【正文】 附材料，與傳統(tǒng)的離子交換樹脂相比羧酸型陽離子交換纖維有更大的有效比表面積，傳質(zhì)距離短，因而吸附與解吸速度快。（2）D001大孔離子交換樹脂D001大孔離子交換樹脂[11]是磺酸基聚苯乙烯系大孔型強酸性陽離子交換樹脂。（1）732離子交換樹脂732離子交換樹脂[10]是在交聯(lián)為7％的苯乙烯?二乙烯共聚體上帶有磺(SO3H)的陽離子交換樹脂，是一種磺酸化苯乙烯系凝膠型強酸性陽離子交換樹脂。（5）超濾因經(jīng)過脫色除雜后的L精氨酸液中還含有熱源蛋白質(zhì)等大分子雜質(zhì)，可以采用超濾法將其除去。 L精氨酸的提取流程發(fā)酵液吸附洗脫 陶濾 驅(qū)氨 → → → 濃縮結(jié)晶L精氨酸 ↓脫色，除雜超濾 ← ← ← （1）陶濾發(fā)酵結(jié)束后，發(fā)酵液當中包含了大量的菌體，通過陶濾可以將大量菌體與發(fā)酵液分開，L精氨酸存在于陶濾后的上清液當中。（3）蛋白質(zhì)水解法以毛發(fā)、血粉及廢蠶絲等蛋白質(zhì)為原料，通過酸、堿或酶水解成多種氨基酸混合物，經(jīng)分離純化獲得各種氨基酸。（1）化學(xué)合成法用有機合成和化學(xué)工程相結(jié)合的技術(shù)生產(chǎn)或制備氨基酸的方法。L1，但國內(nèi)的高產(chǎn)菌種不穩(wěn)定，未能用于工業(yè)化，目前，國內(nèi)的發(fā)酵法生產(chǎn)L精氨酸的產(chǎn)酸水平是30 g/L，與國外的先進水平還有很大的差距。國內(nèi)對L精氨酸的研究還是主要集中在對發(fā)酵菌種的傳統(tǒng)選育方面[4]，但對下游提取工藝的研究比較少，還屬于起步階段，因此國內(nèi)的發(fā)酵法生產(chǎn)L精氨酸的水平還是較低，目前，L精氨酸的生產(chǎn)主要從毛發(fā)中提取。日本也有成功的研究，把其作為服裝涂料層的原料，穿起來非常舒服。 美國飼料的標準規(guī)定喂養(yǎng)產(chǎn)蛋雞和小雞的飼料中要添加適量的精氨酸。天冬氨酸和精氨酸是卡爾維斯公司生產(chǎn)的藻酸系列能量飲料中的主要成分。 是天冬氨酸和精氨酸的復(fù)合物，可以將大白鼠的游泳時間提高兩倍，并可以保護實驗性急性缺氧家兔的心臟。 是谷氨酸和精氨酸的復(fù)合物，是白色結(jié)晶性的粉末，無臭，熔點為193～℃（分解）,易溶于水，水溶液的pH為6～7。方法是: g精氨酸溶在500 mL乙醇中、 g葡萄糖醛酸溶在280 mL乙醇中，再分別過濾，最后混合放冷，放置數(shù)小時后，有復(fù)鹽析出，將其過濾，用冷乙醇與乙醚先后洗滌，再真空干燥可得。（2）pH平衡劑L精氨酸在臨床輸液中可以作為藥物的pH平衡劑，例如：頭孢拉定注射液，其pH很低，～，過去通過加碳酸氫鈉中和其pH，但這種方法易在血管中生成二氧化碳氣泡，會影響血管的通暢，而現(xiàn)在用L精氨酸（堿）作為中和劑的同時又增加了營養(yǎng)，僅憑這一點，國內(nèi)對L精氨酸的需求量就超過300 t/年。 L精氨酸的應(yīng)用L精氨酸是人體的半必需氨基酸，在藥品、食品、化妝品、飼料等方面都有廣泛用途[1]。L精氨酸鹽酸鹽呈白色結(jié)晶性粉末,苦澀味,無臭,易溶于水,水溶液為堿性，,0℃和50℃時在水中的溶解度分別為83 g/L和400 g/L,可極微溶于乙醇,不溶于乙醚,呈強堿性,且可吸收空氣中的二氧化碳；加熱到105℃時會失去兩分子的結(jié)晶水,至230℃時顏色會加深,分解點為244℃；比旋光度[α] 20D+176。本設(shè)綜述了L精氨酸的應(yīng)用和發(fā)展，設(shè)計了年產(chǎn)150t L精氨酸的工藝流程，比較了弱酸性陽離子樹脂和DR1樹脂提取L精氨酸的優(yōu)缺點。L精氨酸在醫(yī)藥方面、保健飲品方面、畜牧業(yè)方面都具有廣泛的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：L精氨酸， 發(fā)酵法， 提取， 工藝設(shè)計 AbstractL arginine is a semiessential amino acids in the humans and animals, Is also an important intermediate of the urea cycle and metabolism of organisms. Larginine has an extensive application in medicine, health drink and the livestock industry. This set gave an overview of development and application of larginine, Designing a production