年产10吨克拉维酸的工厂的初步设计.docx

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1、中文摘要本设计是年产10吨克拉维酸的工厂的初步设计。进行了工艺流程的设 计关键词：克拉维酸 发酵罐 工艺流程Abstract中文摘要英文摘要第一章总论第一节产品概述第二节设计概述第三节厂址概况第四节 车间组成和生产制度第五节技术经济指标第二章生产工艺流程第一节工艺流程图第二节工艺流程简述第三章工艺计算第一节物料平衡衡算第二节蒸汽平衡计算第三节水平衡计算第四节无菌空气消耗量计算第四章 设备计算和选型第一节发酵罐设计第二节种子罐设计第三节空气分过滤器第四节空气净化设备选型第五节提取车间设备计算与选型第六节设备一览表第五章 公用工程与环境保护第一节公用工程第二节三废处理和综合利用参考文献致谢附图第一

2、章总论第一节产品概述一、产品名称和化学结构（-）产品名称中文名：克拉维酸钾（又名棒酸）拼音名：Kelaweisuan Jia英文名：Clavulanate Potassium（-）化学结构克拉维酸钾分子式为C8H8KNO5 ,分子量为237. 25,是（Z）-（2S, 5玲-3-（2-羟亚乙基）-7-氧代-4-氧杂-1-氮杂双环3. 2. 0庚烷-2-陵酸钾。 按无水物计算，含克拉维酸&8119义）5）不得少于75.5%。具体结构如下：二、产品情况（一）性状克拉维酸钾为白色或微黄色结晶性粉末，微臭，极易引湿。在水中极易 溶解，在甲醇中易溶，在乙醇中微溶，在乙醛中不溶。（二）检查1、比旋度取克拉

3、维酸钾，精密称定，加水溶解并稀释成每Iml中含IOmg的溶液， 依法测定（药典附录Vl E）,比旋度为+ 55至+60。2、酸碱度取克拉维酸钾200mg,加水20ml溶解后，依法测定（药典附录VI H）, pH 值应为6.08.03、水分取克拉维酸钾，照水分测定法（药典附录VIll M）测定，含水分不得过 1.5%o 4、重金属取克拉维酸钾0.2g,加水23ml溶解后，加醋酸盐缓冲液（pH3.5）2ml, 依法检查（药典附录VIllH）,含重金属不得过百万分之二十。5、热原取克拉维酸钾，加灭菌注射用水制成每Iml中含IOmg的溶液，依法检 查（药典附录XI D）,剂量按家兔体重每Ikg注射1m

4、l,应符合规定（供注射用）。 6、无菌取克拉维酸钾，加入IoOmlO.9%无菌氯化钠溶液中使溶解，用薄膜过滤 法处理后，依法检查（药典附录XI H）,应符合规定（供注射用）。（三）含量测定应用高效液相色谱法测定（药典附录VD）:填充剂为十八烷基硅烷键合 硅胶,流动相为0. lmol/L甲酸锈溶液-甲醇（9甲）,流速每分钟0.7mL检测 波长为220nmo测定步骤：取克拉维酸钾适量，精密称定，加水溶解并稀释制成每Iml 中约含克拉维酸0.25mg的溶液，取IOUl注入液相色谱仪，记录色谱图； 另取克拉维酸对照品适量，同法测定。按外标法以峰面积计算供试品中克拉 维酸的含量。三、产品功能克拉维酸属氧

5、青霉烷类广谱B-内酰胺酶不可逆的竞争型抑制剂，其与 酶发生牢固的结合使酶失活，不因抑制剂的消除而复活。抗菌谱广，但抗菌 活性低，单独使用无临床价值，常与其他B-内酰胺类抗生素合用，以增强 抗菌作用，能明显地降低头抱菌素最低抑菌浓度，可增效几倍至几十倍。其中最著名的是克拉维酸与阿莫西林、替卡西林组成的复方制剂。克拉 维酸与阿莫西林的复方可大大提高阿莫西林对肠道产酶的G一杆菌、克雷伯 杆菌、普通变形杆菌、脆弱杆菌、布拉杆菌、流感嗜血杆菌的活性。克拉维 酸与替卡西林的复方可明显提高替卡西林对大肠杆菌和克雷伯杆菌的活性。四、生产规模及产品方案（-）生产规模年产量为10吨克拉维酸，全年工作300天，日产

