【正文】 為 [8]： s2 = (﹣ 1) ln[(120﹣ 10) 247。處理液量為 4m3，加熱方式同樣采用并流加料的方式，處理時(shí)間為 3h。 = ，設(shè)沉淀 罐 的高度與直徑的比例為 2。N YUD 型空氣總過(guò)濾器，過(guò)濾介質(zhì)采用涂層式過(guò)濾材料組裝的濾芯，常采用的濾芯是 DMF（聚四氟乙烯聚合膜）。排列 S。247。冷卻器選用列管式換熱器，冷卻水走管程，壓縮空氣走殼程。247。﹣ P)+C 其中： 248。因此乙醇用量為： m12 =270%789 = 年用量 ： M12 = 82 = （ 3）泡敵 發(fā)酵培養(yǎng)基中泡敵的添加量為 %，一個(gè)發(fā)酵周期中的使用量為： m13 = 802370%% = m3 年用量 ： M13 = 82 =32m3 14 表 生產(chǎn)物料衡算表 項(xiàng)目 名稱(chēng) 指標(biāo) 每次發(fā)酵周期實(shí)際量 年用量 原料 玉米秸稈 3t/t(原酶 ) 24850t 麥麩 t/t(原酶 ) 酵母膏 % 木質(zhì)纖維 1% 1153t 蛋白胨 % MgSO47H2O 的用量為 %，一個(gè)發(fā)酵周期中 MgSO4并按照下述的測(cè)定纖維素酶活力的方法測(cè)定其 CMC 酶、 FPA（濾紙?zhí)牵┟负?BG 酶活性，并用 SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳法來(lái)測(cè)定該酶制劑的純度與分子量。沉淀過(guò)程的酶的收率為94%，過(guò)濾過(guò)程的收率為 95%[1]。加熱結(jié)束后將發(fā)酵液轉(zhuǎn)移至發(fā)酵液儲(chǔ)罐中。維持一定的滅菌時(shí)間，以到達(dá)滅菌的目的。 ② 配制培養(yǎng)基的注意事項(xiàng) [1] I．碳源 纖維素酶發(fā)酵大多采 用含有纖維素的原料作為碳源。 （ 2）辦公 樓 在人流出口附近，距離 車(chē)間較近，方便管理，又與物流避免交叉。從區(qū)位上看，形成了海、陸、空三通的立體格局。纖維素酶是畜牧業(yè)的一種新型飼料添加劑。對(duì)本方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)的估算，初步估算：固定資產(chǎn) 3000 萬(wàn)元的項(xiàng)目投資，項(xiàng)目建成后，年產(chǎn)固體和液體纖維素酶 5000 噸，年利潤(rùn) 16920 萬(wàn)元，投資回收期為 3年。 纖維素是目前地球上唯一產(chǎn)量巨大而未得到充分利用的可再生資源，廣泛而大量存在于自然界。因此，利用液體深層發(fā)酵法生產(chǎn)的纖維素酶將會(huì)有廣泛的市場(chǎng)前景。 項(xiàng)目建成后一方面可以吸納當(dāng)?shù)厥Ｓ鄤趧?dòng)力，增加當(dāng)?shù)鼐用袷杖?； 另一方面，該項(xiàng)目還可以解決當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物秸稈浪費(fèi)的問(wèn)題，增加當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的農(nóng)業(yè)收入，生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢渣還可以作為農(nóng)業(yè)用有機(jī)肥。 （ 3）種子培養(yǎng)基及種子罐培養(yǎng) 玉米秸稈粉 (20 目篩 ) 1%、酵母膏 %、木質(zhì)纖維 1%、蛋白胨 %、 MgSO4預(yù)先在拌料罐中添加所需質(zhì)量的各種成分，然后加入培養(yǎng)基中所有用水量的 60%左右，使最終兩個(gè)發(fā)酵罐中的裝料量為 m3。 ⑤ 泡沫控制 發(fā)酵中往往產(chǎn)生較多的泡沫，其存在阻礙 CO2 排出，影響溶解氧量。然后向收集的清 9 液中加入 和度的硫酸銨，再靜置 1小時(shí)后過(guò)濾棄去清液，得到纖維素酶的粗品。s，裝于有環(huán)氧樹(shù)脂涂覆的容量為 200kg的鐵桶中以及容量為 25g 的手提桶中。