1、精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業薆課程設計薂For personal use only in study and research; not for commercial use蠆薀For personal use only in study and research; not for commercial use莈For personal use only in study and research; not for commercial use薅題目：年產 800 噸土霉素工廠設計蝿設計內容 30 頁For personal use only in study and resea

2、rch; not for commercial use蚇圖紙 4 張For personal use only in study and research; not for commercial use螆精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業莄For personal use only in study and research; not for commercial use衿For personal use only in study and research; not for commercial use肈蒈指導老師： 周延 膃學生姓名： 李周陽 膃學 號： 7 葿所在班級： 生實 0

3、801 羅膆芃精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業衿蚇羄莃芀膅年產 800 噸土霉素車間工藝設計蚃蒃蒃摘摘 要要：蕆土霉素是一種四環類廣譜抗生素，有一定副作用。目前，中國已成為世界上最大的土霉素生產國，占 70%。目前我國畜用土霉素需求量很大。本次設計為生產規模 800 噸/年的土霉素車間。土霉素是微生物發酵產物，目前國內土霉素提取工藝為用草酸(或磷酸)做酸化劑調節 pH 值,利用黃血鹽-硫酸鋅作凈化劑協同去除蛋白質等高分子雜質,然后用 122#樹脂脫色進一步凈化土霉素濾液,最后調 pH 至 4.8 左右結晶得到土霉素堿產品。本次設計也按照這個工藝流程，分為三級發酵、酸化、過濾、脫色、結

4、晶、干燥等。袇設計中借鑒了實際發酵車間的布置，設計為 3 層車間，共安裝 5 個發酵罐，1 個酸化罐，2 個二級種子罐，1 個一級種子罐，1 個通氨罐，2 個補料罐，1 個板框過濾器，1 個結晶罐，脫色罐，噴霧式干燥器等等相關設備。蒂精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業薃薃目目 錄錄袈芅芅第第 1 章章 緒論蒅第 1.1 節 引言螞第 1.2 節 設計目標任務艿第 1.3 節 本次設計的基本內容羇羇芄螞蝕蝕蒅肅精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業螂螇土霉素脫色結晶工序物料衡算膇土霉素干燥工序物料衡算袂袂袂膈蚄裊第 4.4 節 氨水儲罐羂全料罐薈稀料罐莆儲酸罐蚃酸化罐精選優質文檔-傾

5、情為你奉上專心-專注-專業肂稀釋罐罿第 4.10 節板框過濾機螄第 4.11 節脫色罐莂第 4.12 節結晶罐膂第 4.13 節干燥器莀莀薆5.1 發酵罐(三級罐)的接管設計蒅5.2 酸化設備的流體輸送節5.3 稀釋設備的流體輸送薇5.4 板框過濾設備的輸送羋5.5 脫色工段的流體輸送精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業膄5.6 結晶過程的流體輸送芁5.7 管道匯總表羈羈蚆第 7 章結論羃羃莁荿荿第一章第一章 緒論緒論莈1.1 引言：螂土霉素 Terramycin (Oxytetracycline)是四環類抗生素，其在結構上含有四并苯的基本母核，隨環上取代基的不同或位置的不同而構成不同種

6、類的四環素類抗生素。 分子式如圖一所示，化學名： 6-甲基-4-（二甲氨基）-3,5,6,10,12,12a-六羥基-1,11 二氧代-1,4,4a,5,5a,6，11,12a-八氫-2-并四苯甲酰胺。蒁袆OHHCH3OOHOHOHON(CH3)2CONH2螀圖一 土霉素分子式精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業螅薁袇薇薄土霉素屬四環素類抗生素，廣譜抑菌劑。許多立克次體屬、支原體屬、衣原體屬、螺旋體對其敏感。其他如放線菌屬、炭疽桿菌、單核細胞增多性李斯特菌、梭狀芽孢桿菌、奴卡菌屬、弧菌、布魯菌屬、彎曲桿菌、耶爾森菌等亦較敏感。臨床上用于治療上呼吸道感染 胃腸道感染 斑疹傷寒恙蟲病等。蟻常

7、見副作用有：肝臟、腎臟毒性，中樞神經系統毒性，斑丘疹和紅斑 等過敏反應，長期使用可 致牙齒產生不同程度的變色黃染、牙釉質發育不良及齲齒（俗稱四環素牙）， B 族維生素缺乏等。芇由于土霉素的廣泛應用，臨床常見病原菌對土霉素素耐藥現象嚴重，并且由于其副作用嚴重，現在臨床上多用于獸用藥肅節1.2 設計目標任務螁請設計年產 800 噸（成品含量： 99% ）土霉素工廠設計精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業蚈一、基礎數據螇設計年產量 M = 800t/a 蒞成品效價 Ud = 1000 單位/毫克 袁年平均發酵水平 Uf = 35000 單位/毫升 聿年工作日 m = 315 d/a 膅1、發酵

8、基礎工藝參數肄土霉素的發酵周期 T 為 184 小時，輔助時間為 10 小時，袀發酵中罐周期為 44 小時，輔助時間 4 小時蒀發酵周期為 35 小時，輔助時間 3 小時羇接種比為 20%，液體損失率為 15%袃大罐一個發酵周期內所需全料的量為：32m3羀大罐一個發酵周期內所需稀料的量為：17m3薇逃液、蒸發、取樣、放罐損失總計為總料液的 15%蒞大、中、小罐通氣量分別為 2.0、1.5、0.65（每分鐘內單位體積發酵液通入的空氣的量）螞氨氮的利用情況，培養 20-40 小時，每 4 小時補一次,每次10-15L，控氨水平在 45mg/100ml 以上肀培養基配比：羈肇小罐蚅中罐膀大罐荿全料薅

