【正文】 以上自然條件及技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件等方面，均滿(mǎn)足透明質(zhì)酸工廠(chǎng)的選址要求。盧龍發(fā)展干鮮果品加工業(yè)有充足的原料，尤其是盧龍的 “ 石門(mén)核桃 ” 以個(gè)大、皮薄、香甜、含油量高而馳名中外。過(guò)近幾年大規(guī)模的配套建設(shè)，主分干渠灌溉網(wǎng)遍布全縣， 1992 年實(shí)現(xiàn)了全縣水利化。全縣縣辦工業(yè) 52家，有煤炭、化工、機(jī)械、紡織、水泥等 22 個(gè)工門(mén)類(lèi)。境內(nèi)有洋河、飲馬河等六條主要河流，建國(guó)以來(lái)，全縣經(jīng)過(guò)幾代人的努力，修建了被譽(yù)為 “ 群星落地 ” 的 121 座小水庫(kù)，開(kāi)挖了被譽(yù)為 “ 銀河下凡 ” 的 公里長(zhǎng)的引清大渠，使全縣一半以上的耕地成為水澆地。已初步探明金屬和 非金屬礦產(chǎn) 34種，礦產(chǎn)產(chǎn)地 137 處，以砂石為主。46’ 至 1 盧龍縣 19176。 ③交通運(yùn)輸條件 生物工程工廠(chǎng)生產(chǎn)原料、輔料消耗量大，生產(chǎn)廢料數(shù)量較多，因此，生物工程工廠(chǎng)的運(yùn)輸任務(wù)也較重。盡量遠(yuǎn)離多風(fēng)沙、多粉塵、多煙霧及有害氣體的區(qū)域，機(jī)場(chǎng)、鐵路、碼頭、交通要道等。因此要搜集十年以上的歷史資料，對(duì)雨量和氣溫還應(yīng)有最高、最低和平均數(shù)據(jù)。此外，為了防止廠(chǎng)區(qū)受淹，廠(chǎng)區(qū)應(yīng)在歷年最高洪水線(xiàn)之上。 具體廠(chǎng)址所在地點(diǎn)的選擇，則要從場(chǎng)地的自然條件、技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件及所在行業(yè)的特點(diǎn)三方面考慮，依次滿(mǎn)足相應(yīng)條件。 發(fā)酵培養(yǎng)基 ：葡萄糖 4%，蛋白胨 1%，酵母粉 1%， MgSO4還用于預(yù)防術(shù)后粘連和促進(jìn)皮膚傷口的愈合，作為構(gòu)成細(xì)胞外基質(zhì)和細(xì)胞問(wèn)基質(zhì)的主要成分。透明質(zhì)酸還能促進(jìn)表皮 細(xì)胞的增殖和分化、 清除氧自由基 ， 可預(yù)防和修復(fù)皮膚損傷。 Hyun 等利用大腸桿菌作為表達(dá)系統(tǒng)，將多沙巴斯德菌的 HA 合成酶基因和大腸桿菌 K5 的 UDP－葡萄糖脫氫酶基因?qū)氲酱竽c桿菌 JM109 中得到重組菌，在發(fā)酵搖瓶培養(yǎng)條件 下 HA 含量達(dá)到 ／Ｌ ,在發(fā)酵罐中采用流加培養(yǎng)， HA 產(chǎn)量大致為 ～ ／Ｌ。馮建成等采用馬疫鏈球菌 SH－０為出發(fā)菌，篩選出 無(wú)溶 血性和透明質(zhì) 酸 酶 的雙 缺 陷 型 菌株 X103，再以 NTG 為化學(xué)誘變劑對(duì)其誘變，最終選育 出 穩(wěn) 定 性 好，產(chǎn) 高 分 子 量 HA 的 突 變 菌 SH0201，使得 HA相對(duì)分子量達(dá)到 106Ｄ。以膜技術(shù)為主體， 采用微濾和超濾相結(jié)合的工藝 ， 能夠?qū)崿F(xiàn)透明質(zhì)酸發(fā)酵液的分離純化。 三氯乙酸除菌法對(duì)于透明質(zhì)酸的產(chǎn)量和質(zhì)量均有提高， 這是由于三氯乙酸的加入使透明質(zhì)酸與蛋白質(zhì)的絡(luò)合有一定的降解陶 。 3 ． 透明質(zhì)酸的分離純化。