1500t青霉素工厂设计说明

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1、1. 概述1.1 项目名称、主办单位及负责人项目名称：1500t苄星青霉素工厂建设项目承办单位：西科青霉生物制药有限公司企业法人：刘康项目负责人：王福磊项目性质：精细化工类新建项目建设地点：四川省绵阳市经济开发区1.2.1提出背景 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。亚历山大弗莱明由于一次幸运的过失而发现了青霉素。1928年2月13日英国伦敦大学圣玛莉医学院细菌学教授弗莱明在他一间简陋的实验室里研究导致人

2、体发热的葡萄球菌。由于盖子没有盖好，他发觉培养细菌用的琼脂上附了一层青霉菌。这是从楼上的一位研究青霉菌的学者的窗口飘落进来的。使弗莱明感到惊讶的是，在青霉菌的近旁，葡萄球菌忽然不见了。这个偶然的发现深深吸引了他，他设法培养这种霉菌进行多次试验，证明青霉素可以在几小时内将葡萄球菌全部杀死。弗莱明据此发明了葡萄球菌的克星青霉素。1938年由麻省理工学院的钱恩（Earnest Chain, 1906-1979）、弗洛里（Howard Florey, 1898-1968）及希特利（Norman Heatley, 1911-2004）领导的团队提炼出来。距青霉素最远的细菌个大、色浓，活力十足；距青霉菌较

3、近的细菌个较小、色较浅，活力较差；而最接近青霉菌的细菌个最小、色发白，显然已经死亡。由于青霉素的发现和大量生产，拯救了千百万肺炎、脑膜炎、脓肿、败血症患者的生命，及时抢救了许多的伤病员。青霉素的出现，当时曾轰动世界。为了表彰这一造福人类的贡献，弗莱明、钱恩、弗罗里于1945年共同获得诺贝尔医学和生理学奖。第二次世界大战促使青霉素大量生产。1943年，已有足够青霉素治疗伤兵；1950年产量可满足全世界需求。青霉素的发现与研究成功，成为医学史的一项奇迹，青霉素从临床应用开始，已发展为三代。、而如今青霉素已经俨然成为世界上使用量最多的抗生素之一，虽然青霉素等抗生素的滥用对人们来说是值得探讨的问题，但

4、是青霉素的需求量仍然非常巨大，是值得投资的项目之一。1.2.2展望 青霉素的产业化，是由传统发酵进入现代发酵工业的转折点，标志一个新的产业部门，现代发酵工业的诞生。为了青霉素的工业化生产，不断提高生产水平，人们进行了大量的微生物生理、生化、代谢研究，找到了提高青霉素发酵水平的方法和条件，为保证这些方法和条件在工业上实现，人们又研究开发了大量新的工程、设备、技术和工艺并应用于青霉素生产，进一步促进了青霉素工业的发展。在青霉素工业发展的同时，带动了其他发酵产品的研究开发，并将青霉素生产的经验，设备、技术、工艺扩展到其他发酵产品上，促进了其他发酵产业的发展，逐渐形成了抗生素、氨基酸、有机酸、酶制剂、

5、有机溶剂、维生素、食品，以及近年发展的多糖和核酸等工业系统，形成了完整发酵工业体系。它的生产总值，在我国达到整个国民经济生产总值的4-6%，而在发达国家达到10%。 伴随着青霉素产业的诞生和发展，解决青霉素和现代发酵产业技术、工艺、工程和设备的研究和发展遇到的基础理论和应用基础理论问题，一个新的学科，发酵工程学也随之诞生了，它现在已经成为生物技术中的发酵工程和生物化学工程的主要部分，为生物技术产业的发展做出了巨大贡献。1.3 可行性研究报告编制的依据和原则 1.3.1 可行性研究报告编制的依据 项目建议书(或初步可行性研究报告)及审批文件； 项目所在地区环保部门允许本项目在该预选场址建设的初步

6、意见书； 业主与编制单位签订的工程(咨询)设计合同和委托编制“可行性研究报告”的设计委托书； 有关对外协作条件的意向性协议书等； 水土保持方案大纲审批文件； 需要调查和收集的设计基础资料。 1.1.3.2 可行性研究报告的编制原则 上级或委托单位对建设项目的具体要求； 可行性研究工作的基本原则，包括对主要工艺及主要设备的先进性和可靠性的要求，对节能环保的要求，业主对项目分期实施的要求等。1.4产品价格确定由各种资料调查，我们了解到120万单位（0.99g）的苄星青霉素注射用试剂即单支为7元左右，另外查到苄星青霉素原料为200元/公斤到400元/公斤不等，我们经过协商确定为250元/公斤即统算完

7、全售完为3.75亿元销售额。指标名称单位指标数指标名称单位指标数生产规模t/a1500发酵辅助时间h12生产方法中糖发酵，等电点-离子交换提取菌种培养时间h40年生产天数d/a300菌种辅助培养时间h10接种量%15产品日产量5t发酵罐装料系数%80产品质量700u/mg发酵放罐单位u/ml12000倒罐率%2.0提取总收率%75发酵周期h120发酵液收率%902.市场预测苄星青霉素为一长效青霉素、抗菌谱与青霉素相似。肌注后缓慢游离出青霉素而呈抗菌作用，具有吸收较慢，维持时间长等特点。但由于在血液中浓度较低，故不能替代青霉素用于急性感染。本品适用于对敏感菌所致的轻度或中等度感染如肺炎、扁桃体炎

