金霉素设计

1年产300吨金霉素发酵车间的工艺设计专业：制药工程09级3班作者：申焕玲指导老师：江海霞摘要：课程设计是重要的实践教学环节,在实践教学中起到承上启下的作用,可为学生毕业后到工厂工作打下良好的工作基础。本设计是为年产300t金霉素而进行的初步工艺设计。根据毕业设计大纲和设计任务要求该设计分别对各工艺作了详细阐述，以理论计算为依据，以实际工厂设计为参考，力求接近并切合实际。其主要包括生产工艺的各种指标、设备选形设计计算、物料衡算、水、电、汽的估算以及工艺流程图的设计。该设计成果主要采用形式为全厂总平面布置图（1张），工艺流程图（1张），设备布置图（1张），并编写详细数据说明书。关键词：金霉素；工艺流程;设计前言课程设计是普通高校本科教育教学与实践相结合一个重要环节，也是必不可少的一个环节，是理论知识和实际应用相结合的重要措施。金霉素的需求在日益扩大，因此作为即将走向工作岗位的毕业生对其工艺过程了解是很有必要的。本设计为年产量300t金霉素的初步工艺设计，其生产方法是发酵法，参照大量金霉素生产工艺和化工设计的有关资料。本设计分别对金霉素的结构、理化性质、作用机理、工艺流程等作了相应的阐述，并对有关的物料和热量也作了相应的衡算，以及对标准设备的选型和计算，还对工艺指标、安全问题和环境保护等都作了详细的阐述。其中对生产中的补料问题做出了解决，采用了国内先进技术——自动补料系统。本设计以理论设计为依据，以实际生产为参考，力求接近实际，切合实际。在本次设计过程中，自始自终得到江海霞老师的悉心指导和同组同学的热心帮助，在此表示衷心的感谢！2目录第1章绪论…………………………………………………………..5第1.1节金霉素简介第2章工艺流程设计.....................................................................................7第2.1节设计目标任务第2.2节金霉素生产工艺流程简介...............................................................8第2.3节金霉素生产总工艺流程图...............................................................9第3章物料衡算.............................................................................................9第3.1节金霉素总物料衡算............................................................................9第3.2节金霉素钙化工序物料衡算.............................................................16第3.3节金霉素脱色结晶工序物料衡算....................................................17第3.4节金霉素干燥工序物料衡算............................................................17第4章设备选型...........................................................................................18第4.1节发酵罐...........................................................................................18第4.2节二级种子罐..................................................................................19第4.3节一级种子罐..................................................................................20第4.4节氨水储罐......................................................................................21第4.5节补料罐..........................................................................................21第4.6节钙化罐..........................................................................................213第4.7节脱色罐..........................................................................................21第4.8节结晶罐..........................................................................................22第4.9节车间设备一览表..........................................................................22第5章车间布置设计...................................................................................22第6章结论...................................................................................................23参考文献.........................................................................................................244第一章绪论1.1金霉素简介四环素类（Tetracyc1ines）以并四苯母核的化学结构而得名，而金霉素（Chlortetracyc1ine)，又称氯四环素，属四环素类中衍生物的一种，其他衍生物还包括：金霉素、甲烯金霉素、多西环素、二甲胺四环素等。