年产15吨硫酸小诺霉素工厂设计.doc

1、 毕业设计：年产15吨硫酸小诺霉素工厂设计大学生物科学与工程学院毕业论文设计（论文）说明书题目：年产15吨硫酸小诺霉素工厂设计系别：专业任务下达者：设计人：指导教师：教研室主任：年 月 日毕 业 设 计 任 务 书任务下达：制药教研组设计题目：年产15吨硫酸小诺霉素工厂设计设计范围及进度：1. 概述；2. 工艺流程选择及论证；分车间编号；含主要工艺条件等；3. 物料平衡计算；4. 设备选型及设计计算；5. 水、电、蒸汽、空气、制冷消耗量的计算；6. 三废处理及综合利用。重点车间：提炼车间重点设备：喷雾干燥器产品名称及规格：符合卫生部标准的硫酸小诺霉素厂址：南方某中等城市近郊设计原始数据： 生产

2、原料：淀粉等 年生产天数：300天 气候条件：良好 气温：2T38，一般气温：30 湿度：90%，平均湿度：80% 主导风向：冬季：东北；夏季：东南 河水温度：2T28 深井水温度：2T20 自来水温度：2T30绘图内容：1. 提炼车间工艺流程图2. 提炼车间设备平面布置图3. 干燥喷雾器的装配图设计完成时间：设计说明书审阅及答辩时间：指导教师：吴晓英教研组主任： 目录第一章 绪论一、 设计目的二、 设计指导思想及原则三、 设计参考依据第二章 设计方案概述一、 背景知识：设计产品研究进度二、 设计产品简介三、 生产规模及产品方案四、 主要原辅料的标准规格五、 生产管理制度六、 平面布置及管路布

3、置七、 厂址选择八、 综合利用与“三废”处理九、 设计特点十、 技术经济指标与设计可行性研究报告第三章 工艺流程选择及论证一、 工艺流程选择原则二、 工艺流程图及流程简介三、 工艺参数检测与控制四、 工艺流程论证（一） 种子部分（二） 发酵部分（三） 提炼部分第四章 物料平衡及计算一、 发酵车间物料平衡及计算二、 提炼车间物料平衡及计算第五章 体检车间设备选型及计算第六章 重点设备喷雾干燥器设计第七章 水、电、蒸汽、空气、制冷量估算（提炼部分）第八章 经济效益核算后记 设计体会第一章 绪论一、 设计目的毕业设计对我们毕业生来说是一项重要任务，是检验我们在校理论学习的情况的一种有效方法，同时也是

4、联结我们学习生活与社会工作的桥梁，是联系我们所学理论与实践应用的纽带，通过此次设计，我希望能达到以下目的：1、 全面复习、巩固所学的理论知识和专业知识，建立一个完整的知识框架；2、 系统、灵活地联系设计的实际，培养自己发现问题、分析问题并解决问题的能力；3、 所有设计工作均亲力亲为，锻炼自己独立思考、系统规划、全面完成此次设计项目；4、 培养自己资料收集、图书检索及工具书使用能力；5、 掌握设计中原则性、灵活性的双重特点以及正确处理两者关系的技巧。二、 设计指导思想及原则1. 设计工作的指导思想：既坚持原则有发挥灵活性，既自力更生又实行适度参考专业书籍。2. 设计方案的关键原则：技术先进可靠，

5、经济合理可行。具体映包括以下几个方面：（1） 设计中要采用先进的、可行的、成熟的新技术、安全的、可靠的、合理的工艺和设备，大胆在机械化和自动化控制方面创新，以提高劳动生产率和降低成本；（2） 要立足于自力更生，也要善于学习和利用国内外先进的新技术和最新的科学研究成果，使各项经济指标均达到较先进的水平；（3） 以设计任务书为依据，因地制宜地利用当地丰富的原料达到设计要求的生产能力和规定的产品质量；（4） 观测勤俭办厂的方针，力求做到少花钱多办事、投资少见效快，工业指标定额如原料损耗、发酵率、产品的收率等都达到行业的先进水平；（5） 考虑副产品的综合利用，在生产主产物小诺霉素的过程中，主意对副产物

