【正文】 在更高的溫度下進(jìn)行水解可以減少D－葡萄糖到異構(gòu)麥芽糖的聚合。7 項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)分析 投資估算項(xiàng)目總投資9000萬(wàn)元，其中固定資產(chǎn)投資7700萬(wàn)元，征地費(fèi)1200萬(wàn)元，土建工程投資3000萬(wàn)元，設(shè)備及運(yùn)輸安裝費(fèi)1000萬(wàn)元，環(huán)境工程費(fèi)用150萬(wàn)元，鋪底流動(dòng)資金800萬(wàn)元。(4) 采用阻尼材料，使振動(dòng)迅速衰減。根據(jù)產(chǎn)品加工需要，還應(yīng)當(dāng)設(shè)立與車間相連接的衛(wèi)生間和淋浴室。(4) 必須考慮生產(chǎn)衛(wèi)生和勞動(dòng)保護(hù)。④ 分過(guò)濾器高度： 泵的選型 物料泵的選型泵的揚(yáng)程：式中：—提高的液體的位壓頭，m —提高的液體靜壓頭，m，由于兩液面都是大氣壓，故取0 —提高的液體動(dòng)壓頭，m —壓頭損失，m因滅菌罐與發(fā)酵罐的截面比管路截面大很多，則罐中液體流速很水，可忽略不計(jì)，即。 空氣貯罐設(shè)計(jì)由往復(fù)式空氣壓縮機(jī)出來(lái)的空氣是脈動(dòng)的，在過(guò)濾器前要安裝一個(gè)空氣貯罐來(lái)消除脈動(dòng)維持罐壓的穩(wěn)定。 采用豎式列管換熱器，經(jīng)查表，總傳熱系數(shù)K=500kJ/(m2表35 生產(chǎn)過(guò)程耗用的蒸汽匯總表生產(chǎn)工序日用蒸汽量t/d平均蒸汽用量t/h高峰蒸汽用量t/h培養(yǎng)基連續(xù)滅菌發(fā)酵罐空消發(fā)酵液預(yù)處理真空濃縮淀粉酶干燥合計(jì) 用水量計(jì)算 連續(xù)滅菌工序的用水量(1) 配料用水量 在制備種子罐培養(yǎng)基和發(fā)酵罐培養(yǎng)基時(shí)，需要向培養(yǎng)基中加入水，以使培養(yǎng)基的固形物濃度在5%～6%，以便發(fā)酵更好地利用營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。K) —水的比熱，kJ/(kg%=發(fā)酵液中固形物濃度一般為5%～6%，所以發(fā)酵液的量為：247。溶液中加入大量的鹽，使原溶解的物質(zhì)析出沉淀的過(guò)程。通常第一級(jí)冷卻到30～35℃，第二級(jí)冷卻到20～25℃。固體發(fā)酵法易受雜菌污染，因此所產(chǎn)酶的純度較差，固態(tài)原料利用率較低，又因固體發(fā)酵的條件控制不易均勻，所產(chǎn)酶的質(zhì)量難以穩(wěn)定，生產(chǎn)勞動(dòng)強(qiáng)度大，占用場(chǎng)地也多。在還有其它城市業(yè)也是需求量大戶，如煙臺(tái)市、承德市、上海市、北京市、焦作市、酒泉地區(qū)、周口市、白銀市、茂名市。近些年我們國(guó)家的酶制劑行業(yè)發(fā)展較快，從1965年開(kāi)始應(yīng)用枯草芽孢桿菌BF7658生產(chǎn)α淀粉酶，當(dāng)時(shí)僅無(wú)錫酶制劑廠獨(dú)家生產(chǎn)，近年在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)酶制劑的廠家己發(fā)展到120多個(gè)，其中約有40%左右的工廠生產(chǎn)α淀粉酶，產(chǎn)品也由單一的常溫工業(yè)用α淀粉酶，發(fā)展到現(xiàn)在有工業(yè)用也有食品級(jí)，既有常溫也有耐熱的，劑型上有固體的也有液體α淀粉酶。根據(jù)已計(jì)算出的數(shù)據(jù)進(jìn)行CAD繪圖。(4) 在制糖工業(yè)中，淀粉酶可淀粉轉(zhuǎn)化為葡萄糖及各類糖漿，革新傳統(tǒng)復(fù)雜的動(dòng)、植物提取工藝。加之今年來(lái)生物企業(yè)的快速騰飛，使淀粉酶的市場(chǎng)有了非常大的發(fā)展，市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)一步減小。芽孢桿菌主要用于液體深層通風(fēng)培養(yǎng)法大規(guī)模地生產(chǎn)α淀粉酶，我國(guó)常采用枯草桿菌BF7658生產(chǎn)α淀粉酶，細(xì)菌呈短桿狀，革蘭氏陽(yáng)性菌，兩端鈍圓，單獨(dú)或成鏈狀，在肉汁表面可生成菌膜，用馬鈴薯瓊脂或淀粉瓊脂試管斜面培養(yǎng)基，在37℃的恒溫箱中培養(yǎng)24～28h，此時(shí)，培養(yǎng)基上菌落呈乳白色，表面光滑濕潤(rùn)，略有光澤，無(wú)皺紋，有黏稠性，用碘液試之細(xì)菌周圍呈透明圓。