目前所用培養(yǎng)基氮源為各種肉浸膏、 蛋白胨、氨基酸、酵母膏、大豆蛋白水解液、尿素、無(wú)機(jī)鹽等，其中酵母浸膏最常用。 動(dòng)物組織提取法是當(dāng)今生產(chǎn)透明質(zhì)酸最主要的方法，但存在濃度不高、效率低 、成本高、原料來(lái)源受限制等缺點(diǎn)。 透明質(zhì)酸的生產(chǎn)方法 (一 ) 動(dòng)物組織提取法制備透明質(zhì)酸的常用原料有雞冠、臍帶、眼玻璃體、豬皮等，主要工藝過(guò)程包括提取、 除雜和分級(jí)分離。在發(fā)育過(guò)程中，透明質(zhì)酸的作用似乎是防止細(xì)胞在增殖夠數(shù)或遷移到位之前過(guò)早進(jìn)行分化。因?yàn)橥该髻|(zhì)酸為天然性潤(rùn)滑以及吸震高分子，在肌腱、肌腱鞘及粘 滑膜 表面作為潤(rùn)滑劑。這也是中老年人與少年兒童皮膚差距的主要原因之一。透明質(zhì)酸是一種多功能 基質(zhì) ，透明質(zhì)酸（ 玻尿酸 ） HA 廣泛分布于人體各部位。 設(shè)備計(jì)算與選型是根據(jù)產(chǎn)量通過(guò)計(jì)算來(lái)確定設(shè)備的型號(hào)和尺寸。 生產(chǎn)菌株采用目前最高產(chǎn)的獸疫鏈球菌發(fā)酵。 透明質(zhì)酸的簡(jiǎn)介 透明質(zhì)酸的結(jié)構(gòu) 分子式 :C28H44N2O23 分子量 : 透明質(zhì)酸是一種酸性粘多糖， 1934 年美國(guó)哥倫比亞大學(xué)眼科教授 Meyer 等首先從牛 眼玻璃體中分離出該物質(zhì)。 透明質(zhì)酸的合成原理及生產(chǎn)方法 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 頁(yè) 共 58 頁(yè) 隨著人們年齡的增長(zhǎng)及 營(yíng)養(yǎng) 、日照、環(huán)境等因素的影響，人體合成透明 質(zhì)酸（玻尿酸） HA 的能力逐漸下降，皮膚中透明質(zhì)酸（玻尿酸） HA 的含量會(huì)逐漸降低，人在胚胎時(shí)期體內(nèi)透明質(zhì)酸（玻尿酸） HA 含量最高，出生后逐漸減少。 透明質(zhì)酸本身帶有負(fù)電荷，在動(dòng)物體存在于大部分的軟 結(jié)締組織 中。透明質(zhì)酸（玻尿酸） HA 是人皮膚表皮及 真皮 的主要基質(zhì)成分之一，其生理功能是能使水分進(jìn)入細(xì)胞間隙，并與蛋白質(zhì)結(jié)合而形成蛋白凝膠，將細(xì)胞粘在一起，發(fā)揮正常的細(xì)胞代謝作用，起到保持細(xì)胞水分，保護(hù)細(xì)胞不受病原菌的侵害，加快恢復(fù)皮膚組織，提高創(chuàng)口愈合再生能力，減少疤痕，增強(qiáng)免疫力等作用 。 HA 水溶液是一種非牛頓型流體 , 有著良好的粘彈性和應(yīng)變性。臍帶脂肪含量較雞冠高，可用稀堿溶液 (pH8) 6O℃熱提數(shù)次，或用水一氯仿溶液 (20： 1 ) 提取并用等體積氯仿洗滌提取液進(jìn)一步脫脂， 臍帶透明質(zhì)酸產(chǎn)量約為 ％。目前所用的菌種主要有獸疫鏈球菌、 馬疫鏈球菌和類(lèi)馬疫鏈球菌等『 2 J 。溫度通常為 3 7 ~ C， 在不同發(fā)酵階段 采用不同的溶氧量 ，也可提高透明質(zhì)酸的產(chǎn)率。常用的滅菌劑包括三氯乙酸、 氯仿等。乙醇添加量一般是發(fā)酵液體積的 2 倍舊 ， 如果乙醇添加 量足夠大， 透明質(zhì)酸濃度低至0 ． 1 ％也可以完全沉淀 。研究表明鏈球菌屬的多種細(xì)菌都有莢膜，這種莢膜的主要成分就是 HA，能夠產(chǎn)生 HA 的鏈球菌屬多為 A群和 C群，由于 A 群致病性強(qiáng)，較少用作菌種， C群致病性較弱，目前多采用此類(lèi)菌進(jìn)行生物發(fā)酵，現(xiàn)階段多采用 C 群的獸疫鏈球菌、馬疫鏈球菌、類(lèi)馬疫鏈球菌作為 HA的生產(chǎn)菌。