6、Vb2等的提取以及残余的庆大霉素的兽用处理；（6） 充分主意“三废”的回收和综合利用，“三废”排放指标要符合环境卫生的要求，从而取得最大的经济效益和社会效益；（7） 符合卫生、防火、人防等有关方面的要求，保证安全生产，尽量降低劳动强度；（8） 设计除应满足产品、工艺要求及完成生产任务外，还应留有一定的扩建空间和发展潜力。三、 设计参考依据1. 基础参考准：华南理工大学生物制药教研组下达的“年产15吨小诺霉素发酵与提炼车间设计”任务书。2. 主要技术依据为：（1） 中华人民共和国卫生部硫酸小诺霉素标准WS1-199-87（1987）；（2） 江西制药厂厂订原料药品原辅材料质量标准1994版；（3

7、） 江西制药厂企业订硫酸小诺霉素中间体质量标准1997修订版；（4） 江西制药厂企业订硫酸小诺霉素工艺规程1992版；（5） 江西制药厂企业订硫酸小诺霉素（自用）质量标准1996版；（6） 关于1987年实行三十四种原料药新优级品标准的通知（中国医药工业公司文件（86）要二字第95号）3. 主要参考资料：（1）新编抗生素工艺学，中国建材出版社；（2）抗生素生产设备4. 其他辅助资料：（1）毕业实习笔记江西制药厂小诺霉素的工艺流程、技术参数等。 （2）上届同学的毕业设计说明书； （3）生产实习笔记。第二章 设计方案概述一、 背景知识抗生素是微生物学史上最伟大的成就之一，发现它们的故事也是其历史中

8、极具启发性的篇章。抗生素的发展过程与其他科学一样:先有了多年的经验积累，再随着其他基本科学的发展而进入到解释现象的阶段，最后通过实验研究的实践成为工业生产，才确立了它的地位。同时，新抗生素的发现是无止境的。目前，抗生素研究的领域和对象日益扩大，抗生素科学正向广度和深度发展。 抗生素以现代科学和大工业生产的发展姿态出现只是近六十年的事。五十多年来，全世界近180个国家中，约有40哥国家开展了抗生素方面的研究工作。迄今为止，人类从自然界发现的抗生素已有九千余种，并以其中一些主要抗生素（如青霉素、头孢菌素、四环类抗生素、氨基糖苷类抗生素等）为原料，进行化学结构改造，先后制备了近十万中半合成抗生素。目

9、前世界各国实际生产和应用的抗生素约有百余种连同各种半合成衍生物及盐类共四百种左右。我国抗生素工业的建立和发展还只是解放后的事，但经过五十年的基础理论研究和生产应用研究，目前国外临床应用上的主要抗生素，我国基本上都能生产，并且研制出国外没有的新抗生素创新霉素等共八十余种，至今，抗生素厂及车间已遍布全国各地，总产量已跃居世界先进行列，质量也不断提高；在抗生素生产菌种选育、工艺流程选择等其他方面，国内也进行了多方位的研究和改进，并达到了一定的水平。但就目前总体情况来说，我国抗生素在品种、质量尤其是技术水平及生产设备等方面与国际先进水平比较，尚有一定差距。因此，我们要在现有的基础上，再接再厉，加强抗生

10、素基础理论研究工作、加速抗生素品种的更新换代、努力改进现有技术装备、积极探索新的生产工艺，以提高抗生素的发酵和提炼水平，争取在较短的时间内使我国的抗生素工业有一个质的飞跃。庆大霉素（Gemtamycin）于1663年被发现，1966年开始用于临床。我国由中国科学院福建微生物研究所从福州湖泥内分离得到生产菌小单孢菌（Micromonospora），经研究试制成功后投入生产。小诺霉素（Mcronomicin or Sagamicin）是有庆大霉素诱变株棘孢小单孢菌（JIM-401等）产生的，主要含庆大霉素的C2b组分。目前国内对庆大霉素结构、理化性质、分离方法、药理作用的研究等方面，但相对来说，在

11、生产工艺创新、生产设备改进等领域的进展不大。二、 设计产品简介（一） 产品名称、化学结构、理化性质1. 中文名：硫酸小诺霉素英文名：Micronomicin Sulfate商品名：Sagamicin （音译：相模湾霉素）2. 化学结构：小诺霉素属氨基糖苷类抗生素，是庆大霉素的C2b组分。庆大霉素组的各组分结构基本相似，主要由三部分构成，如下图表所示：3. 理化性质本品为白色或类白色的疏松固体或粉末，无臭，有吸湿性。在水中易溶，在甲醇、乙醇、丙酮、苯、氯仿等有机溶媒中几乎不溶。实验式：C 分子量：708.76 熔点：260（dec） 旋光aD20:+110+125 本品耐热，对酸碱稳定（二） 质