9、稀料蒄組成芀配比（%）螀配比（%）芆配比（%）芃配比（%莀配比（%）精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業）膁黃豆餅粉蚄3.0芅2.5莀3.0莇3.5蒆3.0肄淀粉蒀2.5螈2.5膈8.0螃6.5蕿3.0腿氯化鈉薆0.4薂0.36蠆0.2莈0.4薅碳酸鈣蝿0.6葿0.4薈1.1膆0.4蟻0.4袀磷酸二氫鉀芀0.005羅0.003羅螈羈磷酸氫二鉀肅0.005螞0.003蒀膅肅植物油袇4蒅2.67芅0.4蠆1芄蒞2、提取基本工藝參數蝕名稱肇參數芇名稱蒅參數肁脫色崗位收率蝿99.24%肆發酵液效價蒄35000u/ml蒂結晶干燥崗位收率芇86%裊濾液效價薄11000u/ml蕿過濾崗位收率罿116%

10、蚄母液效價蚄1370u/ml羀總收率蕆99%蚇濕晶體含水量螄30%精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業莁發酵液密度腿1.58kg/L蒆酸化液中草酸含量襖2.3% g/ml螂濾液密度薆1.02kg/L膄酸化加黃血鹽量羄0.25% g/ml膂20%氨水密度羋0.92kg/L芇酸化加硫酸鋅量羄0.18% g/ml荿氨水加量肀12%羆成品含水量肄1.5%螀脫色保留時間蒈30-50 分鐘螅酸化加水量膃230%v/v膁濾液通過樹脂罐的線速度控制在 0.001-0.002m /s膀3.土霉素提取操作工藝參數一覽表薄名稱芃反應時間( + 、)/h薂裝料系數 蚈酸化稀釋薇4莃0.70蠆結晶莀8莆0.70蒃

11、肀1.3 本設計基本內容袇肅根據設計任務，查閱有關資料、文獻，搜集必要的技術資料，工藝參數，進行生產方法的選擇比較，工藝流程與工藝條件確定的論證。簡述工藝流程。精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業薃蒁蕿物料衡算：每個工序畫工藝流程簡圖，列出所有工藝參數，計算，列出衡算表，發酵和提取列出物料衡算總表。膈熱量衡算：不要求薃設備選型：大、中、小罐、通氨、補料罐的尺寸及數量；大罐的罐壁、封頭、攪拌裝置及軸功率。提取工段各工序主要設備尺寸及數量。袁管道設計：大罐主要接管設計，提取各種設備的主要連接管道。羇袆蚃節節第二章第二章 工藝流程設計工藝流程設計蝿2.1 土霉素生產工藝流程簡介蚅土霉素是微生物

12、發酵產物，目前國內土霉素生產工藝主要含發酵和提取兩大步。提取工藝為用草酸(或磷酸)做酸化劑調節 pH 值,利用黃血鹽-硫酸鋅作凈化劑協同去除蛋白質等高分子雜質,然后用 122#樹脂脫色進一步凈化土霉素濾液,最后調 pH 至 4.8 左右結晶得到土霉素堿產品。本次設計也按照這個工藝流程，分為三級發酵、酸化、過濾、脫色、結晶、干燥等。螃2.2 土霉素生產總工藝流程圖荿精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業膇膇土霉素生產總工藝流程圖土霉素生產總工藝流程圖蒄蟻袀芀羅羅芁螈羈肅螞蒀蒀第三章第三章 物料衡算物料衡算螇3.1 總物料衡算膅純品土霉素的量：80099% =792 t/a肅日產量：792/3

13、15= 2.51 t/d袇效價：7921091000 =7.921014 單位/a蒅土霉素的生產過程總收率為 99%芅則發酵時的總效價：7.921014/99% =81014 單位/a袂砂土孢子螀斜面孢子衿孢子培養蕆蕆36.5 4-5 天天羂種子培養膁膁30 38h 0.65v/v/m莇一級種子培養液芆種子擴大培養肂肂30 48h 1.0v/v/m薂二級種子培養液聿發酵肅肅30 194h 1：2.0v/v/m膂膂 補加液氨補加液氨羃濕晶體蒆旋風干燥肈土霉素堿成品膂發酵液膀酸化羋2.3%g/ml 草酸調 pH1.75-1.85袆ZnSO4 0.18%節 黃血鹽 0.23%薀酸化液羀稀釋薅薅200

14、%v/v莂稀釋液羈板框過濾莈濾液莄樹脂脫色蒂122-2 樹脂 莂脫色液膀結晶莇12%氨水薁調 pH4.5-4.6 28-30葿結晶液薈分離洗滌膆用濾后水淋洗再甩干精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業艿發酵液的效價：35000 單位/ml蠆發酵液的體積：81014/35000 =2.291010 ml =2.29104 m3芄蒞每天發酵液的體積：蝕 2.29104/315=72.70 m3/d肇每天損失的體積：肅肅72.7015%/（1-15%）=12.83 m3/d膁加入氨水體積：培養 20-40 小時，每 4 小時補一次，每天共 6 次，每次 15L，共計 90L，既 0.09 m3/