8、、泌尿道感染及淋病等。还可用于风湿性心脏病及风湿热等病人的长期给药等。随着卞星青霉素的世界用量越来越高的趋势下，并且多为国外进口的，我们有必要在国内建立一个大型的发酵厂，来满足国内需求与市场，在一定机遇下也可以打入国际市场，并且作为一个大型企业，国家方面会给与支持，减少很多不必要的花费。在大环境下也需要一个可以减轻国家压力企业，而这就是我们这个厂的机遇，国内市场的空白，国外市场的大方面垄断，都促使了我们这个企业的诞生。所以建立一个这样的厂是适应经济发展，国家需求的。又因为药物的需求是无法断绝的，所以这个厂还可以转型，多方面发展，有很好的机动性。所以投资的风险也可以进一步减小。综上述我们可以很明

9、确的确定我们生产的产品会有比较大的市场，并且会有比较可观的利润。3.产品方案和生产规模项目方案及生产规模： 本项目为1500吨苄星青霉素工厂的建设项目，设定厂址为四川省绵阳市经济开发区，厂区面积27000m。设计于2015年6月开工，2018年1月建设完成且正式开始生产，用时2.5年。预算资金为3.5亿元。4.工艺技术方案4.1化学名称及结构别名：二苄乙二胺青霉素，二乙胺青霉素 G，比西林，长效青霉素，长效西林，苄星青，苯乍生，Benzethacil，Benzathine Peni- cillin，Benzat分子式：（C16H18N2O4S）2.C16H20N2分子量：909.14性状：该品

10、为白色结晶性粉末。该品在二甲基甲酸胺或甲酸腹中易溶，在乙醇中微溶，在水中极微溶解。化学成分： 该品为（2S，5R，6R）-3，3-二甲基-7-氧代-6-(2-苯乙酰氨基）-4-硫杂-1-氮杂双环320庚烷-2-甲酸的N，N-二苄基乙二胺盐四水合物，或与适量缓冲剂或助悬剂混合制成的无菌粉末。4.2工艺技术指标及基础数据主要技术指标见表卞星青霉素发酵工艺艺术指标（1）种子培养基（g/l）KH2PO4 0.592,黄豆饼粉16.50，葡萄糖4.93，碳酸钙0.15，硝酸钾0.15，玉米油0.236，油酸甘油脂4.02，豆油9.045，硅油0.021.（2）发酵初始培养基（g/l）KH2PO4 1.6

11、3，黄豆饼粉45.30，葡萄糖16.42，碳酸钙0.15，硝酸钾0.15，玉米油0.79，油酸甘油酯3.42，豆油7.53，硅油0.056（3）发酵培养基补料（g/l）油酸甘油脂16.571，豆油19.333，氨水（26%）12.264一.生产工艺流程图4.3物料平衡拟设计发酵罐公称容积V0=200m3年产量：G=1500t年工作日：m=300天发酵周期：t=5.5天（发酵周期=发酵时间+发酵辅助时间=120+12=132h=5.5天）发酵放罐单位：Um=12000u/ml产品质量：Up=700u/ml发酵液收率：m=90%装料系数：0=80%提取总吸收率：p=75%发酵热Qf=20900kj

12、/m3.h(5500kcal/m3.h)物料衡算（1）发酵罐台数的确定：由公式：G=v0 0 106 Um m p (Up 109) n(m/t)N=1000GUpt/V0mpm0Vm=100015007005.53002000.750.90.812000=14.8515（罐）故15罐可以满足生产经计算公称容积为226.45m3，全容积为238.30m3（2）种子罐公称容积和台数种子罐台数=发酵罐周期种子罐周期发酵罐周期N中=（15（20+30）/ 24）/ 5.5 =6（罐）故选择6台二级种子罐可满足生产N小=（6（30+40）/24）/ 6 =3（罐）取二级种子罐辅助时间为30h，取一级种

13、子罐辅助时间为40h（N中为二级种子罐，N小为一级种子罐）种子罐容积=发酵罐计量体积接种比（1+流体损失率）种子装料系数流体损失率取10%二级种子罐体积=20080%15%（1+10%）70% =37.71m3取38m3，计算公称容积为38.83m3，全容积40.86m3一级种子罐体积=3870%15%（1+10%）65% = 6.75m3取6.8，计算公称容积6.82m3，全容积7.18m3首先计算生产1000kg活度为700u/mg的卞星青霉素产品需耗用的原材料及其他物料量（1）放罐成熟发酵液成熟发酵液放罐单位为12000u/ml，生产1000kg产品的发酵液量V0=10001000100

14、000012000700100075%98%=161.97m3式中 75%-抗生素产品总提取率98%-除去倒灌率2%后的发酵成功率（2）放罐成熟发酵液量v0分为三部分组成底料 v1=161.9775%=121.48（m3）种液量 v2=161.9715%=24.30（m3）补料量 v3=161.9710%=16.20（m3）底料的物料用量：发酵培养基配方v1种液的物料用量：培养基配方v2补料中的豆油，油酸甘油脂，氨水各按用量计算，分别流加（3）配制发酵液底料所需黄豆饼粉量m1=45.3v1=5503.04（kg）式中45.3发酵底料含黄豆饼粉量（kg/m3）（4）种子培养液所需黄豆饼粉量m2=

15、16.50v2=400.95（kg）式中16.50二级种液含黄豆饼粉量（kg/m3）（5）生产1000kg卞星青霉素产品需黄豆饼粉总量m=m1+m1=5903.99（kg）同理，可计算生产1000kg卞星青霉素其他物料耗用量（6）耗用葡萄糖总量m3=16.42v1+4.93v2=2114.50（kg）式中 16.42发酵液含葡萄糖量（kg/m3） 4.93种液含葡萄糖量（kg/m3）（7）碳酸钙耗用量m4=0.15v1+0.15v2=0.15（121.48+24.30）=21.87（kg）（8）硝酸钾耗用量m6=0.15v1+0.15v2=0.15（121.48+24.30）=21.87（kg

