年产300吨硫酸链霉素工业盐发酵车间的工艺设计Word格式文档下载.docx
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6.发酵车间设备的选型计算..……………………………...........…………19
6.1发酵罐的设计..………………………………………………................19
6.1.1发酵罐的选型及尺寸.…………………………………………..19
6.2设备结构的工艺设计..……………………………….……...…..………20
6.2.1空气分布器..……………………………………….………...........206.2.2挡板..……………………………………………….........…..…....…...206.2.3电机设计及轴功率的计算..………………………………..206.2.4搅拌器设计..……………………………………………….............226.2.5冷却面积的计算与冷却管的设计..………………………..226.2.6PH测定..………………………………………........………...............…..25
6.2.7消泡..………………………………………………......................………256.2.7消泡..…………………………………………….............................256.2.8观察窗口..…………………………………………….............…..........25
6.2.9液面高度显示安装..………………………………….....................25
6.2.10封头连接方式..………………………………………………...........25
6.2.11密封方式..………………………………………………...................25
7.对本设计的评述..………………………………………......……….......................26
8.厂房平面图....................................................................................28
9.参考文献..………………………………………………..............................….........29
1前言
硫酸链霉素(StreptomycinSulfate)的主要成分是链霉素,链霉素
[硫酸链霉素化学结构式]
(Streptomycin)是瓦克斯曼〔WaksmanS.A.)于1944年从灰色链霉菌(Streptomyces,griseus)培养液中分离出来的一种碱性抗生素。
链霉素是一种相当强的有机碱,也是一种多糖类化合物。
其分子结构是由链霉肌、链霉糖和N-甲基-L-葡萄糖胺三部分以苷键相联结而成的。
链霉素碱稳定性特别差,工业产品主要是其硫酸盐形式,即硫酸链霉素。
链霉素对结核杆菌有强大抗菌作用,其最低抑菌浓度(MIC)一般为0.5mg/L。
它对许多革兰氏阴性菌(G-)如大肠杆菌、肺炎杆菌、肠杆菌属、沙门菌属、布鲁菌属等也具抗菌作用。
链霉素对革兰氏阳性菌(G+)抗菌活性较差。
链霉素游离碱为白色粉末。
大多数盐类也是白色粉末或结晶,无嗅,味微苦。
链霉素在中性溶液中能以三价阳离子形式存在,所以可用离子交换法进行提取。
其水溶液比较稳定,但其稳定性受PH值和温度的影响较大。
其硫酸盐的水溶液在PH=4--7,室温下放置数星期,仍很稳定,如在冰箱中保存三个月内活性无变化。
目前抗生素的生产主要是利用微生物发酵来进行,少数采用化学合成的方法,当然也有的采用化学法或生化法半合成。
对于链霉素可由灰色链霉菌发酵生产。
双氢链霉素可由湿链霉菌产生,但通常以半合成方法生产。
一般认为链霉素是治疗结核杆菌感染的首选药物,除此以外,还用于治疗革兰氏阴性菌所引起的泌尿道感染、结核性脑膜炎,鼠疫,肠道感染,肺炎,败血症,百日咳等。
链毒素的缺点是容易产生耐药性;
长期使用对第八对脑神经有毒害除了医用外,也有报道将链霉素用于农牧业的。
例我国新疆某生产建设兵团的农场自1985年起应用链霉素治疗菜类瓜类和粮食等作物的病害,取得较好效果;
链霉素还可用于猪肺炎,雏鸡白痢疾、以及鸡,鸭,鹅的巴氏杆菌感染等的治疗。
国内有些厂家将生产的链霉素作为农用出口,效益较好。
2设计任务书
四川理工学院
制药工程课程设计任务书
学院专业班级
学生姓名
学号:
指导教师:
(签名)
系主任(签名) 院长(签名)
设计时间:
一、设计任务
1.题目:
2.条件:
年产量为300吨。
一年按300个工作日算。
二、设计内容
(一)、设计说明书,内容包括:
1、目录
2、题目及条件(任务书)
3、工艺设计说明书