12、量标准中华人民共和国卫生部硫酸小诺霉素标准WS1-199-87（1987）(1) 性状：白色或类白色疏松固体或粉末(2) 鉴别：呈正反应(3) 效价：590u/mg(4) 比旋度：aD20：+110+125(5) 酸度（PH）：4.06.5(6) 干燥失重：8.0%（105恒重）(7) 炽灼残渣：0.5%(8) 溶液的澄清与颜色：应澄清无色，如显色应2号色（黄色或黄绿色）(9) 小诺霉素：85%(10) 异常毒性：10000u/ml (500u/只鼠)依法检查，应符合规定(11) 热源：10000u./kg （兔）依法检查，应符合规定(12) 除压物质：3000u/kg （猫）依法检查，应符合

13、规定（三） 临床用途【抗菌谱及用途】抗生素类药，为氨基糖苷类广谱抗生素。主要用于葡萄球菌、绿脓杆菌、大肠杆菌、痢疾杆菌、克雷白肺炎杆菌、破伤风杆菌等引起的败血症、呼吸道感染（如支气管炎、支气管扩张、肺炎）、尿道感染（如肾盂肾炎、膀胱炎）、眼耳鼻喉部感染；对皮肤及软骨组织烧伤化脓的严重感染有特效。对手术后的感染以及为胰部手术前的的肠道消毒亦有一定疗效。【抗药性与毒性】小诺霉素的抗菌活性与庆大霉素几乎一致，但它的耳毒性、肾毒性均比庆大霉素小得多，只含C2b组分，消除了庆大霉素其他组分的毒性，毒性较小，抗药性与庆大霉素类似，故疗程不宜过长。（四） 贮藏与包装硫酸小诺霉素（粉），密封，在干燥处保存，内

14、包装双层聚乙烯塑料带，外包装铁听或铝听、只纸板箱，每听5kg，每箱2听，或按客户要求特制包装材料与规格。有效期：两年三、 生产规模及产品方案（一） 生产规模年产量：15吨； 生产天数：300天； 生产周期：6天装料系数：80%； 总收率：34%； 发酵指数：#（109/m3hr）发酵罐：8个； 放酵单位：1180u/ml；产品效价：590u/mg折重系数：1.695kg/（109u）或一吨/590*109）1. 计算发酵罐的公称容积V0=1000*15*6*590/(300*8*34%*80%*1180)=68.93 m3取70m32. 每罐含小诺单位数1180*70*106*80%/109=

15、66.08（109u）3. 每月产量66.08*34%*8*5*1.695=1523.28kg 4. 每年产量 1523.28*10=15.23T 设计8个70m3大罐，并依据接种比和装料系数计算一、二级种子罐的容积以及补料体积。（二） 产品方案1. 产品质量指标企业标准（1） 性状：无色或微黄色程明溶液，投料前肉眼检查，不得有絮状物或混浊；（2） 鉴别:呈正反应（3） 含量：590u/mg(干品)；14万u/ml（4） 比旋度：aD20:+110+125（5） 酸度（PH）：4.0 6.5（6） 炽灼残渣：0.5%（7） 溶液颜色：2号色（黄色或黄绿色）（8） 小诺霉素：85%（9） 异常毒

16、性：10000u/ml (500u/只鼠)依法检查，应符合规定（10） 热源：10000u/kg（兔）依法检查，应符合规定（11） 除压物质：3000u/kg（猫）依法检查，应符合规定（12） 相对密度：实测数据2. 发酵周期单批生产周期阶段 时 间（hr） 母斜培养 24*10=240 子斜面培养 24*9=216 子斜面冷藏 24*30=720 一级罐培养 35 二级罐培养 32发酵罐培养 130第一批发酵 1373（取58天）连续生产发酵 130（取6天）3. 提炼周期 酸 化 11中和、吸附、漂洗 8离 交 93浓缩、成盐 70层 析 144浓缩、成盐 70喷 粉 404. 发酵参数控