16、）（9）磷酸二氢钾（KH2PO4.7H2O）耗用量m6=1.63v1+0.592v2=1.63121.48+0.59224.30=212.40（kg）（10）油酸甘油酯耗用量m7=3.42v1+4.02v2+16.57v3=3.42121.48+4.0224.30+16.5716.20=781.58（kg）（11）豆油耗用量m8=7.53v1+9.05v2+19.33v3=7.53121.48+9.0524.30+19.3316.20=1447.81（kg）（12）玉米油耗用量m9=0.79v1+0.236v2=0.79121.48+0.23624.30=101.70（kg）（13）硅油耗用量

17、m10=0.056v1+0.021v2=0.056121.48+0.02124.30=7.31（kg）（14）氨水（26%）耗用量m11=12.26v1=12.26121.48=1489.34（kg）物料名称生产1t卞星青霉素（活度为700u/mg）物料量1500t卞星青霉素生产的物料量成品抗生素/kg10001.5106发酵液量/m3161.97242.96103二级种液量/m324.3036.45103黄豆饼粉量/kg5903.998855.99103葡萄糖量/kg2114.503171.75103碳酸钙量/kg21.8732.81103硝酸钾量/kg21.8732.81103磷酸二氢钾量

18、/kg212.40318.6103油酸甘油脂量/kg781.581172.37103豆油量/kg1447.812171.72103玉米油量/kg101.70152.55103硅油量/kg7.3110.97103氨水量/kg1489.812234.721034.4物料计算进料=基础培养基（消后）+种子液+补料出料=发酵液+逃液与蒸发损失1.发酵罐发酵液=226.4575%=169.84m3损失=发酵液体积3%=169.843%=5.096m3 （损失取3%）种子=发酵液体积接种比=169.8415%=25.48m3消后培养基=出料+损失种子=169.84+5.096-25.48=149.456m

19、32.二级种子罐出料=发酵罐种子=25.48m3损失=出料3%=25.483%=0.764m3 （损失取3%）种子=25.4815%=3.822m3消后培养基=出料+损失种子=25.48+0.7643.822=22.422m33.一级种子罐出料=二级种子罐种子=3.822m3损失=3.8223%=0.115m3 （损失取3%）种子=3.82215%=0.573m3消后培养基=出料+损失种子=3.822+0.7640.573=4.013m34.5能量衡算（1）发酵热效应Q=QFV公发酵罐Q大=5500226.4580%=9.97105 kcal二级种子罐Q中=550038.8370%=1.501

20、05 kcal一级种子罐 Q小= 55006.8265%=2.44104 kcal（2）循环冷却水（水温2025，t=5，0.3MPa）4.6循环水用量（c=空气比热容1.0kJ/kg2）：W大=Q大Ct =9.97105 15=199400Kg/hrW中=Q中Ct=1.5010515=30000kg/hrW小=Q小Ct =2.44104 15=4880 kg/hr以工作状态13个发酵罐，5个二级种子罐，2个一级种子罐，并取安全系数1.2，则循环水用量为：W总=1.2（19940013+300005+48802）10-3 =1.22751.96 =3302 t/hr考虑到一级种子罐实消所需冷却

21、水: 取夹套传热系数K=200kcal/m2.h. ，冷却水进口温度为20 ，冷却水出口温度25 ，取冷却时间2.5hr计算可得所需冷却水的量为W冷=3000kg/hr则冷却水高峰用量Wmax=3302+3=3305t/hr（3）低温冷却水（水温914，t=5 ，0.3MPa夏季使用）低温用水量（c=空气比热容1.0kJ/kg. ）W大=Q大Ct =9.97105 15=199400Kg/hrW中=Q中Ct=1.5010515=30000kg/hrW小=Q小Ct =2.44104 15=4880 kg/hr以工作状态13个发酵罐，5个二级种子罐，2个一级种子罐，并取安全系数1.2，则低温冷却水

22、用量为：W总=1.2（19940013+300005+48802）10-3 =1.22751.96 =3302 t/hr（4）自来水1.洗涤用水：采用浸泡式清洗，用水量取设备公称容积的80%W发酵洗= 226.4580%=181.6m3W二级洗=38.8380%=31.064m3W一级洗=6.8280%=5.465m3也可以用喷淋式淋洗，用水量约为罐体积的10%15%，在此不做计算配料用水培养基多为固体故配料用水消后培养基W发酵配=149.456m3W二级配=25.48m3W一级配=3.882m3自来水用量取安全系数1.2，则自来水总用量：W总=1.2（w发酵洗2+w二级洗+w一级洗+w发酵配

23、2+w二级配+w一级配） =1.2（181.62+31.064+5.465+149.4562+25.48+3.882） =873.60m3蒸汽（121，发酵温度为27，=1.729kg/m3，焓i=653.31kcal/kg，汽化热517.51kcal/kg）（1）发酵罐。二级种子罐空消所用汽：（按5倍罐全容积计算）S=V全s5S大=238.301.7295=2064.104kgS中=40.861.7295=353.235kg（2）一级种子罐实消所用蒸汽（以直接加热后保温计算，料液比热CS均取1kcal/kg2）直接蒸汽加热气耗：S1=（GC（t2t1）iCst2 ）(1+)（取10%）保温阶