此時(shí)鏡檢細(xì)菌密集，菌體粗壯整齊。 濕酶干燥在α淀粉酶提取過(guò)程中，可以將濾液直接進(jìn)行噴霧干燥制成酶粉，收率可達(dá)90%，但是這樣做成品含雜質(zhì)多且有臭味，蒸汽耗量大并容易吸濕，而且排出的廢氣含有氣味，影響城市的環(huán)境衛(wèi)生。具體計(jì)算結(jié)果如表34所示。K)[6],（表壓）蒸汽滅菌，（表壓）下，由20℃升溫至127℃，蒸汽的用量為：（4）充滿發(fā)酵罐空間需要的蒸汽量 考慮到罐內(nèi)有排管、攪拌器等配件所占有的空間，罐的自由體積按150m3計(jì)算，充滿空間需要的蒸汽量為：式中：—發(fā)酵罐自由空間，即全容積，m3 —加熱蒸汽的密度，kg/m3，（5）滅菌過(guò)程中的熱損失 設(shè)發(fā)酵罐的外壁溫度為70℃，此時(shí)輻射與對(duì)流的聯(lián)合給熱系數(shù)α[12]為：150m3發(fā)酵罐的表面積為165m2，耗用蒸汽量為：罐辟附著洗滌水升溫的蒸汽消耗量：式中：—罐壁附著洗滌水的平均厚度，mm滅菌過(guò)程的蒸汽滲漏消耗的蒸汽 一般滅菌過(guò)程的蒸汽滲漏可取總蒸汽消耗量的5%?！?（2）二次冷卻的用水量 空氣在進(jìn)入絲網(wǎng)分離器前需冷卻到20℃，冷卻水進(jìn)口溫度為10℃，出口溫度為20℃。該攪拌器的各部尺寸與罐徑D有一定比例關(guān)系[12]：攪拌器葉徑 取葉寬弧長(zhǎng)底距盤徑葉弦長(zhǎng)葉距彎葉板厚取兩板攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速N2可根據(jù)50m3罐，轉(zhuǎn)速N1=110r/min[10]，以等為基準(zhǔn)放大求得： 種子罐的設(shè)計(jì) 種子罐發(fā)酵液量接種量按5%計(jì)，每日所需的種子液量為： 種子罐個(gè)數(shù)的確定種子罐與發(fā)酵罐對(duì)應(yīng)上料，所以需種子罐3個(gè)。分離空氣中的油水，可選用旋風(fēng)分離器，空氣一般以15～25m/s的流速以切線方向進(jìn)入旋風(fēng)分離器，排氣口氣流速度為4～8m/s[4]。 自來(lái)水管的選擇[16]，則 ==53mm故選自來(lái)水總管徑為DN60的不銹鋼管。(2) 排汽：對(duì)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(kāi)孔，用軸流風(fēng)機(jī)在屋頂上直接進(jìn)行排汽。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，環(huán)境中和治理必然會(huì)取得更大成果。同時(shí)，溫室氣體排放引起全球氣候變暖，備受國(guó)際社會(huì)廣泛關(guān)注。如今，在生物制藥領(lǐng)域，它也具有重要的作用。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)。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。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。 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(guò)生物法工藝設(shè)備處理后排放。墻角、地角、頂角應(yīng)當(dāng)具有弧度（曲率半徑應(yīng)不小于3cm）。(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(dòng)設(shè)備，并留有相當(dāng)?shù)挠嗟?，以便更換設(shè)備。分過(guò)濾器花板鉆8孔，開(kāi)孔率為40%左右[15]。板框壓濾機(jī)的臺(tái)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。實(shí)際產(chǎn)量驗(yàn)算：富裕量 能滿足產(chǎn)量要求。進(jìn)入加熱器的空氣溫度是18℃，相對(duì)濕度，通過(guò)加熱器使空氣升溫到45℃，從干燥器出來(lái)的空氣溫度為25℃。每日投罐次為4247。 原料消耗的計(jì)算(1) 生產(chǎn)淀粉酶的總轉(zhuǎn)化率是51%。這樣可避免原料中淀粉降解生成的糖過(guò)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(zhǎng)產(chǎn)酶期，提高產(chǎn)量。液體深層通風(fēng)發(fā)酵過(guò)程中微生物生長(zhǎng)所需要的氧氣是由通入的無(wú)菌空氣溶入液體的溶氧所提供的。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。 