金霉素抗菌谱广，对阳性菌、阴性菌、螺旋体、立克次氏体、支原体、衣原体、某些原虫等均可产生抑制作用。化学名：6-甲基（二甲氨基）-3,6,10,12,12a-五羟基-1,11-二氧代-7-氯-l,4,4a,5,5a,6,11,12a-八氢-2-并四苯甲酰胺。分子量：478.89；分子式：C22H23ClN2O8分子结构式如下:1.1.1金霉素药理作用1.本品属四环素类药物，主要抑制敏感微生物的蛋白质合成。其抗菌谱广，对革兰阳性菌、阴性菌、螺旋体、立克次氏体、支原体、衣原体、部分原虫等均可抑制。2.金霉素主要与微生物的30S小亚基A位结合，进而干扰氨基酰tRNA与30S小亚基结合，使氨基酰tRNA不能进入mRNA上的受位，抑制了蛋白质合成时肽链的延长；金霉素还可以阻止已合成的蛋白质肽链释放。3.金霉素对70S核蛋白体的作用更为敏感，因此，金霉素能够选择性抑制敏感微生物，具有良好的安全性能。1.1.2金霉素耐药机制1.产生耐药性主要由于在微生物的金霉素作用部位难于达到一定浓度，原因包括：微生物外膜对金霉素的通透性下降，进入菌体的药物减少（如阴性菌）；微5生物将金霉素泵出体外，体内蓄积量减少（如金黄色葡萄球菌、革兰阴性菌）；产生灭活金霉素的酶，破坏金霉素结构。2.另外，微生物可能改变30S小亚基结构，使金霉素无法结合作用部位（如肠球菌属）。1.1.3金霉素体内过程1.金霉素经消化道给药，部分吸收。单胃动物以鸡吸收最快，在l-2小时达到峰值浓度，其他动物可能需2-4小时，多胃动物约为4-8小时。药物主要经肾脏排除，被吸收的药物可能形成肝肠循环，延长药物在体内的持效时间。2.以15％金霉素预混剂为例，大约10-30％的药物被肠道吸收。按饲料75mg/kg剂量添加，在肠道的药物浓度约为6-15μg/ml,而在此剂量下血液中药物浓度约为0.02-0.1μg/ml左右。3.我国残留规定【同（EEC)No2377/90】：金霉素残留限量为肾脏600μg/kg、肝脏300μg/kg、肌肉100μg/kg、奶l00μg/kg、蛋200μg/kg。现行的部颁标准停药期为7天。1.1.4金霉素主要检测方法1.比色法：一般用于发酵过程中的含量检测，具有快速的特点，但准确度较低。2.微生物法：该法经典、成本低，但受一些有抗菌活性杂质影响，就金霉素含量不一定准确。此法为农业部现行质量检测方法。3.高效液相色谱法：尽管该法受操作技术性高、设备较贵等因素制约，但就质量控制而言，能够更好地控制四环素、差向金霉素等杂质的含量，杜绝将这些杂质计成金霉素的含量。4.我们采用高效液相色谱法为金霉素检测的主要方法，保证了金霉素的最佳质量和客户的利益。1.1.5金霉素质量控制1.金霉素发酵：菌株选育，提高金霉素产率。2.抑制四环素形成：发酵过程减少抑氯剂的形成，配方中加入氯化钠抑制四环素形成；温度在33-35度时，有利于四环素的产生。3.差向金霉素控制：减少提炼过程的措施（降低放管料液温度，发酵完毕后降低温度，快速进入板筐压滤）；调节pH在6-7.8之间；减少干燥时间，控制干燥6温度。第二章工艺流程与技术设计2.1设计目标任务请设计年产300吨（成品含量：99%）金霉素生产车间工艺设计一、基础数据设计年产量M=300t/a成品效价Ud=1000单位/毫克年平均发酵水平Uf=35000单位/毫升年工作日m=310d/a1、发酵基础工艺参数第金霉素的发酵周期T为184小时，辅助时间为10小时，发酵中罐周期为44小时，辅助时间4小时发酵周期为35小时，辅助时间3小时接种比为5%，液体损失率为15%大罐一个发酵周期内所需全料的量为：32m3大罐一个发酵周期内所需稀料的量为：17m3逃液、蒸发、取样、放罐损失总计为总料液的15%大、中、小罐通气量分别为2.0、1.5、0.65（每分钟内单位体积发酵液通入的空气的量）培养20-40小时，每4小时补一次,每次10-15L，控氨水平在45mg/100ml以上2.1.2菌种的选择：金色链霉菌（Streptomcesaureofaciens）2.1.3培养条件2.1.4斜面及平板培养条件：培养温度33℃，相对湿度45%~65%，培养4~5d。2.1.5种子培养条件：培养温度31℃，相对湿度45%~65%，摇瓶装量30mL/250mL三角瓶，摇床速度280r/min,培养28h。2.1.6发酵培养条件：培养温度31℃，相对湿度45%~65%，摇瓶装量30mL/250mL三角瓶，摇床速度280r/min,接种量25%，培养5d。2.1.7提取基本工艺参数7名称参数名称参数脱色岗位收率99.24%发酵液效价35000u/ml结晶干燥岗位收率86%滤液效价11000u/ml过滤岗位收率116%母液效价1370u/ml总收率99%湿晶体含水量30%发酵液密度1.58kg/L酸化液中草酸含量2.3%g/ml滤液密度1.02kg/L酸化加黄血盐量0.25%g/ml20%氨水密度0.92kg/L酸化加硫酸锌量0.18%g/ml氨水加量12%成品含水量1.5%脱色保留时间30-50分钟酸化加水量230%v/v滤液通过树脂罐的线速度控制在0.001-0.002m/s2.2生产工艺流程简介培养基配制种子扩大培养空气除菌发酵设备培养基灭菌发