24、段气耗：S2=（30%50%）S1 取40%实消气耗S=S1+S2=（GC（t2t1）iCst2 ）(1+) (1+40%)S一级=（3.88265%1000(12127) 653.311211）（1+10%）（1+40%）=686.02kg电搅拌功率：P发酵=200kw，P二级=36kw，P一级=3kw总功率=P发酵+P二级+P一级=20013+365+23=2786kw其他用电包括照明用电，车间生活用电总计600kw配电要求P=1.2（2786+600）=4063.2kw空气通气消耗压缩空气量QE=（WM）V公发酵罐QE=0.09 226.4580%=16.304m3/min二级种子罐QE

25、=0.1538.8370%=4.077 m3/min一级种子罐QE=0.26.8265%=0.887 m3/min压料用压缩空气量经验数据为:15m3/min总计：取安全系数为1.05，假设最大工作量为13个发酵罐，5个二级种子罐，2个一级种子罐，两发酵罐，一二级种子罐，一一级种子罐压料，则高峰空气用量为：Qg=1.05（Qg发酵13+Qg二级5+Qg一级2+Qg发酵压2+Qg二级压1+Qg一级压1）=1.05（16.30413+4.0775+0.8872+154）=294.11m3/min要求配套设计空气系统供给294.11m3/min的压缩空气量4.7车间布置设计车间布置设计是制药工程设计

26、中的一个重要环节。车间布置是否合理，不仅与施工、安装、建设投资密切相关，而且与车间建成后的生产、管理、安全和经济效益密切相关。因此，车间布置设计应按照设计程序，进行细致而周密的考虑。车间布置设计是一项复杂而细致的工作，它是以工艺专业为主导，在大量的非工艺专业如土建、设备、安装、电力照明、采暖通风、自控仪表、环保等的密切配合下，由工艺人员完成的。因此，在进行车间布置设计时，工艺设计人员要善于听取和集中各方面的意见，对各种方案进行认真的分析和比较，找出最佳方案进行设计，以保证车间布置的合理性。4.7.1车间布置设计的依据：生产工艺流程图物料横算数据及物料性质设备资料公用系统耗用量土建资料和劳动安全

27、、防火、卫生等标准及药品生产质量管理规范。车间生产对通风、空调、空气净化的要求车间组成及定员资料厂区总平面布置：有关车间布置方面的规范资料。4.7.2生物工厂车间组成：生产车间：原料工段、生产工段、成品工段、回收工段、控制室等。辅助车间：通风空调室、变配电室、化验室、机修车间、研究所等；生活行政部分：车间办公室、会议室、更衣室、卫生间、清洁室等。4.7.3车间布置设计的原则：本车间与其它车间及生活设施在总平面图上的位置，力求联系方便、短捷。 满足生产工艺及建筑、安装和检修要求。 合理利用车间的建筑面积和土地。 车间内应采取的劳动保护、安全卫生及防腐蚀措施。 人流物流通道应分别独立设置，尽可能避

28、免交叉往返。 对生物制药车间的精制、烘干、包装工序以及制剂车间的设计，应符合药品生产质量管理规范的要求。 要考虑车间发展的可能性，留有发展空间。 厂址所在区域的气象、水文、地质等情况。 4.7.4车间布置概述：由于所设计的生产车间是整个工厂的一个部分，因此有必要说明拟设计的车间在整个厂区的位置和环境，该车间与相邻车间的联系。此次我们设计的青霉素年产1500t工厂的主车间为发酵车间。本车间是总长70m，宽37.5m长方形厂房。车间共有3层，一层4m，二层4m，三层5m。车间靠近配电室及提炼室，集合种子制备、生化检测、和部分办公设施。由工艺流程、设备选型、厂址选择等之前的设计内容制定车间布置设计，

29、所以还是很感谢之前的同学们的辛勤劳动。本主发酵车间工艺过程分为三个工序，种子制备，配料消毒及发酵，故车间由种子制备区、配料区、发酵区、辅助区及更衣区组成。工厂一楼有淋浴室且对外开放可供本部发酵和提炼厂、机修间等员工共同使用。二层为技术层有菌种检测、保存、化验室等。三层为设备操作层并有内部配电室及自控室。车间具体布置方式可见附录中主发酵车间布置设计图。4.9设备的选型与计算4.9.1发酵罐的选型与计算 当前，我国青霉素发酵罐仍是机械搅拌通风发酵罐，由于大型气升式发酵罐在生产周期、耗能、生产的稳定性等考虑，任然选择较为稳妥，技术成熟的机械搅拌式发酵罐。机械搅拌通风发酵罐是生产抗生素、酵母菌、酶制剂

30、等发酵产品中应用最多的、最广泛的液体深层好氧发酵设备，其容积为0.02500m3，主要特点有：A:利用机械搅拌的作用使无菌空气与发酵液充分混合，提高了发酵液的溶氧量，特别适合于发热量大、需要气体含量比较高的发酵反应B:发酵过程容易控制，操作简便，适应广泛。根据前物料衡算得知设计采用200m3的机械搅拌通风发酵罐发酵罐的台数确定由公式：G=v0 0 106 Um m p (Up 109) n(m/t)N=1000GUpt/V0mpm0Vm=100015007005.53002000.750.90.812000=14.8515（罐）故需15个发酵罐。1、主要尺寸计算（1） 按公称容积200m3的发

31、酵罐计算（2） V全=V筒+2V封=230m3，则V全=0.785D22D+/24D32=230m3（3） 得：D=5.009m 取D=5m, H=2D=10m（4） 由发酵罐系数表的，H封=Ha+Hb=1250+50=1300mm（5） 验算全容积V全：（6） V全，=V筒+2V封=0.785D22D+/24D32，带入数据得V全，=229.94m3=230m3（7） 那么V全，=V全2、发酵罐壁厚的计算（1） 确定发酵罐的壁厚S（2） S=PD2-P+C（3） 其中：P设计压力，取最高工作压力的1.05倍，现取P=0.4Mpa（4） D发酵罐内径，5m（5） 不锈钢的许用应力.（6） 焊封