17、制标准控制内容 一级种子罐 料罐 二级种子罐 三级种子罐总糖（g/100ml） 180.5 4.0 260.5 5.50.5 氨基氮（g/100ml）105 3.0 185 405 PH值 7.50.5 7.0 8.00.3 8.00.3 溶磷量（r/ml） 72 / 155 305 菌丝形态 菊花团状菌丝 / 菌丝大片网状 / 伸展，菌丝量达60% 散开，菌丝量达90% 四、 主要原辅料的标准规格名称 规格 检验项目 指标 单价（元/kg）葡萄糖 工业 外观 白色或棕色 4 含量 75% 重金属 20ppm_淀粉 工业 外观 白色粉末、无霉变、不结块 2.7 含糖量 80%（干品） 水分 1

18、5%_玉米粉 商品 外观 白色或淡黄色粉末，无霉变 1.8 含糖量 60% 水分 15% 细度 60目筛80%过，其余全过20目筛_ 黄豆饼粉 商品 外观 淡黄色粉末，无霉变、虫蛀 蛋白质 40% 含油量 11% 酸值 15mg kOH/g 水分 9% 溶磷 3000r/g 细度 60目筛85%过，其余全过20目筛_ 蛋白胨 企标 外观 黄棕色粉末，无异味 8 蛋白质 80% 溶磷 2000r/g_酵母粉 药用 外观 淡黄色粉末 8 蛋白质 40% 水分 9% 溶磷 8000r/g_ 豆油 商品 外观 黄棕色透明无味液体，无沉淀 5 酸值 4mgKOH/g_ 淀粉酶 企标 外观 黄棕色粉末 8

19、 酶活力 2000u_ 轻质碳酸钙 工业 外观 白色轻质沉淀性粉末 8 含量 96% 游离碱 0.1%_ 硫酸钙 工业 外观 白色结晶 1 含量 95_ 硝酸钾 工业 外观 白色结晶 5 含量 98%_ 氯化钴 C.P 外观 紫红色结晶 350 含量 97%_ 泡敌 BAPE型 外观 无色或淡黄色油状液体 15 羟值 40-56mgKOH/g 酸值 0.5mgKOH/g 比重 1.02-1.625（20） 浊点 11-18_ 液氨 工业 含量 99.5% 1.5_ 盐酸 工业 外观 淡黄色液体 0.57 含量 26% 含铁量 0.01_ 硫酸 工业 外观 无色或淡黄色油状粘稠液体 0.7 含量

20、 92% 灰份 0.1%_ 硫酸 C.P 外观 无色澄明油状粘稠液体 4 含量 95%98%_ 液碱 工业 外观 蓝紫色透明液体 1.5 含量 27%（内控） 4_ 鱼粉 商品 外观 棕褐色粉末 4 蛋白质 50% 水分 9% 溶磷 15000r/g_ 五、 生产管理制度（一）劳动组织 发胶车间： 提炼车间： 办公室 办公室 发酵工段：种子组 前工段：提炼一组 无菌组 提炼二组 配料组 提炼三组 看罐组 配料组 工艺组 后工段：分离组 灭菌组 组分组 生化组 浓缩二组 保全组 工艺组 喷分组 制水组 保全组 生测组 层析组（二）岗位定员 1.办公室人员（共10人） 厂办公室4人 发酵车间办公室

21、3人 提炼车间办公室3人 书记1人 主任1人 主任1人 厂长1人 统计管理员1人 统计管理员1人 统计员1人 设备员1人 设备员1人 管理员1人 2.生产岗位人员（共129人） 工段或大组 组别 岗位 人数 班次 备注_ 发酵工段 种子 种子 5 长日班 所有工 无菌 无菌 5 三班制 段均实 配料 领料 2 长日班 行四班 配料 7 二班制 三运转 无菌 拆检 2 二班制 消毒 10 看罐 看罐 14 三班制 机动 1 长日班 工艺 工艺 5 二班制发酵工段直属大组 保全 保全 3 二班制 生测 4 长日班 化测 5 二班制 组份 1 长日班提炼工段 酸化吸附 酸化 4 二班制 吸附 6 配

