年产30吨硫酸庆大霉素工程发酵车间初步设计

毕业小设计任务书课题年产30吨硫酸庆大霉素工程发酵车间的初步设计学院（系）生物工程学院专业班级姓名2010年12月24日课题来源以原上海第四制药厂硫酸双氢链霉素生产过程为基础课题的目的、意义通过模拟工程设计，了解工程设计的一般过程，学会收集数据、查找手册、工艺计算、带控制点的工艺管道流程图及车间设备平面布置图的设计，达到毕业小设计教学大纲的要求。要求掌握工程设计中物料、能量、设备的三大衡算，对非工艺提条件，并能进行带控制点的工艺管道流程图及车间设备平面布置图的设计。课题主要内容及进展生物制药厂的发酵车间初步设计设计说明书设备一览表带控制点的工艺管道流程图车间设备平面布置图设计图例说明201011222010126确定设计流程，并在此基础上完成设计的计算部分（物料衡算、设备衡算、能量衡算），将计算数据进行汇总。201012720101217确定非工艺设计的要求，完成带控制点的工艺管道流程图的设计，确定车间各系统布置方案，讨论并通过设备布置草图。2010121820101231完成设备平面布置图的设计，撰写设计说明书，设计答辩。目录1概述511筹建概况5111环境条件5112地理条件5113抗震条件5114原辅材料的供应条件5115动力供应条件5116交通运输条件5117资金来源52设计依据及设计范围521设计依据5211主要文件5212主要技术资料522设计范围及分工83设计原则84产品方案与建设规模941产品名称及生产规模942产品方案9421产品规格9422产品主要物性10423分析方法10424包装方法115生产方法及工艺流程1151生产方法1152工艺过程11521工艺流程框图11522工艺流程说明1253设备框图1454生产特点1455工艺介质的腐蚀性1456带控制点的工艺流程图156原料及中间产品的技术规格1561原料及中间产品技术规格157物料衡算1671设计指标及主要物性参数1672物料衡算1673物料衡算框图1874原材料消耗表178能量衡算1881能量衡算1882公用工程负荷表22821自来水负荷表22822循环冷却水负荷表23823循环低温水负荷表23824设备用蒸汽负荷表23825设备用气负荷表24826设备用电负荷表249设备计算及选型2491设备衡算24911大罐24912中罐28913小罐31914小小罐3292设备计算34921贮罐34922大罐36923中罐37924小罐38925小小罐3993设备选型的原则4094设备一览表4110车间布置41101车间的生产性质41102车间布置说明411022生产工艺411023设备安装检修411024安全技术42103设备安装要求421031情况介绍421032安装方案42104设备平面布置图4211生产制度和车间定员42111生产制度42112岗位操作时间表和班组安排42113车间定员表4412设备44121车间设备概况441211种子制备设备441212种子罐441213发酵罐44122车间设备材料的选择原则44123关键设备4513公用工程45131车间用水汇总表45132车间用汽汇总表45133车间用气汇总表45134车间用电汇总表4514仪表及控制46141生产过程特点概述46142工艺参数控制要求46143仪表及自控方案4615电气46151车间用电情况46152车间用电要求4616给排水47161生产用水情况概述47162生产用水要求47163排水系统的划分4717暖通47171生产特点及工作环境的说明47172车间暖通要求4718消防47181发酵车间生产特性概述47182发酵车间消防要求4819原材料及成品贮运48191原材料及成品贮运方式48192原材料贮存量48193原材料贮存表4820车间维修4821环境保护49211生产过程中三废排放情况49212处理方案4922工业卫生及安全防护49221生产特点49222工业卫生及安全防护要求4923节能49231能耗分析49232节能措施4924概算5025图纸目录5126参考文献51设计任务书1概述11筹建概况111环境条件上海气候温暖湿润，建厂周围卫生条件为首要考虑的内容。发酵厂厂区周围大气中的含尘量应在一定范围以下。按照我国国家标准GB309582大气中含尘量标准，一级区域为空气含尘量低于015MG/M3的区域，属高度清洁区；二级区域应不高于030MG/M3，属一般标准；三级区域含尘量高于05MG/M3，为污染区。发酵工厂建在一级或二级区域中，周围没有散发大量有害气体的化工厂和产生大量灰尘的炼钢厂、炼焦厂、热电厂等。并且与铁路及公路主要干线保持适当距离。在工业区内建厂，发酵工厂宜建在该区域的上风口位置，并与散发污染气体或大量烟尘的工厂保持一定间距。上海属沿海地区，有东风，因此总体布置应考虑减少建筑物的受风面积，建筑朝向和厂区方向宜南偏东，避免西晒，所以理想朝向为南偏东15。