32、系数，由D5m0.8m,双面对接焊局部探身，取=0.9（7） C=C1+C2+C3（8） C壁厚附加量（9） C1钢板负偏量，其范围为0.131.3，取C1=0.5mm（10） C2腐蚀余量，取C2=0（11） C3加工减薄量，对冷加工C3=0（12） C=C1+C2+C3=0.5+0+0=0.5（13） 则S= S=PD2-P+C=0.450002131.290.9-0.4+0.5=8mm3、封头壁厚的计算双端面轴封，C2取1mm，上下各0.5mm腐蚀余量S= S=PD2-P+C=0.450002131.290.9-0.4+1.5=9.5mm根据两个统一选取10mm厚的不锈钢4.9.2种子罐

33、的选型同发酵罐，采用机械搅拌通风发酵罐二级种子罐：种子罐台数=发酵罐周期种子罐周期发酵罐周期N2=（15（20+30）/ 24）/ 5.5 =6（罐）故选择6台二级种子罐可满足生产一级种子罐N1=（6（30+40）/24）/ 6 =3（罐）表格序号 设备名称 台数 规格与型号 材料 备注1 发酵罐 15 公称容积200m3 不朽耐酸钢 专业设备 D=5000mm ICr18Ni9 专业设备2 一级种子罐 3 公称容积6.82m3 A3钢 专业设备3 二级种子罐 6 公称容积38.83m3 A3钢 专业设备4.9.3发酵罐搅拌器的设计选用六弯叶涡轮搅拌器。（1） 主要尺寸：该搅拌器的各布尺寸与罐

34、径D有一定的比例关系：（2） 搅拌器叶径 D/3=5/3=1.67m,取d=1.7m（3） 叶宽 B=0.2d=0.21.7=0.34m（4） 弧长 L=0.375d=0.3751.7=0.64（5） 底距 C=D/3=5/3=1.7m（6） 盘径 di=0.75Di=0.751.7=1.28m（7） 叶弦长 L=0.25d=0.251.7=0.43m（8） 叶距 Y=D=5m（9） 弯叶板厚 =12mm转速：取四档搅拌，搅拌转速N可根据50m3罐，搅拌器直径1.05m,转速=110r/min，以等P0/N为标准放大求得：N2=N1(D1D2)23=110(1.051.7)23=80(r/mi

35、n)搅拌器轴功率：1、 计算Rem=D2N/式中：D搅拌器直径，1.7m N搅拌器转速，80r/m=1.33r/s 醪液密度 =1050kg/m3u醪液粘度，=1.310-3s/m2将数代入上式，得：Rem=1.721.331050/1.310-3=3.1106104,视为湍流，则搅拌功率准数Np=4.7计算不通气时的搅拌轴功率Po:Po=NpN3D5式中:Np在湍流状态时为常数4.7N搅拌器转速 1.33r/sD搅拌器直径 1.7m醪液密度，=1050kg/m3代入上式得：Po=4.71.3331.751050=168.849KW四档功率为P4=4Po=659.396kw计算通风时的轴功率P

36、g:Pg=2.2510-3ND3Po2Q0.08)0.39kw式中：Po不通气时的搅拌轴功率Po2=659.3962=4.35105.N搅拌器转速 1.33r/sD搅拌器直径D3=1.73106=4.913106cmQ通风量ml/min,取0.6.Q0.08=4.35Pg=2.2510-34.35105804.913106/4.35)0.39=452KW求电机功率P电=Pg/(n1n2n3)x1.01采用三角带传动n1=0.92滚动轴承n2=0.99，滑动轴承n3=0.98，端面增加的功率为1%，P电=4521.01/(0.920.980.99)=511.45kw4.9.4筛选设备发酵工厂原料

37、中混入杂质，如沙土、杂草、磁金属等，不除去会降低原料的出品率，过度磨损设备，使设备发生故障，严重影响设备的工作效能，有些杂质会堵塞管道和阀门，所以出去杂质对生产是很重要的。一般工厂采用两种筛选设备： 这里我们选择了摇动筛，磁力筛成本高，且磁力筛主要除原料中能被磁吸附的物质4.9.5粉碎设备锤式粉碎机、齿爪式粉碎机、湿式粉碎机、球磨机等、双辊式粉碎机。在发酵厂中碎和细碎大多采用锤式粉碎机4.9.6 混合设备对培养基的混合，是保证培养基营养成分均匀的一项重要工作，有回转型和固定型混合设备 (4)输送设备生产发酵工厂中，为提高劳动生产率、减轻劳动强度、缩短生产周期，要求生产过程连续进行，组成一定的自

38、动生产线，物料在一组设备上完成工序后，再由连续运输机运输至下一个工序进行加工，主要有：固体物料输送设备和液体输送设备4.9.7培养基灭菌分批灭菌和连续灭菌（实消法和连消法），分批灭菌是指将培养基置于发酵罐中用蒸汽加热达到预定灭菌温度后持续一段时间，再冷却到发酵温度，这种灭菌不需要其他设备。连续灭菌是指配好的培养基在向发酵罐输送的同时加热、保温和冷却三个过程，液体培养基的连续灭菌设备一般在由配料罐、泵、连消塔、维持官和喷淋冷却器组成的连消设备中进行，由于连消设备加热和冷却时间比较长，发酵罐利用率不高，培养基中的营养陈分遭到一定的破换，而连消设备会避免这些发生，但在工业生产中，为了提高和减少成本的