22、料 4 离交 离交 4 二班制 浓缩 浓缩 5 二班制 转盐 转盐 4 二班制 层析 层析 3 二班制 喷粉 喷粉 7 二班制 工艺 工艺员 5 长日班 提炼工段 制水 制水 7 二班制 直属班组 保金 保全 7 长日班 生化检测 生测 3 二班制 化测 6 二班制 注：车间生产300天，停产检修30天。 六、平面布置和管路布置 （一）、车间平面布置原则与要求及车间平面布置图 1.车间平面布置原则及要求 总的说来应综合产品的种类和性质、工艺流程特点、生产设备的类型和数量多少，生产的技术和管理要求等诸多因素来考虑车间布局，以使物料运输、工人操作和生产管理安全方便，既人流物流界限明确、又易于协调配

23、合，其具体原则如下：（1） 在布置设计时，要注意本车间和其他车间的关系；要对人流、物流进行合理安排，避免原料、中间体、成品的往返交叉运输。（2） 设备布置应尽量遵循工艺流程顺序，并做到上下左右前后全面相呼应，（3） 对操作中相互有联系的设备，应于近距离布置，以便于工人操作和减少原料、中间体及产品的运输距离；但另一方面，设备之间又要保持必要的间距并且排列整齐，这除了为照顾到合理的操作要求外，还考虑到了物料运输通道和设备周围临时放置原材料及半成品的可能性。（4） 车间布置应满足检修要求，厂房应有足够高度，以便于吊装设备，对于多层车间，应安置必要的吊装孔或吊装门。（5） 车间布置要充分重视劳动保护、

24、安全防火和防腐等要求，设计要符合各项设计规范。（6） 车间布置要考虑车间今后发展或扩建的可能，在厂房内或外留有一定的发展余地。（7） 工艺设计者在进行车间布置设计时，要同时满足其他非工艺专业的设计要求，搞好相互合作。（二）总平面布置原则与要求及工厂平面图1.总平面布置的原则和要求（1）必须符合生产流程的要求；（2）应当将占地面积较大的生产主厂房布置在常去的中心地带；（3）应充分考虑地区主风向的影响，以此合理布置各建构筑厂房及厂区位置；（4）应将人流、物流通道分开，避免交叉；（5）应遵从城市规划的要求；（6）必须符合国家有关规定和规范。2.工厂平面图 (三)管路布置原则1.满足生产需要和工艺设备

25、的要求，便于安装、检修和操作管理；2.尽可能使管路最短、阀件最少；3.车间内管路一般采用明路铺设；4.管架标高应不影响车辆和人行交通；5.分层布置时，大管径、热介质、气体、保温和无腐蚀管道在上，小管径、液体、不保温、冷介质和有腐蚀性的管道在下。6.管径大的、常温的、支管少的、不常检修的和无腐蚀性的管道应靠墙；7.易堵塞管道在阀门前应接上水管或压缩空气管；8.阀门和地仪表的安装高度应满足操作和检查的方便：一般地说，上下水道及废水管适用于埋地铺设，埋地管线的安装深度应在冰冻线以下。七厂址选择 长治的选择是一项包括政治、经济、技术等问题的复杂的综合性工作，一定要严格按照设计任务书的要求，结合当地的具

26、体条件，因地制宜，深入调查，同时借鉴同行业先进工厂的设计经验，制定多种可能性方案，再将各种备选方案对比研究并详细分析其经济和技术可行性，权衡利弊后再作出最后决定。（一） 厂区选择首先要结合对厂区周围的资源、环境卫生、基础设施等方面的基本要求，详细考察目标的各个方面：1. 该厂位于南方某中等城市近郊，厂区有公路直通水陆干道，交通方便；2. 厂区靠近市郊，具有优越的地理优势；经济较为发达，人民生活水平较高，公共设施完备；3. 周围水、空气污染较少，有利于避免发酵过程中染菌；4. 厂区主要地段的坡度不大于20%，便于排除场地积水，且在年最高洪水线上；5. 地耐力在20吨每平方米以上，地震基本烈度在六级以下，可节约基础工程投资；6. 位于居民点下风口，城镇河流下游，符合国家有关卫生、防火、人防等要求；7. 自来水、电供应有保障，厂内要设有变压电站，且变电站设在避雷安全区内，还应设有应急装置，以便及时解决突然断电故障；8. 应建有水塔，打有深水井，储存一定体积的洁净水，供生产、生活之用；9. 蒸汽供应通过锅炉烧水获得，考虑到用炉烧水制备蒸汽污染较大，故锅炉房应设在主导风向的下风口，并在空压站保持一定距离，以保证较高的空气洁净度。10. 气象条件优越，适合并行小诺霉素的生产： 气