年产5000吨7aca抗生素母核工厂设计(附件)
本设计进行的是年产5000吨7-ACA抗生素母核工厂设计。具体采用发酵法发酵生产头孢菌素C，再通过一步酶法，利用头孢菌素C乙酰化酶催化头孢菌素C脱去侧链分子制备7-氨基头孢烷酸（7-ACA）。在设计的过程中，主要进行工艺论证、设备选型、厂址选择以及生产过程中的物料衡算和热量衡算等。考虑到交通水利及原料来源等因素，厂址选择在海门，占地面积为8000 m2。最后进行经济评估，项目的可行性行分析和成本利润的分析。设计中对7-ACA的生产工艺进行了详细的论证，原材料的选择、发酵类型、头孢菌素C浓缩液的提取，以及关键酶系的分离纯化是整个生产流程的关键步骤。之后根据物料衡算和热量衡算进行了设备尺寸的计算，确定发酵罐的类型和数量，选择合适的设备，除了设备的选型，还对工厂的用水量和耗电量进行了计算。考虑到安全卫生生产要求，设计中还对废气，废渣，废液进行了处理，分别设计了相应的处理流程以免对环境产生污染。完成设计说明书后，进行了CAD的绘制，分别有四幅图，包括了生产工艺流程图（1张）、车间平面布置图（1张）、车间主要部位剖面图（1张）、管路布置图（1张）。关键词 头孢菌素C，7-ACA，发酵工艺，设备选型
目 录
1 引言 1
1.1 抗生素的概念 1
1.2 抗生素的作用机制 1
1.3 头孢菌素的发现及应用 2
1.4 7氨基头孢烷酸（7ACA）概述 2
1.5 7ACA的结构特点 2
1.6 7ACA的生产及其现状 3
1.7 设计的内容 3
1.8设计的目的和意义 3
2 厂址选择和总平面设计 4
2.1 厂址选择原则 4
2.2总平面设计说明 4
3 工艺设计及工艺设计论证 5
3.1工艺设计 5
3.2工艺论证 6
4 物料衡算 8
4.1 发酵车间物料衡算 8
4.2 5000 t/a 7ACA发酵车间物料衡算 10
5 热量衡算 10
6 设备选型及相关尺寸计算 11
6.1 选型原则 11
6.2发酵罐的选型 11
6.3 生产所需的主要 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
设备 14
7 水、电用量及管路设计 15
7.1 厂区用水量计算 15
7.2 厂区用电量计算 15
7.3 水管管路设计 16
7.4 通风管管路设计 16
8 厂务安排 16
8.1 组织机构 17
8.2 岗位安排 17
9 工厂卫生 17
9.1 厂房卫生管理 18
9.2 工厂设备定期灭菌 18
10 三废处理 18
10.1 废气处理 18
10.2 废水处理 18
10.3 废渣处理 18
11 经济衡算 19
11.1固定投资 19
11.2 利润衡算 20
结 论 21
致 谢 22
参 考 文 献 23
1 引言
1.1 抗生素的概念
由某些微生物产生的化学物质，能抑制微生物和其他细胞增殖的物质是抗生素的现代化定义[1]。人们在很早之前发现了一种抗生现象，这种抗生现象的实质就是微生物的生长繁殖被一些微生物抑制了。时代在变迁，科学也在不断进步，人们在不断探索中发现了抗生现象的本质，人们从微生物中找到了引起抗生作用的物质，这类物质后来被叫做抗生素，后来从青霉菌中生产的青霉素以及从灰色链丝菌生产的链霉素都是具有较好抗菌作用的抗生素。之后人们就把一些微生物在生命活动中产生的，又对其他的一些病原微生物有抑制或杀灭作用机制的化学物质称为抗生素。又过一段时间抗生素被叫做抗菌素，是因为早期研究的抗生素的杀菌机制主要针对的是细菌。不过在全球不断探索研究过程中，抗病毒、抗肿瘤、抗支原体的抗生素也纷纷发现并用于临床，还是称其为抗生素更为恰当。后期研究出了抗肿瘤（antineoplastic)抗生素，人们发现此类抗生素还具有抑制癌细胞的增殖或代谢的作用，这也不同于之前我们所了解的抗生素的抑制或杀灭某些病原微生物的作用。