6、量0.3331。（二）产品方案1、产品名称：克拉维酸钾2、产品质量规格：（见下表）表17产品质量标准主要指标企业内控英国药典性 状白色或类白色结晶性粉 未；吸湿白色或类白色结晶粉末，吸湿性，易溶 于水，微溶于乙醇，极微溶于丙酮含量96. 5%100. 5%96. 5%100. 5% （克拉维酸钾）水分（K. E.）0. 5%0. 5%PH5. 57. 5 （1%水溶液）5. 57. 5 （1%水溶液）比旋度+53-+63 （2%水溶液）+53-+63吸收度0.4 （278mm）WO. 40 （278un）3、产品包装：克拉维酸钾包装形式是5kg听装。4、贮藏方式：严封，在-20以下干燥处保存。

7、第二节设计概述一、设计依据根据生命科学与技术学院二零零七年所下达的设计任务书。二、设计原则（-）总图布置原则总图布置应满足生产、安全、发展规划等三个方面的要求。具体地，1、遵照项目规划要求，充分考虑厂址周边环境，做到功能分区明确， 人、物分流，合理用地，尽量增大绿化面积；2、满足工艺生产要求；3、平面布置符合建筑设计防火规范和GMP要求，建筑立面设计简洁、 明快、大方，充分体现医药行业卫生、洁净的特点和现代化制药厂房的特点。（二）工艺流程设计原则1、保证产品质量符合规定的标准；2、具有良好的经济效益；3、满足GMP要求；4、使用尽可能少的能耗；5、尽量减少“三废”的排放；6、具备柔韧性，即在不

8、同的条件下（如进料组成和产品要求改变时）能 够正常操作的能力；7、确保安全生产，以保证人身和设备的安全。（三）设备选型原则选择设备时，要选用运行可靠、高效、节能、操作维修方便、符合GMP 要求的设备。三、设计特点1、发酵罐的冷却蛇管采用罐外半圆管，有利于罐内消毒清理，并能加强 筒体的强度，减少壁厚，节约投资。2、发酵罐中采用轴向和径向组合新型搅拌器，能提高发酵液的溶氧速率， 能改善发酵条件，同时又能节约搅拌功率。3、培养基灭菌采用实罐灭菌，属于分批灭菌法。优点是不需要专门的灭 菌设备，投资少，设备简单，灭菌效果可靠，是中小型发酵常采用的一种培 养基灭菌方法。第三节厂址概况一、厂区位置本设计厂址

9、为南宁市的所辖县，厂区周围有已建成的市政道路设施，能 提供快捷方便的公路、铁路、水路等的运输条件。根据气候的特性，建筑朝 向厂区方向为南及东南方向为宜，本设计中采用正南方向。二、地形地貌南宁地区位于东经107 45108 o5,北纬22 1323 32之间。 地区居于广西四大盆地之一的南宁盆地，平均海拔74-79米，最高处496 米。地面地耐力在140kNm2o三、水文条件南方有丰富的水源，包括地表水、深井水、水库水、江河水及泉水和城 市自来水等。深井水及泉水水质优良，水量大，水温适宜是冷却用水的很好 选择。四、气象（-）温湿度表1-2南宁地区的温湿度表项 目结 果全年平均温度（C）21.7全

10、年平均相对湿度（%）79%最热月平均气温（C）28.4 （7 月）最冷月平均气温（）12.9 （1 月）最湿月相对湿度平均（%）83 （3 月，8月）最干月相对湿度平均（）72 （1 月）（二）降雨量南宁地处北回归线以南，属亚热带季风气候，阳光充足，雨量充沛，气 候温和。年平均降雨量1300毫米，全年无霜期345360天。（）风速、风向表1-3南宁地区风速、风向项 目结 果夏季最多风向及频率SE18, S14全年最多风向及频率E15最大月平均风速（ms）2.3 （4 月）最大月风速（ms）16全年平均风速（ms）1.9五、社会经济条件自1992年6月国务院批准南宁市实行沿海开放城市政策以来，南

