【正文】 淀粉酶是國家許可經(jīng)營項(xiàng)目，我們可以進(jìn)行生產(chǎn)經(jīng)營。它是研究較多、生產(chǎn)最早、產(chǎn)量最大和應(yīng)用最廣泛的一種酶，廣泛應(yīng)用于食品、釀造、制藥、紡織以及石油開采等諸多領(lǐng)域。確定了適合實(shí)際生產(chǎn)的工藝條件，繪制出α淀粉酶發(fā)酵工藝設(shè)計(jì)的相關(guān)圖紙。固體厚層通氣發(fā)酵法與液體深層通氣發(fā)酵法相比各有其利弊。所以基于多方面的考慮，本工藝采用液體深層通氣發(fā)酵法。 培養(yǎng)基淀粉蛋白胨培養(yǎng)基：可溶性淀粉2%，蛋白胨1%，NaCl %，瓊脂2%，～。液體深層通風(fēng)發(fā)酵過程中微生物生長所需要的氧氣是由通入的無菌空氣溶入液體的溶氧所提供的。105Pa以上，溫度在120～150℃，先冷卻到適當(dāng)?shù)臏囟瘸ビ秃退缓笤偌訜?。接種時(shí)加入350mL的無菌水，制成孢子懸浮液，接入種子罐中。在種子培養(yǎng)過程中，調(diào)節(jié)硫酸銨的用量對種子活力有著較重要的影響，國為NH4+對酶有抑制和激活作用。這樣可避免原料中淀粉降解生成的糖過量堆積而引起分解代謝阻遏，有利于酶的透導(dǎo)，有利于pH控制，延長產(chǎn)酶期，提高產(chǎn)量。 α淀粉酶鹽析過程鹽析是利用不同物質(zhì)在高濃度的鹽溶液中溶解度有不同程度的降低來進(jìn)行的。它一般不會引起蛋白質(zhì)明顯變性[9]。3 工藝計(jì)算 物料衡算 工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)(1) 枯草芽孢桿菌BF7658生產(chǎn)α淀粉酶采用玉米粉、豆餅粉為源料。 原料消耗的計(jì)算(1) 生產(chǎn)淀粉酶的總轉(zhuǎn)化率是51%。(93%86%95%99%93%)=進(jìn)入發(fā)酵罐的干基質(zhì)原料量為：247。最后所得溶液的量為：經(jīng)真空濃縮后的溶液量為：鹽析時(shí)，向溶液中加入硫酸銨，硫酸銨達(dá)到40%的飽和度進(jìn)行鹽析，查硫酸銨飽和度的常用表，要使硫酸銨飽和度從0增加到40%，需添加的硫酸銨的量為243g/L[9]。K) t1—物料的初始溫度，℃ t2—物料加熱后的溫度，℃I—加熱蒸汽的熱焓，2738kJ/kgλ—加熱蒸汽凝結(jié)水的熱焓，(2) 冷卻用水量M，可招安下式計(jì)算：[4] 式中：G—物料流量，kg/h t1—物料的初始溫度，℃ t2—物料加熱后的溫度，℃ c1—物料的比熱容，kJ/(kg每日投罐次為4247。設(shè)滅菌的時(shí)間為3h，需要的輸料流量為：發(fā)酵液的比熱式中： —原料比熱，kJ/(kg在此過程中冷卻水由20℃升溫至45℃，由此計(jì)算出冷卻水的用量：全天冷卻水用量為。h)[4]。進(jìn)入加熱器的空氣溫度是18℃，相對濕度，通過加熱器使空氣升溫到45℃，從干燥器出來的空氣溫度為25℃。最后根據(jù)上述計(jì)算就可列出生產(chǎn)過程耗用蒸汽的量，如表35。 洗滌濾餅的用水量使用硅藻土過濾機(jī)過濾后的濾餅，每日需要洗滌的濾餅量為11746kg，在此過程中所消耗的水量為 無菌空氣制備過程用水量(1) 一次冷卻的用水量 從空壓機(jī)出來的空氣為120℃，需要將空氣進(jìn)行第一次冷卻到35℃，然后進(jìn)行油水分離。 清洗車間用水量每日需要清洗車間地面用水量約為10t/d 無菌空氣消耗量計(jì)算 發(fā)酵過程無菌空氣的消耗量(1) 發(fā)酵過程中0～12h的通氣量為1:，即1m3培養(yǎng)液，所以剛開始的12h通氣量為：(2) 12h后的通氣量為1:（～），通氣量為：(3) 每日的通氣量為： 種子培養(yǎng)等其他無菌空氣耗量二級種子培養(yǎng)是在種子罐中進(jìn)行的，可根據(jù)接種量、通氣速率、培養(yǎng)時(shí)間進(jìn)行計(jì)算。實(shí)際產(chǎn)量驗(yàn)算：富裕量 能滿足產(chǎn)量要求。h)[14]。平均溫度差為：30℃ → 30℃10℃ → 20℃20 10℃℃℃對公稱容量100m3的發(fā)酵罐，每罐實(shí)際裝液量為：則換熱面積為 攪拌器的設(shè)計(jì)機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐的攪拌渦輪有三種型式，可根據(jù)發(fā)酵特點(diǎn)、基質(zhì)及菌體特性選用。 種子罐尺寸的計(jì)算所需種子罐的容程為：所以選擇公稱容積為5m3的通風(fēng)攪拌橢圓蓋發(fā)酵罐。