1.2 抗生素的作用机制
1.2.1抑制细菌细胞壁的合成
抑制细胞壁的合成会导致细菌破裂死亡，青霉素类和头孢菌素类抗生素就是这种作用方式的抗菌药物[2]，而没有细胞壁的哺乳动物细胞就不会受这些药物的影响[3]。合成细菌细胞壁的最主要成分就是肽聚糖，核糖体是合成肽链的细胞器，更是细菌的唯一细胞器。
1.2.2 与细胞膜相互干扰
细胞膜的渗透性是影响细胞活性的一个重要参数，而某些抗生素与细胞膜相互作用后就会改变细胞膜的渗透性，使得细胞活性发生改变。多粘菌素和短杆菌素这两种抗生素就是这样的一种作用机制。
1.2.3 干扰蛋白质的合成
细胞的生命活动中酶是必不可少的[4]，而大多数的酶的本质就是蛋白质，所以干扰了蛋白质的合成就会导致酶不能正常合成，进而影响了细胞的正常生命活动。福霉素（放线菌素）类、氨基糖苷类、四环素类和氯霉素是几种干扰蛋白质合成的抗生素。
1.3 头孢菌素的发现及应用
头孢菌素类抗生素是一类抗菌药物，对感染病等具有较好的抗感染疗效，导致全球对抗生素的需求也越来越大，也刺激了抗生素行业的快速发展[5]。上世纪中，Brotzn[6]于1945年发现了第一株头孢子菌，也发现了其具有特殊抗菌活性的培养液，能产生抗生素。而头孢菌素C是Newton和Abraham在1955年分离得到的，正式确认它的化学结构是在1961年[7]。7氨基头孢烷酸（7ACA）是头孢菌素类抗生素的重要中间体，在结构修饰方面具有较大的潜力[8]。前人参考青霉素结构修饰的方法合成并筛选了大批化合物，头孢噻吩（Cephalothin）是第一个临床使用的头孢菌素类抗生素在1962年研制出来的。Morin在1963年成功报道了由青霉素转化为头孢菌素，这样使得头孢菌素可以由青霉素制取而来[9]。头孢菌素C的全合成也在1966年由Woodword等完成，而当7ACA这一头孢菌素类抗生素的重要中间体成功由头孢菌素C裂解而来时，人们开始将目光转向了半合成头孢菌素[10]。头孢菌素类抗生素的抗菌活性与结构相关，头孢菌素具有β内酰胺结构且有广谱性、疗效好、毒性低等特点，它的作用机制就是阻止细菌细胞壁的合成且破坏细胞壁从而使得细菌死亡[11]。
1.4 7氨基头孢烷酸（7ACA）概述
目 录
1 引言 1
1.1 抗生素的概念 1
1.2 抗生素的作用机制 1
1.3 头孢菌素的发现及应用 2
1.4 7氨基头孢烷酸（7ACA）概述 2
1.5 7ACA的结构特点 2
1.6 7ACA的生产及其现状 3
1.7 设计的内容 3
1.8设计的目的和意义 3
2 厂址选择和总平面设计 4
2.1 厂址选择原则 4
2.2总平面设计说明 4
3 工艺设计及工艺设计论证 5
3.1工艺设计 5
3.2工艺论证 6
4 物料衡算 8
4.1 发酵车间物料衡算 8
4.2 5000 t/a 7ACA发酵车间物料衡算 10
5 热量衡算 10
6 设备选型及相关尺寸计算 11
6.1 选型原则 11
6.2发酵罐的选型 11
6.3 生产所需的主要 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
设备 14
7 水、电用量及管路设计 15
7.1 厂区用水量计算 15
7.2 厂区用电量计算 15
7.3 水管管路设计 16
7.4 通风管管路设计 16
8 厂务安排 16
8.1 组织机构 17
8.2 岗位安排 17
9 工厂卫生 17
9.1 厂房卫生管理 18
9.2 工厂设备定期灭菌 18
