)內(nèi)，工廠本身應(yīng)位于工廠電梯區(qū)。以上生產(chǎn)發(fā)酵，安排無菌車間原料倉庫建設(shè)，發(fā)酵灌裝車間考慮設(shè)計(jì)在廢水處理廠以上，最后為生化毒性生產(chǎn)或儲存區(qū)，其思路是，與上述區(qū)域應(yīng)有一定的間隔，外層應(yīng)保證一定數(shù)量的綠色植物。減少順風(fēng)的風(fēng)險(xiǎn)和污染，將最靠近風(fēng)端的區(qū)域分開，其他區(qū)域應(yīng)通過道路與綠色植物隔離。該廠的生產(chǎn)工藝與生物應(yīng)用有著特殊的聯(lián)系，黑曲霉養(yǎng)護(hù)發(fā)酵車間應(yīng)特別注意理化因素的影響以及不同細(xì)菌、病毒等生物因素對工業(yè)菌的影響。（3）廠內(nèi)道路的劃分要科學(xué)規(guī)劃、分類。為進(jìn)一步配合廠區(qū)不同區(qū)域分布標(biāo)志的應(yīng)用，對道路、車道進(jìn)行分類布置，為防止道路交通事故和提高效率，廠區(qū)大門施工應(yīng)與廠區(qū)生產(chǎn)、居住區(qū)相協(xié)調(diào)。產(chǎn)品的運(yùn)輸和原材料的進(jìn)口也應(yīng)考慮在內(nèi)。人員進(jìn)出工廠應(yīng)單獨(dú)組織，原材料和貨物的進(jìn)出應(yīng)在工廠計(jì)劃的其余部分單獨(dú)考慮。（4）主要發(fā)酵車間和其他區(qū)域應(yīng)盡可能靠近廠區(qū)中心。發(fā)酵生產(chǎn)需要大量的水電以及專業(yè)的調(diào)試。因此，在廠址設(shè)計(jì)方面，盡量不要過于靠近廠區(qū)邊緣，導(dǎo)致生產(chǎn)生活規(guī)劃緊張，浪費(fèi)員工的時(shí)間和積極性。方便其他部門配合生產(chǎn)，也方便工人及時(shí)工作和交付生產(chǎn)資料。職工休閑娛樂場所和綠地合理布置在非活動(dòng)區(qū)。（5）工廠的設(shè)計(jì)各方面都應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)和附近城市的基本城市規(guī)則。在保證安全、科學(xué)、合理的前提下，在很大程度上要考慮到整個(gè)工廠和各方面的美觀和協(xié)調(diào)。（6）為了保證能源生產(chǎn)的環(huán)境友好，必須保證勞動(dòng)力的安全和人性化設(shè)計(jì)。例如，發(fā)酵設(shè)備的布置，結(jié)晶裝置和預(yù)留人員作業(yè)區(qū)的大小符合國家有關(guān)書面要求，廢水和廢物處理處置的安排應(yīng)符合工業(yè)“三廢”試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

設(shè)備的計(jì)算與選型4.1設(shè)備選型具體原則①符合實(shí)際商品生產(chǎn)需要。②生產(chǎn)工藝流程科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，符合行業(yè)相關(guān)規(guī)定跟國家標(biāo)準(zhǔn)，儀器設(shè)備設(shè)計(jì)安排符合生產(chǎn)實(shí)際。③在成本允許的前提條件下，盡可能選擇使用行業(yè)先進(jìn)，最新的生產(chǎn)設(shè)備與管理辦法，盡可能提高安全性與整個(gè)生產(chǎn)工藝流程的效率④設(shè)備設(shè)計(jì)選用與布置安排考慮相關(guān)的方式方法，統(tǒng)籌科學(xué)安排，減少不必要的生產(chǎn)力與生產(chǎn)物料冗雜沉積。