112地理条件对厂区坡度的要求，大型厂应不大于4，中型厂不大于6，小型厂不大于10。厂区的主要地段坡度以不大于2为宜。但为了便于排出厂内场地积水，坡度不应小于05，此外，为防止厂区受淹，厂区应建在历年最高洪水线上。113抗震条件我国规定在地震6度烈度或以下时在建设时不设防，上海属于此类地区，所以不考虑抗震设防。114原辅材料的供应条件发酵工厂的设置要考虑原料、燃料和包装材料等的配套供应，黄豆饼粉、淀粉等原料要能得到较好的供给。上海处于东部沿海长三角地区，本地资源成本较高，黄豆饼粉、淀粉等供应可能不充足，可从盛产这些农产品的地方调运，如山东等地，但上海相通运输对交方便，解决了一部分困难。115动力供应条件发酵工厂是耗能大户，并要求是二类负荷用电户。该厂选址时注意到厂区用电能得到充分保证，并有充足水源。上海用水主要来自于黄浦江，可将厂建于黄浦江中上游处，便于生产用水的供应。116交通运输条件现代化的发酵工厂，以其产品商品化、社会化为特征，没有方便的交通运输是难以取得高效益的，发酵工厂的运输量较大，要求交通运输方便、可靠，铁路、公路、水路优势明显，且有发展前景。117资金来源主要来自于国家财政拨款和银行贷款，同时也可以寻求私营合资或外商投资。工厂发展运营后，争取上市，以发展民族工业为本。2设计依据及设计范围21设计依据211主要文件设计任务书及生产批报。212主要技术资料1、设计技术指标本设计主要参考上海第四制药厂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。主要设计参数如下（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5500KCAL/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550M3/MIN空压机出口压力02503（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20M3/HR；连消灭菌温度135（4）后处理车间提取总收率70计算（5）厂址上海郊区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21培养基配比原料名称一级种子罐培养基配比二级种子罐培养基配比发酵罐培养基配比全料培养基配比稀料培养基配比黄豆饼粉3025353525葡萄糖050505淀粉2525606530氯化钠0403604氯化钴00010001硝酸钠010101酵母粉0101碳酸钙0604040404蛋白胨2015硫酸亚铁00075磷酸二氢钾0005淀粉酶（KG）01淀粉量01淀粉量01淀粉量玉米浆（L/M3）消沫油42670413、补料量补氨水量8L/M3发酵液体积；补氢氧化钠量1520L/M3发酵液体积；加消沫油量4L/M3发酵液体积；补全料量370L/M3发酵液体积；补稀料量200L/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758、通气量一级种子罐2（VVM），二级种子罐15VVM，发酵罐08VVM；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5M3罐及以下采用自动控制，5M3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，03（MPA），用于配料、夏天实罐灭菌的前期冷却、清洗设备等；循环水2023T3，03（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914T5，03（MPA），用于夏天空气后级冷却及发酵控温冷却；冷盐水100T10，03（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03（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389极端最低气温9最热月平均气温281（8月）最热月最热时平均气温320（7月）最冷月平均气温31（1月）最冷月最冷时平均气温00（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E12SSEY全年SE10E10最大月平均风速（M/S）36（3月）最大风速（M/S）20全年平均风速（M/S）32（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30（2月）月平均最低水温64最高水温34（7月）月平均最高水温317总硬度最高值106月平均最高87最低值22月平均最低5514、其他数据海拔高度45M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GBJ1687生产的火灾危险性分类，为戊级，按GB5005892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。