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1、理工学院毕 业 设 计（论文）学生姓名： 学 号： 09L0302114 专 业： 生物工程 题 目： 年产10吨透明质酸生产车间的初步工艺设计指导教师： 评阅教师： 2013 年 05 月毕业设计说明书中文摘要本设计为以高产菌为出发菌株年产10吨透明质酸生产车间的初步设计。主要涉及到的工艺流程分为一级发酵、一次沉淀、溶解、过滤、二次沉淀、脱水、干燥等。生产菌株采用目前最高产的兽疫链球菌发酵。发酵时采用兽疫链球菌进行一级好氧发酵，发酵液用乙醇进行沉淀，去离子水进行溶解，丙酮进行脱水,电加热进行干燥。设计包括物料衡算，设备计算和选型，水、电、汽的估算，工艺流程的设计、主要生产车间（发酵和提取）的
2、设计、车间设备平面布置的设计等内容。设备计算与选型是根据产量通过计算来确定设备的型号和尺寸。车间布置是对生产设备和其它设施进行合理布置并确定车间的大小。关键词 透明质酸 发酵 提取 物料衡算 设备计算和选型 车间布置毕业设计说明书外文摘要Title An annual output of 10 tons of hyaluronic acid production plant preliminary designAbstractThis is designed to high-yielding strains of bacteria as a starting annual output of
3、10 tons of hyaluronic acid production plant preliminary design. Mainly related to process divided into a fermentation, a precipitate, dissolving, filtering, secondary sedimentation, dehydration, drying. Producing strains currently used most productive fermentation of Streptococcus. Fermentation usin
4、g Streptococcus conduct an aerobic fermentation, Fermentation broth by precipitation with ethanol, dissolved in deionized water, dehydrated in acetone, heated and dried.The design process including technology of oxytetracycline production, main production workshops (fermentation and extraction), the
5、 ground plan of workshop and equipment layout design, material accounting, calculation and selection of equipment, water, electricity, steam, such estimates of the content. Equipment models is to determine the type and size of equipment by calculating the volume of materials. Workshop set is to reas
6、onably furnish the production equipment and other facilities and to determine a reasonable size workshop. Key Words Hyaluronic acid fermentation extraction Calculation and selection of equipment Plant layout本科毕业设计 第 50 页 共 57 页 1 引言11.1 透明质酸的简介11.1.1 透明质酸的结构11.2 透明质酸的合成原理及生产方法11.2.1 透明质酸的合成原理31.2.2
7、透明质酸的生产方法31.3 透明质酸的工艺研究进展5.3.1 菌种选育的研究51.4 透明质酸的市场前景62 设计的内容和依据82.1 设计题目82.2 设计依据82.3 设计内容92.3.1 编写设计说明书92.3.2 设计图纸93 厂址选择103.1 地区选择103.2 厂址选择的原则103.3 厂址论证123.3.1 自然资源123.3.2 经济概况134 透明质酸的工艺154.1 透明质酸的发酵机制154.2 透明质酸的产物积累机制154.3 透明质酸的生产工艺164.3.1 发酵过程中溶解氧(DO)的控制164.3.2 发酵过程中pH的控制164.3.3 产物的分离纯化174.4 总
