醫(yī)藥工程設(shè)計雜志 Pharmaceutical& Engineering Design2003,24(2)翕醫(yī)藥工藝設(shè)計心不和乙二醇溶液制冷制熱系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用中國石化集團(tuán)上海工程有限公司王志敏摘要本文簡要介紹了該乙二醇溶液制冷制熱系統(tǒng)的特點(diǎn)及在實際生產(chǎn)中的設(shè)計原理與使用情況強(qiáng)調(diào)了該系統(tǒng)在設(shè)計、安裝與使用中的注意事項包括根據(jù)實際情況對該系統(tǒng)流程進(jìn)行恰當(dāng)調(diào)整,以適應(yīng)不同場合的合理應(yīng)用關(guān)鍵詞乙二醇溶液制冷制熱設(shè)計應(yīng)用問題的提出題筆者將對乙二醇溶液制冷制熱系統(tǒng)的開發(fā)、設(shè)計眾所周知,在制藥行業(yè)原料藥車間中,某些單元與應(yīng)用作一簡要論述操作常需要冷媒和熱媒對物料進(jìn)行冷卻和加熱,例2乙二醇溶液制冷制熱系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用如反應(yīng)、溶解和結(jié)晶等,在常規(guī)設(shè)計中,通常都會選2.1系統(tǒng)特點(diǎn)擇冷凍鹽水系統(tǒng)和熱水(或蒸汽)系統(tǒng)作為冷媒和(1)由于用乙二醇溶液取代冷凍鹽水,而乙二熱媒。其中系統(tǒng)中的冷凍鹽水,在冷熱交替使用過醇溶液不象冷凍鹽水那樣對鋼設(shè)備有腐蝕,因而不程中,對搪玻璃等鋼設(shè)備夾套的年腐蝕達(dá)2mm左但保證了設(shè)備強(qiáng)度,也延長了設(shè)備的使用壽命。右,幾年之內(nèi)就會被嚴(yán)重腐蝕,影響設(shè)備強(qiáng)度。再(2)當(dāng)乙二醇溶液溫度為-10℃,其凝固點(diǎn)溫度者,在冷熱交替操作時,常需對冷凍鹽水和熱水進(jìn)行取-20℃時,乙二醇溶液與冷凍鹽水的重度分別為回收,操作稍有不當(dāng),就會發(fā)生跑掉冷、熱介質(zhì)或冷1025kg/m2和1190kg/cm2,因而可使水泵節(jié)能約熱介質(zhì)互串的現(xiàn)象,不但造成浪費(fèi)和增加能耗,并可15%能嚴(yán)重影響生產(chǎn)操作的正常進(jìn)行,如使冷媒介質(zhì)冰(3)由于冷熱媒為同一介質(zhì)——乙二醇溶液點(diǎn)升高而造成結(jié)晶。另外,由于使用不同的冷熱介因此每個單元設(shè)備僅需一路進(jìn)出水管路與閥門,不質(zhì)對物料進(jìn)行冷卻與加熱,故設(shè)備常需要配備二路但節(jié)約了操作空間同時又沒有不同冷熱媒介質(zhì)的進(jìn)出水管路和閘門及一路回收冷熱媒介質(zhì)的壓縮空回收問題,從而簡化了操作,并可避免因操作不當(dāng)造氣管路與閥門,這不但占用了操作空間,又增添了操成能源的浪費(fèi)及影響產(chǎn)品質(zhì)量。作麻煩。