11、宁市 不断改善投资环境，设立行政审批办证大厅，提供方便快捷的审批通道。外 商在南宁市投资办企业可以享受少数民族地区、边境地区、沿海开放城市、 西部地区优惠政策和南宁市各个开发区的优惠政策。其中企业所得税为 15%。新办企业享受“免五减三”，即前五年全免所得税，后三年减半征收 所得税。第四节车间组成和生产制度本设计中重点车间是发酵车间和提取车间。发酵车间根据工艺规程可分为以下几个工段：车间办公室（具体负责车 间的考核与各项工作的组织安排）、发酵工段工作班（内设班长和小组长， 班长对整个糖化车间的生产负责，小组长对所率领小组的生产负责）。表1-3发酵车间生产班制和定员工段名称时间（h）班制定员（人

12、）一级种子二级种子发酵工段80三班提取车间根据工艺规程可分为以下几个工段：酸化工段、树脂吸附工段、洗涤解析工段、浓缩工段、真空干燥工段、表1-4提取车间生产班制和定员工段名称时间（h）班制定员（人）酸化工段树脂吸附浓缩干燥真空干燥脱色工段冷冻干燥生产期间实行三班轮流八小时和二班十小时工作制。车间设立严格的工 作制度，实行定期不定期的卫生与工作纪律检查，内部设立工作小组，按季 度进行绩效考核，并按照考核成绩奖进罚退、奖优罚劣。此外，绩效考核成 绩与人事调整、职位升迁直接挂钩。第五节技术经济指标一、总投资预计年产10吨克拉维酸项目的设备总投资大约：2500万元，厂房面积: 4000平方米。二、经济

13、效益按照本设计每制造Ikg产品，制造成本（原材料+能耗）约为2540元 kg,目前，克拉维酸原料药在国内的价格为每公斤9000元，极大部分进口， 利润极高，经济效益显著。第二章生产工艺流程第一节工艺流程示意图生产工艺流程设计是整个工艺设计的基础。原料不是直接变成产品，而 是通过一系列的半成品或中间产品，同时还有废液、废渣等生成。生产工艺 流程设计在工艺设计中最先开始，但随着工艺及其他专业设计的展开，对初 步设计进行必要的修改，往往最后才完成。图2-1是用方框图表示的克拉维酸生产流程图。无盐水解析5C成品克拉维酸钾0. 003树脂体积min图2T克拉维酸生产流程示意图第二节工艺流程简述生产工艺采

14、用购买的成熟的工艺技术，砂土徇子经斜面、摇瓶、一级种 子罐、二级种子罐，到发酵罐培养80h,放罐。发酵液经过酸化后，采用树 脂吸附法和反渗透膜技术进行转盐浓缩，脱色后进行冷冻干燥，即得到克拉 维酸钾成品。一、发酵过程(-)制备母液斜面胞子将冰箱里的砂土泡子在无菌室操作台上接种于已灭菌的高氏1号培养基 上，28培养8-9d,取出放入冰箱备用。(二)制备摇瓶抱子将生长好的母瓶取出，制成菌悬液接种于三角瓶中，置旋转式摇床28 下,220rmin振荡培养96h(H)发酵在无菌室超净工作台上制成泡悬液，以压差法按10%的量接入一级种子 罐内，28C,通气培养42h,移种于二级种子罐，在28下继续通气培养48h, 后期适当补料。培养完成后，移种于发酵大罐内，在28C下继续通气培养 80h后放罐。发酵过程中，按糖氮代谢的实际情况补料，发酵第15-2Oh第一 次补料，第40h左右第二次补料，第60h左右第三次补料至足量，视代谢情 况，后期适当补水。二、提取过程(-)克拉维酸锂盐的制备1、发酵液的预处理将发酵液放于带有冷冻装置的酸化桶内，开搅拌，先测定发酵液PH后, 一边加浓盐酸，酸化至pH5.5-6.5左右。2、树脂的吸附与洗涤发酵液酸化后，温度冷却在10C以下，用已处理好的709