22设计范围及分工本小组由张成、曹楠、丁秋然、周峰、胡浩、李加亮、樊宇、曹秋禹、刘东明人组成，负责设计上海地区年产30吨硫酸庆大霉素发酵车间，包括工艺流程、罐体设计、设备选型、带控制节点的工艺管道流程图及车间平面布置图的设计。辅助配套工艺设计由施第六组完成。3设计原则1、加强技术经济指标作比较，善于从实际出发去分析研究问题，设计的技术经济指标以达到或超过国内同类型工厂生产实际平均先进水平为宜。2、解放思想，积极采用新技术，力求设计在技术上具有现实性和先进性，在经济上具有合理性。3、设计必须结合实际，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。4、发酵工厂设计还应考虑采用微生物发酵的工厂的独特要求，既要注意到周围的环境清洁卫生状况，又要注意到对工厂内车间之间对卫生、无菌、防火等条件的相互影响。4产品方案与建设规模41产品名称及生产规模产品名称硫酸庆大霉素生产规模年产30吨42产品方案421产品规格法定名硫酸庆大霉素化学名硫酸庆大霉素C1、C2和C1A化学结构分子式、分子量抗生素R1R2分子式硫酸庆大霉素C1CH3NHCH3C21H43N5O72H2SO4硫酸庆大霉素C2HNH2C19H39N5O72H2SO4硫酸庆大霉素C1ACH3NH2C20H41N5O72H2SO4技术规格及质量标准见表41。表41技术规格及质量标准项目标准美国药典23版CFR性状白色或类白色粉末生物效价（干）590/MG鉴别呈正反应比旋度107121干燥失重180110真空，3HR酸度PH3555炽灼残渣10甲醇含量10C12550C1A1035高压液相C2C2A2555热源17内毒素单位/MG庆大碱12000U/MG合格无菌合格内控异常毒物1200U/ML合格降压物质2000U/KG合格重金属PPM钙离子5万单位镁离子5万单位澄色级2级清浊度1号度毛点8点有效期5年422产品主要物性庆大霉素是碱性抗生素，临床上常用其硫酸盐。硫酸庆大霉素为白色或微黄白色的粉末，无臭，对光、空气、广泛PH及热稳定（在PH4、60保存35180天，对溶液的效价影响不大，在PH4以下，其效价降低830），有吸湿性。易溶于水，不溶于乙醇、丙酮、氯仿、乙醚及苯。庆大霉素是一种杀菌力较强的广谱抗生素，对多种G和G菌均有较强的抗菌作用，特别是铜绿假单胞菌比卡那霉素和新霉素强510倍（但不及多粘菌素E），对金黄色葡萄球菌有良好的抗菌作用。在临床上主要适用于败血症，呼吸道感染，尿路感染，眼、耳、鼻、喉部感染，治疗严重大面积烧伤，手术后的感染以及作为腹部手术前的肠道消毒，均有一定的疗效。庆大霉素因使用剂量小，毒副反应较新霉素、卡那霉素为轻。423分析方法按1990年版中华人民共和国药典（第二部）查出硫酸庆大霉素的分析方法为1取本品约50MG，加水1ML溶解后，加1NHCL2ML，在水浴中加热10分钟，加2NNAOH2ML与2乙酰丙酮的水溶液1ML，置水浴中加热5分钟冷却后，加对二甲基苯甲醛试剂1ML，即显淡粉红色。2取本品约5MG，加水1ML溶解后，加01茚三酮的水饱和亚丁醇溶液1ML与吡啶05ML，在水浴中加热5分钟即显蓝紫色。3硫酸根鉴别反应1加氯化钡有白色沉淀。2加醋酸铅3加盐酸不生成白色沉淀。424包装方法本产品通过美国FDA认证，主要用于出口，产品为粉剂。用铝罐包装标准为5公斤一罐，内衬塑料袋。5生产方法及工艺流程51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AC甲基化和差向异构化庆大X2脱氧氨基化L甲基化抗生素JI20A抗生素G418脱氧脱氧，氨基化庆大霉素C1A抗生素JI20BN甲基化脱氧差向异构化庆大霉素C2B庆大霉素C2N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，295HR后接68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。52工艺过程521工艺流程框图注本框图仅为发酵部分（设备参数供参考）小罐种子培养3605，2430H转速60300RPM，搅拌功率55KW通气量2M3/MIN,罐压003MPA液氮保藏196沙土管保藏24斜面培养恒温恒湿3536，7天原斜面孢子斜面培养恒温恒湿3435，6天斜面孢子代1摇瓶培养3334，395HR转速250RPM装量80ML/750ML接种量一块斜面/瓶5064HR摇瓶种子小罐种子中罐种子培养3605，25HR转速60240RPM接种量15通气量15VVM罐压003MPA搅拌功率22KW中罐种子大罐发酵3605，136HR转速60130RPM接种量15通气量075VVM罐压004MPA搅拌功率115KW接种量10装料60大罐发酵液提炼车间522工艺流程说明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。