4、工艺流程及方案的选择
5、物料衡算及能量衡算
6发酵车间设备的选型计算
7、设计评述
8、参考文献
(二)、绘图
绘制带控制点工艺流程图或车间平面布置图或主体设备图
3工艺设计说明
3.1硫酸链霉素生产背景和开发意向
《生产硫酸链霉素项目可行性研究报告》通过对项目科学深入的市场需求和供给分析、未来价格预测、资源供应、建设规模、工艺路线、设备选型、环境影响、节能减排、投资估算、资金筹措、盈利能力等方面的科学研究,从市场、技术、经济、工程等角度对项目进行调查研究和分析比较,并对项目建成以后可能取得的财务、经济效益及社会环境影响进行科学预测,为项目决策提供了公正的、可靠的、科学性的投资咨询意见。
3.2生产菌种及发酵基本原理
3.2.1硫酸链霉素生产简介
在链霉素发酵中,我们采用国内比较常用的灰色链霉菌及其变种。
该菌除了分泌链霉素外,还产生别的抗生素如放线菌酮对酵母和真菌的杀菌作用强,因毒性大不能用于临床。
灰色链霉素的孢子柄直而短,不呈螺旋。
孢子量多,呈椭圆球形。
气生菌丝和孢子都呈白色,单菌落生长丰满,呈梅花形或馒头形,直径3-4mm。
基质菌丝透明,在斜面背后产生淡棕色色素。
菌种采用沙土管或冷冻干燥保藏。
链霉素是由链霉胍、链霉糖和N.甲基.L一葡萄糖胺组成的三糖苷,属于氨基糖苷类抗生素。
链霉胍是在1,3-位置上带有2个孤基的l,3去氧青蟹肌醇,去掉2个脒基后称为链霉胺。
链霉糖是带有支链的5’,脱氧五碳糖,在第3碳上有1个醛基。
N-甲基-L-葡萄糖胺是在第2碳上的-NH2被甲基化(-cH3NH)的L一葡萄糖胺。
这三糖连接的糖苷键都是型的糖苷键。
3.2.2硫酸链霉素合成示意图
由D-葡萄糖和NH3合成链霉素的大致途径如图1
3.3基础数据
生产规模:
300吨/年
产品规格:
成品效价为800单位/mg
生产天数:
300天/年
接种量:
15%
倒罐率:
1%
发酵周期:
8天
每天放罐:
2罐
发酵装料系数:
70%
发酵液收率:
95%
提炼总收率:
平均发酵水平:
25000单位/ml
种子培养基配比(g/L):
牛肉膏6%,葡萄糖4%,KH2PO41%,MgSO41%
生产培养基配比(g/L):
葡萄糖4%,黄豆饼粉0.8%,玉米浆1.5%,(NH4)2SO40.5%,豆油0.2%,KH2PO40.01%,CaCO30.04%
3.4参考数据
罐体的高径比H/D:
1~3
搅拌桨直径与罐体直径之比Di/D:
1/3~1/2
挡板宽度与罐体直径之比Wb/D:
1/8~1/12(4块挡板)
最下层搅拌桨高度与罐体直径之比:
0.8~1.0
相邻两层搅拌桨距离与搅拌桨直径之比:
1~2.5
发酵条件:
转数350r/min,温度28℃,pH7.2(400L发酵罐)
冷却水进出口温度分别为25℃、30℃
黏度:
38cP
4工艺流程及方案的说明论证
4.1发酵工艺
4.1.1斜面孢子培养
将砂土管(或冷冻管)菌种接种到斜面培养基,经培养后即得原始斜面。
原始斜面质量要求一般为:
菌落分布均匀,密度适中,颜色洁白,但菌落丰满,。
再从原始斜面的丰满单菌落接种至斜面上,长成后即得生产斜面,斜面上的菌落应为白色丰满的梅花形和馒头形,背面为淡棕色色素,排除各种杂型菌落。
经两次传代,可达到纯化的目的,排出变异的菌株。
其质量还应通过摇瓶实验来进行控制。
合格的孢子面存在低温冷库(0~4℃)内备用。
4.1.2摇瓶种子培养
生产斜面的菌落接种到摇瓶种子培养中,经过培养基即得摇瓶种子。
链霉素发酵经常使用摇瓶种子来接种种子罐。
种子质量以菌丝阶段、发酵单位、菌丝粘度或浓度、糖氮代谢、种子液色泽和无菌检查为指标。
摇瓶种子可以直接接种子罐,也可以在扩大培养,用培养所得的子瓶来接种。
药瓶培养的培养基成分为黄豆饼粉、葡萄糖、硫酸铵、碳酸钙等。
黄豆饼粉的质量和葡萄糖的用量对种子质量都有影响。
4.1.3种子罐扩大培养
种子罐培养是用来扩大种子量的。
种子罐培养可为2~3级,根据发酵罐体积大小和接种量来确定。
第一级种子罐一般采用摇瓶种子接种,2~3级种子罐则是逐级转移,接种量一般都为10%左右。
种子质量对后期发酵的影响甚大,种子必须符合各项质量要求(糖氮代谢、菌浓和菌丝阶段、效价和无菌要求),方能转罐。
因此在培养过程中,必须严格控制好罐温、通气搅拌和泡沫,以保证菌丝生长良好,得到合乎要求的种子。
4.2链霉素发酵条件及中间控制
4.2.1溶氧的影响及控制
链霉素产生菌一灰色链霉菌是一种高度需氧菌。
它在整个代谢过程中以葡萄糖做为主要碳源,只有以氧做为最终电子受体时方能获得大量能量,来满足菌体生长、繁殖和合成链霉素的需要.物质代谢与能量代谢是相辅相成的。
据文献记载[19],空气中,氧在培养液中的饱和浓度(1atm,25℃})大约只有0.2毫克
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