α淀粉酶的市場(chǎng)情況21世紀(jì)是生物工程的世紀(jì)，發(fā)酵將帶給人類巨大的經(jīng)濟(jì)收入。在1908年和1917年德國(guó)的Boidin和Effrontlz先后由細(xì)菌中生產(chǎn)出α淀粉酶，用于紛織品脫漿。α淀粉酶可由微生物發(fā)酵產(chǎn)生，也可從植物和動(dòng)物中提取，目前工業(yè)生產(chǎn)上都以微生物發(fā)酵法進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)α淀粉酶?？莶菅挎邨U菌在自然生長(zhǎng)和發(fā)酵培養(yǎng)后期產(chǎn)生的脂肽類抗生素是其最重要的抗菌物質(zhì)。 本課題研究的內(nèi)容主要介紹α淀粉酶生產(chǎn)的工藝設(shè)計(jì)，結(jié)合發(fā)酵機(jī)理和工藝，提出了操作的控制策略，重點(diǎn)探討了α淀粉酶的性質(zhì)、市場(chǎng)情況、以及其廣泛的應(yīng)用；α淀粉酶的生產(chǎn)方案和生產(chǎn)工藝流程的設(shè)計(jì)；工藝計(jì)算中的物料衡算、用電量的估算、用水量的估算以及熱量衡算；發(fā)酵車間的主要設(shè)備選型、發(fā)酵工廠污水處理、環(huán)境保護(hù)和工廠節(jié)能以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益分析等。表21 種子和發(fā)酵培養(yǎng)基配方 單位：%培養(yǎng)基成份種子罐發(fā)酵罐基料補(bǔ)料總量豆餅粉4玉米粉3Na2HPO4(NH4)2SO4CaCl2NH4Cl豆油α淀粉酶10～15萬(wàn)單位100萬(wàn)單位100萬(wàn)單位pH自然自然自然 無(wú)菌空氣制備好氧微生物的生長(zhǎng)繁殖和產(chǎn)酶是需要氧氣的。在發(fā)酵開(kāi)始12h后開(kāi)始補(bǔ)料，每小時(shí)都需要補(bǔ)加一次料，分30次左右在發(fā)酵結(jié)束前6～8h補(bǔ)完。(3) 接種量為5%。一般來(lái)說(shuō)發(fā)酵的操作時(shí)間需要48h（其中發(fā)酵時(shí)間為42h），這樣生產(chǎn)需要的發(fā)酵罐應(yīng)為：取整后4罐。K)故 發(fā)酵液從40℃加熱到45℃所需熱量熱量損失 總消耗熱量 濃縮過(guò)程所需要的蒸汽量為：式中：—加熱蒸汽熱焓，kg/h —加熱蒸汽冷凝水熱焓，kJ/kg 淀粉酶干燥過(guò)程的熱量衡算經(jīng)板框壓濾機(jī)壓濾后的濕淀粉酶含水30%左右，干燥后含水應(yīng)小于8%，用熱空氣進(jìn)行干燥。則過(guò)濾耗電量為： 泵的耗電量生產(chǎn)過(guò)程中，需要用泵來(lái)輸送物料和水，物料泵4臺(tái)，清水泵4臺(tái)，平均每天工作10小時(shí)，則泵所消耗的電量為： 空氣壓縮機(jī)耗電量淀粉酶發(fā)酵生產(chǎn)是一個(gè)耗氧的過(guò)程，需要通入無(wú)菌空氣，需要空氣壓縮機(jī)進(jìn)行空氣輸送，需要空氣壓縮機(jī)4L40/，其功率為130KW，則空氣壓縮機(jī)耗電量為： 照明用電估算照明燈為200W，燈泡10只，每天14h，白天有5只燈工作，平均工作2h，則用電量為： 每天總耗電量每天總耗電量為：4 設(shè)備的工藝計(jì)算及選型 發(fā)酵罐的設(shè)計(jì) 發(fā)酵罐個(gè)數(shù)的確定用枯草芽孢桿菌BF7658生產(chǎn)淀粉酶是耗氧的，所以選擇機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐，選用100m3的發(fā)酵罐，現(xiàn)每天生產(chǎn)淀粉酶4t，發(fā)酵周期為48h，每天所需的發(fā)酵液量為：式中：—發(fā)酵液的相對(duì)密度假設(shè)發(fā)酵罐的裝料系統(tǒng)數(shù)，每天發(fā)酵需要的發(fā)酵罐總體積為V0，側(cè)總體積為：發(fā)酵罐個(gè)數(shù)的確定，公稱體積為100m3的發(fā)酵罐，總體積為118m3[13]，則發(fā)酵罐的個(gè)數(shù)：式中：—發(fā)酵周期，h —發(fā)酵罐總體積，m3取公稱體積為100m3發(fā)酵罐6個(gè)，其中一個(gè)留作備用。 板框壓濾機(jī)的選型鹽析后的溶液通入到板框壓濾機(jī)中進(jìn)行壓濾，獲得濾餅，其固形物濃度為30%，其含水量為30%，濕濾渣的體積為：式中：—濃度為70%時(shí)的相對(duì)密度發(fā)酵液的體積為：式中：—濃度為30%時(shí)的相對(duì)密度選擇XYJ800型過(guò)濾面積為80m2的