15、d螇大罐一個發酵周期內所需全料的量：32 m3 ，則一天內所需全料：薅薅32/(194/24)=3.96 m3/d螂大罐一個發酵周期內所需稀料的量:17 m3 ，則一天內所需稀料料：芀芀17/(194/24)=2.10 m3/d膈設發酵開始的培養基體積為 V，蒸汽帶入的水量按 20%計羃由體積衡算薁薁(V20%+V20%+V+3.96+2.10+0.09) (1-15%)= v發酵液發酵液=72.70m3/d精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業莀得培養基體積 V 為 56.70m3/d芅則加入的二級種子液體積：蚅蚅56.7020%=11.34 m3/d莀蒸汽帶入水量：莀莀56.7020%

16、=11.34m3/d蚆因此，每天所需培養基組成的量如下：膃黃豆餅粉：莃莃56.703%+3.963.5%+2.103%= 1.903m3/d 蒀淀粉：肇肇56.708%+3.966.5%+2.103%= 4.856m3/d 襖氯化鈉：膂膂56.700.2%+2.100.4%= 0.1218m3/d 薀碳酸鈣：蕆蕆56.701.1%+3.960.4%+2.100.4%=0.6471m3/d 精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業莂植物油：羀羀56.700.4%+2.101%= 0.24 78m3/d 蝕配料水：羈 56.70-1.903-4.856-0.1218-0.6471-0.2478=

17、48.92m3/d肄肄羃羃表表 1 三級發酵物料衡算表三級發酵物料衡算表螀進入發酵罐的量肅離開發酵罐的量螆項目螂體積（m3/d)袀體積（m3/周期)蒆項目芄體積（m3/d)蒁體積（m3/周期)罿二級種子液袇袇11.34羆羆91.66芀發酵液罿罿72.70羋羋587.7莄蒸汽帶入水量芃芃11.34聿聿91.66蒞損失肆肆12.83肂肂103.7腿培養基螆螆56.70薃薃458.3袁艿艿膆膆芅全料量袃袃3.96荿荿32.01薇螃螃螞螞葿稀料量羈羈2.10蒅蒅16.98莁薈薈膅膅精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業袃氨水膀膀0.09薈薈0.73薆蚅膃膃蚈總量羇羇85.53肅肅691.4羂總量螈

18、螈85.53莈莈691.4螅螁螁表表 2 三級發酵培養基的組成三級發酵培養基的組成袈項目蝿體積（m3/d)節體積（m3/周期）螄黃豆餅粉羈羈1.903裊裊15.38羄淀粉薂薂4.856肈肈39.25芆氯化鈉蚆蚆0.1218莁莁0.9845膈碳酸鈣蚇蚇0.6471膄膄5.231芀植物油莇莇0.2478羋羋2.003肆配水量芃芃48.92蕆蕆395.4蒞總蒄蒄56.70肂肂458.3薇薆螆發酵罐膅膅85.5385.53 m3/d袁二級種子液袁袁11.34 m3/d膆培養基蚃蚃56.70m3/d袃蒸汽帶入水量羈羈11.34 m3/d薇蒞全料量螞螞3.96 m3/d肁稀料量羈羈2.10 m3/d袃液氨

19、莁莁0.09 m3/d膁發酵液膅膅72.70 m3/d薅液體損失率為 15%膀膀12.83 m3/d芀精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業羃膃莀羇蚅羂莀莈螁黃豆餅粉 1.9031.903m3 /d蒀淀粉 4.4.856m3 /d蒅氯化鈉 0.120.1218m3 /d襖碳酸鈣 0.64710.6471 m3 /d蕿植物油 0.24780.2478m3/d薀配料水 48.9248.92m3 /d裊莂設發酵開始的培養基體積為 V，蒸汽帶入的水量按 20%計，薂由體積衡算：精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業蝕蝕(V20%+V20%+V)(1-15%)= V二級種子液二級種子液芆芆V二級

20、種子液二級種子液(1-15%)= V二級種子液二級種子液=11.34m3/d肄肄V二級種子液二級種子液=11.34/0.85=13.34莁莁螀得培養基體積 V 為 11.21 m3蚇則加入的一級種子液：蒂蒂11.2120%=2.242 m3/d肀蒸汽帶入水量：衿衿11.2120%=2.242 m3/d肈液體損失 15%芄芄13.340.15=2.001m3/d膃接種損失 15% 罿罿2.242/(1-15%)-2.242=0.3956 m3/d芅 總損失量=液體損失+接種損失精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業羆羆2.001+0.3956=2.397m3/d袂罿因此，每天所需培養基組成的

21、量如下：蚆黃豆餅粉：莄莄11.212.5%=0.2802m3/d蟻淀粉：聿聿11.212.5%=0.2802m3/d肇氯化鈉：肆肆11.210.36%=0.04036 m3/d蒀碳酸鈣：腿腿11.210.4%=0.04484 m3/d蒈磷酸二氫鉀：薃薃11.210.003%=0. m3/d蒃蒃磷酸二氫鉀：磷酸二氫鉀：艿艿11.210.003%=0. m3/d精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業薄植物油：芅芅11.212.67%=0.2993 m3/d芁配料水：荿 11.21-0.2802-0.2802-0.04036-0.04484-0.-0.-0.2993=10.26 m3/d羅 螃螃