补料情况、补全料一个发酵周期约补3次。每吨发酵液约补370L全料。从发酵20小时开始补全料，至30小时时结束。根据发酵液还原糖含量水平控制具体补全料体积及时间。、补稀料一个发酵周期补2次左右。每吨发酵液约补200L稀料。自发酵40小时后开始补稀料，根据发酵液还原糖含量水平控制，保持还原糖浓度大于等于26G/100ML、补氨水自发酵33小时开始补氨水，每4小时补一次，每次1015L，使发酵液中氨氮浓度不低于45MG/100ML。、补油手动加入。、补氢氧化钠调节发酵液PH，与PH环控，保持发酵液PH在6872之间。中间取样分析1、小罐培养4小时后取样分析，测PH、氨氮、效价、菌丝浓度等。2、中罐培养4小时后取样分析，测PH、氨氮、效价、菌丝浓度等。3、大罐培养14小时后开始取样分析，每4小时取样测PH、氨氮，每8小时取一次样，分析全糖、氨氮、PH、还原糖、效价等。培养20小时后取样加无菌肉汤，4小时后取无菌斜面，37恒温培养，放罐前涂片镜检。异常发酵处理1、中罐、小罐染菌一般采取放罐措施。2、大罐染菌，若在接种后不久即在发酵前期，可将培养基返回连消系统重新消毒；若在中后期，对发酵影响较大的，倒罐，影响较小的，可采用降温，一般降至32培养，并将别的大罐发酵液倒一部分进去，加强生长菌的优势抑制杂菌的生长；另外，对染菌罐补料可减少补料量，至杂菌得到抑制后再加大补料量。若在发酵后其染菌，可考虑提前放罐，若染菌罐含大量杂菌，过滤速度缓慢，则放罐前加热至45，15MIN，然后再提炼。3、发酵中遇空气精过滤器阻塞，空气流量下降，过滤器两端压差增大，可立即调换过滤器内芯。53设备框图预过滤器精过滤器一级种子罐蒸汽过滤器预过滤器精过滤器二级种子罐蒸汽过滤器预过滤器精过滤器发酵罐蒸汽过滤器氨水罐预过滤器精过滤器NAOH罐蒸汽过滤器消沫油罐全料罐稀料罐54生产特点发酵生产一般要经过复杂的反应历程，这对反应条件的控制要求很高，稍有偏差，就可能得不到有用的产物，严重的还会染菌。发酵也是一个时间较长的过程，各步反应都需要一定的反应时间，往往需要一定的温度、压力、溶氧水平和PH，这就要求控制调节的持续性与速度的灵敏性，需在几个小时内对发酵过程进行连续的监控。发酵车间不涉及提炼，蒸汽和酸碱用量很大，不适用有机溶媒，故原料、中间体、产品无毒性，车间内环境无易燃易爆。55工艺介质的腐蚀性发酵流程对管道要求较高，根据管道中的料液的腐蚀性、毒性等特性，以及对无菌度的要求，要选择不同等级及材质的管道。空气总过滤器二级空气过滤器二级空气过滤器表52管道等级及材料选用表典型介质管道等级生活用水、工业用水、低压消防水、循环冷却水B1B蒸汽、热水、冷凝水B1E一般工艺介质（非易燃、易爆的中心物料）、排气（无腐蚀性）B1M一般易燃、易爆、有毒、刺激性物料（氯气、甲醇、油品等）B1N洁净物品（纯水、过滤压缩空气、无菌物料等）E1D56带控制点的工艺流程图设计思想发酵是一个复杂的工艺过程，常要一定的温度、压力、PH、转速，同时通过这些参数也可监测发酵情况，及时发现异常情况，也可结合自动化仪表装置实现部分自动控制，另外设置流量记录控制点检测流量，人工调节。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5M3罐及以下采用自动控制，5M3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。参见发酵车间带控制点的工艺流程图（图号0805P310805P320805P33）6原料及中间产品的技术规格61原料及中间产品技术规格表61原料及中间产品技术规格序号名称规格分析方法用途备注1葡萄糖化学纯碘量法斜面、摇瓶培养基2葡萄糖工业用碘量法各罐用碳源、能源又称右旋糖3黄豆饼粉工业用1、测定水分及挥发物含量2、测定灰分3、凯氏定氮法测定总氮量4、折光法测油含量5、精纤维及重金属含量用作氮源含油量高4豆油工业用1、用灼烧残渣法测含磷量2、用KOH标准液滴定效价消泡剂无悬浮物、杂物等5碳酸钙工业用用反滴定法测定，想加入过量标准HCL溶液，再用NAOH标定调节PH不溶于水6淀粉工业用/各罐用碳源、能源7硝酸钠化学纯/无机盐8酵母粉工业用/9蛋白胨工业用/10硫酸亚铁化学纯/无机盐11淀粉酶化学纯/水解淀粉12氨水工业用酸碱滴定法调节PH有特殊臭味13磷酸二氢钾工业用取样25G加入水10ML溶解，加入NACL溶液20ML后加酚酞用NAOH滴定用作无机盐易受潮14氯化钠化学纯取样约012G加水50ML溶解，加2糊精液5ML与荧光黄指