【正文】 摘要 本設(shè)計(jì)主要是進(jìn)行年產(chǎn) 5000噸苯丙氨酸工廠的初步設(shè)計(jì)。 在對(duì)苯丙氨酸的結(jié)構(gòu)及其在工業(yè)中重要應(yīng)用作了分析后，擬在湘潭九華經(jīng)濟(jì)區(qū)投資 L苯丙氨酸生產(chǎn)工廠。首先，對(duì)投資項(xiàng)目進(jìn)行了認(rèn)真的地分析及對(duì)廠址進(jìn)行認(rèn)真地選擇。同時(shí)，對(duì) L苯丙氨酸的生產(chǎn)工藝作了優(yōu)化，然后依據(jù)擬定的產(chǎn)量與工藝流程對(duì)生產(chǎn)車間進(jìn)行了物料衡算、熱量衡算、與主要生產(chǎn)設(shè)備的選型，其次，對(duì)三廢處理等方面也作了一個(gè)初步的設(shè)計(jì)方案。 整個(gè)設(shè)計(jì)充分考慮了目前的經(jīng)濟(jì)狀況和今后發(fā)展的需要，從節(jié)能的角度出發(fā)選擇設(shè)備。生產(chǎn)流程盡量提高機(jī)械化、自動(dòng)化水平， 同時(shí)力求技術(shù)上先進(jìn)，質(zhì)量上可靠，布局上合理、規(guī)范。 關(guān)鍵字 ： L苯丙氨酸；發(fā)酵；工廠設(shè)計(jì) 目 錄 1. 引言 ................................................................................. 2 2. 概述 .................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 產(chǎn)品需求初步預(yù)測(cè) .......................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 投資的必要性和經(jīng)濟(jì)意義 .............. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 地理環(huán)境 ........................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 生產(chǎn)工藝選擇 ................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 產(chǎn)品方案 .......................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 工藝流程圖 ..................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 工藝 要點(diǎn) ........................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 3. 物料恒算 .......................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 . 原料的物料恒算 ........................................................... 7 4. 設(shè)備選型 .......................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 . 設(shè)備選型原則 ............................................................. 14 . 選型過(guò)程 ..................................................................... 18 . 生產(chǎn)能力計(jì)算過(guò)程 ................................................. 18 . 主要設(shè)備選型表 ......................................................... 31 5. 熱量恒算 .......................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 . 培養(yǎng)基連續(xù)滅菌用蒸汽量 ............. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 . 發(fā)酵罐空罐滅菌蒸汽量 ................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 ....................................................... 液化工藝熱量衡算 40 L苯丙氨酸發(fā)酵的水平衡計(jì)算 ................................... 