发布时间 : 星期日 文章年产330吨红霉素工厂的初步设计更新完毕开始阅读8aca4d96e53a580216fcfeea
＝0.15D3＋π（D / 2）2×H＝2.11D3 因为一级种子罐公称容积V0 ＝0.3890〔m3〕。
校核：因为每天需放罐发酵液的体积 Vd ＝1.1535〔m3〕装料系数＝0.6， 所以一级种子罐的公称体积（不含上封头容积）＝1.1535/0.6 ＝1.9225〔m〕。基本够用。依据0.290＝2.11 D3
得到一级种子罐内径 D ＝0.569〔m〕圆整，取D ＝600〔m〕
按一级种子罐直径D＝0.6〔m〕；上下封头采用相同的标准椭圆形封头，其直边高度hb＝0.04〔m〕，封头凸出高度ha＝D / 4〔m〕，
计算下封头内的容积
Vb＝0.15D3＝0.0324 一级种子罐的全容积
VT＝V0＋Vb （4-75） ＝0.3890＋0.0324＝0.1937〔m3 〕 一级种子罐直筒体的高度
H??V0-Vb?3.14?D2? （4-76）
2?? ＝〔0.3890-0.0324〕/〔3.14(0.6/2)2〕 ＝1.26〔m〕取H＝1.300〔m〕
一级种子罐的H / D ＝1.3 /0.6 ＝2.2 一级种子罐内发酵液量Vd ＝0.15349〔m3 〕 一级种子罐内发酵液层的高度
HL?hb?ha??V0?Vb???D2? （4-77）
2?? ＝0.04＋0.6/4＋（0.15349-0.0324）/〔π（0.6/2）2〕 ＝0.19＋0.121 / 0.2826＝0.618〔m〕
（2）查化工工艺设计手册，选取筒壁壁厚为5 mm，选罐壁厚为6 mm。
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表 3.11发酵及种子罐最终选型（标准） Table 3.11 Final model of the fermentor and seed tank
设备名称 发酵周期〔天〕 每天放罐数〔个〕 数量〔个〕
计算公称容积〔m3〕 圆整公称容积〔m3〕
发酵罐 8 1 8 109.639 100
表 3.12 搅拌器功率 Table 3.12 Agitator power
设备名称 功率（kw）
发酵罐 837.196
三级种子罐 133.98
二级种子罐
6.76
一级种子罐
2.05
三级种子罐
4 1 4 29.4197 32
二级种子罐
4 1 4 3.393 4
一级种子罐
4 1 4 0.3890 0.5
（3）传热计算
取冷却水出入口温度差＝20-15＝5℃，升温5℃。发酵液温度＝29℃。 平均温差Δtm＝〔（29-20）-（29-15）〕/ln〔（29-20）/（29-15）〕 Δtm＝(14-9)/ ln〔14/9〕＝11.32 〔℃〕
为加强冷却能力，设外冷却盘管和内冷却盘管，查化工工艺设计手册其传热系数
K＝180〔 J/ s·℃·m2 〕＝648〔 kJ / hr·℃·m2 〕 因为生物反应热
Q?KA?tm （4-78） ＝25100×0.15349=3852.59〔kJ / hr 〕 则换热面积
A ＝3852.59/〔648×11.32〕＝0.542〔 m2 〕 考虑水垢的传热阻力，取设计余量＝30 % 取换热面积A'＝1.3A＝1.3×0.542＝0.7046〔 m2 〕
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（4）一级种子罐的冷却和加热采用夹套
取夹套内径φ＝600〔mm〕；封头采用椭圆形封头，其直边高度为40 mm，表面积为A封头＝0.33 m2。
夹套高度 H夹套＝〔A-A封头〕/（π D）＝〔0.7046-0.33〕/（0.51π）＝0.234〔m2〕 公称容积部份罐体高 HT＝H夹套＋(D/4＋0.04) （4-79） ＝0.234＋（0.25×0.6＋0.04）＝0.424〔m〕
（5）手孔 考虑人进罐检修和立式内盘管管束的进出，取手孔直径为400 mm。
3.3无菌空气处理
3.3.1空气过滤除菌的工艺流程
空气净化的一般流程如下：空气吸入口→粗过滤器→空气压缩机→一级空气冷却器→二级空气冷却器→分水器→空气储罐→旋风分离器→丝网除沫器→空气加热器→总空气过滤器→分空气过滤器→无菌空气。
表 3.13 无菌处理参数 Table 3.13 Parameter of Aseptic air 空压机出口压力
MPa 0.30-0.35
进罐空气温度
℃ 40-45
空气的相对湿度
% 60
空气洁净度
级 100
3.3.2无菌空气获得
一般采用三个主要工段。第一个工段提高空气的洁净度：前过滤器可减少压缩机活塞和气缸的磨损，减少介质负荷。第二个工段除去空气中油和水：采用分级冷却，一级冷却采用30℃左右的水使空气冷却到40-50℃，二级冷却器采用9℃冷水或15-18℃地下水，使空气冷却到20-25℃。冷却后，空气湿度提高了100%，湿度处于露点以下，油和水凝结成油滴和水滴，在空气贮藏罐内沉降大液滴。旋风分离器分离5μm以上的液滴。丝网除沫器分离5μm以下液滴。第三个工段获得无菌空气：分离油水后的空气湿度仍然达100%，温度稍下降，就会产生水滴，使介质吸
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潮。加热提高空气温度，降低湿度（60%以下）。这样空气温度达40-45℃，经过总过滤器和分过滤器除菌后，得到符合要求的无菌空气。
3.4提取工段工艺计算
本设计生产的有效成分为红霉素A。其中我们生产红霉素A的日产量是1000kg，但考虑到染菌（0.03）提取总收率（0.65）因素，需日生产1000/（0.97×0.65）=1492.308kg 提取工段收率为70%，红霉素量为：1492.308×0.7=1044.61kg
表3.14提取工段的参数
Table 3.14 Parameters of Extraction section
序号 项目 单位 指标
1 提取总收率
% 70
2 发酵液碱化
% 97
3 板框过滤
% 98
4 丁提 % 85
5 成盐 % 90
6 淋洗 % 99
3.4.1 提取的一般工艺流程
发酵液 →碱化（加AlCl31%-3%，收率110%）→板框过滤（收率98%）→丁提（溶酶萃取，收率85%）→成盐（加硫氰酸钠，收率95%）→淋洗（收率99%）→烘干→成品包装→检验入库。
3.4.2 淋洗过程
收率为99%，其淋洗前的红霉素A的量为：1044.308/99%=1055.16kg。淋洗过程采用的设备为高速离心机，将成盐液放入装有滤布的高速离心机中离心以后加水进行离心淋洗除去少有的部分杂质。
3.4.3 成盐过程
收率为9%，那么丁提后得到的红霉素A的量：1055.16/90%=1172.4kg。由于纯红霉素A在水中的溶解度很低，不利于服用和注射。将其制成红霉素盐主要是增加其在水中的溶解度，而更有利于服用和注射用。其过程采用的设备是搪瓷罐。接着进行真空抽滤去除表面的溶媒，再经过三足式离心机淋洗。同时应该注意的是，
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