【正文】 。王景林等 (1996)將野生型康 氏木霉 854B2經(jīng)多種理化誘變因子及空間微重力輻射等因素處理，選育到 1 株高活力纖維素酶突變株 B7，研究了固體發(fā)酵培養(yǎng)的最佳條件。如何加大對纖維素酶研究和開發(fā)的科技投人和經(jīng)費投人，改變目前規(guī)范小，工藝、設(shè)備落后、菌種酶活低、生產(chǎn)成本高、生產(chǎn)技術(shù)水平低下 的現(xiàn)狀，盡快采用各種行之有效的高新技術(shù)，發(fā)展具有中國自己知識產(chǎn)權(quán)的新酶種、新產(chǎn)品、新劑型、滿足市場的需求，是當(dāng)務(wù)之急。 發(fā)展前景 纖維素酶具有廣闊的應(yīng)用前景， 當(dāng)前只有少數(shù)發(fā)達(dá)國家擁有纖維素酶的生產(chǎn)及應(yīng)用技術(shù)，產(chǎn)品的壟斷造成市場價格奇高不下。利用纖維素酶進(jìn)行酶處理，能使麻、棉表面剝離和縱向復(fù)合細(xì)胞間層侵蝕，使纖維梢絲束化或脫落，能極大地降低對皮膚的刺癢，提高棉麻織物的服用性能及產(chǎn)品的檔次。另外加纖維素后，由于纖維素被消化，乳酸發(fā)酵提高，貯存性能也提高。能夠為畜禽體內(nèi)增加和補(bǔ)充各種消化酶，強(qiáng)化消化系統(tǒng)的酶解功能，增進(jìn)食欲，促進(jìn)生長發(fā)育。 然而，纖維素酶在酒精生產(chǎn)中的應(yīng)用遠(yuǎn)沒有完善，許多廠的應(yīng)用效果 并不理想。以 78B2為菌種制曲，在醬油釀造人池時，加人 1％一般可使醬油產(chǎn)量增加5％左右，而且成品醬油中還原糖增加，醬香味明顯提高。 纖維素酶在醬油釀造上的應(yīng)用 醬油是大豆蛋白酶水解產(chǎn)物。在糖漬果品加工中最近也用纖維素酶取得很好的結(jié)果，用砂糖漬果實時，砂糖要通過細(xì)胞壁慢慢浸人果實中，這樣就需要幾天的時間，若是用纖維素酶破壞細(xì)胞后，在短時間內(nèi)即可浸透進(jìn)去。 纖維素酶的應(yīng)用 纖維素酶在果實和蔬菜加工上的應(yīng)用 在果實和蔬菜加工過程中為了使植物組織軟化膨潤，一般用過度 的加熱蒸 煮，酸堿處理等，這樣就使果蔬的香味和維生素?fù)p失大。王建榮等以噬菌體 lambds EMBL3 DNA 為載體，通過克隆綠色木酶 (Trichoderma viride)高分子量基因組 DNA 的部分酶解片段，并將重組分子進(jìn)行體外包裝后侵染 K802，由此構(gòu)建了綠色木霉基因文庫（ taie}中科院微生物研究所還專門成立了纖維素酶研究的課題組，通過收集文獻(xiàn)與實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行基礎(chǔ)理論的研究。如汪天虹等人用鳥槍法從野油菜黃單胞菌 S152 中克隆到的內(nèi)切纖維素酶基因，在大腸桿菌中得以表達(dá) 。陳春洪等以稻草、花生殼 為主要碳源，研究了里氏木霉 GAB 的產(chǎn)酶條件。其中木霉 NT15H固體培養(yǎng)活力經(jīng)輕工業(yè)部食品質(zhì)量監(jiān)督檢測中心南京站檢側(cè)表明己達(dá)到國際先進(jìn)水平 。如 1968 年北京選育出一批纖維素酶菌種 。1988 年開始利用結(jié)構(gòu)生物學(xué)及蛋白質(zhì)工 程的方法對纖維素酶分子的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行研究，包括纖維素酶結(jié)構(gòu)域的拆分與解析、功能性氨基酸的確定、水解的雙置換機(jī)制的確立、以及分子折疊和催化機(jī)制關(guān)系的探討。直到 1985 年，采用腐殖根霉 (Humicola insolens)發(fā)酵的方法，制得了世界上第一個洗滌劑用的纖維素酶，其產(chǎn)品命名為 Cellulaseo 1987 年又推出了一種細(xì)菌纖維素酶 (Bacterial CeIlulase)，并成功地用于 Attack 洗衣粉。 1950 年 Reese 等提出纖維素酶作用方式的 GCx假說以后，開始轉(zhuǎn)入纖維素酶的基礎(chǔ)研究，包括纖維素酶的性質(zhì)、作用方式、培養(yǎng)條件和活力測定方 法等等。 1906 年 Seilliere 發(fā)現(xiàn)蝸牛的消化液能夠水解棉花纖維素并產(chǎn)生葡萄糖，這是人類首次發(fā)現(xiàn)纖維素酶 ?；旌衔⑸锇l(fā)酵法是纖維素酶生產(chǎn)中的又一新途徑。綜合上述 ,這里引發(fā)了一個新思路 ,就是對發(fā)酵不同階段分別進(jìn)行不同控制 (如 pH 值 、溫度、通氣量、培養(yǎng)基成分 ) 可能在很大程度上提高酶產(chǎn)量。 Mandles等發(fā)現(xiàn) ,在分批培養(yǎng)物發(fā)酵過程中 ,起初 pH 最好是自然下降到 3. 0～ 3. 5 ,再加控制以防止pH 降低 ,消耗纖維素以后自然上升 ,這樣有利于酶的大量分泌。當(dāng)然 ,對于不同微生物來說 ,同一濃度的同一物質(zhì)也可能有著不同甚至完全相反的作用。它又屬于誘導(dǎo)酶 (但在細(xì)菌方面以固有酶居多 ) ,在誘導(dǎo)物存在下 ,才能大量產(chǎn)生。但是目前這一資源的利用大約不到地球上總貯存量的 ，僅有一小部分被用于紡織、造紙、建筑、飼料、制藥、農(nóng)肥、燃料等方面，大部分未得到利用而被拋棄或焚燒，不僅造成資源的巨大浪費，而且污染環(huán)境，危害很大。木酶屬被認(rèn)為是纖維素酶系最全面 ,分解天然纖維素活力最高的一類絲狀真菌。還需要在這方面開展更廣泛而深入地研究。從高效和環(huán)保的角 度 出發(fā) ,纖維素被徹底分 解而無污染的一條有效途徑便是利用纖維素酶 (cellulase) 的水解作用。據(jù)估計 ,地球纖維素每年通過光合作用的更新量約為 4. 01010噸 ,Liitzen 等在 1983 年推算出纖維素的合成速率相當(dāng)于全人類每人每天 70 千克 ,這一驚人的結(jié)果足以顯示其對整個人 類的價值所在。根據(jù)全廠工藝設(shè)計和計算結(jié)果可以看出，該設(shè)計能夠達(dá)到工業(yè)生產(chǎn)的要求。利用這一年產(chǎn)量巨大的可再生性資源將其轉(zhuǎn)化為人類急需的能源、食物和化工原料，對于人類社會的可持續(xù)性發(fā)展具有非常重要的意義。目前，自然界中纖維素只有一小部分得到了利用，絕大多數(shù)纖維素不僅被白白浪費，而且還會造成環(huán)境污染。 本設(shè)計的主要內(nèi)容有：工廠總平面布置、全廠工藝流程設(shè)計、工藝計算、設(shè)備的計算與選型、成本核算；另外，完成設(shè)計圖紙 8 張，有工廠總平面布置圖、工藝流程圖（ 3 張）、發(fā)酵罐設(shè)計圖、種子罐設(shè)計圖、發(fā)酵車間設(shè)備布置圖（平面圖和立面圖）。 