论文总字数：26070字

摘 要

米格列醇^[1]在治疗Ⅱ型糖尿病的医学领域中取得了突破性的良效，致使近年来国内外争相研究其药理、临床药效和生产方法^[2]。米格列醇自1997年研发上市后，其生产方法也不断地随着时代和科学的进步经历着变革，本设计采用的是如今最为简便，最受关注的生物转化法。

本文首先对年产5吨米格列醇发酵阶段的重要控制点：胺化反应的条件、氧化葡萄糖酸杆菌的放大培养进行了工艺优化与比较，然后总结归纳了年产5吨米格列醇的发酵工艺流程，通过物料和能量的衡算，对该工段所需的主要设备进行了选型及布置，最后对厂址的选择、自然条件以及废物处理进行了概述。在设备选型的基础上，进行厂房布置和设备布置，绘制成设备平面布置图，立面布置图。至此完成年产5吨米格列醇的发酵工艺的流程设计，要求设计具有经济，合理以及可操作性。

关键词：米格列醇 发酵 工艺流程 生物转化 氧化葡萄糖酸杆菌

Process design of annual output of 5 tons of Miglitol production line

Abstract

Miglitol has achieved breakthrough effectiveness on the treatment of typeⅡdiabetes in the field of medicine , resulting in domestic and foreign competition in recent years to study its pharmacology, clinical efficacy and production methods. After the R amp; D listing in 1997, its production methods have continued to evolve with the progress of the times and science. The designwe used is the easiest and most eye-catching method :biotransformation.

In this paper， three important control points for the fermentation phase of 5 tons of miglitol were carried out to optimize and compare: the conditions of amination reaction，the amplification culture of Gluconobacter oxydans . And then an annual output of 5 tons of miglitol fermentation process were introduced，and the material and energy balance calculations，required of this section of the main equipment selection and arrangement ，finally the site selection，natural conditions and waste treatment are outlined. Based on the selection of equipment，conduct on the layout of the plant and equipment and draw into the blueprint of the equipment layout and elevation layout. So far completed an annual output of 5 tons of miglitol fermentation process flow design，the design requirements is economic，reasonable and operable.

Key Words: Miglitol; Fermentation; Technical process; Biotransformation; Gluconobater oxydans

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 设计概述 1

1.1 项目概述 1

1.1.1 项目名称：年产5吨米格列醇发酵工段车间设计 1

1.1.2 本设计的产品概述、生产方法和生产时间 1

1.2米格列醇的技术规格和本设计的主要任务 1

1.2.1质量标准 1

1.2.2 本工段主要任务 2

第二章 米格列醇发酵的工艺流程设计 3

2.1生物转化发酵工艺的比较 3

2.1.1含菌微囊 3

2.2.2细胞固定化 3

2.2.3多次套用静息细胞 3

2.2米格列醇发酵的工艺流程简述 4

2.2.1菌种的放大培养 5

2.2.2静息细胞的制备 5

2.2.3胺化反应 5

2.2.4转化生产 6

2.2.5氢化制备米格列醇 6

第三章 物料衡算 7

3.1 生产能力计算 7

3.2 涉及的反应式与方程式 7

3.2.1米格列醇的反应式 7

3.2.2反应中的方程式 7

3.3 物料衡算 7

第四章 能量衡算 13

4.1发酵过程中蒸汽消耗量的计算 13

4.1.1发酵罐实罐灭菌过程所需蒸汽量D₀ 13

4.1.2二级种子罐灭菌过程所需蒸汽量D₁： 15

4.1.3一级种子罐灭菌过程所需蒸汽量D₂： 17

4.1.4补料罐实罐灭菌过程消耗的蒸汽量D₃ 19

4.1.5转化罐空罐灭菌过程消耗的蒸汽量D₄： 20

4.1.6工艺生产过程消耗的总蒸汽量D_总： 20

4.2 发酵所需冷却水用量计算 20

4.2.1发酵罐冷却过程中所需水量 20

4.2.2 二级种子罐冷却过程中所需水量 21

4.2.3一级种子罐冷却过程中所需水量 22

4.2.4发酵罐恒温（28℃）培养过程中冷却水的用量 23

4.2.5二级种子罐恒温（28℃）培养过程中冷却水的用量 23

4.2.6一级种子罐恒温（28℃）培养过程中冷却水的用量 24

4.2.7转化罐恒温控制（24℃)所需的冷却水量 25

4.2.8工艺流程中所需总的冷却水用量 25

第五章 设备选型 27

5.1 发酵罐的选型 27

5.1.1发酵罐体积和个数的确定 27

5.1.2发酵罐尺寸的设计 27

5.1.3发酵过程换热器的选型 28

5.1.4搅拌系统的设计 29

5.2 种子罐的选型 30

5.2.1 二级种子罐的选型 30

5.2.2 一级种子罐的选型 31

5.3转化罐的选型 32

5.3.1转化罐体积和数量的确定 32

5.3.2 转化罐尺寸的设计 33

5.4空气压缩机的选型 33

5.5存储罐的选型 34

5.5.1转化液存储罐的选型 34

5.5.2菌体存储罐的选型 35

5.6配料罐的选型 36

5.7微过滤系统的选型 36

5.7.1微滤的原理 36

5.7.2微滤膜的选型 36

5.8泵的选型 37

5.8.1循环用水泵的选型 37

5.8.2培养基料液输送泵的选型 37

5.8.3菌液输送泵的选型 37

第六章 车间布置工艺设计 40

6.1 厂址选择 40

6.1.1 厂址选择的依据 40

6.1.2本设计厂址的选择 40

6.2 厂房布置 40

6.2.1厂房的平面设计 40

6.2.2厂房宽度和跨度 41

6.2.3厂房高度 41

6.3 发酵段的设备布置 41

6.3.1发酵罐的布置 41

6.3.2换热器的布置 41

6.3.3贮罐的布置 41

6.3.4空气压缩机的布置 41

展 望 42

参考文献 43

致谢 44

第一章 设计概述

1.1 项目概述

1.1.1 项目名称：年产5吨米格列醇发酵工段车间设计

1.1.2 本设计的产品概述、生产方法和生产时间

建设规模：年产5吨米格列醇。

1.产品概述：

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