【正文】 70%= m3 本設(shè)計(jì)取D=，H=，則實(shí)際采用的重結(jié)晶罐的體積為： V=（D/2）2 H = 這里也采用一臺離心機(jī)。=。 濃漿泵： 這里采用型號為：I1B1寸的濃漿泵，理論流量為：，揚(yáng)程為：50m，所以理論上輸送時間為：247。脫色柱的直徑D=4m，H=8m，所以其體積約為： V=（D/2）2H= m3 如果這里裝柱量按70%來填充的話，則裝柱體積為： 70%=由于本設(shè)計(jì)采用的是顆粒狀的活性炭， m3，符合要求可以達(dá)到很好的脫色效果。水儲罐： 同樣采用該公司的水儲罐，所以總的洗水為： 6 = 現(xiàn)在采用1個長為6m，寬為8m，即體積為V=68 =408m3。70% = m3 247。 =根據(jù)《化工工藝設(shè)計(jì)手冊》有： 20℃氨水的密度，4%，6% 則： 5%氨水的密度 =（+）/ 2 = 所以： 103 17 5%氨水的體積= —————————————— 5% =所以： ，則： 每柱實(shí)際總氨水用量= = m3 總的氨水的用量=26=堿液儲罐： 采用廣東玉隆玻璃鋼有限公司，型號為YS08，材質(zhì)為玻璃鋼，立式的氨水儲罐。6= m3 參照太倉天誠防腐化工設(shè)備廠的聚丙烯離子交換柱相關(guān)參數(shù)，有上柱流速采用20 m3/h，則處理時間為： 247。80%= ，所以取V=100m3，d=4m，h=8m。 廢液儲罐：江西天安水環(huán)?？萍加邢薰静讳P鋼水罐根據(jù)前面提到的發(fā)酵液的一般性質(zhì)，我們知道待處理液中固體物質(zhì)菌體和蛋白質(zhì)膠體物約含5%~10%，則所需的廢液儲罐按固體物質(zhì)最大量10%算時有： 10%= 247。生產(chǎn)周期是55h，這里選擇在兩個生產(chǎn)周期之間給放罐洗罐預(yù)留1h的時間，空消2h，所以本設(shè)計(jì)按60h為一個周期來計(jì)算。128 = m3每個周期總的L異亮氨酸的量：% = kg 實(shí)際上：每個周期需要生產(chǎn)的L異亮氨酸的量：247。若物料內(nèi)部水分有足夠的速率流到其表面，這樣的話物料表面可繼續(xù)保持濕潤，干燥速率也不變；可是如果內(nèi)部水分流出的速率低于其表面的汽化速率，會使得部分表面變干，物料進(jìn)而升溫，最終進(jìn)入降速干燥階段。 六、 重結(jié)晶 根據(jù)《生物工業(yè)下游技術(shù)》和《生物分離原理與技術(shù)》我們可以總結(jié)出重結(jié)晶的操作過程有如下幾個步驟： （1）首先要選擇合適的溶劑； （2）將粗結(jié)晶得到的物質(zhì)加入到少量的熱溶劑中，并使晶體溶解； （3）冷卻后使其再次結(jié)晶； （4）然后分離母液； （5）最后洗滌； 選擇合適的溶劑對于L異亮氨酸的重結(jié)晶的成功很重要，參照《化工原理》、《生物工業(yè)下游技術(shù)》和《生物分離原理與技術(shù)》及生物分離工程課堂上老師的講解，我們可以大概的把一個對L異亮氨酸來說是良好溶劑的溶劑概括如下： （1）不與L異亮氨酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng) （2）要求對雜質(zhì)的溶解度要很小或很大 （3）溶劑的沸點(diǎn)不是很低，當(dāng)然也不能太高 （4）在室溫或低溫時只能溶解很少的L異亮氨酸 （5）能結(jié)出較好的L異亮氨酸晶體七、 干燥固體中的水分可分為毛細(xì)管水、表面水、被膜所包圍的水分三種。 高殘?zhí)堑挠绊懀篖異亮氨酸的溶解度將會增加，而且殘?zhí)潜旧硪桩a(chǎn)生晶體。尤其出現(xiàn)發(fā)酵不正?，F(xiàn)象時，一定要注意緩慢地加酸，以便控制pH慢慢降低，最終使L異亮氨酸的溶解度漸漸地下降，這樣晶核的形成也不致于太多。