因此由上述如何解決冷凍鹽水對設(shè)備的腐2.2系統(tǒng)操作原理蝕及不同冷熱介質(zhì)交替使用而產(chǎn)生的不利因素等問該乙醇溶液制冷制熱系統(tǒng)的操作原理如圖1所示k5℃/+40℃乙二醇溶液中國煤化工CNMHGd「圖1單套乙二醇溶液制冷制熱系統(tǒng)應(yīng)用于單套生產(chǎn)單元的操作流程示意圖醫(yī)藥工程設(shè)計雜志 Pharmaceutical& Engineering Design2003,24(2)(1)乙二醇溶液高位槽:乙二醇溶液的配制及開關(guān)閥h處于關(guān)閉狀態(tài)。同樣也可開啟旁通閥1,循補(bǔ)充冷、熱回液水箱內(nèi)乙二醇溶液之用,其容積應(yīng)能環(huán)加熱,使快速達(dá)到熱媒所需的溫度。滿足系統(tǒng)檢修時被壓縮空氣壓回的乙二醇溶液的貯(9)壓縮空氣閥:當(dāng)系統(tǒng)檢修時,同時打開壓縮存空氣閥m與回收閥n,用壓縮空氣將系統(tǒng)內(nèi)的乙二(2)冷回液水箱:當(dāng)管道系統(tǒng)有少量泄漏,或乙醇溶液壓回乙二醇溶液高位槽。醇溶液容積收縮或膨脹時,補(bǔ)充或吸收管道系統(tǒng)(10)回收閥除配合壓縮空氣閥回收冷熱媒介內(nèi)的乙二醇溶液回液管處于系統(tǒng)的最高點(diǎn),開放回質(zhì)外,當(dāng)系統(tǒng)停用時,應(yīng)打開此閥,以免系統(tǒng)熱膨脹路至常壓。該冷回液水箱主要為蓄冷作用,一方面造成脹管可迅速提供所需溫度的冷媒,同時可降低制冷機(jī)選2.3系統(tǒng)的應(yīng)用場合型時所需的制冷量(1)圖1所示的乙二醇溶液制冷制熱系統(tǒng)在實(3)精密過濾器定期對乙二醇溶液進(jìn)行精密際生產(chǎn)中的應(yīng)用有個前提即在同一單元的幾臺設(shè)過濾,去除雜質(zhì)對乙二醇溶液冰點(diǎn)的影響。備操作中,不能同時既有加熱又有冷卻操作,否則就4)過濾器:及時除去管道及設(shè)備夾套等系統(tǒng)得設(shè)置二套乙二醇溶液制冷或制熱系統(tǒng)。這雖然既中的粗顆粒雜質(zhì),確保制冷機(jī)等的安全運(yùn)行。除此增加了一次性投資,同時又增加了一路循環(huán)回路與之外,還應(yīng)定期對管路系統(tǒng)進(jìn)行清洗,保證制冷效路進(jìn)出設(shè)備的管路與閥門,但由于使用了乙二醇率溶液代替了冷凍鹽水,同樣解決了冷凍鹽水對設(shè)備(5)制冷機(jī):供應(yīng)制備冷乙二醇溶液(如-腐蝕,從而影響設(shè)備強(qiáng)度和使用壽命的問題;同時由10℃)所需的冷源。于熱冷媒仍為乙二醇溶液同一介質(zhì),因而可不考慮(6)熱回液水箱:其作用同冷回水箱,即吸收或設(shè)備內(nèi)冷(或熱)媒介質(zhì)的回收,直接由冷卻(或加補(bǔ)充管道系統(tǒng)內(nèi)的乙二醇溶液及蓄熱,便于迅速提熱)操作切換到加熱(或冷卻)操作,這同樣解決了供熱媒進(jìn)行加熱操作。同時該回液水箱還供應(yīng)制備由于回收冷熱媒介質(zhì)引起的操作上的麻煩等不利因熱乙二醇溶液(如+45℃)所需的熱源,該熱源可以素。因此,由二套乙二醇溶液制冷制熱系統(tǒng)應(yīng)用于是熱水(如70℃)或蒸汽,如用熱水加熱乙二醇溶同一單元的幾臺設(shè)備的冷卻和加熱操作,也是行之液,則熱乙二醇溶液的制備操作更為穩(wěn)定可靠。有效的好辦法(7)冷媒泵:系統(tǒng)進(jìn)行冷卻操作時,冷媒泵與電(2)假如車間內(nèi)有二套相對獨(dú)立的生產(chǎn)單元,動開關(guān)閥h同開同關(guān),此時熱媒泵j與電動開關(guān)閥k雖然每套單元又不會同時出現(xiàn)既有加熱又有冷卻操處于關(guān)閉狀態(tài)。