40 6. 車間布置設(shè)計(jì) ........................................................... 40 發(fā)酵工廠的車間組成 ..................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 ....................................................................... 42 廠內(nèi)部總平面布置的衛(wèi)生 ............................................ 42 廠房?jī)?nèi)部衛(wèi)生 ............................................................... 42 管道衛(wèi)生 .......................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 7. 環(huán)境保護(hù)與綜合利用 .................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 .......................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 8. 結(jié)論 ............................................................................... 44 參考文獻(xiàn) ............................................................................... 45 附錄 ....................................................................................... 46 致謝 .......................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 1. 引言 L苯 丙氨酸分子式： L苯丙氨酸（英文名： LPhenylalanine）為無(wú)色至白色片狀晶體或白色結(jié)晶性粉末，是一種營(yíng)養(yǎng)增補(bǔ)劑，是必需氨基酸之一。 無(wú)色至白色片狀晶體或白色結(jié)晶性粉末。略有特殊氣味和苦味。在受熱、光照、空氣中穩(wěn)定。 營(yíng)養(yǎng)增補(bǔ)劑。必需氨基酸之一。在大多數(shù)食品的蛋白質(zhì)中幾乎非限制氨基酸。可添加于焙烤食品，除強(qiáng)化苯丙氨酸外，與糖類起氨基 羰基反應(yīng)，可改善食品的香味。 功用： L苯丙氨酸是重要的食品添加劑 甜味劑 阿斯巴甜（ Aspartame）的主原料，人體必需氨基酸之一，在醫(yī)藥行業(yè)主要用于氨基酸輸液和氨基酸類藥物。 L苯丙氨酸是人體不能合成的一種必需氨基酸。食品工業(yè)上主要用作食品甜味劑阿斯巴甜的合成原料 。也可作為營(yíng)養(yǎng)增補(bǔ)劑。 生化研究。配制培養(yǎng)基。營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究。 L苯丙氨酸是必需的氨基酸之一。用作營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑、氨基酸輸液和復(fù)合氨基酸制劑的成分。該品是多種抗癌藥物及二肽甜味的原料。 氨基酸類藥。用于氨基酸輸液、綜合氨基酸制劑及營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑，大量用于合成新型甜味劑天冬甜素 （ L天冬氨酸、L 苯丙氨酸結(jié)合的二肽甲酯） 是合成阿斯巴甜的主要原料。 2. 概述 目前國(guó)內(nèi)僅有 5 家企業(yè)生產(chǎn) L苯丙氨酸，即福建省麥丹生物集團(tuán)有限公司、麗珠集團(tuán)福州福興醫(yī)藥有限公司、江蘇漢光甜味劑有限公司（江蘇漢光生物工程有限公司）、溧陽(yáng)維多生物工程有限公司和杭州富陽(yáng)市東辰生物工程有限公司。其余原生產(chǎn)企業(yè)主要受縛于技術(shù)水平等因素，生產(chǎn)成本過(guò)高，均以陸續(xù)停產(chǎn)或關(guān)閉生產(chǎn)線。 2021 年上述 5 家企業(yè)的年產(chǎn)能為：麥丹生物 4500 噸、 福興醫(yī)藥 1500 噸、江蘇漢光 500 噸、溧陽(yáng)維多 300 噸、富陽(yáng)東辰 200 噸。可向市場(chǎng)上供應(yīng)苯丙氨酸的企業(yè)僅有福建省麥丹生物集團(tuán)有限公司、麗珠集團(tuán)福州福興醫(yī)藥有限公司，杭州富陽(yáng)市東辰生物工程有限公司僅有少量的產(chǎn)品流向市場(chǎng)，而江蘇漢光、溧陽(yáng)維多 的產(chǎn)品僅能部分供給其自身的阿巴斯甜生產(chǎn)使用，市場(chǎng)上未見(jiàn)其苯丙氨酸產(chǎn)品。 