8、结195 物料衡算205.1 发酵罐205.2 种子罐215.3 原材料消耗计算215.4提取工段225.4.1 第一次沉淀225.4.2离心225.4.4过滤235.4.5二次沉淀235.4.6离心235.5 发酵设备的的主要参数表245.6物料衡算图解246 热量衡算256.1 热量256.1.1 发酵罐的换热装置256.1.2 生物热256.2 预处理266.2.1 发酵罐灭菌需要的热量266.2.2 种子罐灭菌需要的热量276.2.3 汇总277 设备的计算与选型287.1 发酵阶段287.1.1 发酵罐287.1.2 种子罐317.1.3 发酵罐配料罐327.1.4 种子罐配料罐34
9、7.1.5 发酵罐配料罐发酵罐357.1.6 种子罐配料罐种子罐357.1.7 冷却设备367.2 空气过滤器367.2.1 总过滤器367.2.2 分过滤器377.3 提取阶段377.3.1 沉淀罐377.4.1溶解工段387.4.1.1离心机387.4.1.2溶解罐387.4.2 过滤工段397.4.3 二次沉淀罐397.4.4 脱水工段408 三废处理418.1 废水处理418.2 废渣的处理418.3 废气的处理419 对非工艺设计的要求419.1 建筑方面419.2 采光方面429.3 室温及洁净度4210 车间布置设计4210.1 概述4210.1.1 车间布置设计依据4210.1
10、.2 生产车间组成4210.1.3 车间布置设计内容4310.2 车间布置设计的原则4310.2.1 生产工艺的要求4310.2.2 生产操作的要求4410.2.4 安全、卫生和防腐蚀的要求4411 车间编制4511.1 发酵段4511.2 提取段4511.3 行政人员4511.4 技术人员4512 车间组成4512.1 发酵区4512.2 提取区4612.3 防燃防爆区4613 厂区平面布置说明4613.1 厂区布置原则4613.2 具体设计47总 结48致 谢49参 考 文 献501 引言D-葡萄糖醛酸及N-乙酰葡糖胺组成的双糖单位玻尿酸（Hyaluronan），又称糖醛酸、透明质酸，基本
11、结构是由两个双糖单位D-葡萄糖醛酸及N-乙酰葡糖胺组成的大型多糖类。与其它粘多糖不同，它不含硫。它的透明质分子能携带500倍以上的水分，为目前所公认的最佳保湿成分，目前广泛的应用在保养品跟化妆品中。1.1 透明质酸的简介1.1.1 透明质酸的结构分子式:C28H44N2O23分子量:776.6486透明质酸是一种酸性粘多糖，1934年美国哥伦比亚大学眼科教授Meyer等首先从牛眼玻璃体中分离出该物质。透明质酸以其独特的分子结构和理化性质在机体内显示出多种重要的生理功能，如润滑关节，调节血管壁的通透性，调节蛋白质，水电解质扩散及运转，促进创伤愈合等。尤为重要的是，透明质酸具有特殊的保水作用，是目
12、前发现的自然界中保湿性最好的物质，被称为理想的天然保湿因子（Natural moisturizing factor，NMF，例如：2%的纯透明质酸水溶液能牢固地保持98%水分。透明质酸是一种多功能基质，透明质酸（玻尿酸）HA广泛分布于人体各部位。其中皮肤也含有大量的透明质酸。人类皮肤成熟和老化过程也随着透明质酸的含量和新陈代谢而变化，它可以改善皮肤营养代谢，使皮肤柔嫩、光滑、去皱、增加弹性、防止衰老，在保湿的同时又是良好的透皮吸收促进剂。与其他营养成分配合使用，可以起到促进营养吸收的更理想效果。明质酸另一名称为玻尿酸，玻尿酸为错误译名，RESTIAID hyaluronic acid的hyal
13、-意思是像玻璃一样的、光亮透明的，而uronic acid指的是糖醛酸，玻尿酸与尿酸没有任何关系。1.2 透明质酸的合成原理及生产方法随着人们年龄的增长及营养、日照、环境等因素的影响，人体合成透明 质酸（玻尿酸）HA的能力逐渐下降，皮肤中透明质酸（玻尿酸）HA的含量会逐渐降低，人在胚胎时期体内透明质酸（玻尿酸）HA含量最高，出生后逐渐减少。如果把20岁的人体内的透明质酸（玻尿酸）HA相对含量定位100%，则30、50、60岁时分别下降为65%、45%、25%。当皮肤中的透明质酸（玻尿酸）HA含量低于某一水平时，皮肤表层的含水量会逐渐降低，造成角质层老化，皮肤就显得粗糙，出现皱纹，失去弹性，显得
14、衰老，这一现象一般出现在25岁以后。这也是中老年人与少年儿童皮肤差距的主要原因之一。同时人体皮肤中透明质酸（玻尿酸）HA的破坏与紫外线有关，所以长期从事野外作业、高原生活、户外作业的人员较室内工作人员的皮肤显得粗糙。人体双盲临床试验证明：口服4小时后，血液中玻尿酸含量开始显著增高，12小时达到峰值，比对照组高出70倍。连服7天后即可达到稳定的浓度。百体专家介绍，透明质酸的主要功能有如下三点：1、改善关节功能2、天然的保湿润滑剂3、防止动脉硬化、脉搏紊乱和脑萎缩等病症的发生。透明质酸本身带有负电荷，在动物体存在于大部分的软结缔组织中。它的水溶液为粘弹性流体，填充在细胞与胶原纤维空间之中且覆盖在某些表皮组织上。在动物体，其主要功能乃保护及润滑细胞，调节细胞在此粘弹性基质上的移动，稳定胶原网状结构及保护它免于受到机械性的破坏。因为透明质酸为天然性润滑以及吸震高分子，在肌腱、肌腱鞘及粘滑膜表面作为润滑剂。 透明质酸（玻尿酸）HA广泛分布于人体的结缔组织中，在牛眼玻璃体