4.2物料衡算4.2.1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)工廠總生產(chǎn)規(guī)模：葡萄糖酸鈣1萬噸每年場內(nèi)車間生產(chǎn)班制：3班/d,每次倒班6個(gè)人工廠年工作日：300d工廠車間日生產(chǎn)量：10000÷300=33.35t工廠年生產(chǎn)總量：33.4×300≈10000t一年總生產(chǎn)時(shí)間（小時(shí)）：300×24h=7200h發(fā)酵周期決定為30hr每年生產(chǎn)產(chǎn)品批次：7200/30=240批工廠理論批產(chǎn)量：10000÷240=41.7t商品單位規(guī)格：20公斤/桶各類活性酶活力：α-淀粉酶20000U/g0.4kg/L，糖化酶100000U/g1.202g/L產(chǎn)品質(zhì)量：比較符合葡萄糖酸鈣國家藥品監(jiān)督局標(biāo)準(zhǔn)[WS-036（X-024）-97]國際食用葡萄糖酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95%。4.2.2每一批產(chǎn)品物料衡算每一批產(chǎn)品在運(yùn)輸過程中按2%計(jì)算損耗，脫色精制過程損失1%，烘干過程損失大約為2%，離心分離損失大約為2%，因此工廠實(shí)際上的批產(chǎn)量：41.7+41.7×(0.02+0.01+0.02+0.02)=44.619，取44.6t工藝流程生產(chǎn)1噸葡萄糖酸鈣在理論上的葡萄糖需求量為：1÷430×180×2=0.837t所以工藝流程生產(chǎn)1噸葡萄糖理論所需淀粉為：1÷180×162=0.9t因此工藝流程生產(chǎn)1噸葡萄糖酸鈣理論所需淀粉為：1×0.837×0.9=0.753t根據(jù)葡萄糖酸鈣的葡萄糖酸鈣含量標(biāo)準(zhǔn)為0.95，則每批次的葡萄糖酸鈣理論所需要淀粉的量為：44.6×95%×0.753=31.905t根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)一位，所以最終結(jié)果應(yīng)為32t所以取32t在工廠流程生產(chǎn)的過程中，有很多無法規(guī)避的損耗情況，損耗數(shù)值的估算標(biāo)準(zhǔn)如下：表4-1生產(chǎn)過程各階段淀粉損失生產(chǎn)過程損失原因淀粉損失（%）原料處理粉塵飛濺0.6蒸煮流程糖分結(jié)構(gòu)變化0.3糖化流程淀粉內(nèi)部滯留0.7發(fā)酵流程發(fā)酵過程中所無法利用的淀粉1.6發(fā)酵流程黑曲霉自身生長4其他流程1.5總計(jì)8.5所以，實(shí)際根據(jù)上述的數(shù)據(jù)集，可得實(shí)際的所需支鏈淀粉需求量為：32÷（1-8.5%）≈35t淀粉在糖化酶的生物特性條件下對葡萄糖的轉(zhuǎn)化率為96.5％由支鏈淀粉所能夠制造的葡萄糖結(jié)合前面計(jì)算每0.9噸淀粉制造一噸葡萄糖可以計(jì)算：37.52t葡萄糖密度為200g/L所需發(fā)酵液的量則為：37.52t×100÷200=187600L，約188m3生產(chǎn)跟檢測抽查損耗取5%，發(fā)酵糖化液體積為：187600÷(1-5%)=197473L，約198m3玉米原料支鏈淀粉淀粉量為70%，所以玉米消耗量為35t÷70％≈50t流程硫酸銨用量：198000L×0.4g/L=79200g，取79.2kg流程磷酸二氫鉀用量：198000L×0.2g/L=39600g,取39.6kg流程糖化酶用量：198000L×1.202g/L=237996g，取238kg 流程α-淀粉酶用量：198000L×0.4g/L=79200g，取79.2kg流程硫酸鎂用量：198000L×0.2g/L=39600g,取39.6kg4.3設(shè)備選擇4.3.1選型原則按照《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)》的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，藥品生產(chǎn)設(shè)施應(yīng)無污垢、粗糙、表面沒有粗糙的地方，易于被清潔。