39、浪费，从长远角考虑，一般采用连消法4.9.8空气压缩及除菌设备空气除菌就是除去或杀灭空气中的微生物。常用的除菌方法有介质过滤、辐射、化学药品、加热、静电吸附等。4.9.9设备管道清洗与灭菌设备、管道的清洗与灭菌室制药工业生产和实验研究的基础性工作，也是提高产品质量最关键的技术措施。清洗和灭菌的目的就是要尽可能的去除生产过程中的管道和设备内壁生产的污物，现在最常见的清洗方法是CIP清洗，其清洗机理可以是机械能，即采用一定冲击强度的水流洗刷的方法：也可以采用化学能，使用酸性或碱性清洗剂，使污物疏松、崩裂或溶解，从而脱离附着表面。清洗的对象有发酵罐及容器、空气过滤器及管路阀门序号设备名称设备规格材质

40、单位数量来源1机械搅拌式发酵罐200m3碳钢-15网上购买2机械搅拌式发酵罐38m3碳钢-6网上购买3机械搅拌式发酵罐6.68m3碳钢-3网上购买4磁力振动筛2VBZ520-8网上购买5槽式混合机18706501065mm-5网上购买6空气压缩机6-30m3/min-10网上购买5. 原料、辅助材料及动力供应5.1 主要原、辅材料及动力消耗量本项目所需的主要原辅材料及公用工程动力的品种、规格、年需用量见下表：原辅材料消耗序号物料名称年用量（t）来源输送方式1氨水2234.7招标收购2硅油11.0招标收购货车3玉米油152.6招标收购货车4豆油2171.7招标收购火车5油酸甘油酯1172.4招标

41、收购火车6磷酸二氢钾318.6招标收购火车7硝酸钾32.8招标收购货车8碳酸钙32.8招标收购货车9葡萄糖3171.8招标收购火车10黄豆饼粉8856.0招标收购火车公用工程消耗名称单位使用量来源自来水万吨/年4.7自来水厂循环水吨/小时3302水处理厂电万度/年18城市电网5.2 公用工程本项目位于四川绵阳经开区，由于经开区周旁水源（河流等）不可直接利用，所用水一概选取自来水。6. 建厂条件和厂址方案6.1 建厂条件选址的重要性：工厂的地理位置对于企业的成败有很大的影响。厂址选择的好坏对工厂的建设进度、投资数量、经济效益以及环境保护等方面关系密切，所以它是基本建设的一个重要环节。化工厂大多数

42、化学物质具有易燃，易爆，有毒及腐蚀等特性，对环境和广大人民的生命财产安全有很大的威胁，因此要进行化工厂的选址安全设计，以求在源头上降低对人们的威胁，同时也让企业能更稳定的发展。基本要求：根据化工企业安全卫生设计规定（HG20571-95），厂址的选择就符合以下基本要求：1 、化工企业的厂址选择应全面考虑建设地区的自燃环境和社会环境，认真收集拟建地区的地形测量、工程地质、水文、气象、区域规划等基础资料，进行多方案论证、比较，选定技术可靠、经济合理、交通方便、符合环境和安全卫生要求的建设方案。 2、 选择厂址应充分考虑地震、软地基、湿陷性黄土、膨胀土等地质因素以及飓风、雷暴、沙暴等气象危害，采取可

43、靠技术方案，避开断层、滑波、泥石流、地下溶洞等比较发育的地区。 3、 厂址应不受洪水、潮水和内涝的威胁。凡可能受江、河、湖、海或山洪威胁的化工企业场地高程设计，应符合国家防洪标准的有关规定，并采取有效的防洪、排涝措施。 4、 厂址应避开新旧矿产采掘区、水坝（或大堤）溃决后可能淹设地区、地方病严重流行区、国家及省市级文物保护区，并与航空站、气象站、体育中心、文化中心保持有关标准或规范所规定的安全距离。5、 化工企业之间、化工企业与其它工矿企业、交通线站、港埠之间的距离应符合安全卫生、防火规定。6、 化工企业的厂址应符合当地城乡规划，按工厂生产类型及安全卫生要求与城镇、村庄和工厂居住区保持足够的间

44、距。7 、工厂的居住区、水源地等环境质量要求较高的设施与各种有害或危险场所应按有关标准规范设置防护距离，并应位于附近不洁水体、废渣堆场的上风、上游位置。8 、化工企业厂址必须考虑当地风向因素，一般应位于城镇、工厂居住区全年最小频率风向的上风方向。9、 厂区具体定位应与当地现有和规划的交通线路、车站、港口进行顺捷合理的联结。厂前区尽量临靠公路干道；铁路、索道和码头应在厂后、侧部位，避免不同方式的交通线路平面交叉。10、 集中建设的工厂居住区不宜分散在铁路或公路干道两侧，邻近居住区的线路应保持有关规范所规定的距离。厂址选择的影响因素：一、原料和市场：厂址应靠近各种原料产地和产品市场，这样可以大大的

45、减少原料的运输及储存费用以及缩短产品运输所需时间及销售费用。 二、能源：大多数工厂需要大量的蒸汽，而动力和蒸汽通常需要由燃料提供，因此，在选择厂址时，动力和燃料是个主要因素。三、气候：气候条件也会影响建厂的经济效益。位于寒冷地带的工厂，需要把工艺设备安放在保护性的建筑物中，会增加基建投资；如果气温高，则可能需要特殊的凉水塔或空调设备，增加日常操作费用和基建投资。因此，选择厂址时应把气候条件这一因素考虑在内。 1.考虑高温、高湿、云雾、风砂和雷击地区对生产的不良影响 2.考虑冰冻线对建筑物基础和地下管线敷设的影响四、运输条件：水路、铁路和公路是大多数企业常用的运输途径，应当注意当地的运费高低及现