capacity of 150t Larginine process, Compared with weak acid cationexchange resin extraction of Larginine and DR1 resin advantages and disadvantages The design uses a fermentation method with starch, corn syrup as adjunct, for the production of brevibacterium flavum strain, Most notably in the downstream extraction process, Desing DR1 to extrac Larginine to get a high extraction efficiency.Design a scale of production to get 150t Larginine. Isting a production of flow chart, the material balance and the selection of equipment, and the size of fermentation tank and seed tank are designed, Analysing and paring two kinds of processes of extraction of larginine about acid cationexchange resin and DR1 resin statistics, we can see the Drew DR1 resin extraction technology is superior to weak acid cationexchange resin extraction process. Keywords: Larginine, Fermentation, Extraction, A designed process 目 錄1 緒論 1 L精氨酸的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 1 L精氨酸的結(jié)構(gòu) 1 L精氨酸的性質(zhì) 1 L精氨酸的功能 1 L精氨酸的應(yīng)用 1 L精氨酸在醫(yī)藥方面的應(yīng)用 1 L精氨酸在保健飲品方面的應(yīng)用 3 L精氨酸在畜牧業(yè)方面的應(yīng)用 3 L精氨酸在其他方面的應(yīng)用 3 L精氨酸發(fā)酵的研究及生產(chǎn)現(xiàn)狀 4 4 4 L精氨酸的生物合成途徑及生產(chǎn)方法 4 4 L精氨酸的提取過程 6 L精氨酸的提取流程 6 L精氨酸吸附洗脫過程常用樹脂及材料 72 工藝流程及工藝流程論證 9 發(fā)酵法生產(chǎn)L精氨酸 9 發(fā)酵法生產(chǎn)L精氨酸工藝流程 9 發(fā)酵菌種與培養(yǎng)基原料 10 發(fā)酵菌種和發(fā)酵周期 10 培養(yǎng)基的原料 10 工藝流程的論證 10 發(fā)酵過程的控制 10 發(fā)酵條件的控制 11 L精氨酸的生物合成部分的方程式 12 提取過程的控制 123 物料衡算 13 L精氨酸發(fā)酵工藝技術(shù)指標 13 發(fā)酵車間的物料衡算 13 發(fā)酵車間的物料衡算 13 發(fā)酵車間的物料衡算結(jié)果列表 154 設(shè)備選型與設(shè)計 16 發(fā)酵罐的選型與設(shè)計 16 發(fā)酵罐的選型 16 發(fā)酵罐的設(shè)計 16 冷卻裝置設(shè)計 19 接管設(shè)計 22 設(shè)備材料的選擇 23 種子罐的選型與設(shè)計 25 二級種子罐容積和數(shù)量的確定 25II 主要尺寸的確定 25 空氣分過濾器 30 種子罐分過濾器 30 發(fā)酵罐分過濾器 31 補料罐的設(shè)計 31 材料選擇 31 補料罐個數(shù)與尺寸的確定 31 發(fā)酵車間設(shè)備一覽表 32 提取車間的設(shè)備 325 成本估算 33 生產(chǎn)L精氨酸的所需物料方面的成本估算 33 原料 33 輔料 33 所需物料的總成本 34 生產(chǎn)L精氨酸的其他方面的成本估算 34 年用電量 34 年用水量 35 其他方面的總成本 36 人工費用 36 設(shè)備折舊費 37 生產(chǎn)L精氨酸的效益 37 兩種提取工藝的成本比較 376 廢水、廢氣處理 38 廢水的處理 38 廢氣的處理 38總結(jié) 39心得與體會 40致謝 41參考文獻 42附錄：英文文獻及翻譯 44451 緒論 L精氨酸的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) L精氨酸的結(jié)構(gòu)L精氨酸的化學(xué)名稱是a氨基δ胍基戊酸，其結(jié)構(gòu)式為： L精氨酸的性質(zhì)L精氨酸易吸水，通常為放便儲存及運輸,把它制成鹽酸鹽。 