Trichoderma reesei 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 4 頁 目 錄 1 緒論 1 纖維素酶簡介 1 纖維素酶的研究狀況 1 國外研究概況 ..................................................................................................................................2 國內(nèi)研究概況 ..................................................................................................................................3 纖維素酶的應(yīng)用 4 纖維素酶在果實和蔬菜加工上的應(yīng)用 ...........................................................................4 纖維素酶在醬油釀造上的應(yīng)用 ...........................................................................................4 纖維素酶在酒精發(fā)酵中的應(yīng)用 ...........................................................................................5 纖維素酶在飼料上的應(yīng)用 .......................................................................................................5 在麻棉混紡織物后整理中的應(yīng)用 .......................................................................................6 其它 .......................................................................................................................................................6 纖維素酶的發(fā)展前景 6 纖維素酶的生產(chǎn) 6 固體發(fā)酵生產(chǎn)纖維素酶 .............................................................................................................6 液體深層發(fā)酵生產(chǎn)纖維素酶 ..................................................................................................7 固定化酶和細(xì)胞 .............................................................................................................................9 目前國內(nèi)的有關(guān)情況 9 國內(nèi)的需求情況 .............................................................................................................................9 主要技術(shù)指標(biāo) ..................................................................................................................................9 國內(nèi)幾大生產(chǎn)廠家 .................................................................................................................... 10 本設(shè)計的目的和內(nèi)容 10 本設(shè)計的目的 ............................................................................................................................... 10 本設(shè)計的主要內(nèi)容 .................................................................................................................... 10 2 全廠工藝流程及論 證 12 無菌空氣工藝論證 12 無菌空氣制備系統(tǒng)工段工藝論證 .................................................................................... 12 發(fā)酵工段工藝論證 13 發(fā)酵工藝流程 ............................................................................................................................... 13 菌種選取 .......................................................................................................................................... 13 培養(yǎng)基 ............................................................................................................................................... 14 生產(chǎn)方法 .......................................................................................................................................... 14 發(fā)酵過程的控制 .......................................................................................................................... 14 后提取工段工藝論證 15 后提取工藝流程 .......................................................................................................................... 15 提取方法論證 ............................................................................................................................... 15 3 纖維素酶的工藝計算 18 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 5 頁 物料衡算 18 工藝指標(biāo) .....................................