選材要達(dá)到無菌和耐腐蝕的表面，應(yīng)在室內(nèi)使用具有特殊性能的合金。在生產(chǎn)設(shè)施采購的具體方案中，要更加注重緊急情況下的生產(chǎn)量流向和實(shí)際生產(chǎn)過程，給以后的效率發(fā)展等留有空間，這樣在事故多的時(shí)候，才有解決困境的空間，另一個(gè)原因是為了在擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)?；蚋脑焐a(chǎn)后，為實(shí)施擴(kuò)產(chǎn)戰(zhàn)略做準(zhǔn)備。4.3.2蒸煮設(shè)備主要的設(shè)備結(jié)構(gòu)特性：1、蒸煮罐結(jié)構(gòu)樣式：結(jié)構(gòu)方面來看有可傾斜和垂直結(jié)構(gòu)兩種規(guī)格樣式可以選擇，具體到從功能使用上來看的區(qū)別為帶或不帶攪拌。2、內(nèi)部鍋體材質(zhì)：①內(nèi)部材料采用不銹鋼，物理結(jié)構(gòu)上為多層帶夾套（方便后續(xù)使用加熱），罐底的穩(wěn)定支架材質(zhì)規(guī)格為碳鋼(Q235—B)，最外層為防止銹蝕的特殊合金涂層；②主要零件與設(shè)備主體材料規(guī)格都為不銹鋼。3、攪拌設(shè)備的工作空間主體是盛放待攪拌物料的鍋體：要考慮到中心旋轉(zhuǎn)攪拌扇葉以及各個(gè)機(jī)械軸的位置在鍋體中的空間位置，要方便隨時(shí)拆裝清洗設(shè)備，以及設(shè)備問題的矯正以及在這之前的設(shè)備問題檢查。4、攪拌機(jī)作業(yè)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速：36r/min（可以根據(jù)實(shí)際情況靈活調(diào)節(jié)改動(dòng)）；扇葉規(guī)格：普通攪拌跟刮底攪拌兩種形式。5、罐底支撐機(jī)械結(jié)構(gòu)規(guī)格：三棱錐型支腳，圓管型支腳。6、設(shè)備材料規(guī)格，工藝標(biāo)準(zhǔn)：各類機(jī)械設(shè)備物理數(shù)值參照表，管道接口標(biāo)準(zhǔn)表。7、蒸煮鍋設(shè)備按照本身結(jié)構(gòu)特性可以最多垂直傾斜90°。支鏈淀粉原料用量50t。每立方米的玉米粉重量約890kg，所需支鏈淀粉：50000÷890=56.18m3選D=4.5m，H=7.5m，V=120m3，裝料系數(shù)為0.8蒸煮鍋實(shí)際裝料量120×0.8=96m3估算單鍋56m3支鏈淀粉，38m3水及其他物料 結(jié)果為56.18÷56≈1，考慮實(shí)際情況計(jì)算結(jié)果取1個(gè)蒸煮鍋。蒸煮鍋總體規(guī)格工藝為帶設(shè)備內(nèi)部自動(dòng)攪拌功能，加熱方式為蒸汽加熱通過蒸煮鍋的夾套發(fā)揮加熱作用。8、蒸煮鍋、調(diào)漿罐、糖化罐共由15人負(fù)責(zé)，每組5人，每組8小時(shí)。4.3.3調(diào)漿罐調(diào)漿罐在生產(chǎn)過程中的作用是通過將上一步打碎混合的工藝流程的產(chǎn)物打入調(diào)漿罐來進(jìn)行充分?jǐn)嚢杌旌稀Ｕ糁箦亴?shí)際裝料量上面計(jì)算為96m3，考慮到實(shí)際生產(chǎn)合理所需要的預(yù)留量結(jié)合車間空間大小的生產(chǎn)實(shí)際決定調(diào)取2個(gè)調(diào)漿罐作業(yè)，體積規(guī)格為40m3。