46、有的铁路线路。应该尽量靠近铁路枢纽以及利用河流、运河、湖泊或海洋进行运输的可能性。公路运输可用做铁路运输和水运的补充。另外，供职工使用的交通设施也是选择厂址需要考虑的内容之一。运输路线应最短，方便，工程量小，经济合理 五、供水：化工厂使用大量的水，用于生产蒸汽、冷却、洗涤，有时还用做原料。因此，厂址必须靠近水源充足和水质良好的水源。靠近大的河流或湖泊最好，如无此条件，也可考虑使用深井，这需要以厂址的水文地质资料作为依据。六、环境：选址时要注意当地的自然环境条件，对工厂投产后给环境可能造成的影响做出预评价，并应得到当地环保部门的认可。选择的厂址，应该便于妥善地处理废物（废气、废水、废渣）。七、劳

47、动力的来源：必须调查厂址附近能够得到的劳动力的种类和数量以及工资水平等。八、用地要求：1、要节约用地，尽量少占耕地。2、 厂区用地面积应满足生产工艺和运输要求，并预留扩建用地 3 、有废料、废渣的工厂，其堆存废料、废渣所需面积应满足工厂服务年限的要求 4、居住用地应根据工厂规模及定员，按国家、省、市所规定的定额，计算所需面积 5、施工用地应根据工厂建设规模、施工人数、临建安排等因素考虑九、协作：应有利于同相邻企业和依托城市（镇）要科技、信息、生产、修理、公用设施、交通运输、综合利用和生活福利等方面和协作十、水文地质：1. 地下水位最好低于地下室和地下构筑物的深度；地下水对建筑基础最好无侵蚀性

48、2. 了解蓄水层水量十一、工程地质：1.应避开发震断层和基本烈度高于九度地震区，泥石流、滑坡、流砂，溶洞等危害地 段，以及较厚的三级自重湿陷性黄土、新近堆积黄土、一级膨胀土等地质恶劣区 2.应避开具有开采价值的矿藏区、采空区，以及古井、古墓、坑穴密集的地区 3.场地地基承载力一般应不低于 0.1Mpa 厂址地理位置：绵阳市经开区6.2 气象条件绵 阳 市 气 候 背 景 概 况气 温年平均气温 全市年平均气温为 14.717.3。平武最低，为 14.7。 平均气温的年际变化 绵阳市年平均气温的年际变化不大，最高年与最低年仅差1.5左右。 极端最高气温 绵阳市极端最高气温为 36.139.5 极

49、端最低气温 全市极端最低气温为 -4.5-7.3 绵 阳 市 气 候 背 景 概 况降 水年均降水量 绵阳市降水量比较充沛，全市年均降水量82581417毫米。其分布特点是：南北少，中部多；东边少而西边多。 年际变化 绵阳属季风气候区域，降水量的年际变化很大，以绵阳站资料为例，其多年平均年降水量为963.2毫米。而降水最少的1969年，年降水只有577.5毫米；但降水最多的1961年，年降水量达1700.1毫米，相差近3倍。经分类统计，年降水量在1000毫米以上年份占40.7；800-1000毫米的年份占29.6；而少于800毫米的年份占29.6。年内变化 全市降水量的年内变化有两种形式：一为

50、双峰型，以盐亭为代表。因8月伏旱明显，7月和9月出现两个降水峰值。季节变化 绵阳市的降水，主要受夏季湿润季风到来迟早和强弱的影响。各地降水量的季节分布以夏季降水量最多，占全年的4961；冬季最少，仅占13，春季与秋季的降水量分别占全年降水量的1319和2129。 暴雨（日雨量为50.099.9毫米）日数及其分布 我市的年均暴雨日数为2.06.7天。以北川最多，其中北川、安县为川西地区暴雨中心之一。平武暴雨日数最少，为两天。暴雨开始期一般出现在410月，平均暴雨开始期在6月下旬至7月初。盐亭偏晚，平均在7月中旬末出现。暴雨多集中在79月，形成洪涝多发时期。大暴雨（日降水100200毫米）和特大暴

51、雨（日降水大于200毫米），出现的机率较少，若出现则易造成灾害。我市大暴雨年均出现日数在0.21.6天。其中北川1.6天，安县1.4天，市中区0.6天，江油0.9天，其余在0.4天以下。日降水量达200毫米以上的特大暴雨较为罕见。 绵 阳 市 气 候 背 景 概 况大 风风速及风向 一般风速较小。仅在冬、春季北方大规模冷空气入侵或夏季的雷雨天气时，才产生大风天气。我市以东北风到北风为盛行风。 大风日数的地理分布 我市年均大风日数在1.09.4天。其地理分布是：东部多、西部少，粹渲和盐亭年平均大风日数达7.89.4天，西部地区为1.04.2天。 绵 阳 市 气 候 背 景 概 况雾 日年平均雾日

52、的分布情况 我市年均雾日在3.361.0天。绵阳城区最高，平武最少。 1地理位置、地貌特征：绵阳市位于四川盆地西北部，涪江中上游地带。地理坐标：东经10345-10543，北纬3042-3303。该区域地跨摩天岭、龙门山及四川盆地三个地理地貌单元。北部属摩天岭南缘，南部为盆地边缘山区，中部为龙门山山脉。整个地势北高南低，自北而南呈阶梯逐渐升高。按山岳可分划为三种地貌类型：类，摩天岭南缘深切割的中高山区；类龙门山深切割的中高山区，类，盆周丘陵区，研究区的地貌特征：地势西北高、东南低，高低悬殊大，呈阶壮下降；地貌类型复杂多样，从形成原因来说多种原因内营力构成复杂的地貌营力的组合形式塑造了复杂多样的