為了加速管路中乙二醇溶液達(dá)到預(yù)作,但二套生產(chǎn)單元可能同時出現(xiàn)即又加熱有又冷定的冷媒溫度,則可開啟旁路閥1,循環(huán)制冷,一般很卻操作時,則需配制二套乙二醇溶液制冷制熱系統(tǒng)快就可達(dá)到所需冷媒溫度分別對應(yīng)二套生產(chǎn)單元,如圖2所示。同時該二套8)熱媒泵:反之,系統(tǒng)進(jìn)行加熱操作時,熱媒乙二醇溶液制冷制熱系統(tǒng)可設(shè)旁路,以備當(dāng)某一套泵與電動開關(guān)閥k同開同關(guān),此時冷媒泵g與電動乙二醇溶液制冷制熱系統(tǒng)出現(xiàn)故障時備用,不過此制冷制熱系統(tǒng)1#生產(chǎn)單元第冷制熱系統(tǒng)TH中國煤化工2#生產(chǎn)單元CNMHG圖2二套乙醇溶液制冷制熱系統(tǒng)應(yīng)用于二套生產(chǎn)單元的操作流程示意圖30醫(yī)藥工程設(shè)計雜志 Phamaceutical& Engineering Design2003,24(2)時則要求將二套相對獨(dú)立的生產(chǎn)單元的操作調(diào)整至中的冷、熱回液水箱的蓄冷、熱功能可被簡化,其中不可同時出現(xiàn)既有冷卻有又加熱的現(xiàn)狀。熱回液水箱直接被熱交換器取代并取消熱媒泵,而(3)當(dāng)工藝生產(chǎn)上物料的降溫或升溫并不嚴(yán)格冷熱媒介質(zhì)均回至回液水箱(圖1中的冷回液水控制所需時間,物料瞬時用冷熱量又不大,且在工藝箱),此時的流程如圖3所示。當(dāng)改變制冷制熱時,設(shè)計中追求最短最簡化的管路輸送系統(tǒng)時,則圖1閥P或閥Q同開同管。此種小型乙二醇溶液制冷制熱系統(tǒng)最適于主用系統(tǒng)較小,根據(jù)生產(chǎn)操作情況,可隨時開停機(jī),冷熱冷設(shè)備用冷時間少的分散供冷系統(tǒng)的場合,這一方媒升溫快,運(yùn)營費(fèi)用低。另外,由于操作簡單便于5℃/+40℃乙二醇溶液圖單套小型乙二醇溶液制冷制熱系統(tǒng)應(yīng)用于單妻生產(chǎn)單元的操作淹程示意圖面是由于供冷(熱)設(shè)備可與用冷(熱)設(shè)備充分匹管理與維修,確保了生產(chǎn)的可靠性。配,追求最低開車時率,達(dá)到降低運(yùn)行成本的目的;3注意事項另一方面分散供冷系統(tǒng)雖然不及集中供冷系統(tǒng)效率(1)單套乙二醇溶液制冷制熱系統(tǒng)僅適宜于生高、管理成本低,但在南方地區(qū)當(dāng)冷損失(包括環(huán)境產(chǎn)單元中幾臺設(shè)備不會同時出現(xiàn)既有加熱又有冷卻溫差和動力輸送所造成的冷損失)變成一個重要問操作的場合。題,且主要用冷設(shè)備開車時率較低時,由于集中供冷(2)當(dāng)生產(chǎn)單元中可能同時出現(xiàn)既有加熱又有系統(tǒng)是不經(jīng)濟(jì)的,尤其當(dāng)企業(yè)各個車間的主要用冷冷卻操作時,則應(yīng)配置二套乙二醇溶液制冷制熱系設(shè)備開車時率較低時,集中供冷則更不經(jīng)濟(jì),從而使統(tǒng)。分散供冷系統(tǒng)顯得更為合理。