廠家分布在福建、江蘇、浙江三省，最大的兩家企業(yè)均在福建省，麥丹生物地址在福建省沙縣，福興醫(yī)藥地址在福建省福州市；而浙江省僅有一家規(guī)模最小的企業(yè)；江蘇省的兩家企業(yè)分別在江蘇省無(wú)錫市和江蘇省溧陽(yáng)市。 目前 L苯丙氨酸國(guó)際上主要生產(chǎn)國(guó)：美國(guó) 7000 噸/年（以紐特公司為主）、日本 5000 噸 /年（以味之素公司為主）、法國(guó) 3000 噸 /年、荷蘭 3000 噸 /年、韓國(guó) 3000 噸 /年（以大象公司為主）、德國(guó)有少量生產(chǎn)約 500 噸 /年。 作為全國(guó)最大的苯丙氨酸生產(chǎn)企業(yè)福建省麥丹生物集團(tuán)有限公司，由于其在苯丙氨酸基因工程菌及工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，使其苯丙氨酸的年產(chǎn)量已躋身于該領(lǐng)域世界前三位 投資的必要性和經(jīng)濟(jì)意義 行業(yè)前景：隨著阿斯巴甜在飲料、乳制品、口香糖、咖啡、醫(yī)藥工業(yè)等行業(yè)的應(yīng)用持續(xù)深入，阿斯巴甜無(wú)論 在國(guó)內(nèi)外都得到了廣泛的應(yīng)用。國(guó)際市場(chǎng)對(duì)阿斯巴甜相關(guān)產(chǎn)品的需求量以年均 15%～ 20%的速度增長(zhǎng)，近年增長(zhǎng)率高達(dá) 30%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他人工甜味劑年均 5%的增長(zhǎng)速度；在國(guó)內(nèi)氨基酸大輸液和抗癌藥的開(kāi)發(fā)利用，特別是在限制糖精生產(chǎn)、甜 菊糖甜味劑遭遇麻煩的情況下，市場(chǎng)對(duì)阿斯巴甜的需求量銳增。 益。 結(jié)論與建議 鑒于國(guó)內(nèi)外對(duì)此產(chǎn)品需求量 增 大，市場(chǎng)供應(yīng)也相當(dāng)緊張，且價(jià)格不斷上揚(yáng)。因此，開(kāi)發(fā) L苯 丙氨酸，市場(chǎng)前景好，其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益更為顯著。本設(shè)計(jì)即是針對(duì)我國(guó) 苯 丙氨酸發(fā)展現(xiàn)狀，本著迎合消費(fèi)者需求，求新，求變的原則，對(duì) 苯 丙氨酸的生產(chǎn)進(jìn)行了更為優(yōu)化的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了年產(chǎn) 5000噸丙氨酸的生產(chǎn)車間，在工藝分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了物料衡算、設(shè)備選型 ， 并對(duì)生產(chǎn)車間進(jìn)行了合理的布局。同時(shí)，設(shè)計(jì)過(guò)程中，也注意環(huán)境保護(hù)，及時(shí)有效的處理生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的三廢問(wèn)題。 生產(chǎn)工藝選擇 L苯 丙氨酸制備經(jīng)歷了由蛋白水解提取法、 發(fā)酵法到酶法 (固定化細(xì)胞法或游離整體細(xì)胞法 )的過(guò)程。 現(xiàn)在工業(yè)化生產(chǎn)的方法就是酶法轉(zhuǎn)化 , 即通過(guò)富有 L天冬氨酸 β脫羧酶活力的微生物細(xì)胞催化 L天冬氨酸而得到的。 固定化法與游離整體細(xì)胞法生產(chǎn) L苯 丙氨酸各有優(yōu)缺點(diǎn) , 就我國(guó)而言 , 游離整體細(xì)胞法的生產(chǎn)成本低于固定化細(xì)胞法。 故到目前為止 , 游離整體細(xì)胞仍顯示較大的優(yōu)越性。 表 3 固定化細(xì)胞法與游離細(xì)胞法生產(chǎn) L丙氨酸的對(duì)比 Table1 3 Comparison between inmobilized and free whole cell for production of Lalanine 由于 苯 丙氨酸具有旋光性，而生物所能利用的只有左旋(L) 型，恰好酶法所得的全部為 L 型，因此利用酶法生產(chǎn) 苯丙氨酸是最重要的方法。酶法的原理是發(fā)酵罐上培養(yǎng)假單胞菌 NX1,獲得高 L天冬氨酸 β脫羧酶酶活， ,以 L天冬氨酸為底物游離細(xì)胞法轉(zhuǎn)化生產(chǎn) L苯 丙氨酸。每升培養(yǎng)液可轉(zhuǎn)化L天冬氨酸 2kg,最高達(dá) ,摩爾轉(zhuǎn)化率 100%，反應(yīng)液產(chǎn)生的 L苯 丙氨酸濃度達(dá) 90%，絕大部分結(jié)晶析出 ,提取得到 L苯 丙氨酸 ,提取收率 90% 。 產(chǎn)品方案 年產(chǎn) L苯 氨酸 50