diff --git a/光甘草定中试项目技术规格书.md b/光甘草定中试项目技术规格书.md index b8020fb..4e3282e 100644 --- a/光甘草定中试项目技术规格书.md +++ b/光甘草定中试项目技术规格书.md @@ -16,10 +16,15 @@ 1. [总则](#1-总则) 2. [项目概述](#2-项目概述) -3. [设备与配套](#3-设备与配套) -4. [公用工程](#4-公用工程) -5. [中试车间与设施](#5-中试车间与设施) -6. [自控与仪表](#6-自控与仪表) +3. [工艺总流程](#3-工艺总流程) +4. [种子扩培工段](#4-种子扩培工段) +5. [发酵工段](#5-发酵工段) +6. [分离纯化工段](#6-分离纯化工段) +7. [溶剂回收工段](#7-溶剂回收工段) +8. [设备与配套](#8-设备与配套) +9. [公用工程](#9-公用工程) +10. [中试车间与设施](#10-中试车间与设施) +11. [自控与仪表](#11-自控与仪表) --- @@ -27,7 +32,7 @@ ### 1.1 适用范围 -本规格书适用于 GGCD 中试项目(发酵工作体积 1000 L)的种子扩培、发酵、分离纯化、溶剂回收四个工段,用于设备选型与配套、厂房与公用工程条件确定。 +本规格书适用于 GGCD 中试项目(发酵工作体积 1000 L)的种子扩培、发酵、分离纯化、溶剂回收四个工段,用于工艺设计、设备选型与配套、厂房与公用工程条件确定。 ### 1.2 术语与缩略语 @@ -78,21 +83,102 @@ | 项目 | 现状 | | --- | --- | -| 建设形式 | 采用标准 40 尺海运二手集装箱改造为车间模块,整修、除锈、防腐刷漆后露天布置、双层堆叠,可整体迁移;仅需接入公用工程(详见 5.2) | +| 建设形式 | 采用标准 40 尺海运二手集装箱改造为车间模块,整修、除锈、防腐刷漆后露天布置、双层堆叠,可整体迁移;仅需接入公用工程(详见 10.2) | --- -## 3. 设备与配套 +## 3. 工艺总流程 -### 3.1 工程设施设备清单 +### 3.1 工艺流程框图 + +```mermaid +flowchart TD + A[工作种子库
甘油管 -80°C] --> B[摇瓶活化/扩培
恒温摇床 U-20S1/S2] + B --> C[50 L 种子罐
U-02] + C --> D[1000 L 发酵罐
U-01 / 工作 700 L] + D -->|补料| D + D --> E[固液分离
碟式离心 D-02] + E --> F[溶剂萃取
搅拌批次萃取 D-11] + F --> G[减压浓缩
刮板薄膜蒸发 D-21] + G --> H[大孔树脂层析
D-31] + H --> I[精制/结晶/干燥
待配套] + I --> J[成品] + F -.废溶剂.-> K[溶剂回收精馏撬
S-01] + H -.洗脱溶剂.-> K + K -.回收溶剂回用.-> F +``` + +--- + +## 4. 种子扩培工段 + +### 4.1 工艺流程 + +工作种子(甘油管,−80 °C)→ 摇瓶活化 → 摇瓶扩培(恒温摇床 U-20S1/S2)→ 50 L 种子罐(U-02)→ 移种至 1000 L 发酵罐(U-01)。 + +### 4.2 设备与结构要求 + +- 菌种操作在生物安全柜(U-20A)或洁净操作台(U-20B)内进行。 +- 种子罐(U-02)带夹套控温、机械搅拌、通气、在线检测与消泡,具备 SIP/CIP。 +- 移种采用无菌压缩空气/氮气压送,移种管路 SIP 灭菌。 +- 配套培养基配制、灭菌及糖单独灭菌设施。 + +--- + +## 5. 发酵工段 + +### 5.1 工艺流程 + +种子液(U-02)接种至 1000 L 发酵罐(U-01)→ 分批培养 → 补料分批 → 诱导 → 放罐。 + +### 5.2 设备与结构要求 + +- 发酵罐(U-01)带夹套控温、机械搅拌(变频)、通气、补料称重、在线检测与消泡,具备 SIP/CIP。 +- 配套补料罐、酸碱罐、消泡剂罐及流加管路。 +- 通气经 0.22 μm 除菌过滤器,尾气经除菌过滤后排放。 +- 移种、补料、取样、放罐设无菌管路与接口,罐体及管路具备 SIP。 + +--- + +## 6. 分离纯化工段 + +### 6.1 工艺流程 + +发酵液 → 固液分离(D-02)→ 溶剂萃取(D-11)→ 减压浓缩(D-21)→ 大孔树脂层析(D-31)→ 精制/结晶/干燥 → 粉碎包装。 + +### 6.2 设备与结构要求 + +- 固液分离、萃取、浓缩、层析、精制等单元设备及连接管路。 +- 萃取与层析区域按防爆设计,设溶剂加注/收集管路,洗脱液收集后送溶剂回收。 +- 如产物为胞内积累,增设细胞破碎工序。 + +--- + +## 7. 溶剂回收工段 + +### 7.1 工艺流程 + +含醇/酯废溶剂 → 预处理 → 精馏 → 塔顶回收溶剂回用;塔釜残液处置。 + +### 7.2 设备与结构要求 + +- 精馏撬(S-01):300 L 再沸器 + 填料塔 + 回流,蒸汽加热、冷却水冷凝。 +- 全程防爆设计,设温度/压力/液位联锁与超压泄放。 +- 回收溶剂专罐专用、标识清晰;塔釜残液作为危废委外处置。 + +--- + +## 8. 设备与配套 + +### 8.1 工程设施设备清单 设备型号、规格及配套功能间清单另行编制。 -### 3.2 配套设备选型计算 +### 8.2 配套设备选型计算 > 本节为初步选型计算,用于确定配套设备规格与公用工程负荷;工艺参数以工艺确认为准。 -#### 3.2.1 选型设计基准 +#### 8.2.1 选型设计基准 | 参数 | 取值 | 说明 | | --- | --- | --- | @@ -105,7 +191,7 @@ | 设计通气量 | 700 L/min(1.0 vvm) | — | | 接种量 | 10%(70 L) | 来自 U-02 | -#### 3.2.2 发酵配套罐 +#### 8.2.2 发酵配套罐 | 设备 | 选型规格 | 数量 | 材质 | | --- | --- | --- | --- | @@ -115,7 +201,7 @@ | 酸罐 | 30 L | 1 | 316L/PP | | 消泡剂罐 | 30 L | 1 | 316L | -#### 3.2.3 溶剂储罐 +#### 8.2.3 溶剂储罐 | 储罐 | 规格 | 数量 | 材质 | 备注 | | --- | --- | --- | --- | --- | @@ -123,7 +209,7 @@ | 洗脱溶剂储罐 | 2000 L | 2 | 316L | 新鲜/回收,专罐专用 | | 石油醚储罐 | 1000 L | 1 | 316L | 如用 | -#### 3.2.4 精制配套设备 +#### 8.2.4 精制配套设备 | 设备 | 选型规格 | 数量 | 材质 | | --- | --- | --- | --- | @@ -132,7 +218,7 @@ | 真空干燥箱 | 50 L / 8–12 盘,≤50 °C,真空 ≤ −0.09 MPa | 1 | 316L | | 粉碎/筛分/内包 | 粉碎 50–200 g/min;筛分 60–200 目 | 1 套 | 316L | -#### 3.2.5 公用配套设备 +#### 8.2.5 公用配套设备 > CIP/SIP 系统自行配置(机组可自制),压缩空气等由设备自带或自行配置。 @@ -160,7 +246,7 @@ - 发酵尾气:经 0.22 μm 疏水除菌过滤器(按 42 m³/h 选型)后排放 - 溶剂区通风 + 活性炭吸附:风量按 **3000 m³/h** 估算 -#### 3.2.6 配套设备规格汇总 +#### 8.2.6 配套设备规格汇总 | 序号 | 设备名称 | 选型规格 | 数量 | 材质 | 备注 | | --- | --- | --- | --- | --- | --- | @@ -185,9 +271,9 @@ --- -## 4. 公用工程 +## 9. 