(3)必須與生產(chǎn)工藝結(jié)合起來考慮制冷量與循2.4系統(tǒng)的使用狀況環(huán)量,綜合配置乙二醇溶液制冷制熱系統(tǒng)與生產(chǎn)單目前,在廣州白云山化學(xué)制藥廠新建無菌粉車元之間的設(shè)備布置與管道布置,盡可能壓縮管道內(nèi)間就應(yīng)用了如圖2、3所示的二套小型分散系統(tǒng)。乙的乙二醇溶液容積,便于冷卻和加熱操作切換時能二醇溶液制冷制熱系統(tǒng)分別對應(yīng)二套生產(chǎn)單元。主快速降低或提高冷熱媒介質(zhì)的溫度,確保生產(chǎn)的正生產(chǎn)單元由三臺1m3的溶解罐與結(jié)晶罐,一臺0.5常運(yùn)行。m3的溶解罐;副生產(chǎn)單元由三臺1m的母液中轉(zhuǎn)(4)對制冷機(jī)組質(zhì)量、控制系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)、乙罐、洗滌母液罐、回收罐和一臺1.5m3的結(jié)晶母液二醇溶液補(bǔ)充系統(tǒng)等,必須嚴(yán)格控制,以防誤操作,罐。該二套生產(chǎn)單元相對獨(dú)立,每套生產(chǎn)單元均為造成系統(tǒng)破壞,影響生產(chǎn)的正常運(yùn)行。間歇操作,各設(shè)備用冷用熱時間較短,用量較小,在(5)嚴(yán)格控制乙二醇溶液的濃度與粘度,以免操作安排上不會出現(xiàn)同時既有冷卻有又加熱要求的溶液飛中國煤化工加?，F(xiàn)象。經(jīng)過幾年來的生產(chǎn)的正常運(yùn)行,實際證明,該CNMH①應(yīng)嚴(yán)格控制熱乙二乙二醇溶液制冷制熱系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計、施工與運(yùn)行醇溶液的蒸發(fā),避免由于其蒸發(fā)損失引起濃度變化是合理可靠的,雖然一次性投資相對增加了,但基本從而使乙二醇溶液的冰點(diǎn)提高,在制冷時造成乙解決了設(shè)備腐蝕與操作復(fù)雜的難題;同時由于生產(chǎn)醇溶液的凝固。同時,為減輕制冷機(jī)的瞬時高冷負(fù)醫(yī)藥工程設(shè)計雜志 Pharmaceutical& Engineering Design2003,24(2)荷及保護(hù)制冷機(jī)的安全運(yùn)行,在由熱操作轉(zhuǎn)換至冷時,由于使用乙二醇溶液同一種冷熱媒介質(zhì),從而簡媒時,應(yīng)先用冷卻水將乙二醇溶液降溫至所需的溫化了操作,因而也是值得考慮的操作方法之一。度。另外,乙二醇溶液的熱源仍以熱水為好,盡量少5結(jié)束語用蒸汽。本文的目的旨在乙二醇溶液制冷制熱系統(tǒng)的設(shè)結(jié)論計與應(yīng)用方面,起個拋磚引玉的作用。文中所述均乙二醇溶液制冷制熱系統(tǒng)代替冷凍鹽水用于冷為個人觀點(diǎn),敬請讀者批評指正。而本文所述流程卻操作,可解決冷凍鹽水對設(shè)備的腐蝕問題,并由于及應(yīng)用也僅為實際情況中的一例,因而其流程將隨重度較輕,可是水泵節(jié)能15%。著應(yīng)用場合的不同而不同,可根據(jù)具體情況結(jié)合自單套乙二醇溶液制冷制熱系統(tǒng)應(yīng)用于幾臺設(shè)備已己的經(jīng)驗另行設(shè)計。