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 91b0a9f..61aa483 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 @@ -494,6 +494,118 @@ flowchart TD > 2. 所有接触物料的设备表面材质应满足 GMP 要求,不锈钢采用 316L,内表面 Ra ≤ 0.6 μm(关键工序)。 > 3. 新增设备清单为满足工艺完整性的建议,最终以工艺确认及设备配套方案为准。 +### 10.3 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。计算基准中的效价、收率、单耗等为工程假定值,须经小试/中试确认后修正;正式物料平衡与能量平衡另行编制(CL-18)。 + +#### 10.3.1 选型设计基准 + +| 参数 | 符号 | 取值 | 说明 | +| --- | --- | --- | --- | +| 发酵罐公称容积 | — | 1000 L | 甲方 U-01 | +| 发酵工作体积 | V | 700 L | 装料系数 0.7 | +| 初始装液体积 | V₀ | 450 L | 预留补料空间 | +| 补料后终体积 | V_f | 700 L | — | +| 发酵周期 | t | 168 h | 设计上限 | +| 通气强度 | — | 0.5–1.0 vvm | 按工作体积 | +| 设计通气量 | Q_g | 700 L/min(1.0 vvm) | = V × 1.0 | +| 接种量 | — | 10%(70 L) | 来自 U-02 | +| 最终细胞干重(假定) | DCW | 40 g/L | 待确认 | +| 发酵效价(假定) | P | 2.0 g/L | 仅用于选型,待确认 | +| 产物量(假定) | M_p | 1.4 kg | = V × P | +| 葡萄糖总量(估算) | M_glc | 100 kg | 见 10.3.2 | + +#### 10.3.2 发酵配套罐(补料/酸碱/消泡) + +**(1)葡萄糖补料量估算** + +- 生物量:DCW × V = 40 g/L × 700 L = **28 kg** +- 生物量转化率 Y_x/s ≈ 0.4 g/g → 葡萄糖 = 28 / 0.4 = **70 kg** +- 维持代谢与副产物系数取 1.3 → 70 × 1.3 = **91 kg**,设计取整 **100 kg/批** + +**(2)补料罐** + +- 补料液浓度 500 g/L → 体积 = 100 kg / 0.5 kg/L = **200 L** +- 装料系数 0.8 → 公称容积 = 200 / 0.8 = **250 L** → 选 **300 L** +- 诱导剂(半乳糖)按 10 kg、500 g/L → 20 L,选 **50 L 罐** + +**(3)酸碱罐** + +- 25% 氨水:酵母含氮约 8% → 需 N = 28 × 8% = 2.24 kg → NH₃ = 2.24 × 17/14 = 2.72 kg → 25% 溶液 ≈ 10.9 L;计 pH 调节与安全系数 3× ≈ 33 L → 选 **50 L** +- 磷酸(85%):pH 回调用量较小 → 选 **30 L** + +**(4)消泡剂罐** + +- 消泡剂 0.1% × 700 L = 0.7 L,按分次流加与安全系数 → 选 **30 L** + +#### 10.3.3 溶剂储罐 + +| 溶剂 | 用量估算 | 储罐配置 | +| --- | --- | --- | +| 乙酸乙酯 | 萃取有机相:水相 ≈ 1:1,水相约 650 L,萃取 3 次 ≈ 1950 L/批 | 2×2000 L(新鲜/回收) | +| 乙醇 | 树脂洗脱 5 BV×150 L = 750 L + 硅胶洗脱 5 BV×100 L = 500 L ≈ 1250 L/批 | 2×2000 L(新鲜/回收) | +| 石油醚(如用) | 硅胶洗脱按 500 L/批 | 1×1000 L | + +> 回收率按 90% 计,不足部分由新鲜溶剂补充;储罐按整批溶剂量并预留 20% 余量选型。 + +#### 10.3.4 精制配套设备 + +| 设备 | 计算依据 | 选型规格 | +| --- | --- | --- | +| 硅胶柱/制备色谱 | 树脂后粗品约 1.0 kg,上样比 1:30–1:50 → 硅胶 30–50 kg;堆密度 0.5 g/mL → 床层 60–100 L | Φ300×1200 mm(≈85 L),316L | +| 结晶罐 | 浓缩液 20–50 L,装料系数 0.6 | 100 L,带夹套/搅拌,316L | +| 真空干燥箱 | 湿品 1–2 kg | 50 L / 8–12 盘,≤50 °C,真空 ≤ −0.09 MPa | +| 粉碎/筛分 | 0.1–2 kg/批 | 粉碎 50–200 g/min;筛分 60–200 目;D 级内包 | + +#### 10.3.5 公用配套设备 + +**(1)CIP 站** + +- 按最大罐(1000 L)喷淋密度估算,清洗流量取 **12 m³/h**、压力 0.3 MPa +- 清洗液罐:约 0.5×最大罐 = **500 L**,带加热(80 °C) +- 配置:CIP 泵(12 m³/h,0.3 MPa)、碱/酸罐、热水、在线电导率/pH/温度 + +**(2)SIP 纯蒸汽** + +- 以 1000 L 发酵罐装 700 L 培养基由 30 °C 升至 121 °C 计: + Q = m·c_p·ΔT = 700 × 4.0 × (121 − 30) = **254,800 kJ** +- 计 20% 热损失 → 305,760 kJ;蒸汽潜热 ≈ 2100 kJ/kg → 305,760 / 2100 ≈ **146 kg** +- 计入保温、管路与备用 → **纯蒸汽发生器 200 kg/h**,0.3–0.6 MPa + +**(3)压缩空气系统** + +- 工艺通气 Q_g = 42 m³/h(=700 L/min) +- 计入仪表气与余量 1.5× → **63 m³/h** +- 选型:无油螺杆空压机 2 台(1 用 1 备),单台 40 m³/h @ 0.8 MPa;配冷干机、1 m³ 储气罐、0.22 μm 除菌过滤器(按 42 m³/h 选) + +**(4)尾气处理/VOC** + +- 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(按房间换气与溶剂挥发量核算) + +#### 10.3.6 配套设备规格汇总 + +| 序号 | 设备名称 | 计算/选型规格 | 数量 | 材质 | 备注 | +| --- | --- | --- | --- | --- | --- | +| 1 | 葡萄糖补料罐 | 300 L,带搅拌/夹套 | 1 | 316L | 补料 | +| 2 | 诱导剂罐 | 50 L | 1 | 316L | 半乳糖 | +| 3 | 碱罐(25% 氨水) | 50 L | 1 | 316L/PP | pH | +| 4 | 酸罐(磷酸) | 30 L | 1 | 316L/PP | pH | +| 5 | 消泡剂罐 | 30 L | 1 | 316L | 消泡 | +| 6 | 乙酸乙酯储罐 | 2000 L | 2 | 316L | 新鲜/回收 | +| 7 | 乙醇储罐 | 2000 L | 2 | 316L | 新鲜/回收 | +| 8 | 硅胶柱/制备色谱 | Φ300×1200 mm(≈85 L) | 1 | 316L | 精制 | +| 9 | 结晶罐 | 100 L,夹套/搅拌 | 1 | 316L | 结晶 | +| 10 | 真空干燥箱 | 50 L / 8–12 盘 | 1 | 316L | 干燥 | +| 11 | 粉碎/筛分/内包 | 50–200 g/min;60–200 目 | 1 套 | 316L | D 级 | +| 12 | CIP 站 | 12 m³/h,0.3 MPa,500 L 液罐 | 1 套 | 316L | 在线清洗 | +| 13 | 纯蒸汽发生器 | 200 kg/h,0.3–0.6 MPa | 1 | 316L | SIP | +| 14 | 无油空压机 | 40 m³/h @ 0.8 MPa | 2(1 用 1 备) | — | 供气 | +| 15 | 除菌过滤器 | 0.22 μm,42 m³/h | 若干 | — | 工艺气 | +| 16 | 尾气/VOC 处理 | 活性炭吸附,3000 m³/h | 1 套 | — | 环保 | + +> 上表规格随工艺参数(效价、收率、溶剂单耗、通气强度等)变化,须在工艺确认后复核;泵、换热器、仪表等按详细设计阶段选型。 + --- ## 11. 公用工程