蒸煮鍋、調(diào)漿罐、糖化罐共由15人負(fù)責(zé)，每組5人，每組8小時(shí)。4.3.4糖化設(shè)備糖化發(fā)酵車間中的糖化過程通過連續(xù)生物質(zhì)糖化法來制造葡萄糖，參考設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)為進(jìn)料采用的噴射器生產(chǎn)作業(yè)時(shí)的輸出效率40t/hr，液化作業(yè)時(shí)間設(shè)計(jì)為6分鐘，噴射器使用線性依次連接的安裝方式來為糖化罐生產(chǎn)服務(wù)，安裝數(shù)量跟液化維持罐一樣為3臺此生產(chǎn)環(huán)節(jié)支鏈淀粉溶液密度查閱相關(guān)資料可知為1.5g/mL，由噴射器數(shù)據(jù)跟原料密度可進(jìn)一步計(jì)算得一次糖化作業(yè)進(jìn)罐體積：40÷1.5÷60×6=2.67m3生產(chǎn)流程液化維持罐體積：2.67÷3=0.89m3所以根據(jù)發(fā)酵工藝需要，糖化車間調(diào)取安排3個(gè)糖化鍋。蒸煮鍋、調(diào)漿罐、糖化罐共由15人負(fù)責(zé)，每組5人，每組8小時(shí)。4.3.5發(fā)酵設(shè)備發(fā)酵設(shè)備的選型經(jīng)過多方面例如發(fā)酵方式，設(shè)備維護(hù)，成本控制的思量確定采用機(jī)械通風(fēng)發(fā)酵罐。發(fā)酵罐容積多變，容積大小與經(jīng)濟(jì)效益維護(hù)成本人力消耗等各方面有復(fù)雜的聯(lián)系，在最終方案的選用上要統(tǒng)籌思量到這些方面的顧慮。生產(chǎn)流程設(shè)計(jì)的其他設(shè)計(jì)內(nèi)容思量，還應(yīng)該思量注意發(fā)酵時(shí)間的安排工作情況，例如發(fā)酵周期定為30天，根據(jù)前文計(jì)算內(nèi)容，則生產(chǎn)１t葡萄糖酸鈣所需發(fā)酵液得體積為5.8m3，則每天需Ｖ液＝5.8×33.3≈193m3常數(shù)填充系數(shù)取用0.7，設(shè)備總?cè)莘e計(jì)算為Ｖ０＝Ｖ液／0.7=193/0.7=276m3發(fā)酵罐規(guī)格采用100m3，總?cè)莘e為118m3，發(fā)酵罐計(jì)算常數(shù)取用30.27則可以計(jì)算Ｎ＝＝2.9約為3個(gè)（t為30hV總為118m3）發(fā)酵罐個(gè)數(shù)經(jīng)過計(jì)算采用數(shù)量為3個(gè)，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的突發(fā)狀況考慮，發(fā)酵車間再多準(zhǔn)備一個(gè)發(fā)酵罐，發(fā)酵罐最終決定數(shù)量為4個(gè)。發(fā)酵罐、種子罐共由9人負(fù)責(zé)，分為三組，每組負(fù)責(zé)8小時(shí)。（3）發(fā)酵罐規(guī)格數(shù)據(jù)計(jì)算Ｖ全＝0.785D2×2D+D3×2=118m3H=2D解方程得，Ｄ＝4.0mH=8.0m（4）發(fā)酵罐冷卻面積冷卻設(shè)備的選取決定采用豎式列管式換熱器，計(jì)算過程設(shè)備相關(guān)常數(shù)Ｋ＝1931kJ/(m3·hr·℃)發(fā)酵罐選用體積為100m3，代入上文所提的填充常數(shù)計(jì)算有效容積為100×0.8=80m3通過數(shù)據(jù)100m3，有效容積80m3,查相關(guān)技術(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)表可知單位產(chǎn)熱7.76×105KJ,対數(shù)平均溫度差取10.6最終冷卻面積A＝Q/K×△tm＝7.76/1931×10.6＝38㎡（5）發(fā)酵罐攪拌器設(shè)計(jì)發(fā)酵罐的攪拌渦輪選擇多樣，具體選擇思量因素有生產(chǎn)實(shí)際與成本問題考慮，有黑曲霉工作特點(diǎn)、生物營養(yǎng)投料、黑曲霉活性干擾因素考慮還有工廠生產(chǎn)流程中的氫氧化鈉實(shí)際使用情況考慮，再結(jié)合生產(chǎn)效率與生產(chǎn)強(qiáng)度安全性的統(tǒng)籌考慮，最終攪拌器規(guī)格選型確定為六彎葉渦輪攪拌器。