示液58滴，用AGNO3滴定，584MGNACL/1MLAGNO3提供无机盐又称精盐15氯化钴化学纯酸性条件下加入碘化钾，折算为钴量相当的碘，再以硫代硫酸钠反滴定有利于维生素B12合成含六分结晶水16工业用水自来水1、PH计测PH2、标准碱液测定CO2含量3、用NA2B4O2标准碱液滴定CO2含量总碱度4、溶氧测定，碱性条件下使MN2氧化酸性条件下使之还原，同时氧化I生成I2，用硫代硫酸钠标准液滴定5、银量法测定氯离子6、络合法测定水的硬度培养基用水、洗涤用水等7物料衡算71设计指标及主要物性参数1、设计指标（见212主要技术资料的主要设计指标）2、设计经济指标3、主要物性参数水比热1KCAL/KG蒸汽135，31311KPA，热焓65184KCAL/KG，焓液体13490KCAL/KG，汽化热51695KCAL/KG，密度1715KG/M3，蒸汽比体积05831M3/KG72物料衡算721公称体积与台数计算7211大罐、由年产量决定每天放罐体积D/M385701740361UM0VFQD）（染（G为年产量/吨，为成品单位U/MG，为年工作日，为发酵单位U/ML，为总收率，PP为染菌率）M2、公称体积与台数为使提炼工段生产效率均衡，避免不必要的贮罐，设计为每天放一罐所以1ND32D0M517608V大（每天放一罐，以平衡提炼工段与发酵工段生产水平，发酵罐装料系数）NL取辅助时间32H（辅助时间包括进料时间、灭菌操作时间、移种时间、放罐压料时间、清洗与检修发酵罐时间），这样设备周转更好，也可以处理染菌及其他突发情况，则有大发酵罐发酵周期为天辅发724316T所以需要7台7212二级种子罐种子罐装料系数损失比）（接种比计量体积中1V03M147051385其中取损失比为15（下同）取辅助时间为40H，得其周期为天42056采用单种法发酵罐周期种子周期发酵罐台数N台477213一级种子罐30M28650113851V）（种子罐装料系数损失比）（接种比计量体积小取辅助时间32HR则其周期为天4236台74N722物料衡算7221大罐物料衡算6、出料量3M857V放3M6078V15放损7、进料量0接种比种8、补料量进料基础培养基量（消后）种子液量补料量1出料成品液量（发酵液量）逃液与蒸发损失量1氨水33M45908710消沫油24NAOH3312全料85710稀料33M46所以，总补料量3M514761218029种子流量37815V放38205损接补放消后7222中罐物料衡算5、出料量3M67810V放大放中接种比329678510放中损6、进料量1放中接接种比360781VV接损放中消后7223小罐物料衡算1出料量3M29150放中放接种比2进料量3M0V接348519362接损放消后计算结果汇总大罐每天每罐放罐体积5738M3，公称容积7651M3，发酵时间136HR，共7台；二级种子罐共4台，公称容积1414M3；一级种子罐共4台，公称容积228M3；（各罐全容积见9设备计算及选型）进出料与补料情况见以下框图73物料衡算框图（每一罐批）接种1291M3培养基2387M3接种8607M3放罐5738M3小罐损失0194M3培养基1485M3中罐损失1291M3培养基8607M3大罐损失8607M3补氨459L补氢氧化钠1148L补消沫油2295L补全料2123M3补稀料11476M374原材料消耗表（每一罐批）表71小罐培养基配料表155925KG原料名称一级种子罐培养基配比一级种子罐消耗量KG黄豆饼粉304455葡萄糖057425淀粉2537125氯化钠04594硝酸钠011485酵母粉0111碳酸钙06891磷酸二氢钾0005007425消沫油4594表72中罐培养基配料表903735KG原料名称二级种子罐培养基配比二级种子罐消耗量KG黄豆饼粉25215175葡萄糖0543035淀粉25215175氯化钠036309852硝酸钠018607酵母粉018607碳酸钙0434428淀粉酶（KG）01淀粉量0215消沫油2672298表73大罐培养基配料表250635KG表74全料培养基配料表222915KG表75稀料培养基配料表120498KG原料名称发酵罐培养基配比发酵罐消耗量KG黄豆饼粉3583545淀粉6014322氯化钴000102387碳酸钙049548蛋白胨204774硫酸亚铁00075179淀粉酶（KG）01淀粉量14322消沫油048548原料名称全料培养基配比发酵罐消耗量KG黄豆饼粉3574305淀粉65137995氯化钴000102123碳酸钙048492蛋白胨1531845原料名称全料培养基配比发酵罐消耗量KG黄豆饼粉252869葡萄糖055738淀粉3034428表76原材料消耗总表8能量衡算81能量衡算1）发酵热计算HR/KCAL8156250Q04714/L3VHRM/KCAL5050FL3F小罐中罐大罐发酵2）蒸汽冷凝热效应输料过程中料液已经散热冷却了部分，所以不必明细计算冷凝热。