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1、word 目 录第1章 引 言21.1 研究背景21.2 设计的任务及主要设计容31.3 设计的规模及产品31.4 工艺技术参数31.4.1 生产基础数据31.4.2 种子培养基31.4.3 发酵培养基4第2章 厂址的选择42.1 厂址选择的重要性52.2 厂址选择的原则5第3章 工厂总平面设计53.1总平面设计容53.2 总平面设计的原则63.3 工厂建筑物面积设计6第4章 赖氨酸生产工艺74.1 赖氨酸生产工艺74.1.1 赖氨酸生产工艺概述74.1.2 工艺的选择：84.2 原料预处理及淀粉水解糖制备104.2.1 原料的预处理104.2.2 淀粉水解糖制备114.2.3 工艺操作规程1
2、14.3 种子扩大培养及赖氨酸发酵124.3.1 总体情况124.3.2 车间操作规程12第5章 物料衡算和能量衡算145.1发酵车间的物料衡算145.1.1发酵液量145.1.2 发酵液配制需糖量155.1.3 二级种子液量155.1.4 二级种子培养液所需糖量155.1.5生产一周期赖氨酸需总糖量155.1.6 耗用淀粉的原料量155.1.7 发酵培养基硫酸铵耗用量155.1.8 二级种子硫酸铵耗用量155.1.9 玉米浆耗用量155.1.10 磷酸二氢钾耗用量165.1.11 硫酸镁耗用量165.1.12 碳酸钙用量165.1.13L-苏氨酸钠耗用量165.1.14物料衡算总量165.2
3、 赖氨酸发酵车间的能量衡算175.2.1蒸汽消耗量计算:175.2.2冷却水消耗量计算18第6章 设备选型186.1 发酵罐的选择186.2种子罐的选择196.3搅拌器轴功率的计算206.3.1发酵罐搅拌器206.3.2种子罐搅拌器216.4贮罐计算216.5配料罐的计算216.5.1发酵罐配料罐216.5.2种子罐配料罐216.6离心机计算216.7主要设备一览表22第7章 环境保护与安全生产227.1 概述227.1.1治理标准如下：227.1.2环保设计227.2 三废处理237.2.1废气的处理237.2.2废水的处理237.2.3废渣的处理24第一章 引 言1.1 研究背景赖氨酸，2
4、，6-二氨基己酸。蛋白质中唯一带有侧链伯氨基的氨基酸。L-赖氨酸是组成蛋白质的常见20种氨基酸中的一种碱性氨基酸，是哺乳动物的必需氨基酸和生酮氨 基酸。在蛋白质中的赖氨酸可以被修饰为多种形式的衍生物。广泛存在于动植物蛋白质中，共含量以干酪素中最高，玉米胶蛋白中最少。过去一般都自血粉中提取赖氨酸(猪血粉中赖氨酸含量约910舶)。但采用这种方法，需用酸将蛋白质水解后，再进一步用树脂分离提取，工艺比较复杂，其产量受到了限制，用途不能扩大。自1960年日本用营养缺陷型的谷氨酸菌种直接发酵生产赖氨酸以来，产量有大幅度地增加，目前世界上赖氨酸的年产量已达到20，00030，000吨，在氨基酸生产中占第三位
5、，仅次于年产200，000吨的谷氨酸与年产60，000一70，000吨的d1蛋氨酸(合成法生产)。日本的赖氨酸年产量约为15，000吨，其他如美国，法国，西德，意大利及巴西等国也有生产。1977年，日本东丽公司以合戍的氨基己酰氨为原料，用酶法生产l赖氨酸已投入生产，赖氨酸被广泛地用于饲料、营养食品，食品强化剂及医药等方面，预计今后赖氨酸的产量还将有更大幅度地提高。我国赖氨酸市场呈现出的几个比较突出的特点：（一） 赖氨酸价格波动大，历史上两次冲向新高尽管赖氨酸生产厂家数量有大幅度增加，但赖氨酸市场价格并没有因此而相对平 稳。价格波动大：历史上两次冲向高位。2004年中国赖氨酸市场价格由15元/公
6、斤暴涨到50元/公斤。当时一是由于赖氨酸国与国际市场价格到挂，欧美市场价格比国市场价格高出很多，导致进口酸到货量比去年同期大幅下降，同时也吸引了国产酸出口到国际市场，国货源紧，二是由于美国大豆暴涨，从而导致了今年3、4月份国市场赖氨酸34元/公斤的价格。（二） 赖氨酸市场用量逐年增大据统计，国赖氨酸用量每年以30%以上的速度递增。2000年国赖氨酸的消费总量为7万吨，2003年便达到了13.8万吨，2004年将远远超过2003年的水平，预计将达到18万吨左右。2004年用量之所以大幅度增加，一个重要原因是大成65%的赖氨酸硫酸盐的大量集中投放市场，并以与高含量赖氨酸相比自身所具有的明显的价格优
7、势，有利于饲料企业降低生产成本，增强产品竞争力，因此，65%的赖氨酸硫酸盐刚刚上市就占据了很大的市场份额，并大大地提高了赖氨酸消费总量。1.2 设计的任务及主要设计容赖氨酸生产全过程可划分为四个阶段：(1)培养基的配置；（2）菌种的扩大培养及赖氨酸发酵；（3）赖氨酸的提取与纯化；本设计的任务是对一个年产50吨赖氨酸厂的工艺设计，主要是赖氨酸的发酵阶段设计。设计的容包括工艺流程：物料能量衡算；设备计算机选型；工艺设置及车间设计；主要设备工艺设计；等等。1.3 设计的规模及产品 设计生产规模为年产50吨赖氨酸厂的发酵提取工段，成品为赖氨酸。1.4 工艺技术参数11.4.1 生产基础数据生产规模：