攪拌器葉徑Di=1.47m，取d=1.5m葉寬B=0.2d=0.2×1.5=0.30弧長l=0.385d=0.365×1.4=0.520底距C=D/3=1.4m發(fā)酵罐攪拌過程分為兩種情況，具體轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)計(jì)算依據(jù)有攪拌罐體的相關(guān)參數(shù)：D1=1.05m，N1=110r/min，標(biāo)準(zhǔn)采用P/V，開始計(jì)算（6）攪拌軸功率計(jì)算攪拌軸功率計(jì)算流程結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況考慮應(yīng)用Michel.B.J式，淀粉溶液參數(shù)參考牛頓流體參數(shù)[11]，設(shè)備數(shù)據(jù)計(jì)算過程：Ρ醪液=1060kg/m3Μ醪液=1.354×10-3N.s/m2D攪拌=1.42mN攪拌=1.5r/s計(jì)算步驟如下:①計(jì)算RemRem=湍流情況來考慮，參考標(biāo)準(zhǔn)常數(shù)NP=4.7②計(jì)算不通風(fēng)作業(yè)條件下的攪拌軸功率P0P0=NPN3D5ρ=3.8×4.372×5.2×1060=90852=91kW兩檔攪拌P1=2P0=2×91=182kW③通風(fēng)作業(yè)條件下攪拌軸功率計(jì)算P2P2=2.24×10-3×=2.24×10-3×=147kW④求電機(jī)功率P電=通過已有的相關(guān)參數(shù)可以得到η1=0.92，η2滾動(dòng)=0.99；η3滾動(dòng)=0.98；把數(shù)據(jù)填入上述計(jì)算公式計(jì)算：P電==161.4kW（7）攪拌漿選型：確定渦輪攪拌器,三擋板攪拌兩種規(guī)格投入實(shí)際生產(chǎn)（8）設(shè)備用管道與直接使用管道工藝設(shè)計(jì)：排料管工藝設(shè)計(jì)：規(guī)格DN100×3無縫鋼管進(jìn)料管工藝設(shè)計(jì):規(guī)格DN150×3無縫鋼管通風(fēng)管工藝設(shè)計(jì)：規(guī)格DN150×3無縫鋼管取料管工藝設(shè)計(jì)：規(guī)格DN40×4無縫鋼管這四種管的材料用料無特殊情況使用規(guī)格1Cr18Ni9Ti耐酸不銹鋼的鋼材。(9)罐底支腳工藝設(shè)計(jì)：工藝規(guī)格4-40鋼材(10)罐體其他工藝設(shè)計(jì):人孔工藝與材料規(guī)格：水平吊蓋式:Pg6,Dg600,JB583-79視鏡工藝與材料規(guī)格：2Pg1,Dg125,JB593-64-7設(shè)備內(nèi)部使用材料規(guī)格：1Cr18Ni9Ti耐酸不銹鋼未具體說明部件全部選用21號鋼材4.3.6種子罐的設(shè)計(jì)與選型發(fā)酵液物料使用上文計(jì)算所得數(shù)據(jù)200m3，糖化液計(jì)算常數(shù)1.1，計(jì)算可以知曉糖化液體積200/1.1=181.7，糖化液與種子液比例10%，種子液生產(chǎn)參數(shù)計(jì)算為：18.2m3，糖化發(fā)酵設(shè)備作業(yè)周期為30hr，考慮到生產(chǎn)流程實(shí)際生產(chǎn)的留白，結(jié)合作業(yè)周期，查找相關(guān)信息得到種子罐真實(shí)容積常數(shù)取值0.7，日生產(chǎn)種子罐所需要的總?cè)莘e為Ｖ０＝Ｖ液／0.7=18.2/0.7=26m3查找種子罐相關(guān)參數(shù)表可找到有效容積規(guī)格10m3的罐子，罐體總?cè)莘e為11.8m3,下面開始由已知各項(xiàng)條件數(shù)據(jù)計(jì)算種子罐的數(shù)量Ｎ＝根據(jù)結(jié)果2.75取公稱容積10m3的種子罐3個(gè)。