3）循环冷却水（冬季用）（水温2023，T3，03MPA）循环水用量W大Q大罐CT3150003105000KG/HRW中5440031813333KG/HR氯化钠04459硝酸钠0111476碳酸钙04459淀粉酶（KG）01淀粉量034428消沫油111476W小81513271667KG/HR小罐考虑培养基冷却用水以最大工作状态6个大罐、4个中罐、4个小罐，安全系数11，则循环冷却水总量为HRT/724910427108105334总管汇总管取高峰用量以大罐计，5426DN0M1603175DU4324）低温循环水（水温914，T5，03MPA，夏季使用）低温水用量HRW/KG6320513TCQ大罐大同理HR/KG2163087小中取安全系数11，设最大工作了为6台大罐，4中罐，4小罐所以216308077312总WHRM/947一级种子罐采用培养基实消，蒸汽量需计入培养基，所以R/820R/KG8231即所以HR/47W31总总管。汇总管取高峰用量以大罐计，43250NDM36D5自来水洗罐用水也用于制备软水，无盐水，以设备公称容积80计W300M4728145768V8）（小中大配料用水培养基原料大多为固体，所以培养基用水量约为消后培养基体积量所以3M872V发3607中3M4851V小所以9W配总计因为另有日常用水，种子用水，车间清洗用水等，安全系数以11计以每天各有1个罐清洗和配料的高峰用量计所以W水总（WW配）11（7434433962）1111914M高峰用量为大罐清洗时，经计算自来水总管。即取2589DN0M7D水计量汇总（1）发酵热大罐316105KCAL/HR，中罐544104KCAL/HR，小罐8151KCAL/HR；（2）循环冷却水大罐105105KG/HR，中罐181104KG/HR，小罐272103KG/HR，总水量7249T/HR（水温2023，T3，03MPA）（3）低温循环水大罐531104KG/HR，中罐109104KG/HR，小罐16103KG/HR，总水量5411T/HR（水温914，T5，03MPA，夏季使用）（4）自来水自来水主要用于洗涤与配料，总量238M36配电P总7P发4（P中P小）713245541160KW又用电扇空调等需15KW，照明种子等需150KW取安全系数11所以P电11（116015150）14575KW用电情况汇总用电主要包括电机搅拌以及其他用电；各罐电机搅拌总功率1160计用电功率145757空气每天有一大罐待工，其气用来压料，搅拌，维持罐压，为安全起见，中罐小罐均按4台工作计算。QG（VVM）VL60876514（151414072228065）4385M/MIN要求配套设计空气系统供给压缩空气量。（标准状况下的空气量）MIN/4503动力车间供应的压缩空气为03MPA（表压）40IN/269473140827301Q3G,又经计算，空气总管D0769M，所以取管。780ND8蒸汽（计算中各管径见92设备计算）查工艺手册得饱和蒸汽多项特性指标3蒸汽135，31311KPA，热焓65184KCAL/KG，焓液体13490KCAL/KG，汽化热51695KCAL/KG，密度1715KG/M3，蒸汽比体积05831M3/KG动力车间供应的蒸汽为03MPA，此时有焓3AIRM/KG24958KG/J0856I比热黏度1PKJ7CSPA1923重度3G/1A一级种子罐采用实罐灭菌直接加热所需蒸汽量（3050），以40计即401CTG2KG41275856241）（）（SS3412474016499KGS164994124757746KG3506209458321为蒸汽在管道中的流速，为进蒸汽管道的截面积为蒸汽比体积，直接加热所需时间FVHRSVT保温阶段T205HR所以实消的总时间T1T2103HRB发酵罐，二级种子罐采用连续灭菌KG76159765SS发发W2091PG电机C总计考虑到其他因素，取安全系数133108NDM106D,D/KG213547643S取管用量计以大罐连消为小时最大）（总82公用工程负荷表821自来水负荷表设备用水量备注序号位号名称数量台使用时间HR/D小时最大M3/HR小时平均M3/HR日用量M3/D1R101AD小罐41148501383309清洗和配料2R102AD中罐42565604711312清洗3R103AG大罐732042556121清洗其他2404604611其他用水合计2093628683附以每天各有1个罐清洗和配料的高峰用量计822循环冷却水负荷表设备用水量备注序号位号名称数量台使用时间HR/D小时最大T/HR小时平均T/HR日用量T/D1R101AD小罐42410910926082R102AD中罐424725725174083R103AG大罐72473573517640