公用工程 -### 4.1 公用工程介质 +### 9.1 公用工程介质 | 公用工程 | 参数 | 用途 | | --- | --- | --- | @@ -198,7 +284,7 @@ > 公用工程接口位置、管径、压力及流量由自行设计依据设备负荷表确定,最终由设计院审核敲章。 -### 4.2 废水处理与零排放设施 +### 9.2 废水处理与零排放设施 - 项目位于太湖流域,执行**零排放**要求:生产废水(发酵废液、洗罐水、溶剂回收残液等)经处理后回用,不外排。 - 出水控制指标:**COD ≤ 300 mg/L**,TOC 按当地要求控制。 @@ -220,9 +306,9 @@ --- -## 5. 中试车间与设施 +## 10. 中试车间与设施 -### 5.1 区域划分 +### 10.1 区域划分 | 区域 | 主要内容 | | --- | --- | @@ -235,7 +321,7 @@ | 微生物/中控实验室 | 检验、监测(BSL-1) | | 废水处理区 | 收集/调节、生化、深度处理、蒸发结晶(零排放) | -### 5.2 中试车间功能分区与布局 +### 10.2 中试车间功能分区与布局 **车间组成与建筑参数(集装箱式)** @@ -275,7 +361,7 @@ └──────────────────────────────────────────────────────────────┘ ``` -### 5.3 暖通空调与 24 小时恒温控制 +### 10.3 暖通空调与 24 小时恒温控制 - 车间设**空调箱(AHU)**,冷热源利用现有制冷/热水机组提供的 **7 °C 冷冻水 / 45 °C 热水**,实现 24 小时恒温。 - 通风空调系统 24 小时连续运行,关键机组按 N+1 冗余配置,配备备用电源/发电机。 @@ -283,14 +369,14 @@ - 设置在线温湿度监测与超限报警,空调系统故障自动切换备用机组。 - 排风系统对防爆区、生物操作区、产尘区独立设置,经处理后排放。 -### 5.4 远程监控系统 +### 10.4 远程监控系统 - 采用 **PLC + 上位机(SCADA/HMI)+ 工控机 + 服务器** 架构,集成发酵、纯化、溶剂回收及公用工程数据。 - 支持**远程监控**:通过专线/VPN 加密访问,可在办公室、手机 APP 或 Web 端实时查看工艺参数、设备状态与报警。 - 关键参数(温度、pH、DO、压力、液位、电导率等)实时采集,超限自动声光报警并推送短信/APP 通知。 - 配置视频监控(CCTV),覆盖发酵区、纯化区、溶剂回收区及主要出入口。 -### 5.5 CIP / SIP 系统 +### 10.5 CIP / SIP 系统 > CIP/SIP 系统自行配置(机组可自制);以下为技术要求。 @@ -315,16 +401,16 @@ --- -## 6. 自控与仪表 +## 11. 自控与仪表 -### 6.1 控制系统 +### 11.1 控制系统 - 自控系统自行配置,负责控制方案、仪表选型、系统集成及内外部接口,交付技术文件与操作维护说明书。 - 采用 **PLC + 上位机(SCADA/HMI)+ 工控机 + 服务器** 架构,实现温度、pH、DO、补料、消泡的自动控制与数据记录。 - 关键参数具备超限报警、联锁与数据追溯(审计追踪)。 - 分离纯化及溶剂回收工段采用 PLC 控制,精馏系统具备安全联锁。 -### 6.2 在线检测仪表 +### 11.2 在线检测仪表 | 仪表 | 测点 | 精度要求 | | --- | --- | --- | @@ -336,7 +422,7 @@ | 液位计 | 储罐/塔釜 | ± 2% | | 尾气 O₂/CO₂ 分析仪 | 发酵尾气 | — | -### 6.3 数据采集与数字孪生系统 +### 11.3 数据采集与数字孪生系统 - 数据采集系统与数字孪生系统自行开发,基于 PLC、上位机与服务器接口(OPC UA / MQTT / Modbus TCP)实现。 - 数据采集:采集发酵、纯化、溶剂回收及公用工程的温度、pH、DO、压力、流量、液位等实时数据,存入时序数据库。