1500t青霉素工厂设计说明
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、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
①项目建议书(或初步可行性研究报告)及审批文件；
②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意见书；
③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；
④有关对外协作条件的意向性协议书等；
⑤水土保持方案大纲审批文件；
⑥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
①上级或委托单位对建设项目的具体要求；
②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/公斤即统算完全售完为3.75亿元销售额。
2.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、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27000m3。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[3．2．0]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 1.63，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：ηm=90%
装料系数：η0=80%
提取总吸收率：ηp=75%
发酵热Qf=20900kj/m3.h(5500kcal/m3.h)
物料衡算
（1）发酵罐台数的确定：
由公式：
G=v0 η0 × 106 Um ηm ηp ／(Up ×109) ×n(m/t)
N=1000GUpt/V0mηpηmη0Vm
=1000×1500×700×5.5／300×200×0.75×0.9×0.8×12000=14.85≈15（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=200×80%×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=38×70%×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=1000×1000×1000000／12000×700×1000×75%×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=161.97×75%=121.48（m3）
种液量 v2=161.97×15%=24.30（m3）
补料量 v3=161.97×10%=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=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）
（9）磷酸二氢钾（KH2PO4.7H2O）耗用量
m6=1.63v1+0.592v2=1.63×121.48+0.592×24.30=212.40（kg）
（10）油酸甘油酯耗用量
m7=3.42v1+4.02v2+16.57v3=3.42×121.48+4.02×24.30+16.57×16.20=781.58（kg）
（11）豆油耗用量
m8=7.53v1+9.05v2+19.33v3=7.53×121.48+9.05×24.30+19.33×16.20=1447.81（kg）
（12）玉米油耗用量
m9=0.79v1+0.236v2=0.79×121.48+0.236×24.30=101.70（kg）
（13）硅油耗用量
m10=0.056v1+0.021v2=0.056×121.48+0.021×24.30=7.31（kg）
（14）氨水（26%）耗用量
m11=12.26v1=12.26×121.48=1489.34（kg）
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=226.45×75%=169.84m3
损失=发酵液体积×3%=169.84×3%=5.096m3 （损失取3%）
种子=发酵液体积×接种比=169.84×15%=25.48m3
消后培养基=出料+损失—种子=169.84+5.096-25.48=149.456m3 2.二级种子罐
出料=发酵罐种子=25.48m3
损失=出料×3%=25.48×3%=0.764m3 （损失取3%）
种子=25.48×15%=3.822m3
消后培养基=出料+损失—种子=25.48+0.764—3.822=22.422m3 3.一级种子罐
出料=二级种子罐种子=3.822m3
损失=3.822×3%=0.115m3 （损失取3%）
种子=3.822×15%=0.573m3
消后培养基=出料+损失—种子=3.822+0.764—0.573=4.013m3 4.5能量衡算
（1）发酵热效应
Q=QF×V公
发酵罐Q大=5500×226.45×80%=9.97×105 kcal
二级种子罐Q中=5500×38.83×70%=1.50×105 kcal
一级种子罐 Q小= 5500×6.82×65%=2.44×104 kcal
（2）循环冷却水（水温20～25℃，△t=5℃，0.3MPa）
4.6循环水用量（c=空气比热容1.0kJ/kg2℃）：
W大=Q大／C×△t =9.97×105 ／1×5=199400Kg/hr
W中=Q中／C×△t=1.50×105／1×5=30000kg/hr
W小=Q小／C×△t =2.44×104 ／1×5=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×（199400×13+30000×5+4880×2）×10-3
=1.2×2751.96
=3302 t/hr
考虑到一级种子罐实消所需冷却水: 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9~14℃，△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／C×△t =9.97×105 ／1×5=199400Kg/hr
W中=Q中／C×△t=1.50×105／1×5=30000kg/hr
W小=Q小／C×△t =2.44×104 ／1×5=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，则低温冷却水用量为：
W总=1.2×（199400×13+30000×5+4880×2）×10-3
=1.2×2751.96
=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= 226.45×80%=181.6m3
W二级洗=38.83×80%=31.064m3
W一级洗=6.82×80%=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=149.456m3
W二级配=25.48m3