板框壓濾機(jī)的臺數(shù)[6]：式中：—發(fā)酵液體積，m3 E—濕濾渣體積與發(fā)酵液體積之比 K—濾箱的填充系數(shù)，取K= —板框壓濾機(jī)的濾箱體積，m3故所需壓濾機(jī)數(shù)為：取板框壓濾機(jī)數(shù)n=5。該機(jī)排氣量40m3/min，考慮設(shè)備效率95%，則實(shí)際排氣量應(yīng)為：則所需空氣壓縮機(jī)的臺數(shù)為：取空氣壓縮機(jī)3臺能滿足生產(chǎn)。取H=2D貯氣罐總體積D=，則H=2D=。選擇型號為XLT/。分過濾器花板鉆8孔，開孔率為40%左右[15]。(2) 發(fā)酵罐分過濾器① 分過濾器濾層直徑計(jì)算：② 分過濾器直徑：③ 分過濾器的壁厚：設(shè)計(jì)壓力P=取S=6mm。 清水泵選型選用離心式清水機(jī)，型號為JL2036G，其流量為20 m3/h，揚(yáng)程為36m，配用電機(jī)型號為Y132S12，4臺。(1) 生產(chǎn)部分，其中包括原料工段、生產(chǎn)工段、成品工段、回收工段等。(2) 在進(jìn)行生產(chǎn)車間設(shè)備布置時(shí)，要考慮進(jìn)行多品種生產(chǎn)的可能，以便靈活調(diào)動設(shè)備，并留有相當(dāng)?shù)挠嗟?，以便更換設(shè)備。人流通道、物流通道、包裝材料通道要流暢，盡量避免交叉、往復(fù)、污染。(7) 要對生產(chǎn)輔助用房或空間留有充分的面積。(4) 地坪：生產(chǎn)車間設(shè)有明溝排水，將生產(chǎn)車間的廢水和腐蝕性介質(zhì)排除。墻角、地角、頂角應(yīng)當(dāng)具有弧度（曲率半徑應(yīng)不小于3cm）。應(yīng)當(dāng)設(shè)有與車間相連接的更衣室。我國政府對環(huán)境保護(hù)工作十分重視，經(jīng)全國人大常委會通過并辦法實(shí)行的有關(guān)環(huán)境保護(hù)的法律有12個(gè)，另外還制定和頒發(fā)了如《環(huán)境噪聲污染防治條例》等行政法規(guī)。壓縮空氣經(jīng)過過濾除菌后通入發(fā)酵罐中。 廢水的處理結(jié)合本項(xiàng)目污水性質(zhì)和特點(diǎn)及污水排放要求，本項(xiàng)目生產(chǎn)污水通過生物法工藝設(shè)備處理后排放。(3) 采用動力消振裝置，使系統(tǒng)的振動控制在適合的范圍內(nèi)。不加快調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)變增長方式，資源支撐不住，環(huán)境容納不下，社會承受不起，經(jīng)濟(jì)發(fā)展難以為繼。針對國家節(jié)能減排政策應(yīng)采取以下措施：(1) 主要工藝技術(shù)的節(jié)能。發(fā)酵行業(yè)大部分產(chǎn)品用壓縮空氣量較大，空壓機(jī)耗電成為發(fā)酵企業(yè)能耗大戶。需要特別注意的是，新 項(xiàng)目投產(chǎn)時(shí)，嚴(yán)禁 選用落后或淘汰的工藝技術(shù)和設(shè)備。每年的收益為： 稅金 取稅率33%計(jì)算，則年納稅為： 最終純利潤最終純利潤為：項(xiàng)目建成后，可生產(chǎn)淀粉酶1000t/a，年利潤為2199萬元，投資回收期4年。由于淀粉是可以由淀粉酶水解的惟一天然物質(zhì)，分離有效的微生物菌株生產(chǎn)對生淀粉有效性高的淀粉酶是非常理想的。在工業(yè)上的作用，淀粉酶的耐熱性已成為非常重要的性質(zhì)，因此，我們也應(yīng)該努力從耐熱和極端耐熱的微生物中生產(chǎn)淀粉酶。由于α－淀粉酶的應(yīng)用可以減少污染和反應(yīng)時(shí)間，因此節(jié)約能源。在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作中周老師對我的關(guān)懷無微不至，他在我論文題目的擬定、設(shè)計(jì)和論文內(nèi)容的改進(jìn)上都投入了大量的心血，在我設(shè)計(jì)遇到瓶頸，難以繼續(xù)下去，心理壓力極大的時(shí)候，周老師給予我鼓勵與支持，幫我指出正確的方向，在周老師的精心指導(dǎo)和幫助下，我才能如期地完成我的論文。感謝周巍老師在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)論文試驗(yàn)中給予幫助，為我提供可借鑒的優(yōu)秀的文獻(xiàn)資料及CAD繪圖指導(dǎo)。