發(fā)酵罐、種子罐共由9人負(fù)責(zé)，分為三組，每組負(fù)責(zé)8小時(shí)。4.3.7濃縮器個(gè)數(shù)生產(chǎn)流程中的濃縮器選型應(yīng)考慮具備的作業(yè)能力。1、冷卻部分的設(shè)備工作能力優(yōu)秀強(qiáng)大，生產(chǎn)損耗低物料回收全面還有設(shè)備冷凝劑循環(huán)效率高。2、設(shè)備使用門檻低，所需條件容易做到，滿足不同生產(chǎn)模式下的具體要求，能夠做到切換，考慮到這一點(diǎn)采用雙效規(guī)格。濃縮溶液的相關(guān)參數(shù)為11%濃度的葡萄糖酸鈉，設(shè)備作業(yè)溫度100℃，對應(yīng)參數(shù)葡萄糖酸鈉150g。下面開始計(jì)算濃縮器作業(yè)過程中涉及的葡萄糖酸鈉溶液體積：V=218×（1－4%）×11%÷150×1000=153m3。設(shè)備使用所需要的濃縮水體積：V水=218-153=65m3日平均作業(yè)時(shí)間取18h濃縮器作業(yè)效率：65÷18=3.6t/h所以選用SJN4000型雙效節(jié)能型濃縮器。因此需要濃縮器：1臺4.3.8結(jié)晶罐個(gè)數(shù)罐體相應(yīng)規(guī)格數(shù)據(jù)取D=3.1m，H=8.55m，V=50m3結(jié)晶罐，有效容積常數(shù)取值0.8罐內(nèi)真實(shí)裝料體積：V=50×0.8=40m3綜合以上數(shù)據(jù)可計(jì)算得：136÷40=3.4，即4個(gè)結(jié)晶罐結(jié)晶罐、溶解罐、沸騰干燥器共由18人負(fù)責(zé)，每組6人，8小時(shí)一組。4.3.9過濾器個(gè)數(shù)查閱相關(guān)生產(chǎn)流程資料過濾器選擇規(guī)格參數(shù)200m2數(shù)量為2臺。4.3.10結(jié)晶離心機(jī)個(gè)數(shù)按照相關(guān)工廠設(shè)計(jì)資料，綜合上述物料與設(shè)備計(jì)算結(jié)果，以及過濾機(jī)效率等設(shè)備作業(yè)配合情況，離心結(jié)晶機(jī)決定規(guī)格SSJ500，數(shù)量為2臺4.3.11溶解罐個(gè)數(shù)溶解罐參數(shù)型號：LP3000LP5000LP10000溶解罐設(shè)備容積3000L5000L10000L內(nèi)膽工作壓力：0.3MPa夾套工作壓力：0.4MPa溶解罐機(jī)械馬達(dá)電機(jī)功率：1.3KW1.8KW4.0KW罐體內(nèi)部雙葉輪轉(zhuǎn)速：0—200r/min罐內(nèi)部換熱面積:4.5㎡7.5㎡8.6㎡10.4㎡20.2㎡溶解罐規(guī)格選擇10000L，即容積10m3根據(jù)物料衡算每批葡萄糖酸鈉需要淀粉35t，每一百毫升水溶解六十克淀粉，每批物料需要溶解用水質(zhì)量為35×1000000÷60×100÷1000000＝58t，溶解液約55m3溶解罐數(shù)量55÷10=5.5，即需要6個(gè)結(jié)晶罐、溶解罐、沸騰干燥器共由18人負(fù)責(zé)，每組6人，8小時(shí)一組。4.3.12沸騰干燥機(jī)個(gè)數(shù)表4-3GFG高效沸騰干燥機(jī)（立式沸騰）型號投料Kg風(fēng)機(jī)功率Kw攪拌功率Kw攪拌