至于如何使得設(shè)計更為合理,不會同時出現(xiàn)既又加熱有又冷卻的生產(chǎn)單元時,是施工方案更為可行,這將涉及許多實際經(jīng)驗與技術(shù)種既可節(jié)省操作空間、又便于操作確保生產(chǎn)正常訣竅,在此歡迎大家相互交流運(yùn)行且行之有效的好方法二套乙二醇溶液制冷制熱系統(tǒng)應(yīng)用于幾臺設(shè)備收稿日期:2003-02-27可能出現(xiàn)同時既有加熱又有冷卻操作的生產(chǎn)單元抗生素菌渣處理工藝設(shè)計同濟(jì)大學(xué)生命科學(xué)院(2009)成建華張文莉摘要隨著抗生素工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和人們環(huán)境保護(hù)意識的提高抗生素生產(chǎn)的固體廢棄物—“菌渣”的處理問題日益突出,如何將菌渣變廢為寶,減少對周圍環(huán)境M污染,成為擺在各抗生素企業(yè)面前,急待解決的一個難題。本文作者根據(jù)自己的工作實踐對當(dāng)前國內(nèi)抗生素菌渣處理的工藝進(jìn)行了細(xì)致的分析,現(xiàn)總結(jié)于此,本文很值得有關(guān)工程技術(shù)人員借鑒。關(guān)鍵詞抗生素菌渣環(huán)保干燥處理工藝1抗生素菌渣的組成來源的培養(yǎng)基經(jīng)過消毒滅菌、接種培養(yǎng),一個發(fā)酵周期1.1培養(yǎng)基的組成成分后放罐過濾形成濾液和濾餅兩部分。濾液中主要為保證抗生素產(chǎn)生菌的正常生長代謝和產(chǎn)生抗含有抗生素(以微生物菌體作藥品的除外)大分子生素,培養(yǎng)基中需含有碳源、氮源和無機(jī)元素。常用蛋白、無機(jī)鹽等,進(jìn)入提取精制崗位進(jìn)一步處理。濾的碳源有單糖和多糖,如葡萄糖、蔗糖、乳糖、糊精、餅即固體廢棄物菌渣,主要成分是微生物菌絲體、未淀粉、油脂和有機(jī)酸,這些物質(zhì)氧化后,才能被微生代謝利用完的有機(jī)物、無機(jī)鹽、少量抗菌素及其降解物利用。當(dāng)通氣充足時它們的氧化產(chǎn)物是二氧化碳產(chǎn)物和水;當(dāng)氧不足時,常發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基中有糖氧化不完全從抗生素培養(yǎng)基的組成成分及整個發(fā)酵過程可的產(chǎn)物例如草酸、丙酮酸等。氮源有銨氮硝基氮知抗生素菌渣來源于生物發(fā)酵過程整個過程中未等無機(jī)氮,也有蛋白質(zhì)及其水解產(chǎn)物(多肽和氨基添加任何有毒有害的化學(xué)物質(zhì)菌渣富含有機(jī)物和酸)等有機(jī)氮,用來合成細(xì)胞的含氮物質(zhì)(氨基酸、菌體蛋白但是值得注意的是它含有少量抗生素及蛋白質(zhì)、核酸等)。無機(jī)元素包括非金屬元素磷、硫其降解產(chǎn)物。等,作為構(gòu)成細(xì)胞的組成成分;金屬元素包括鉀、鎂2菌渣帶來的污染和其他微量元素——鐵、鋅、銅、鈣、錳等,所有這些2.1中國煤化工微量元素都包含在某些酶和酶系統(tǒng)中,所以都是必CNMHG%,100m3發(fā)酵液大需的。約形成30~40m菌渣,由于發(fā)酵過程的連續(xù)性,每1.2菌渣的形成天都有放罐的批次,產(chǎn)生大量的菌渣。一個中等規(guī)抗生素是微生物的次級代謝產(chǎn)物,富含有機(jī)物模的抗菌素工廠,年產(chǎn)的菌渣大約6萬噸左右。