合计72497249173976水温2023，T3，03MPA附以每天有6个大罐、4个中罐、4个小罐同时工作且各一个罐用作培养基冷却计算总量，高峰用量以大罐计823循环低温水负荷表设备用水量备注序号位号名称数量台使用时间HR/D小时最大T/HR小时平均T/HR日用量T/D1R101AD小罐42465265215652R102AD中罐42443554355104523R103AG大罐72444244424106176合计4924749247118193水温914，T5，03MPA，夏季使用附以每天有6个大罐、4个中罐、4个小罐同时工作计算总量，高峰用量以大罐计824设备用蒸汽负荷表设备用蒸汽量序号位号名称数量台使用压力MPA使用时间HR/D小时最大KG/HR小时平均KG/HR日用量KG/D1R101AD小罐403010356062406577462R102AD中罐4030111305471113053R103AG大罐70301611725496117合计113055426130221附高峰用量错开各罐，以大罐连消小时最大用量计825设备用气负荷表设备使用压力使用时间用气量序号位号名称数量台MPAHR小时最大M3/HR小时平均M3/HR日用量M3/D1R101AD小罐40324711471141707262R102AD中罐403243563335633855183R103AG大罐703242570725707616977其他2000200048000合计3198231982631428附以每天各有6个大罐、4个中罐、4个小罐的最大工作量计826设备用电负荷表设备安装容量序号位号名称数量台使用时间HR单台KW总量KW备用KW1R101AD小罐4244162R102AD中罐424552203R103AG大罐724132924257备注其他182车间照明合计1911210257附以每天各有6个大罐、4个中罐、4个小罐的最大工作量计9设备计算及选型91设备衡算如无特殊说明，设备皆采用不锈钢材。大罐7台每天放两罐，一台备用；中罐4台，每天接种一台至大罐，一台备用；小罐4台，每天接种一台至中罐，一台备用。（见721）911大罐内径与桶高设12ADHM4935176D012785D0785V330圆整M取H7500MM壁厚筒体16MM，封头18MM人孔为方便人员进出，取DG600视镜DG125传热18HR/KCAL1063Q5详见采用外盘管和内排管结合传热K375KCAL/M2HR发酵热较大，较小，用914的低温水MT发酵温度为364121369LNTM2M53750TKQF2M4121安A外盘管取DN100，1083半剖管，间距15D，盘N圈，高约4M15N1D4其中D0108取N27，分为3组。269710534NDDF内外B内排管取DN65763管，间距15D，每组二进二出高约565M，组数取4组2650714392M是合适的外内内总2178FMC管径管取取循环水用量部分）（见进水总管31,DN25M1205460U460DS/M51UHR/KG32管取取总管管流速外盘总管取外盘支外外3108DNM1035462U46DS/M51HRKG02480136UD5S/M42管取同理也取内排总管外总内5276DNM0651436097DS/M1UKG/HR5244汇总管搅拌功率KW21810536/036/4DNKPREMK3462410S1SHMD62048S532053176DVD20H1053150NDMRERP103M1257D505,4321233LCL4622时六叶桨若上两层取回宽叶搅拌即三层搅拌取又罐内流体处于湍流状态圆整取KW87152604798M604PKW,21F5DHDF,21,M,I132Y57KKW132,0L95049571PPKW7412308650VNDP17MI/453026015410273/91H54VMIN/914570168VMPA0KW8329715PKW963FW641056/84DN4GTM4505632450G32GL0G3L,2,1M,335减速机选取额定功率由此选用电动机速机（下同）根据转速选择皮带轮减通气搅拌功率通气量，罐压进气同样拌桨下层取六弯叶涡轮式搅电总总主要管路的管选取接种进料培养基种子）进料管流量接消后3125DNM120706DS/M7UHR3482568V90R/1S/M80UHR937V/取出料）出料管流量放管取蒸汽过滤器精过滤器预过滤器）进气管管取312DNZGS50BMIN/914V3312DN508560D0大罐设备选型与计算汇总（1）选型D3500MM，H8700MM，V07651M3，人孔取600MM，视镜DG125MM，支座采用裙座。（2）筒体壁厚16MM，封头壁厚18MM。（3）冷却水进水总管直径取MD1,25取总DN1001083的外盘管盘27圈分为3组，DN65763的内排管16根分4组，总换热面积为4957M，壁距015M。