魏甲乾等采用重離子和紫外誘變相結(jié)合的方法對(duì)獸疫鏈球菌進(jìn)行誘變，使突變菌株產(chǎn)透明質(zhì)酸能力提 高了 3倍 多 產(chǎn)率穩(wěn)定在 ～ ／Ｌ。發(fā)酵工藝的研究發(fā)酵工藝是影響 HA 分子量和產(chǎn)量的重要因素，適宜的發(fā)酵工藝有利于微生物自身的生長(zhǎng)，同時(shí)又可以 使代謝最大程度地向著 HA 合成的方向進(jìn)行，極大地提高了微生物對(duì)底物的利用效率。 ( 三 ) 在藥物中的應(yīng)用 透明質(zhì)酸作為媒介在滴眼液中廣泛應(yīng)用， 不僅起到 了增稠的作用 ， 還可增加藥物的生物利用度 ， 并減輕藥 物對(duì)眼的刺激， 促進(jìn)眼部創(chuàng)傷愈合， 迅速緩解眼部不適。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 7 頁(yè) 共 58 頁(yè) 2 設(shè)計(jì)的內(nèi)容和依據(jù) 設(shè)計(jì)題目 年產(chǎn) 10噸透明質(zhì)酸發(fā)酵生產(chǎn)工藝 設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)依據(jù) 河北科技大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院生物工程系下達(dá)的 2021屆畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)。 第二，充分利用各地區(qū)的有利條件，避開(kāi)或克服不利條件；充分利用當(dāng)?shù)厝肆?、物力、?cái)力和自然資源，保護(hù)環(huán)境；節(jié)約用地，不占用良田及經(jīng)濟(jì)效益高的土地，并符合國(guó) 家現(xiàn)行土地管理、環(huán)境保護(hù)、水土保持等法規(guī)有關(guān)規(guī)定。地勢(shì)要求以基本平坦、略有坡度為佳。如在寒冷地區(qū)建廠(chǎng)還要注意凍土層情況。 ⑥環(huán)境衛(wèi)生條件 生物工程產(chǎn)品中不少是醫(yī)藥產(chǎn)品或食品，所以對(duì)工廠(chǎng)周?chē)沫h(huán)境有嚴(yán)格要求。 ②動(dòng)力供應(yīng)條件 廠(chǎng)址應(yīng)具有滿(mǎn)足生產(chǎn)、生活及發(fā)展規(guī)劃所必需的水源和電源，并靠近水源、電源。 因此，生物工程工廠(chǎng)的廠(chǎng)址選擇，涉及面廣，必須綜合考慮、慎重對(duì)待，要按經(jīng)濟(jì)規(guī)律辦事，以有利于建設(shè)事業(yè)。 自然資源 盧龍縣屬 暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候 區(qū)，四季分明。果品產(chǎn)量 7200 多萬(wàn)噸，以 “ 石門(mén)核桃 ” 最為有名。主要產(chǎn)品 350 多種，全縣有鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè) 1 萬(wàn)多家，從業(yè)近 5 萬(wàn)人， 1998 年總產(chǎn)值 24 億元。目前，全縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)中農(nóng)用汽車(chē)系列、璃纖維制品系列填補(bǔ)了省內(nèi)空白，汽車(chē)內(nèi)裝飾板、檸 檬酸鈉、電教器材等填了國(guó)內(nèi)空白。