10 三废处理 18
10.1 废气处理 18
10.2 废水处理 18
10.3 废渣处理 18
11 经济衡算 19
11.1固定投资 19
11.2 利润衡算 20
结 论 21
致 谢 22
参 考 文 献 23
1 引言
1.1 抗生素的概念
由某些微生物产生的化学物质，能抑制微生物和其他细胞增殖的物质是抗生素的现代化定义[1]。人们在很早之前发现了一种抗生现象，这种抗生现象的实质就是微生物的生长繁殖被一些微生物抑制了。时代在变迁，科学也在不断进步，人们在不断探索中发现了抗生现象的本质，人们从微生物中找到了引起抗生作用的物质，这类物质后来被叫做抗生素，后来从青霉菌中生产的青霉素以及从灰色链丝菌生产的链霉素都是具有较好抗菌作用的抗生素。之后人们就把一些微生物在生命活动中产生的，又对其他的一些病原微生物有抑制或杀灭作用机制的化学物质称为抗生素。又过一段时间抗生素被叫做抗菌素，是因为早期研究的抗生素的杀菌机制主要针对的是细菌。不过在全球不断探索研究过程中，抗病毒、抗肿瘤、抗支原体的抗生素也纷纷发现并用于临床，还是称其为抗生素更为恰当。后期研究出了抗肿瘤（antineoplastic)抗生素，人们发现此类抗生素还具有抑制癌细胞的增殖或代谢的作用，这也不同于之前我们所了解的抗生素的抑制或杀灭某些病原微生物的作用。
1.2 抗生素的作用机制
1.2.1抑制细菌细胞壁的合成
抑制细胞壁的合成会导致细菌破裂死亡，青霉素类和头孢菌素类抗生素就是这种作用方式的抗菌药物[2]，而没有细胞壁的哺乳动物细胞就不会受这些药物的影响[3]。合成细菌细胞壁的最主要成分就是肽聚糖，核糖体是合成肽链的细胞器，更是细菌的唯一细胞器。
1.2.2 与细胞膜相互干扰
细胞膜的渗透性是影响细胞活性的一个重要参数，而某些抗生素与细胞膜相互作用后就会改变细胞膜的渗透性，使得细胞活性发生改变。多粘菌素和短杆菌素这两种抗生素就是这样的一种作用机制。
1.2.3 干扰蛋白质的合成
细胞的生命活动中酶是必不可少的[4]，而大多数的酶的本质就是蛋白质，所以干扰了蛋白质的合成就会导致酶不能正常合成，进而影响了细胞的正常生命活动。福霉素（放线菌素）类、氨基糖苷类、四环素类和氯霉素是几种干扰蛋白质合成的抗生素。
1.3 头孢菌素的发现及应用
头孢菌素类抗生素是一类抗菌药物，对感染病等具有较好的抗感染疗效，导致全球对抗生素的需求也越来越大，也刺激了抗生素行业的快速发展[5]。上世纪中，Brotzn[6]于1945年发现了第一株头孢子菌，也发现了其具有特殊抗菌活性的培养液，能产生抗生素。而头孢菌素C是Newton和Abraham在1955年分离得到的，正式确认它的化学结构是在1961年[7]。7氨基头孢烷酸（7ACA）是头孢菌素类抗生素的重要中间体，在结构修饰方面具有较大的潜力[8]。前人参考青霉素结构修饰的方法合成并筛选了大批化合物，头孢噻吩（Cephalothin）是第一个临床使用的头孢菌素类抗生素在1962年研制出来的。Morin在1963年成功报道了由青霉素转化为头孢菌素，这样使得头孢菌素可以由青霉素制取而来[9]。头孢菌素C的全合成也在1966年由Woodword等完成，而当7ACA这一头孢菌素类抗生素的重要中间体成功由头孢菌素C裂解而来时，人们开始将目光转向了半合成头孢菌素[10]。头孢菌素类抗生素的抗菌活性与结构相关，头孢菌素具有β内酰胺结构且有广谱性、疗效好、毒性低等特点，它的作用机制就是阻止细菌细胞壁的合成且破坏细胞壁从而使得细菌死亡[11]。
1.4 7氨基头孢烷酸（7ACA）概述
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