所以，在結(jié)晶操作中，通常都會在結(jié)晶將要開始前就先投入一定數(shù)量的晶粒作為晶種。而溶液使達(dá)到過飽和狀態(tài)是結(jié)晶的前提，且結(jié)晶的推動力是過飽和率。因?yàn)椴煌陌被崞涞入婞c(diǎn)也不同，且在等電點(diǎn)時，L異亮氨酸分子的凈電荷為零，L異亮氨酸彼此吸引形成大分子進(jìn)而淀淀下來。 （2）溶液的沸點(diǎn)低，即使是同樣的加熱蒸汽，蒸發(fā)器傳熱的平均溫度差也大，所需的傳熱面積很小。而由蒸發(fā)器和冷凝器這兩個部分組成相應(yīng)的蒸發(fā)系統(tǒng)。 （3）白酒除濁和凈化。 四、濃縮濃縮是工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)過程提取與精制中常用的單元操作之一，它的目的主要是通過除去溶劑而將低濃度的溶液轉(zhuǎn)變?yōu)楦邼舛鹊娜芤?。顆粒炭的顆粒較粉末炭的大，它的總表面積也相應(yīng)減小，且吸附量和吸附力均較前者小，但過濾速度比粉末活性炭快。物理吸附的機(jī)理為：由吸附劑表面與被吸附物的分子之間的范德華力所引起。再生劑用量在下文有相關(guān)的計(jì)算。通常情況下，洗脫流速應(yīng)比上柱流速慢，以便L異亮氨酸的高峰相對較集中。 本設(shè)計(jì)采用氨水把L異亮氨酸從樹脂上洗脫下來。在下文的設(shè)計(jì)計(jì)算中有具體的論證。上柱量最好能與樹脂的交換能力相符合。 （2）上柱交換 上柱交換是離交的關(guān)鍵所在，最好能將所需要吸附的離子完全吸附，且要求比較集中。根據(jù)《生物工業(yè)下游技術(shù)》、《生物分離原理與技術(shù)》及《氨基酸發(fā)酵工藝學(xué)》我們可以總結(jié)出，被用于氨基酸提取用的樹脂應(yīng)具備這樣一些基本條件： （1）具有在水、堿、酸條件下不可溶性； （2）具有機(jī)械強(qiáng)度高、耐磨性能好，反復(fù)使用而不易破碎； （3）好的耐熱性、穩(wěn)定化學(xué)性質(zhì)，溶液中的物質(zhì)不能將其破壞； （4）交聯(lián)度和膨脹度均要適中； （5）高的交換容量； （6）交換時具有快的平衡速度。而L異亮氨酸離子的密度卻相反，是自上而下逐漸增加的。而它與L異亮氨酸等電點(diǎn)接近，所以等電結(jié)晶時并不能很好的分離，這就需要離子交換法的單元操作對濾液進(jìn)行處理。 參照《生物工業(yè)下游技術(shù)》和《生物分離原理與技術(shù)》我們了解到超濾膜的結(jié)構(gòu)主要分為下面這三層： （1）最上層的表面活性層：～，致密而光滑； （2）中間的過渡：厚度一般為1～10μm，具有大于10nm的細(xì)孔； （3）最下面的支撐層：厚度為50～250μm，出現(xiàn)50nm以上的孔。但是膜很薄，阻力也小，其過濾速度比其他常規(guī)的過濾介質(zhì)要快出幾十倍；（3）通常無吸附或少吸附。 （2）有將流體相隔開的界面：它將透過液和保留液分為互不混合的兩相。 這里采用離交等電點(diǎn)法提取L異亮氨酸。五、 等電結(jié)晶 等電點(diǎn)法是指用在電中性時L異亮氨酸的溶解度最低的原理進(jìn)行分離純化的這樣一個過程。當(dāng)達(dá)到平衡后，不再出現(xiàn)滲透現(xiàn)象，而滲透通量為零。三、 活性炭的吸附技術(shù)吸附法是指用適當(dāng)?shù)奈絼┰谀承l件下除去色素、熱源等物質(zhì)或吸附目的產(chǎn)物，從而達(dá)到濃縮提純產(chǎn)物的目的過程。目前，菌體分離的方法主要有兩種離心分離和過濾。上述物質(zhì)的存在，給目的氨基酸的提取精制帶來了影響，主要表現(xiàn)為產(chǎn)品的得率和純度。 