正在研制開(kāi)發(fā)的有 L 型 乳、檸檬酸、總?cè)軇?、酒精、醫(yī)藥、植物膠、變性淀粉、飴糖、蛋苕酥等化工品和食品；加工的食品有 淀粉 、粉條、 粉絲 、粉皮、罐頭、薯脯、薯醬、冷、薯 葉柄 、薯?xiàng)棥⑴蚧砥?。供電條件較好。發(fā)酵法生產(chǎn)透明質(zhì)酸就是利用獸疫鏈球菌在生長(zhǎng)繁殖過(guò)程中，向胞外分泌以 HA 為主要成分的莢膜，再處理發(fā)酵液（分離純化）而得到高純度的優(yōu)質(zhì)的透明質(zhì)酸 。京山 、京秦、大秦三條鐵路橫貫東西，五個(gè)火車(chē)站均勻分布；公路四通八達(dá)，京山、京秦、三撫 干線(xiàn)公路 環(huán)繞四周，鄉(xiāng)級(jí)公路 1992 年全部實(shí)現(xiàn)油路化。以甘薯為原料搞多層次加工已形成規(guī)模。工業(yè)企業(yè)尤以石、水泥、陶瓷等產(chǎn)品為主的建材業(yè)發(fā)展較快。盧龍縣工業(yè)門(mén)類(lèi)較為齊全，現(xiàn)已初步形成符合當(dāng)?shù)靥厣纳a(chǎn)體系。主要礦產(chǎn)資源具有很好的開(kāi)發(fā)條件。08’ 之間。除了鐵路和公路運(yùn)輸外，在有條件應(yīng)優(yōu)先考慮水運(yùn)，以降低運(yùn)輸成本。 ⑵技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件 ①原料、輔料等供應(yīng)條件 在生物工程產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中， 原料消耗非常多，特別是糧食、燃料及一些化工原料。水資源狀況包括：地下水（深水井）、泉水（有壓力）；地表水（江河、水庫(kù)）、城市自來(lái)水的水源狀況；了解相當(dāng)?shù)男钏? ，水量供水量、水價(jià)以及有關(guān)供應(yīng)協(xié)議，取水點(diǎn)、水質(zhì)情況（分析報(bào)告）等。 ③地質(zhì)條件 應(yīng)避開(kāi)地震斷層、泥石流、滑坡、流沙、溶洞、沼澤等 危害地段，以及具有開(kāi)采價(jià)值的礦藏區(qū)、采空區(qū)，以及古井、古墓、坑穴密集的地區(qū)。以矩形場(chǎng)地為最佳，以利于總平面布置。生物發(fā)酵工廠(chǎng)建廠(chǎng)地區(qū)的選擇應(yīng)當(dāng)有利于發(fā)酵工業(yè)的合理布局，有利于地區(qū)經(jīng)濟(jì) 和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，應(yīng)當(dāng)考慮合理利用現(xiàn)有的工業(yè)基地和交通運(yùn)輸條件，或適應(yīng)新工業(yè)基地和中小城鎮(zhèn)建設(shè)的需要，考慮生產(chǎn)和技術(shù)協(xié)作的條件，為原材料供應(yīng)、產(chǎn)品配套、工藝協(xié)作、科學(xué)技術(shù)協(xié)作和信息交流等創(chuàng)造有利條件。通過(guò)口服透明質(zhì)酸來(lái)增加體內(nèi)的含量 ，來(lái)補(bǔ) 充人體內(nèi)透明質(zhì)酸的不足。 ( 二 ) 在臨床方面的應(yīng)用 透明質(zhì)酸是構(gòu)成人體細(xì)胞間質(zhì)、眼玻璃體、關(guān)節(jié)滑液等結(jié)締組織的主要成分，在體內(nèi)發(fā)揮保水、維持細(xì)胞外空間、 調(diào)節(jié)滲透壓 、 潤(rùn)滑、 促進(jìn)細(xì)胞修復(fù)的重要生理功能。擇優(yōu)采用含有質(zhì)粒 SJR3 的菌株進(jìn)行發(fā)酵罐培養(yǎng)，在適宜條件下培養(yǎng)， HA 產(chǎn)量達(dá)到／Ｌ。