L精氨酸的功能（1）保濕；（2）促進人體的解毒[1]；（3）免疫系統(tǒng)的激勵物質(zhì)；（4）可以刺激內(nèi)分泌系統(tǒng)對胰島素,激素等的分泌[1]；（5）促進血管舒展,有利于降血壓和促進血液流動；（6）被用于維持嬰幼兒的營養(yǎng)平衡；（7）可以合成控制血管擴張和收縮的物質(zhì)；（8）平衡pH。尤其是在1968年，靜脈高營養(yǎng)療法在臨床獲得成功和廣泛應(yīng)用以后，氨基酸輸液做為供給蛋白質(zhì)的營養(yǎng)補充劑就顯得更為的重要。（3）其他L精氨酸制劑 是用精氨酸和葡萄糖醛酸等物質(zhì)通過量作用制得。熔點為227～228℃（分解），可以降低血氨和組織氨，還可以增加膽汁的分泌及增強肝臟的代謝機能，并且對于亞急性的四氯化碳中毒有解毒效用。（明諾芬） 是主治病毒性黃疸、梅毒的特效藥。例如，日本明治乳業(yè)生產(chǎn)的運動員飲料，可口可樂公司的“阿格里樂”運動員飲料，明治制果公司和味之素公司推出的在L精氨酸上加多種支鏈氨基酸的新型飲料很受飲用者的歡迎。以仔豬為例，仔豬對L精氨酸的需求量很大， g/L，僅能滿足仔豬40%的需求量，而L精氨酸攝入量不足會制約仔豬的生長性能。目前，已開發(fā)成功的有多聚精氨酸（PAA），美國利用其來生產(chǎn)農(nóng)用保濕地膜，德國用其來做可降解塑料，以杜絕白色污染。早在二十世紀七十年代國外就對發(fā)酵法生產(chǎn)L精氨酸開始了研究[3]，而日前，日本、美國、德國等國家都已采用發(fā)酵法來生產(chǎn)L精氨酸，且在品種、技術(shù)及產(chǎn)量上已處于世界的領(lǐng)先水平，其中日本在對氨基酸的生產(chǎn)上位于領(lǐng)先地位，其L精氨酸產(chǎn)量也穩(wěn)定在60 g/L。L1， g具體合成途徑如下圖所示： L精氨酸的生產(chǎn)方法L精氨酸的生產(chǎn)方法[6]主要有以下幾種：化學(xué)合成法；酶法；發(fā)酵法；蛋白質(zhì)水解法。用反應(yīng)式表示如下： NH3 HCN H+R―CHO ― →[RCH(NH2)OH] ― →RCH―CN ― →R―CH ―COOH | | NH2 NH2 （2）酶法用微生物中特定的酶作為催化劑，使底物經(jīng)過酶催化生成所需的產(chǎn)品。 L精氨酸的提取過程由于L精氨酸的提取工藝[7]是L精氨酸生產(chǎn)工藝的主要部分，所以在生產(chǎn)過程中L精氨酸的提取工藝相當重要。（4）脫色，除雜經(jīng)吸附洗脫得到的L精氨酸液，顏色較深，透光度比較低，還達不到藥用級L精氨酸的要求，所以還要進一步的脫色和除雜，用活性碳和強堿性陽離子交換樹脂結(jié)合方法，驅(qū)氨后調(diào)pH ～，用活性碳767在40℃下脫色，再經(jīng)強堿性陽離子交換樹脂711[OH]進一步的脫色除雜[9]，L精氨酸不掛柱，這一步可除去全部的陰離子和一些可溶性蛋白質(zhì)雜質(zhì)。目前被用于L精氨酸提取的樹脂和材料主要有以下幾種。在使用前先對樹脂進行預(yù)處理，即先用乙醇反復(fù)浸泡洗滌到洗出液澄清為止，再分別用2 mol/L HCl和2 mol/L NaOH浸泡3次，用蒸餾水洗到中性備用。在使用前先對樹脂進行預(yù)處理，即先用乙醇反復(fù)浸泡洗滌到洗出液澄清為止，再分別用2 mol/L HCl和2 mol/L NaOH浸泡3次，用蒸餾水洗到中性備用。三種材料都受pH、溫度、NaCl和NH4Cl的影響較大，所得產(chǎn)物透光率低、產(chǎn)物收率低。 發(fā)酵法生產(chǎn)L精氨酸工藝流程空氣原料菌種 空氣壓縮機 斜面培養(yǎng) 預(yù)處理冷卻 活性碳脫色 搖瓶擴大培養(yǎng) 雙酶法糖化輔料 氣液分離 強堿性陽離子樹脂一級種子罐擴大培養(yǎng)淀粉水解糖超濾（截留分子量6000）二級種子罐擴大培養(yǎng) 過濾除菌滅菌純化液 降膜預(yù)濃縮 發(fā)酵 (，3032)℃) 單效減壓濃縮 陶濾 濃縮液 結(jié)晶鍋冷卻結(jié)晶 發(fā)酵清液 離心 DR1樹脂 成品L精氨酸 母液 干燥2mol/L氨水洗脫 高流分 驅(qū)氨 發(fā)酵菌種與培養(yǎng)基原料微生物的生長、產(chǎn)物的形成以及產(chǎn)量都與培養(yǎng)基的組成和配比是否恰當有密切的關(guān)系；而工藝條件的選擇，對產(chǎn)品的收率和產(chǎn)品的質(zhì)量有著決定性的作用，本