22、 羀羀表表 3 二級發酵物料衡算表（周期為二級發酵物料衡算表（周期為 48h 即即 2d）葿進入發酵罐的量莆離開發酵罐的量蒅項目蝿體積（m3/d)芄體積（m3/周期)蒃項目蠆體積（m3/d)薈體積（m3/周期)莄一級種子液襖襖2.242莁莁4.484莇二級種子液蒄蒄13.34肁肁26.68 蝿帶入水量肆肆2.242蒄蒄4.484蒂損失薀薀2.397腿腿4.794薄培養基袃袃11.21羈羈22.42袇蚄蚄芃芃蝕總量蚆蚆15.69螄螄31.38蚄總量膈膈15.69蠆蠆31.38襖精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業螁螁表表 4 二級發酵培養基的組成二級發酵培養基的組成袀項目蒈體積（m3/d)

23、羃體積（m3/周期）膂黃豆餅粉薂薂0.2802芇芇0.5604肅淀粉薃薃0.2802肀肀0.5604羆氯化鈉肅肅0.04036羄羄0.08072螂碳酸鈣聿聿0.04484膃膃0.08968膁植物油腿腿0.2993螈螈0.5986芃配水量薂薂10.26羈羈20.52薆磷酸二氫鉀蚇蚇0.羂羂0.荿磷酸氫二鉀蕿蕿0.蚇蚇0.莃總肁肁11.21莈莈22.42螇螄羈蕿發酵罐膇膇15.6915.69m3/d袆一級種子液袁袁2.242 m3/d芁袆培養基羆羆11.21 m3/d肄蒸汽帶入水量薁薁2.242 m3/d螁二級種子液袈袈13.34 m3/d蒅芃液體損失 15% 2.001m3/d蒀接種損失 15%

24、 0.3956 m3/d精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業袆蟻艿肈羃莃肈黃豆餅粉 0.2802 m3 /d肈氯化鈉 0.04036 m3 /d莄碳酸鈣 0.04484 m3 /d袀植物油 0.2993 m3/d肁配料水 10.26m3 /d膈磷酸二氫鉀 0.m3 /d螄磷酸氫二鉀 0.m3 /d衿羋設發酵開始的培養基體積為 V，蒸汽帶入的水量按 20%，斜面孢子體積忽略不計，由體積衡算：芅芅(V20%+V)(1-15%)= V一級種子液一級種子液精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業肀肀V一級種子液一級種子液(1-15%)= V一級種子液一級種子液=2.242m3/d蚈得培養基體積

25、 V 為 2.586 m3/d莈則 蒸汽帶入水量:蚆蚆2.58620%=0.5172m3/d螂液體損失 15%蟻蟻2.6380.15=0.3956m3/d蕆接種損失 15% 螃螃2.58620%15%=0.07758 m3/d蒄 總損失量=液體損失+接種損失蒀蒀0.3956+0.07758=0.4673m3/d薇薇膄因此，每天所需培養基組成的量如下：羂黃豆餅粉：腿腿2.5863%=0.07758 m3/d蚇淀粉：精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業薅薅2.5862.5%=0.06465 m3/d蚄氯化鈉：羈羈2.5860.4%=0.01034m3/d蚇碳酸鈣：羆羆2.5860.6%=0.

26、01552 m3/d肂磷酸二氫鉀：羈羈2.5860.005%=0. m3/d螇磷酸氫二鉀：肅肅2.5860.005%=0.m3/d螃植物油：螀螀2.5864%=0.1034 m3/d袇配料水：蒃蒃2.586-0.07758-0.06465-0.01034-0.01552-0.-0.-0.1034=2.314 m3/d芁精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業薈薈表表 5 一級發酵物料衡算表（周期一級發酵物料衡算表（周期 38/24=1.58d）羇進入發酵罐的量襖離開發酵罐的量羃項目薁體積（m3/d)肇體積（m3/周期)芅項目蒁體積（m3/d)莀體積（m3/周期)膆培養基蚆蚆2.586膃膃4.

27、086裊一級種子液羂羂2.638蕿蕿4.168莇帶入水量蚄蚄0.5172肂肂0.8172羀損失聿聿0.4673蚇蚇0.7383膂總量莁莁3.103蒆蒆4.903蒆總量膂膂3.103螂螂4.903羋膄膄表表 6 一級培養基的組成（周期一級培養基的組成（周期 38/24=1.58d）節項目膂體積（m3/d)蚆體積（m3/周期）芇黃豆餅粉莂莂0.07758荿荿0.1226 莈淀粉羆羆0.06465蒂蒂0.1021螀氯化鈉膀膀0.01034螅螅0.01634薁碳酸鈣膁膁0.01552薈薈0.02452薄植物油蟻蟻0.1034薂薂0.1634精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業芀配水量薇薇2.31