葉倩文等采用超聲波法和紫外線(xiàn)復(fù)合誘變處理得到突變菌株，該菌株的 HA產(chǎn)量較原菌株 HA 產(chǎn)量由原菌株的 ／Ｌ 提高到 ／Ｌ。 在進(jìn)入透明質(zhì)酸純化階段后，離子交換法往往被采用，因?yàn)殡x子交換層析分離條件溫和，不會(huì)引起分子結(jié)構(gòu)的變化，已經(jīng)成為分離提純生物大分子的有效方法。 除去發(fā)酵液中的菌體后，需要將透明質(zhì)酸分離出來(lái) ， 這是一個(gè)初步純化過(guò)程。 ( 1 ) 預(yù)處理。 透明質(zhì)酸發(fā)酵有需氧發(fā)酵和厭氧發(fā)酵， 有氧發(fā)酵一般產(chǎn)率高且分子量高。生物發(fā)酵法具有產(chǎn)品不受原料資源限制、 生產(chǎn)成本低、 工藝簡(jiǎn)單等特點(diǎn)， 是今后研究開(kāi)發(fā)的方向。不同組織透明質(zhì)酸的提取純化過(guò)程有一定的差別。由于直鏈鏈軸上單糖之間氫鍵的作用 ,HA 分子在空間呈剛性的螺旋柱型 , 其半徑為 200nm , 柱內(nèi)側(cè)因有大量羥基而產(chǎn)生強(qiáng)親水性。人體中透明質(zhì)酸（玻尿酸） HA 的破壞或失調(diào)，均可造成疾病。連服 7 天后即可達(dá)到穩(wěn)定的濃度。與其他營(yíng)養(yǎng)成分配合使用，可以起到促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)吸收的更理想效果。與其它 粘多糖 不同，它不含硫。 理工學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文） 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 專(zhuān) 業(yè)： 生物工程 題 目： 年產(chǎn) 10噸透明質(zhì)酸 生產(chǎn)車(chē)間 的初步工藝設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師： 評(píng)閱教師： 2021 年 05 月 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)中文摘要 本設(shè)計(jì)為以高 產(chǎn)菌為出發(fā)菌株年產(chǎn) 10 噸透明質(zhì)酸生產(chǎn)車(chē)間的初步設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞 透明質(zhì)酸 發(fā)酵 提取 物料衡算 設(shè)備計(jì)算和選型 車(chē)間布置 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)外文摘要 Title An annual output of 10 tons of hyaluronic acid production plant preliminary design Abstract This is designed to highyielding strains of bacteria as a starting annual output of 10 tons of hyaluronic acid production plant preliminary design. Mainly related to process divided into 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, dissolved in deionized water, dehydrated in a