第三章 提取工段原理與技術(shù)參照《氨基酸發(fā)酵生產(chǎn)技術(shù)》讓我們了解到氨基酸發(fā)酵液的一些性質(zhì)，以便我們在考慮采用哪些方法提取精制L異亮氨酸時，能更好的從大體上方向上提供一些幫助，有本書可以總結(jié)出氨基酸的發(fā)酵液通常具有這樣一些特征： （1）發(fā)酵液主要組成是水，含量一般大于80%。 第二章 總體設(shè)計(jì) 第一節(jié) 設(shè)計(jì)參數(shù) 設(shè)計(jì)依據(jù)和目的： 根據(jù)相關(guān)廠房的設(shè)計(jì)要求和提取工藝的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)年產(chǎn)2000噸的L異亮氨酸提取車間。目前，國我L異亮氨酸的生產(chǎn)還處于研究和小規(guī)模生產(chǎn)階段，產(chǎn)酸水平不高，產(chǎn)量不能滿足市場需求，所以進(jìn)一步研究L異亮氨酸的生產(chǎn)具有很深遠(yuǎn)的意義。異亮氨酸的四種異構(gòu)體的存在導(dǎo)致合成法多數(shù)情況下得到的異亮氨酸為外消旋體，必須經(jīng)過外消旋拆開。而這些表面活性物有很好的洗凈力、乳化力、起泡力，或防腐作用。血漿中支鏈氨基酸的含量降低，而芳香族氨基酸的含量升高是患肝硬化或肝性腦病的病人在氨基酸代謝方面的特點(diǎn)。L異亮氨酸是一種高效的β防御素表達(dá)的誘導(dǎo)物[9]，其在誘導(dǎo)上皮防御素表達(dá)方面很重要，作為免疫刺激物，在臨床上對粘膜表面的防御屏障起著重要的支持作用。等電點(diǎn)（pi） (pk1= pk2=)四、L異亮氨酸的用途L異亮氨酸是人體8種必需氨基酸（賴氨酸、蘇氨酸、蛋氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸）之一，同時作為L亮氨酸、L異亮氨酸、L纈氨酸這3種支鏈氨基酸中的一個。mg/mLformC（分解） 比旋光度氨基N原子上存在孤對電子，且該孤對電子在外界條件的影響下極易失去，所以理論上L異亮氨酸能在較低的能量下失去N上的孤電子，進(jìn)而形成分子離子。最后根據(jù)前面相關(guān)計(jì)算繪制相應(yīng)的流程圖和擺布圖。關(guān)鍵詞：L異亮氨酸； 膜分離； 離子交換； 減壓濃縮等點(diǎn)結(jié)晶II ABSTRACT The design of the main workshop design annual output of 2000 tons of L isoleucine extraction. This design choice of oral glucose as raw material for the production of Brevibacterium yilw strains, mainly through membrane separation, ion exchange and depression isoelectric crystallization method fermented liquid separation and extraction of Lisoleucine. This is mainly explained and validated these operating unit is reasonable, and the corresponding unit operation equipment selection and equipment size, number of choices. Finally, according to previous related calculation and drawing the corresponding flow chart and control chart.Keyword：L isoleucine。一旦分子變成了分子離子后就會變得更加活躍，原子與原子之間的相互作用力和鍵長與鍵角都發(fā)生顯著的變化，最終導(dǎo)致進(jìn)一步的分解，形成各種各樣的碎片離子。