28、4螁螁3.656蠆磷酸二氫鉀螈螈0.莆莆0.螁磷酸氫二鉀肀肀0.蒀蒀0.肅總膅膅2.586蒁蒁4.086袇膇芅肇蚅蒅荿膄芄袁肆蚄蒄蒈 葿發酵罐膄膄3.103 m3/d蒀斜面孢子蒞培養基節節2.586 m3/d袁蒸汽帶入水量蠆蠆0.5172 m3/d袆羇一級種子液膇膇2.638 m3/d蚈液體損失 15% 0.3956m3/d羆接種損失 15% 0.07758 m3/d莄總損失=0.39+0.07=0.4673 芁精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業螈 蒃黃豆餅粉 0.07758 m3 /d薄淀粉 0.06465 m3 /d衿氯化鈉 0.01034 m3 /d芆碳酸鈣 0.01552 m3

29、 /d蒆植物油 0.1034 m3/d薃配料水 2.314m3 /d芀磷酸二氫鉀 0.m3 /d羈磷酸氫二鉀 0.m3 /d蚃蟻3.3 酸化稀釋過濾工序物料衡算：蒆發酵液效價：35000u/ml 濾液效價：11000u/ml 肄由效價守恒得濾液的體積：72.70106350001.16/11000106=268.33 m3螃濾液：268.331031.02=273.70t肂 每天/ t 膈草酸：72.701032.3%10-3= 1.67肇黃血鹽：72.701030.75%10-3= 0.545袃硫酸鋅：72.701030.18%10-3= 0.13腿水：72.702.3= 167.21袀發酵

30、液：72.701031.58= 114.87袆總： 284.43精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業羃表 3-3 酸化稀釋過濾工藝物料衡算表薀酸化過濾前莇酸化過濾后薄項目肅質量（t/d）羀質量(t/周期)聿項目莃質量（t/d）肅質量(t/周期)）莁草酸蕆1.67莆13.50膃濾液蒈273.70艿2212.41袁黃血鹽肈0.545蚅4.41莃菌絲蝕10.73肈86.73肆硫酸鋅膅0.13螃1.05膈蕆薃蒂水羋167.21袈1351.61芄芁莈羄發酵液螂114.87聿928.53蒈蒞芆總量284.432299.14總量284.432299.14酸酸 化化 稀稀 釋釋 過過 濾濾草 酸 1.6

31、7 t/d黃血鹽 0.545 t/d硫酸鋅 0.13 t/d水 167.21t/d發酵液 114.87t/d菌絲 10.73t/d濾液 273.70 t3.4 脫色結晶工序物料衡算：母液效價：1370u/ml 氨水加量：12%由效價守恒得母液體積：72.701063500099.24%116%（1-86%）/1370106=299.33 m3氨水：273.7012%=32.84t精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業濕晶體：3.53t/d母液：273.70+32.84-3.53=303.01t/d表 3-2 脫色提取工序物料衡算表脫色提取前脫后色提取項目質量（t/d）質量(t/周期)項目質

32、量（t/d）質量(t/周期)濾液273.702212.41母液303.012449.33氨水32.84265.46濕晶體3.5328.54總量306.5422477.87總量306.542477.87脫色提取脫色提取濾 液273.70t/d氨 水32.84t/d母 液303.01t/d濕晶體3.53t/d3.5 干燥工序物料衡算：干晶體重：800（1-1.5% ）=788 t/a濕晶含水量：W1=30%/(1-30%) =0.43干晶含水量：W2=1.5%/(1-1.5%) =0.02應除去的水分：788（0.43-0.02）=323.08 t/a濕晶體的量：788+323.08 =1111.

33、08 t/a表 3-1 干燥工序物料衡算表干燥前干燥后項目質量 t/a質量 t/d項目質量 t/a質量 t/d濕晶體的量1111.083.53干晶體的量7882.51除去的水分323.081.02總量1111.083.53總量1111.083.53精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業濕晶體3.53t/d干干 燥燥干晶體2.51t/d水分1.02t/d第四章第四章 設備選型設備選型4.1 三級發酵罐發酵罐的選型選用機械渦輪攪拌通風發酵罐。生產能力、數量和容積的確定 發酵罐容積的確定：選用 200m3罐，全容積為 230m3 生產能力的計算：選用公稱容積為 200 m3的發酵罐，裝料系數為

34、0.7,那么該罐生產土霉素的能力為: 2000.7=140 (m3)由前面的物料衡算中，已知年產 800 噸土霉素的工廠,日產 72.70 m3的土霉素。發酵的操作時間需要 194h(其中發酵時間 184h),這樣生產需要的發酵罐應為：N=72.70/140194/24=4.20 （罐）取整后需 5 臺每日投（放）罐次為：72.70/140=0.52 (罐)設備容積的計算：由前面的物料衡算中，已知年產 800 噸土霉素的工廠,日產 72.70 m3的土霉素，每天的發酵液的量：V0=72.70 (m3/d)所需設備總容積： V=72.70194/(240.7)= 839.51(m3)精選優質文檔

35、-傾情為你奉上專心-專注-專業查表公稱容積為 200 m3的發酵罐，總容積為 230m3。則 5 臺發酵罐的總容積為：2305=1150 m3839.51 m3,可滿足需要主要尺寸公稱容積VN(m3)罐內徑D(mm）圓筒高H0(mm)封頭高h0(mm)罐體總高H(mm)不計上封頭容積(m3)全容積(m3)攪拌器直徑D(mm)攪拌轉速n(r/min)電動機功率N(kW)2005000100001300126002232301700150230攪拌軸功率（見上表）4.2 二級種子罐選型 : 選擇機械攪拌通風發酵罐容積和數量的確定由前面的物料衡算中，已知年產 800 噸土霉素的工廠,日產 11.34

