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1、毕业设计（论文）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
2、料衡算 设备计算和选型 车间布置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 10 tons of hyaluronic acid production plant preliminary design. Mainly related to process divided into
3、a fermentation, a precipitate, dissolving, filtering, secondary sedimentation, dehydration, drying. Producing strains currently used most productive fermentation of Streptococcus. Fermentation using Streptococcus conduct an aerobic fermentation, Fermentation broth by precipitation with ethanol, diss
4、olved in deionized water, dehydrated in acetone, heated and dried.The design process including technology of oxytetracycline production, main production workshops (fermentation and extraction), the ground plan of workshop and equipment layout design, material accounting, calculation and selection of
5、 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 reasonably furnish the production equipment and other facilities and to determine a reasonable size worksho
6、p.Key Words Hyaluronic acid fermentation extraction Calculation and selection of equipment Plant layout1引言01.1透明质酸的简介01.1.1透明质酸的结构01.2透明质酸的合成原理及生产方法01.2.1透明质酸的合成原理21.2.2 透明质酸的生产方法21.3透明质酸的工艺研究进展41.3.1菌种选育的研究41.4透明质酸的市场前景62 设计的内容和依据72.1设计题目72.2 设计依据72.3设计内容82.3.1编写设计说明书82.3.2设计图纸83厂址选择93.1地区选择93.2厂址选
7、择的原则93.3厂址论证113.3.1自然资源113.3.2 经济概况124透明质酸的工艺144.1透明质酸的发酵机制144.2透明质酸的产物积累机制144.3透明质酸的生产工艺154.3.1发酵过程中溶解氧(DO)的控制154.3.2发酵过程中pH的控制154.3.3产物的分离纯化164.4总结185物料衡算195.1 发酵罐195.2种子罐205.4 提取工段215.4.1 第一次沉淀215.4.2 离心215.4.4 过滤225.4.5 二次沉淀225.4.6 离心225.5发酵设备的的主要参数表235.6物料衡算图解236 热量衡算246.1 热量246.1.1发酵罐的换热装置246.
8、1.2 生物热246.2预处理256.2.1发酵罐灭菌需要的热量256.2.2种子罐灭菌需要的热量266.2.3 汇总267设备的计算与选型277.1发酵阶段277.1.1 发酵罐277.1.2 种子罐307.1.3 发酵罐配料罐317.1.4种子罐配料罐337.1.5发酵罐配料罐一一发酵罐347.1.6种子罐配料罐一一种子罐347.1.7冷却设备 357.2 空气过滤器357.2.1 总过滤器357.2.2 分过滤器367.3提取阶段367.3.1 沉淀罐367.4.1溶解工段377.4.1.1 离心机377.4.1.2 溶解罐377.4.2 过滤工段387.4.3 二次沉淀罐387.4.4
9、 脱水工段398 三废处理408.2废渣的处理408.3废气的处理409对非工艺设计的要求409.1 建筑方面409.2 采光方面419.3室温及洁净度4110车间布置设计4110.1 概述4110.1.1车间布置设计依据4110.1.2 生产车间组成4110.1.3车间布置设计内容4210.2车间布置设计的原则4210.2.1生产工艺的要求4210.2.2生产操作的要求4310.2.4安全、卫生和防腐蚀的要求4311 车间编制4411.1 发酵段4411.2提取段4411.3行政人员4411.4 技术人员4412 车间组成4412.1 发酵区4412.2提取区4512.3防燃防爆区4513厂
10、区平面布置说明4513.1厂区布置原则4513.2具体设计46总结47致谢48参考文献491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CH3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
11、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
12、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-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
13、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。
14、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、关节腔中几乎以纯态形式存 在。存在于皮肤中的透明质酸（玻尿酸）HA，对
15、人体表皮的新陈代谢起到重要 的作用。人体中透明质酸（玻尿酸）HA的破坏或失调，均可造成疾病。皮肤中 透明质酸（玻尿酸）HA含量的减少及破坏，可造成皮肤失水中，起皱而失去弹 性，使人表皮衰老，因而，透明质酸（玻尿酸）HA又被称为抗衰老因子。透明 质酸（玻尿酸）HA是人皮肤表皮及真皮的主要基质成分之一，其生理功能是能 使水分进入细胞间隙，并与蛋白质结合而形成蛋白凝胶，将细胞粘在一起，发挥 正常的细胞代谢作用，起到保持细胞水分，保护细胞不受病原菌的侵害，加快恢 复皮肤组织，提高创口愈合再生能力，减少疤痕，增强免疫力等作用。同时，透 明质酸是增殖细胞和迁移细胞胞外基质的主要成分，尤其在胚胎组织中是如此。 因为透明质酸的自身的特性，能使细胞保持彼此分离，使细胞易于运动迁移和增 殖并阻止细胞分化。在发育过程中，透明质酸的作用似乎是防止细胞在增殖够数 或迁移到位之前过早进行分化。在医药方面，透明质酸（玻尿酸）HA用于非 甾体消炎药，关节炎治疗，眼科，心外科手术的辅助药品，在治疗