外盘总管为DN1001083，内排总管为DN657625，汇总管为DN25027335（4）采用三层搅拌，中间轴承两个，下层采用六弯叶圆盘涡轮式，上两层采用四宽叶旋桨式，每层间距26M；搅拌桨直径13M。（5）电机功率132KW，电机为Y355L110，减速机为K157Y132。912中罐M32412503714H9F18HR/CALK543Q25D,0M6245AH961D14VD102V5AL2GG03需中排管共同换热低温水，内排管与外同样采用）（见传热视镜人孔，封头壁厚筒体取取内径及筒高组管，内排管取半剖管盘两圈外盘管取外2576DNBM120F,38A管取，则总管外盘总管，若支管管取，取进水总管管径，既是合适的需内外内5276DNM0548D/S1,/M30U07/5,HR/KG81WC9228DS/1，内排总管，取3890汇总管则取5搅拌功率W6912437604M6049283P751DH2680150648K5716R160N2D370DM,353432KKPFDKNEMRPML）（拌皿取二档大弯叶涡轮式搅，WMLKWPVMPAGK54Y2501420C793141317506924IN/3250127403I/8V,M30G3，额定功率，电机选减速机）（通气搅拌功率）（进气温度为中罐罐压为电6主要管路管）出气管管进气管蒸汽过滤皿精过滤皿预过滤皿）进气管管取）出料管取）进料管出接进3125DN408ZGSB2M14V3315DN,HR86902531NDHR06,R4273中罐设备选型与计算汇总（2）选型D2000MM，H4500MM，V01414M3，人孔取500MM，视镜DG125MM，支座采用裙座。（3）筒体壁厚4MM，封头壁厚6MM。（4）DN1001083的外盘管盘两圈，DN657625的内排管，冷却水进水总管直径取DN505725外盘总管DN657625，内排总管DN253225。汇总管取DN80893，管间距等同上。（5）采用两层六弯叶搅拌，下搅拌桨直径075M。（6）电机功率55KW，减速机LC20014，电机Y250M4913小罐（夹套型）内径与筒高1采用此夹套合适。循环水，积分求得同样用夹套内径此时传热采用夹套传热，视镜手孔夹套封头壁厚筒体，取，圆整取，取夹需筒封头夹封头F6924150/812TKQ1F2M79435F49112068HM/KCAL5048GD250G3M12,14H3601D507V6DHM23L30管，此时流速合适。取，取流速，试差解得）（，培养基冷却时2015DNM0141250368DS/MUHR9234AHRKG8/CAL150K/KG51105GR9T3T2TKFEATLN1C158944522S2F1SS2F221、搅拌功率251370951FKW384105376/84DKNP1052MRE97HRPN37D53432L）（，拌桨取二档六弯叶涡轮式搅，KW20395761PWK76204518M40FM电）（）（由转速则选择减速机LC10011配套电动机Y112M4，额定功率4KW2、主要管路管）出气管管进气管，蒸汽过滤皿，精过滤皿预过滤器）进气管管取，取，）出料管流量3765DN3005ZGS3NBSGB2SGM8V257M047825036DS/0UHR291HR/13小罐设备选型与计算汇总（1）选型D1000MM，H2400MM，V0228M3，手孔取DG250MM，视镜DG800MM，支座采用耳式支座。（2）筒体壁厚10MM，封头壁厚12MM。（3）冷却水流量820KG/HR,冷却水管为DN15202（4）采用两层搅拌，均采用六弯叶涡轮式，搅拌桨直径0375M。（5）不通气搅拌功率276KW。（6）减速机为LC10011，电动机为Y112M4，额定功率4KW92设备计算921贮罐各贮罐系数均取06计。管，即流速合适。取取流速，进料量为取补氨水罐进料时间，封头壁厚通用式贮罐，筒体壁厚采用，圆整取），（令补料体积氨水罐5238DNM03476049U4TV,S/70,59H2L80M16H80D73DV15A42M7690V130，封头壁厚通用式贮罐，筒体壁厚采用，圆整取同理，消沫油罐M53L40M12HM60D62H38590V2管，此时流速适宜。取，取流速，进料量为取补消沫油罐进料时间523DN047879S/7029H3管，此时流速合适。取，取流速，进料量取全料罐进料时间，封头壁厚通用式贮罐，筒体壁厚采用，则，圆整取，取全料罐管，此时流速适宜。取，取流速为，进料量为罐进料时间取。，封头壁厚通用式贮罐，筒体壁厚采用。，圆整取，罐25M38DN0376014S/M7021H1643560H280D72DM8V4523DNM02406148SM/70181HAOH53L20M50D48219VAN333330管，