36、 m3的二級種子液。所以選用公稱容積為 50 m3 的二級種子罐，裝料系數為 0.7,那么該罐生產的能力為: 500.7=35(m3)發酵的操作時間需要 48(其中發酵時間 44h),這樣生產需要的二級種子罐應為：N=11.34/3548/24=0.648（罐）取整后需 1 臺每日投（放）罐次為：11.34/35=0.324 (罐)設備容積的計算：由前面的物料衡算中，已知年產 800 噸土霉素的工廠,日產 11.34m3 的二級精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業種子液，每天的種子液的量：V0=11.34(m3/d)所需設備總容積： V=11.3448/(240.7)= 32.40(m3

37、)查表公稱容積為 50 m3 的發酵罐，總容積為 55.2m3。則 1 臺二級種子罐的總容積為：55.2m332.4m3,可滿足需要4.3 一級種子罐:選型 :選擇機械攪拌通風發酵罐容積和數量的確定由前面的物料衡算中，已知年產 800 噸土霉素的工廠,日產 2.242 m3的一級種子液。所以選用公稱容積為 5m3 的二一級種子罐，裝料系數為 0.7,那么該罐生產的能力為: 50.7=3.5(m3)發酵的操作時間需要 38(其中發酵時間 35h),這樣生產需要的二級種子罐應為：N=2.242/3.538/24=1.014（罐）取整后需 2 臺每日投（放）罐次為：2.242/3.5=0.640 (

38、罐)設備容積的計算：由前面的物料衡算中，已知年產 800 噸土霉素的工廠,日產 2.242m3 的二級種子液，每天的種子液的量：V0=2.242(m3/d)所需設備總容積： V=2.24238/(240.7)= 5.07(m3)查表公稱容積為 5m3 的發酵罐，總容積為 6.27m3。則 2 臺二級種子罐的總容積為：6.272=12.54m35.07m3,可滿足需要精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業44 通氨罐:每罐三級發酵需要 0.09m3 的液氨，且有 5 個發酵罐均連續操作，考慮裝料系數為 0.7，0.09*5/0.7=0.64m3，故選取公稱容積為 1m3 的罐一個。4.5 全

39、料罐:每罐三級發酵需要 32m3 的全料，且有 5 個發酵罐均連續操作，考慮裝料系數為0.7，32*5/0.7=228.57 m3 故選用公稱容積為 50m3 的儲罐，故選取 5 個全料罐。4.6 稀料罐:每個三級發酵罐需要 17m3 的稀料，且有 5 個發酵罐均連續操作，考慮裝料系數為 0.7，17*5/0.7=121.43 m3，故選取公稱容積為 50 m3 的儲罐 3 個。4.7 儲酸罐每天產生發酵液共 72.70m3/d，酸化工程中加入草酸 1.67 t/d，二水合草酸密度為 1.653kg/L，則可推算出體積為 1.01m3，考慮裝料系數為 0.7，實際體積為1.43m3，則選擇公稱

40、容積為 2.5m3 的儲液罐即可滿足生產要求。酸化稀釋共需4 小時，屬間歇操作，因此一個罐可以滿足 6 大罐的需要，即每天工作 4 小時4.8 酸化罐:酸化罐中包含原料發酵液和加入的酸液，總體為 72.70m3，考慮到裝料系數為0.7，則實際需要的罐體積為 103.85m3，因此，選用 2 個公稱容積為 50m3 的酸化罐即可滿足生產要求。4.9 稀釋罐:在稀釋的過程中加入兩倍體積的水，使得酸化液的體積變為 218.1m3，考慮裝料系數為 0.7，則實際需要的罐體積為 311.6m3，因此，選取公稱容積為 75m3的罐 5 個，可滿足每天生產一批的要求。4.10 板框過濾機板框過濾機;處理液密

41、度=32.84t/218.1m3=0.150t/m3，處理時間取 30min，板框壓濾機處理能力：，)/( 2.43660*301.218*360036003hmTVQM=436.2*0.150=65.43t精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業因此選用如下設備，因考慮到兩級脫色，故選 2 臺：型號型號過濾面積過濾面積/m2濾板數量濾板數量/pcs濾框面濾框面積積/m2最大工作最大工作壓力壓力/MPa處理能力處理能力/t質量質量/tLarox-PF 969616961.670734.11 脫色罐脫色罐:脫色保留時間 30-50 分鐘，取 40min，液通過樹脂罐的線速度控制在 0.001-

42、0.002m/s，取 0.0015m/s，則物料在罐內停留的距離即 0.0015*40*60=3.6m，考慮裝料系數 0.7，則 3.6/0.7=5.14m，因此選取罐體高度超過 5.14m 的罐即可。因此，選取公稱容積 50m3的儲液罐,其罐內部圓筒高度為 6m。液氨儲罐加入的液氨體積為 35.04 m3，考慮裝料系數為 0.7，實際需要體積為 50.06m3，則選用公稱容積為 50m3的儲液罐即可滿足要求，結晶時間為 8 小時，屬間歇操作，則每天只一次，因此只需 1 個罐。4.12 結晶罐結晶罐:采用三級連續結晶，設三級罐的總體積為 VV/(V 處理量/24)8V 處理量 291.97 m