53、地貌特征；地貌格局受控6.3 工程质地、地震烈度、水文地质情况和有关江河水位资料（1）水文地质条件：研究区地处我国地势第一阶梯和第二阶梯的连接部位，受地貌的影响，区域内有近半数地区地处在东南湿润季风的迎风面上，降雨充沛，径流量大，江河纵横，水系发育。区域内所有的河流、溪流都分别汇入嘉陵江支流涪江、白龙江与西河，全属嘉陵江水系。其中涪江流域面积占全幅面积的90%以上，对研究区的环境形成和地质条件起着重大影响。地质构造。（2）构造地质概况：研究区域地跨扬子准地台、松潘甘孜地槽褶皱系、秦岭地槽褶皱系三个一级构造单元。构造位置处于我国古亚洲构造域、滨太平洋构造域和特提斯西马拉雅构造域的结合部位。构造方

54、面，主要由下面三类地质构造单元形成了全区构造格局。（3）地貌概况1.摩天岭东西向褶皱带：主要由一系列褶皱、断层几片理带等组成的强烈挤压带，总体走向为东西或近东西向，在研究区的内主导褶皱构造是木皮复背斜，断裂构造主要有清川大断裂，营坪断裂和虎牙断裂。2.龙门山北东西向构造带；龙门山北东向构造带位于四川盆地西北侧，全长500多公里，宽30公里。介于江油断裂与青溪大断裂之间，中间又被南坝断裂分割为前后两带。前龙门山北东向褶皱带,主要的褶皱是构造是唐王寨向斜和仰天窝向斜。后龙门山构造带北东向褶皱带,由南向北有高庄复向斜、轿子顶复向斜、白羊复向斜。在龙门山北东向大断裂层中，有江油灌县大断层、北川映秀断层

55、、青溪大断裂。33.旋扭构造：主要有绵阳环状构造、镇江关涡轮状构造和天平场旋卷构造。旋卷构造。（4）地震：研究区域位于青藏高原东部边缘地带，是由印度板快与欧亚板快相互碰撞汇集形成的。受到欧亚板块亚板块青藏亚板块、扬子亚板块之中川中断块、华北亚半块的围限作用，致使区域内的区域构造体系十分的独特和复杂；研究区域内地壳厚度变化急剧，在龙门山地以西地壳可达5070公里，而龙门山以东地壳厚度小于40公里，引起地壳不稳定；而且是槽台过度地带，不同方向的断裂构造交错重叠，现代地壳构造运动强烈，活动断裂发育，强震活动频繁。研究区域的地震带分布于南坪、松潘、平武、茂县、北川、文县等地带，总体来说，包括了松潘地震

56、带和龙门山地震带,这两带的地震活动频繁绵阳市位于四川盆地西北部，涪江中上游地带。地理坐标：东经10345-10543，北纬3042-3303。6.4 项目用地本项目用地2.7平方千米，厂址总长180m，总宽150m。7. 总图运输、储运、土建、外管7.1 总平面设计：工厂总平面设计是工厂总体布置的平面设计，其任务是根据工厂建筑群的组成内容及使用功能要求，结合厂址条件及有关技术要求，协调研究建、构筑物及各项设施之间的相互空间和平面关系，正确处理建筑物、交通运输、管路管线、绿化区域等布置问题，充分利用地形，节约场地，使所建工厂形成布局合理、协调一致、生产井然有序，并与四周建筑群相互协调的有机整体。

57、7.1.1总平面设计的内容、原则和要求：总平面布置图是表明厂区范围内自然状况和规划设计的图纸。要说明的皆是总体性的问题。7.2总平面设计的依据：上级部门下达的设计任务书；建设单位提供的有关设计委托资料；有关的设计规范；厂址选择报告；有关的设计基础资料总平面设计的原则和要求（1）. 总平面设计应与城镇或区域的总体发展规划相适应 每个城镇或区域一般都有一个总体发展规划，对该城镇或区域的工业、农业、交通运输、服务业等进行合理布局和安排。城镇或区域的总体发展规划，尤其是工业区规划和交通运输规划,是所建企业的重要外部条件。故在进行总平面设计时,设计人员一定要了解项目所在城镇或区域的总体发展规划,使总平面

58、设计与该城镇或区域的总体规划相适应。（2）. 总平面设计应符合生产工艺流程的要求车间、仓库等建(构)筑物应尽可能按照生产工艺流程的顺序进行布置，以缩短物料的传送路线，并避免原料、半成品和成品的交叉、往返。 总平面设计应将人流和物流通道分开，并尽量缩短物料的传送路线，避免与人流路线的交叉。同时，应合理设计厂内的运输系统，努力创造优良的运输条件和效益。（3）. 总平面设计应充分利用厂址的自然条件总平面设计应充分利用厂址的地形、地势、地质等自然条件,因地制宜，紧凑布置，提高土地的利用率。厂址的地形、地势的变化情况可用地形图中的等高线来描述,(图)。若厂址位置的地形坡度较大，可采用阶梯式布置，这样既能减少平整场地的土石方量，又能缩短车间之间的距离。（4）.总平面设计应充分考虑地区的主导风向总平面设计应充分考虑地区的主导风向对药厂环境质量的影响，合理布置厂区及各建(构)筑物的位置。厂址地区的主导风向是指风吹向厂址最多的方向，可从当地气象部门提供的风玫瑰图查得。（5）总平面设计应符合国家有关规范和规定（6）总平面设计应留有发展余地7.3 竖向布置（1）.竖向设计应与总平面布置同时进行，且与厂区外现有和规划的运输线路、排水系统、周围场地标高等相协调。竖向设计方案应根据生