本次設(shè)計(jì)的淀粉酶發(fā)酵廠，分別以玉米粉為碳源，以豆餅粉為氮源，采用液體層通氣發(fā)酵法，提取工藝采用鹽析法，年產(chǎn)1000噸淀粉酶，日產(chǎn)4噸，每年可獲利2199萬元，投資回收期為4年。淀粉酶可以從幾種細(xì)菌、真菌和酵母中分離獲得?，F(xiàn)在，必須開發(fā)具有雙重功效的，如液化作用和糖化作用的微生物菌株如淀粉分解酵母。如今，在生物制藥領(lǐng)域，它也具有重要的作用。表71 建設(shè)資金投入表名稱投入資金（萬元）土地1200（100畝）廠房建設(shè)3000機(jī)械、原材料購買2500設(shè)備及運(yùn)輸安裝1000購買生產(chǎn)權(quán)100人事費(fèi)用100人員安置費(fèi)用50鋪底流動資金800環(huán)境工程150其他費(fèi)用100總計(jì)9000 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 工廠成本(1) 水費(fèi)：按4元/噸的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，1年水費(fèi)為：(2) 電費(fèi)：，則每年電費(fèi)為：(3) 蒸汽費(fèi)用：，則蒸汽費(fèi)用為：(4) 原料費(fèi)用：如表72表72 原料費(fèi)用表原料名稱每日用量/kg每年用量/kg單價(jià)/元總計(jì)/萬元玉米粉104106780豆餅粉1041061450Na2HPO441111080CaCl29788013NH4Cl614205硫酸銨468810694總計(jì)：2422(5) 工人工資工人每月工資1500元，管理層及技術(shù)人員每月2500或3000元，其他人員為1000元。使用后的蒸汽再并入蒸汽母管繼續(xù)使用，從而節(jié)約大量電能。(2) 主要設(shè)備的節(jié)能。同時(shí)，溫室氣體排放引起全球氣候變暖，備受國際社會廣泛關(guān)注。 節(jié)能減排我國經(jīng)濟(jì)快速增長，各項(xiàng)建設(shè)取得巨大成就，但也付出了巨大的資源和環(huán)境被破壞的代價(jià)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源環(huán)境被破壞的矛盾日趨尖銳，群眾對環(huán)境污染問題反應(yīng)強(qiáng)烈。 噪聲的處理噪聲的處理應(yīng)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮：(1) 振源進(jìn)行控制，如提高機(jī)器精度或進(jìn)行最佳負(fù)荷設(shè)計(jì)等。用特制的過濾除濕裝置過濾排除的空氣，使之與新鮮無菌空氣混合再進(jìn)入發(fā)酵罐使用，以節(jié)省用于通風(fēng)的電耗。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，環(huán)境中和治理必然會取得更大成果。 6 環(huán)境保護(hù)與安全生產(chǎn) 污染源發(fā)酵工廠在生產(chǎn)過程中，要排放大量的廢氣、廢水和廢渣，簡稱三廢。 應(yīng)當(dāng)在適當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn)設(shè)足夠數(shù)量的洗手、消毒、干手設(shè)備或用品，水龍頭應(yīng)當(dāng)為非手動開關(guān)。 車間布置及結(jié)構(gòu)車間面積與生產(chǎn)相適應(yīng)，布局合理，排水暢通；車間地面用防滑、堅(jiān)固、不透水、耐腐蝕的材料修建，且平坦、無積水、并保持清潔；車間出口及與外界相連的排水、通風(fēng)處裝有防鼠、防蠅、防蟲設(shè)施。(2) 排汽：對產(chǎn)生水蒸氣的設(shè)備需進(jìn)行機(jī)械通風(fēng)，可在設(shè)備附近或設(shè)備上部的屋頂開孔，用軸流風(fēng)機(jī)在屋頂上直接進(jìn)行排汽。(5) 應(yīng)注意車間的采光、通風(fēng)、采暖、降溫等設(shè)施。(3) 生產(chǎn)車間與其它車間的各工序要相互配合，保證各物料運(yùn)輸通暢，避免重復(fù)往返。(3) 生活行政部分，其中包括車間辦公室、會議室、更衣室、休息室、浴室以及點(diǎn)廁所等。 自來水管的選擇[16]，則 ==53mm故選自來水總管徑為DN60的不銹鋼管。泵的揚(yáng)程需要留有適當(dāng)余量，～。③分過濾器的強(qiáng)度計(jì)算取，則分過濾器厚度S