43、3，則 V97.32 m3為了晶核的形成和形成晶體的飽滿，三級罐應依次由小到大則分別選擇 公稱容積為 5m3 10m3 100m3的三個罐串聯即可滿足要求。4.13 干燥器干燥器:每天生產濕晶體重量 3.53t，干晶體重量 2.51t，則須除去水分 1.02t，每小時處理量為 1.02/24=42.5kg，因此選用蒸發水分為 50kg/h 的脈沖旋風式氣流干燥器，具體參數見下表型號型號蒸發水分蒸發水分/(kg/h)裝機功率裝機功率/kw占地面積占地面積/m2高度高度/mXQG50507178精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業4.14 車間設備一覽表車間設備一覽表設備名稱設備名稱所屬車間

44、所屬車間數量數量型號型號一級種子罐一級種子罐發酵車間公稱容積 5m3 1500二級種子罐二級種子罐發酵車間公稱容積 50m3 3100三級發酵罐三級發酵罐發酵車間公稱容積 200m3 4600通氨罐通氨罐發酵車間公稱容積 1m3 900補料罐補料罐(全料罐全料罐)發酵車間公稱容積 50 m3 3100補料罐補料罐(稀料罐稀料罐)發酵車間公稱容積 50 m3 3100酸化反應罐酸化反應罐酸化過濾車間公稱容積 50 m3 3100酸化儲罐酸化儲罐酸化過濾車間公稱容積 2.5m3 1200稀釋罐稀釋罐酸化過濾車間公稱容積 75 m3 3200板框過濾機板框過濾機酸化過濾車間Larox-PF 96 過

45、濾面積 96m2脫色罐脫色罐脫色結晶車間公稱容積 50 m3 3400液氨儲罐液氨儲罐脫色結晶車間公稱容積 50 m3 3400結晶罐結晶罐脫色結晶車間公稱容積分別為5m3、10m3、100m3旋風干燥器旋風干燥器干燥車間XQG50，蒸發水分 50kg/h第五章：管道設計5.1 發酵罐(三級罐)的接管設計:冷卻面積的計算：按發酵生成熱高峰、一年中最熱的半個月的氣溫、冷卻水可能到最高溫的條件下，設計冷卻面積。取 qmax=4.186000 KJ/( m3 h)采用豎式列管式換熱器，取經驗值 K=4.18500 KJ/( m3 h)tm=（t1-t2）/(lnt1/t2)=(12-5)/(ln12

46、/5)=8 ()15215321521131精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業每天裝 0.52 罐，每罐實際裝液量為: 72.70/0.52=139.81 (m3)換熱面積:F=4.186000139.81/(4.185008)=209.71 (m3)設備結構的工藝設計1).空氣分布器：單管通風 2).擋板：不設擋板3).密封方式：機械密封4).冷卻管布置a) 最高熱負荷下的耗水量：W=4.186000139.81/(4.18（27-20） ）=1.196105 （kg/h）=33.29(kg/s)則冷卻水體積流量為 W=0.03329m3/s，取冷卻水在豎直蛇管中的流速為 v=1m/

47、s,冷卻管總截面積: S總=0.03329/1=0.03329 (m2)進水總管直徑 d總2= S總/0.785,解出 d總=0.2059 （m）b) 冷卻管組數和管徑設冷卻管徑為 d0，組數為 n 則：S總=0.7850 nd02，根據本罐情況，取 n=8，求出管徑： d0=0.073 （m）查表取 893.5 無縫鋼管，d內=82mm，d內d0，可滿足要求，d平均=86 mm。取豎蛇管端部 U 型彎管曲率半徑為 250 mm，則兩直管距離為 500 mm，兩端彎管總長度：l0=D=3.14500=1570 mmc) 冷卻管總長度 L 計算已知冷卻總面積 F=209.71m2，無縫鋼管 89

48、3.5每米冷卻面積為： F0=3.140.0861=0.2700（m2）則冷卻管總長度： L=209.71/0.27=776.7（m）冷卻管體積：V=0.7850.0862776.7=4.51(m3)d) 每組管長 L0和管組高度每組管長:L0= L/n=776.7/8=97.08 (m)另需連接管 8m：L實際=L+8=784.7（m）可排豎直蛇管的高度，設為靜液面高度，下部可伸入封頭 250mm。設發酵罐內附件占體積為 0.5 m3，則：精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業V總=V液+V管+V附件=（784.7/8）+4.49+0.5=103.1 (m3) 筒體部分液深：（V總-V封

49、）/S截=（103.1-17）/(0.78552)=4.387(m)豎直蛇管總高:H管=4.387+0.5=4.887（m）又兩端彎管總長： l0=1570 mm，兩端彎管總高為 500mm則直管部分高度： h=H管-500=5190 （mm）則一圈管長：l=2h+ l0=25190+1570=11950(mm) e) 每組管子圈數 n0n0= L0/l=97.08/11.95=8.124 (圈)管間距為：2.5d外=2.50.089=0.23 (m)豎蛇管與罐壁的最小距離為 0.2m，可算出與攪拌器的距離為 0.23m0.2m，在允許范圍內。作圖表明，各組冷卻管相互無影響。如發現無法排下這么

