制药工艺设计习题库-----第十章 制药车间设计各论例题2.doc

第一部分设计任务
某药厂年产某抗生素17吨。年工作日330天,生产班制为每天三班,每班8小时。放罐单位1050μ/ml,成品效价590μ/mg,,。
第二部分生产工艺选择及流程设计
生产工艺采用该药厂的成熟工艺技术,砂土孢子经斜面、子瓶、一级种子罐、二级种子罐,到发酵罐培养130小时,放罐。
一、流程设计
(一)制备母液斜面孢子:
将保存在2-6℃冰箱中的砂土孢子,在无菌室超净工作台上接种于已灭菌的斜面培养基上,于37℃培养9-10天,取出放入冰箱(2-6℃)保存备用。
(二)制备子瓶斜面孢子:
将生长好且在冰箱存放一周以上的母瓶取出,制成菌悬液接种于子瓶斜面上,于37±℃恒温室培养8-9天,培养好的子斜面,测摇瓶效价合格后保存在2-6℃冰箱中备用。
(三)制备孢悬液:
取子瓶斜面数只,在无菌室内超净工作台上制备成孢悬液,以压差法将孢悬液接入一级种子罐内。
(四)发酵:
一级种子罐在35±1℃,,通气培养40-60小时后,移种于二级种子罐在34±℃继续通气培养约40小时,后期适当补料。培养完成后,移种至发酵大罐内,在32-34℃下继续通气培养130小时后放罐。发酵过程中,按糖氮代谢的实际情况补料,发酵第15-20小时第一次补料,第40小时左右第二次补料,第70小时左右第三次补料至足量,视代谢情况,后期适当补水。
二、。

第四节物料衡算和能量衡算
一、计算基础数据
年工作日:330天
生产班制:三班,每班8小时
一级种子罐:基础配料体积1m3
二级种子罐:基础配料体积5m3
发酵大罐:基础配料体积25m3
二、物料衡算
以发酵大罐(65m3)物料衡算为例
设实消时耗用蒸汽量为Wkg,培养基从60℃升温至121℃,培养基升温所需热量Q′=c′m′Δt′=×25×103×61=6385175kJ,=,121℃时水的焓H2= kJ/kg,
△H=-=(kJ/kg)
则6385175=W×
W=(kg)
再分析实消时热量损失,假设实消时间为1小时,发酵罐外表面不保温,热量损失为发酵罐通过热传导和辐射形式向环境散发的热量。
热传导散热量:Q1=K·A·△t,查《化工工艺设计手册》取K=·h·℃
A为发酵大罐的外表面积,设环境温度为35℃,由于发酵罐外表面温度在升温时是不断变化的,达到120℃后再持续一段时间,其最大温差△t=121℃-35℃=86℃
已知发酵大罐(65m3)直径为3200mm,筒体高度为7500mm,立式盆头底,忽略壁厚,其表面积为:××(+)﹢×≈(m2),
Q1=××86≈(kJ/h)
最大辐射散热量:Q2=Co·()4A
=×()4×≈(J/S)≈(kJ/h)
热量损失转化成蒸汽量为:1×(+)/≈615(kg)
实消时必须采用活蒸汽,通过排汽阀排放的蒸汽由于未变成冷凝水进入发酵罐,此处忽略不计。
因此实消时蒸汽通入并转化为冷凝水的量为:+615=(kg)≈
基础配料量25t,%,即25×%=,配料水量为25-=,实消后量为25+=,
根据工艺规程,知其接种量为15t,补料量为25t,发酵时间130hr,通气比为1:(体积比)设发酵液密度为1t/m3,+15=,发酵后期放罐体积:65×90%=。
发酵液平均体积:(+)/2=51t
通入压缩空气量:51××130×60×≈
现计算通气过程中由排气带走的水量:
已知通入空气的相对湿度φ1=70%,温度t1=40℃,空气压力P1=, 排出空气的相对湿度φ2=100%,温度t2=34℃,空气压力P2=。查表得t1=40℃水的饱和蒸汽压ps1=, t2=34℃水的饱和蒸汽压ps2=,
40℃空气的湿度H1=/(P-φ1 ps1)≈
34℃空气的湿度H2= ps2/(P-φ2 ps2