8、50吨/年 生产方法： 使用大肠杆菌的赖氨酸缺陷型菌株、直接发酵法、 生产天数： 300天/年 倒灌率： 1% 生产周期： 72小时 赖氨酸提取率： 80%1.4.2 种子培养基一级种子培养培养基：葡萄糖2.0；(NH4)2S 040.4； K2HP04 01；玉米浆l-2；豆饼水解液l-2；MgSO47H20 0.04-005； 尿素0.1；pH7.0-7.2在0.lMPa 压力下灭菌15min。培养条件：以1000ml三角瓶装200ral，摇床为冲程76ml，频率100-120r/ min。 30-32培养516h。二级种子培养培养基：除以淀粉水解糖代替葡萄糖外，其余同一级种子培养基。培养
9、条件：温度30320C，通风量1：0.2(m3/m3，min)，搅拌转速约200r/min， 培养时间：811h。根据发酵罐规模，必要时采用三级种子培养，其培养基和培养条件基本上与二级种子相同。 1.4.3 发酵培养基2培养基是供给赖氨酸产生菌生长、繁殖和合成赖氨酸的营养物质。培养基成分和配比的合适与否对菌的生长繁殖、赖氨酸合成、副产物生成，赖氨酸提取、精制，乃至产品质量都有很大的影响。赖氨酸发酵是由赖氨酸产生菌、发酵培养基、工艺条件及发酵罐等几方面相互密切配合的结果。单就培养基来说，良好的培养基配比可以使生产菌充分发挥生物合成能力，达到最大的生产效果。倘若培养基组成、配比或原料不合适，发酵效
10、果就很差。所以必须重视培养基组成。发酵培养基成分大致分为碳源、氮源、生长因子、无机盐和微量元素等。作为这些成分来源的原料的选择，既要考虑到菌体的生长繁殖的营养要求，更重要的要考虑到有利于大量积累赖氨酸，还要注意原料来源丰富，价格便宜，发酵周期短，对产物提炼无妨碍等。 黄色短杆菌AIII发酵培养基的组成 葡萄糖 15% 玉米浆 1% 豆饼水解液 2% 硫酸铵 2% 磷酸氢二钾 0.1% 硫酸镁 0.05% PH 7.0第二章 厂址的选择2.1 厂址选择的重要性厂址选择是基本建设前期工作的重要一环。在工厂设计中具有明显的政治经济技术的意义。厂址选择不仅关系到建厂过程中能否以最省的投资费用，按质按量
11、按期完成工厂设计中所提出的各项指标，而且对投产后的长期生产、技术管理和发展远景，都有着很大的影响，并同国家地区的工业布局和城市的规划有着密切的关系。2.2 厂址概述厂址选择的总原则3： （1）、厂址的位置要符合城市规划（供气、供电、给排水、交通运输、职工文化生活、商业网点.）和微生物发酵工厂对环境的特殊要求。 （2）、厂址的地区要接近原料、燃料基地和产品销售市场，还要接近水源和电源。 （3）、具有良好的交通运输条件。 （4）、场地有效利用系数较高，并有远景规划的最终总体布局。 （5）、有一定的基建施工条件和投产后的协作条件。 （6）、厂址选择要有利于三废处理，保证环境卫生。1、工厂应接近原料的
12、产地或转运地赖氨酸生产的主要原料是玉米淀粉，应选择在靠近原料产地或转运港口的周边，便于组织原料。此厂址选择方案：将此工厂建在郊区，边缘三分之二是农村，并且也是玉米主产地之一，原料来源极其广泛，价格低廉，剩下了大量的运输费用。是全国的交通枢纽，这对产品外运带了方便。设在此地既接近原料产地有接近转运地。2、水源和水质必须有保证发酵工厂的用水量是较大的，而不算是缺水区，水源通过地下深井取水,地下水化学类型为重碳酸钙镁型中质软水,矿化度为0.50.53g/l,地下水充足,上游无污染源. 在生产过程中注意水的循环利用。3、交通运输方便发酵工厂的运输较重，原材料、燃料及产成品的运输量很大，应选择陆路和水路
13、交通都较便利的地方，便于原料和燃料的进厂，在采用陆路主要是考虑产品的外输。4、必须有充足的电力保证5、地质条件必须符合要求发酵工厂有许多的大设备如发酵罐蒸馏塔等，对厂区的地耐力有一定的要求。而属于中原地带，一般地方都能符合要求。6、有较好的废糟处理条件工厂每天要排放大量的废糟，应用环保治理措施后，还要准备处理后的糟液的去向。可以把废糟用作肥料，也可以密闭发酵产生沼气，以供日常生活加热食用热量。7、所选建厂址的地理自然条件位于省中部偏北，黄河中游南岸。介于东经11242114 14，北纬34163458之间。西南部为嵩山山脉，西北沿黄河为岳山、广武山丘陵地带，东部是黄淮平原。境有大小河流 35条，分属于黄河和准河两大水系，流域面积分别是2132平方公里和5313平方公里。属北温带大陆性气侯，年平均气温144，最高气温43，最低气温一179。年平均降雨量为6409 毫米。属暖温带大陆性气候，年平均气温14.3摄氏度，降雨量640毫米，大部分集中在七、八、九三个月。绿化覆盖率达35.5%，被誉为中原绿城。气候温和，四季分明。年平均气温14。3。七月份最热，月平均气温27。3。一月份最冷，月平均气温为-02。项目建设地点选择在市，其自然条件总结为下表： 年平均气温 16.3 历年平均最高气温 38 历年平均最低气温 -4.2 最热平均相对湿度 85% 最冷