W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×2+w二级配+w一级配）
=1.2×（181.6×2+31.064+5.465+149.456×2+25.48+3.882）
=873.60m3
蒸汽
（121℃，发酵温度为27℃，ρ=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×ρs×5
S大=238.30×1.729×5=2064.104kg
S中=40.86×1.729×5=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=（G×C（t2—t1）／i—Cs×t2 ）×(1+η)（η取10%）
保温阶段气耗：S2=（30%~50%）×S1 取40%
∴实消气耗S=S1+S2=（G×C（t2—t1）／i—Cs×t2 ）×(1+η) ×(1+40%)
S一级=（3.882×65%×1000×(121—27) ／653.31—121×1）×（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=200×13+36×5+2×3=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 ×226.45×80%=16.304m3/min
二级种子罐QE=0.15×38.83×70%=4.077 m3/min
一级种子罐QE=0.2×6.82×65%=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×（16.304×13+4.077×5+0.887×2+15×4）=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、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，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0.02~500m3，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=v 0 η0 × 106 U m ηm ηp ／(U p ×109) ×n(m/t) N=1000GU p t/V 0m ηp ηm η0V m
=1000×1500×700×5.5／300×200×0.75×0.9×0.8×12000=14.85≈15（罐） 故需15个发酵罐。 1、主要尺寸计算
（1） 按公称容积200m 3的发酵罐计算
（2） V 全=V 筒+2V 封=230m 3，则V 全=0.785D 2×2D+π/24×D 3×2=230m 3 （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=0.785D 2×2D+π/24×D 3×2，带入数据得
V 全
，=229.94m 3=230m 3
（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=
PD 2σφ?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） σ ……不锈钢的许用应力.
（6） Φ……焊封系数，由D5m>0.8m,双面对接焊局部探身，取φ=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0.13~1.3，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=
PD 2σφ?P
+C=
0.4×5000
2×131.29×0.9?0.4
+0.5=8mm
3、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=PD
2σφ?P +C=0.4×5000
2×131.29×0.9?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 N 2=（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
N 1=（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200m 3 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6.82m 3 A3钢 专业设备
3 二级种子罐 6 公称容积38.83m 3 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=0.2×1.7=0.34m （4） 弧长 L=0.375d=0.375×1.7=0.64 （5） 底距 C=D/3=5/3=1.7m
（6） 盘径 di=0.75Di=0.75×1.7=1.28m （7） 叶弦长 L=0.25d=0.25×1.7=0.43m （8） 叶距 Y=D=5m （9） 弯叶板厚 δ=12mm
转速：取四档搅拌，搅拌转速N 可根据50m 3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(D1
D2)23
=110×(1.05
1.7)23
=80(r/min) 搅拌器轴功率： 1、 计算Rem=D 2N ρ/μ 式中：D ……搅拌器直径，1.7m
N ……搅拌器转速，80r/m=1.33r/s Ρ……醪液密度 ρ=1050kg/m 3 u……醪液粘度，μ=1.3×10?3?s /m 2
将数代入上式，得：Rem=1.72×1.33×1050/1.3×10?3=3.1×106>104,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=Np N 3D 5ρ
式中:Np ……在湍流状态时为常数4.7
N ……搅拌器转速 1.33r/s D ……搅拌器直径 1.7m
ρ……醪液密度，ρ=1050kg /m 3
代入上式得：Po=4.7×1.333×1.75×1050=168.849KW 四档功率为P4=4Po=659.396kw 计算通风时的轴功率Pg: Pg=2.25×10
?3
×
ND 3Po 2
Q 0.08
)0.39kw
式中：Po ……不通气时的搅拌轴功率Po 2=659.3962
=4.35×105
.N ……搅拌器转速 1.33r /s
D ……搅拌器直径D 3=1.73×106=4.913×106cm Q ……通风量ml/min,取0.6 .Q 0.08=4.35
Pg=2.25×10?3×4.35×105×80×4.913×106/4.35)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=452×1.01/(0.92×0.98×0.99)=511.45kw 4.9.4筛选设备
发酵工厂原料中混入杂质，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
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
公用工程消耗
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