50、多冷卻管，可考慮增大管徑，或增加冷卻管組數f) 校核冷卻管傳熱面積F實=d平均L實際=3.140.086784.7=211.9 （m2）F實F，可滿足要求。設備材料的選擇：優先考慮滿足工藝要求，其次是經濟性。本設計選 A3鋼，以降低設備費用。接管設計：a) 接管長度 h 設計 管直徑的大小和有無保溫層，一般取 100200mm。b) 接管直徑的確定按排料管（也是通風管）為例計算其管徑。發酵罐裝料 140m3，2h 之內排空，物料體積流量：Q=140/3600/2=0.02 (m3/s)發酵液流速取 v=1m/s排料管截面積：S料=Q/v=0.02/1=0.02 (m2)管徑 d：d2= S料/

51、0.785,解出 d=0.16 （m）=160 mm取無縫鋼管 21925，其內徑 169mm160mm，適用。按通風管計算，通風比 2vvm(0.1MPa，20)精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業通風量：Q=1402=280(m3/min)=4.7（m3/s）折算到工作狀態(0.35MPa，30)下的風量：Qf=4.70.1（273+30）/(0.35(273+20)=1.4（m3/s）取風速：v=25 m/s則通風管截面積： Sf= Qf/v=1.4/25=0.056 (m2)則通風管徑：df2=Sf/0.785,解出 df=0.27 （m）因通風管也是排料管，故取 21925 無

52、縫鋼管。排料時間復核 ：物料流量 Q=0.02 m3/s，流速 v=1m/s， 管道截面積：S=0.7850.1692=0.022(m2)相應流量比：P=Q/Sv=0.02/(0.0221)=0.9 倍排料時間：t=20.9=1.8（h）支座選擇：裙式支座5.2 酸化設備的流體輸送：酸化設備的流體輸送：酸化液進料管即采用發酵液的排空管不銹鋼焊接鋼管 1335。酸化液排出的體積近似認為與發酵液相等，即 72.70m3，酸化罐裝料 102m3，發酵液體積 72.70m3，2h 之內排空，物料體積流量 smQ/10*09.102360070.7233發酵液流速取 v=1m/s，排料管截面積233料1

53、0*09.10110*09.10mvQS管徑mSd11.0785.010*09.10785.03料取不銹鋼焊接鋼管 1335，其內徑 123mm110mm，適用。5.3 稀釋設備的流體輸送稀釋設備的流體輸送稀釋罐進料管即采用酸化罐的排空管不銹鋼焊接鋼管 1335稀釋液的體積為 218.1m3，采用三個酸化罐，即每個罐內液體的體積為 72.70 m3，裝料 102m3，2h 之內排空，物料體積流量 smQ/10*09.12360070.7232精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業發酵液流速取 v=1m/s，排料管截面積222料10*09.1110*09.1mvQS管徑mSd11.0785.

54、010*09.1785.02料取不銹鋼焊接鋼管 1335，其內徑 123mm110mm，適用。5.4 板框過濾設備的輸送板框過濾設備的輸送:進入板框過濾機的管道與稀釋液流出的管道相同，不銹鋼焊接鋼管 1335。經板框過濾后，由濾液效價可知體積為 268.91m3，處理時間 30min物料體積流量smQ/15. 05 . 03600268.913發酵液流速取 v=1m/s，排料管截面積215. 0115. 0mvQS料管徑mSd438. 0785. 015. 0785. 0料故選用不銹鋼焊接鋼管取 4505，其內徑 440mm438mm。5.5 脫色工段的流體輸送脫色工段的流體輸送:進入脫色罐的

55、管道與板框過濾流出的管道相同，不銹鋼焊接鋼管 4505。流出脫色罐的管道 V=291.97m3，操作時間為 40min，物料體積流量smQ/12. 0)60/40(3600291.973發酵液流速取 v=1m/s，排料管截面積212. 0112. 0mvQS料管徑mSd39. 0785. 012. 0785. 0料故選用不銹鋼焊接鋼管取 4505，其內徑 440mm390mm。5.6 結晶過程的流體輸送結晶過程的流體輸送精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業液氨的輸送 需要加入的液氨體積為 35.04m3，結晶的停留時間為 8 小時，物料體積流量smQ/10*2 . 18360004.35

56、33發酵液流速取 v=1m/s，排料管截面積23310*2 . 1110*2 . 1mvQS料管徑mSd039. 0785. 010*2 . 1785. 03料取不銹鋼焊接鋼管 452.5，其內徑 40mm39mm，適用結晶罐之間的流體輸送結晶總處理體積為 291.97 m3，結晶的停留時間為 8 小時，物料體積流量 smQ/01. 083600 291.973發酵液流速取 v=1m/s，排料管截面積201. 0101. 0mvQS料管徑mSd113. 0785. 001. 0785. 0料取不銹鋼焊接鋼管 1335，其內徑 123mm113mm，適用。干燥條件混合氣體由 45oC 加熱到 150oC，噴霧干燥器進口溫度 150 oC，噴霧干燥器出口溫度 110 oC，物料出口溫度 60 oC，進口溫度 60 oC，采用壓力式霧化器霧化。由物料衡算可知：.濕晶含水量 W1=30%，干晶含水量 W2=1.5%,水分的蒸發量 W=1.02t/d，濕物料的量 G1=3.53t/d,干物料的量G2=2.51t/d.根據環境溫度為 20 oC.相對濕度 80%,在 I-H 圖上查得 X0=0.018kg 水蒸氣/kg 絕干空氣.I0=49.24KJ/kg 干空氣.當 t1=