[a]20d=+ （6mol/L HCl ，C=4），溫度系數(shù)：折射率powder水溶解性它是一種中性氨基酸，是合成人體酶類、激素的原料，有促進(jìn)蛋白質(zhì)合成、抑制分解的作用。 支鏈氨基酸是指一類在α碳上含有相應(yīng)的分支脂肪烴鏈的中性氨基酸。芳香族氨基酸進(jìn)入腦組織后可以釋放抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，該神經(jīng)遞質(zhì)抑制大腦皮層導(dǎo)致肝性腦病的肝昏迷。所以將l異亮氨酸等氨基酸和高級脂肪酸制成的表面活性劑及抗菌劑具有刺激小、毒性低、殺菌、抗靜電、柔軟等性能，用于制成換膚品或護(hù)發(fā)劑等化妝品。合成法步驟多、反應(yīng)復(fù)雜、生產(chǎn)成本高、且副產(chǎn)物也多。添加前體物發(fā)酵法，也叫做微生物轉(zhuǎn)化法。二、 設(shè)計(jì)條件：采用口服葡萄糖為原料，%以上的結(jié)晶異亮氨酸2000噸，生產(chǎn)天數(shù)為320天；氣候條件極端最高溫42℃，最低溫23℃，一般溫度為1030℃；主要風(fēng)向冬夏均為北風(fēng)。 （2）而其中目的氨基酸的含量一般只有5%~18%。 （5）通常發(fā)酵液中還有少量的其它代謝產(chǎn)物。發(fā)酵液中的懸浮固體物主要是菌體和蛋白質(zhì)膠體物，影響氨基酸的提取和精制。吸附作用是指物質(zhì)從流動相吸附而濃縮到固體表面從而達(dá)到分離的過程。但是若在高濃度水溶液側(cè)加壓，高濃度水溶液側(cè)的壓差將大于滲透壓，則高濃度側(cè)的水將通過半透膜而流向低濃度側(cè)，這就是反滲透。調(diào)節(jié)發(fā)酵液的ph使其接近L異亮氨酸的等電點(diǎn)，從而使L異亮氨酸結(jié)晶析出。主要有三個單元操作：一是膜分離除菌體、雜蛋白、色素；二是離交；三是等電結(jié)晶。 （3）反應(yīng)場：孔的內(nèi)表面含有與特定溶質(zhì)具有能相互作用的官能團(tuán)，通過理化反應(yīng)或生化反應(yīng)提高膜的選擇性和分離速度。（4）無介質(zhì)脫落現(xiàn)象。其作用是起支撐作用，可以提高膜的機(jī)械強(qiáng)度。（二）根據(jù)《生物工業(yè)下游技術(shù)》、《生物分離原理與技術(shù)》及生物分離原理課堂上老師的講解我們可以把離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)概況為三方面： （1）骨架：不溶性的三維空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成，它使樹脂具有化學(xué)穩(wěn)定性； （2）官能團(tuán)：與骨架相聯(lián)； （3）活性離子： 是與官能團(tuán)所帶電荷相反的可移動的離子，它在樹脂骨架中的進(jìn)進(jìn)出出，就發(fā)生離子交換現(xiàn)象。一旦上柱量控制不當(dāng)，如上柱量過多，就會出現(xiàn)L異亮氨酸的漏失的現(xiàn)象。（六）離子交換的操作步驟及注意事項(xiàng)： （1）樹脂的預(yù)處理 樹脂在制造過程中，有進(jìn)行聚合反應(yīng)的低分子和進(jìn)行分解的高分子產(chǎn)物，及銅、鐵、鋁等金屬物質(zhì)。 交換方式可以是順流進(jìn)行（正上柱），也就是原液自上而下流過樹脂層，也可以是逆流進(jìn)行（倒上柱），與順流進(jìn)行相反。一旦上柱量小于樹脂的交換能力，就會出現(xiàn)樹脂“吃不飽”的現(xiàn)象，使得洗脫劑和再生劑的浪費(fèi)，另外洗脫時L異亮氨酸峰不集中；反之則會出現(xiàn)樹脂“吃不下”的現(xiàn)象，最終導(dǎo)致L異亮氨酸的流失。 （3）正水洗和反沖 在洗脫之前，先用漏液或水進(jìn)行反沖排污，至