内蒙古科技大学毕业设计说明书
3.3.4 空气 ................................................................................................................ 20 3.3.5 公用过程负荷 ................................................................................................ 21
第四章 典型设备计算 ............................................................................................................ 24
4.1 设备衡算 ................................................................................................................... 24
4.1.1 发酵罐 ............................................................................................................ 24 4.1.2 二级种子罐 .................................................................................................... 31 4.1.3 一级种子罐 .................................................................................................... 38 4.2 设备计算 ................................................................................................................... 42
4.2.1 贮罐 ................................................................................................................ 42 4.2.2 液体输送设备选型 ........................................................................................ 45 4.2.3 空气总过滤器 ................................................................................................ 46 4.2.4 空气压缩机选型 ............................................................................................ 46 4.2.5 发酵罐物料管道选型 .................................................................................... 47 4.2.6 二级种子罐物料管道选型 ............................................................................ 49 4.2.7 一级种子罐物料管道选型 ............................................................................ 52
第五章 发酵过程优化控制 .................................................................................................... 55
5.1 发酵过程中温度的控制 ........................................................................................... 55 5.2 发酵过程中PH的控制 ............................................................................................ 56 5.3 发酵过程中溶解氧的控制 ....................................................................................... 57 5.4 发酵过程中菌丝浓度的控制 ................................................................................... 58 5.5 发酵液质量控制 ....................................................................................................... 58 5.6 成品鉴定 ................................................................................................................... 58 第六章 车间布置及生产制度 ................................................................................................ 60
6.1 车间生产性质及布置说明 ....................................................................................... 60 6.2 设备安装 ................................................................................................................... 60 6.3 车间生产制度 ........................................................................................................... 61
6.3.1 发酵生产 ........................................................................................................ 61 6.3.2 清洗罐 ............................................................................................................ 62 6.3.3 技术管理部门职责： .................................................................................... 62
第七章 给排水 ........................................................................................................................ 64
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7.1 生产用水情况概述及要求 ....................................................................................... 64 7.2 排水系统的划分 ....................................................................................................... 64 第八章 环境保护 .................................................................................................................... 65
8.1 生产过程中“三废”排放情况 ............................................................................... 65 8.2 处理方案 ................................................................................................................... 65 8.3 噪声控制 ................................................................................................................... 65 第九章 节能 ............................................................................................................................ 66
9.1 能耗分析 ................................................................................................................... 66 9.2 节能措施 ................................................................................................................... 66 参考文献 .................................................................................................................................. 67 致谢 .......................................................................................................................................... 68
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第一章 引 言
1.1 总论
1.1.1 设计依据
内蒙古科技大学数理与生物工程学院下达的毕业设计任务书
1.1.2 指导思想
生物技术成熟的理论体系，使得生物技术产业化得以实现。其装置由若干个
单元设备以系统的、合理的方式组合起来。其过程设计依据生物工艺条件，选择合理的原料、确定最经济和最安全的途径。使之生产出符合一定质量的生物产品。 1.1.3 设计要求
(1) 生物技术产品的数量和质量指标。
(2) 保证整套系统不仅可以正常操作，而且能满足开停车等非正常操作。 (3) 系统能适应和抑制外部扰动的影响，达到整套系统的可控性。 (4) 必须进行工艺流程优化和参数优化，达到最经济的使用资金、原材料、公共设施和人员。
(5) 必须充分考虑各种明显的和潜在的危险，保证生产人员的健康和安全，如生物反应器等压力容器，易燃、易爆挥发性溶剂的管理以及基因工程菌的生物扩散等。
(6) 符合国家和地方的环境保护法规，按照工业生态学和减少原料和能源使用，物料的多层多级利用使用和废物资源化循环利用的“3R”原则，达到清洁生产。 1.1.4 设计步骤
工艺设计在初步设计阶段，可分为下面几个步骤：
(1) 选择不确定生产流程，确定技术经济指标。 (2) 进行生产工艺的各种计算。
(3) 设备的选型和计算，确定生产设备的规格和台数。
(4) 车间设备布置的方案比较和设备配置的平面和空间关系的确定及设计制
图。
(5) 向配套专业（土建、自控仪表、供水、环保、供电、供热、采暖通风、
技术经济）提出设计要求和有关资料。
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(6) 正式绘制工艺流程图、车间设备布置图等，编制设备表和主要材料估算
表。
(7) 编写初步设计有关的生产工艺部分的文件。
1.2 青霉素的发现
20世纪40年代以前，人类一直未能掌握一种能高效治疗细菌性感染且副作用小的药物。当时若某人患了肺结核，那么就意味着此人不久就会离开人世。为了改变这种局面，科研人员进行了长期探索，然而在这方面所取得的突破性进展却源自一个意外发现。1928年，英国细菌学家Fleming发现污染在培养葡萄球菌的双蝶上的一株霉菌能杀死周围的葡萄球菌。他将此霉菌分离纯化后得到的菌株经鉴定为点青霉，并将这菌所产生的抗生物质命名为青霉素。
1940年，英国Florey和Chain进一步研究此菌，并从培养液中制出了干燥的青霉素制品。经实验和临床试验证明，它毒性很小，并对一些革兰氏阳性菌所引起的许多疾病有卓越的疗效。此后一系列临床实验证实了青霉素对链球菌、白喉杆菌等多种细菌感染的疗效。青霉素之所以能既杀死病菌，又不损害人体细胞，原因在于青霉素所含的青霉烷能使病菌细胞壁的合成发生障碍，导致病菌溶解死亡，而人和动物的细胞则没有细胞壁。但是青霉素会使个别人发生过敏反应，所以在应用前必须做皮试。在这些研究成果的推动下，美国制药企业于1942年开始对青霉素进行大批量生产。到了1943年，制药公司已经发现了批量生产青霉素的方法。当时英国和美国正在和纳粹德国交战。这种新的药物对控制伤口感染非常有效。到1944年，药物的供应已经足够治疗第二次世界大战期间所有参战的盟军士兵。1945年，弗莱明、弗洛里和钱恩因发现青霉素及其临床效用”而共同荣获了诺贝尔生理学或医学奖。
目前世界青霉素年需求量为3.8万吨，但直接作为注射剂使用的青霉素G和作为口服剂使用的青霉素V仅占全部青霉素产品的20%，除了另外3%～5%作为兽药或饲料添加剂使用外，大部分青霉素是作为制备6-氨基青霉素烷、7-氨基脱乙酰氧基头孢烯酸或氯亚甲基头孢烯母核的原料，通过这些母核中间体转化成高附加值产品推向市场。据估计，在世界范围内目前对6-氨基青霉素烷的需求量约为25800吨，到2005年将达到32800吨；对7-氨基脱乙酰氧基头孢烯酸的需求量约为6000吨，到2005年为7000吨。到2005年，世界基本药物中，仅羟氨苄青霉素、氨苄青霉素和头孢氨苄3个品种