（ 1﹣ 10%） = 年用量 : M1 =82 = （ 2）麥麩 碳源中玉米秸稈與麥麩的比例為 4:1 時(shí)纖維素酶的產(chǎn)量最高。在提取過(guò)程中，發(fā)酵液經(jīng)過(guò)過(guò)濾后會(huì)有部分體積損失，且過(guò)濾后的濾液經(jīng)過(guò)真空濃縮。1020247。本次設(shè)計(jì)中將吸風(fēng)塔的高度定為 11 m，空氣在吸風(fēng)塔內(nèi)的截面流速設(shè)計(jì)為 6m/s。247?！?)?！?tm′= = ℃ 18 III．選 k 值，估計(jì)傳熱面積 由資料，可取 k = 100 w/( m2一般絲網(wǎng)除濾器的設(shè)計(jì)流速取 1~3m/s。則由 V = (D/2) 2H = 38m3 可得： D = ； H = m （ 7）板框過(guò)濾機(jī) 發(fā)酵結(jié)束后需過(guò)濾的發(fā)酵液的體積 VF 為 m3，含固量 i約為 25%。則由 V = (D/2) 2H = 23m3 可得： D = m ； H = m （ 9）真空蒸發(fā)器： 生產(chǎn)工藝中要求在低于 60℃ 的條件下將濾液中 2/3 的水分蒸發(fā)掉。 則需要的板框過(guò)濾機(jī)的臺(tái)數(shù)為： N = VF?i/(k? VP) = 247。冷卻過(guò)程中所需的冷卻水的量計(jì)算過(guò)程 [8]如下： A = eKFWc = (t1﹣ t2s)/ (t2﹣ t1) = (80﹣ 10) 247。cs(i﹣ cst2)](1+?) = [1020(90﹣ 25)]247。 生產(chǎn)車(chē)間衛(wèi)生：車(chē)間內(nèi)布局合理，排水通暢 ； 車(chē)間地面防滑、堅(jiān)固、平坦、不積水。 （ 2）泄出的酶要立刻清除。清洗用水為經(jīng)活性炭過(guò)濾器處理的自來(lái)水鍋爐用水為經(jīng)過(guò)軟化處理的自來(lái)水。因此，在發(fā)酵工業(yè)中，除常規(guī)的人事、后勤、財(cái)務(wù)等部門(mén)外，技術(shù)研發(fā)、質(zhì)量監(jiān)控等部門(mén)也需要加強(qiáng)。 本工廠執(zhí)行的環(huán)境衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)有《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》 GB89781996；《工業(yè)企業(yè)廠界噪音標(biāo)準(zhǔn)》 GB123481996；《地面水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》 GB38381996。 廢發(fā)酵液 → 初沉淀 → 調(diào)節(jié) pH→ 好氧處理 → 二次沉淀 → 污水排放（農(nóng)業(yè)灌溉） ↓ ↓ 污泥 → 脫水處理 ← 污泥 ↓ 發(fā)酵廢渣→ 農(nóng)業(yè)用肥 圖 3 活性污泥法處理污水流程圖 鍋爐→爐渣→外運(yùn) ↓ 廢氣 ↓ 粉煤灰 麻石水膜除塵器 ——— →外運(yùn) ↓ 脫硫裝置 ↓ 外運(yùn) 圖 4 廢氣廢渣處理流程圖 32 8 設(shè)計(jì)概算 項(xiàng)目總投資 3000 萬(wàn)元，其中征地費(fèi)用 500 萬(wàn)元 ， 土建工程投資 400 萬(wàn)元，設(shè)備及運(yùn)輸安裝費(fèi)用 600 萬(wàn)元，器具購(gòu)置及其他工程費(fèi)用 280 萬(wàn)元，建設(shè)期利息及不可預(yù)見(jiàn)費(fèi)用 400萬(wàn)元，流動(dòng)資金 550 萬(wàn) 元。生產(chǎn)車(chē)間工作人員按八小時(shí)工作制實(shí)行三班倒，循環(huán)休息。 工廠內(nèi)設(shè)有鍋爐房 ,提供殺菌、加熱等生產(chǎn)用蒸汽，鍋爐燃料為煤炭。要立刻徹底地除去。車(chē)間內(nèi)定期打掃衛(wèi)生，發(fā)酵車(chē)間要定期消毒，防止雜菌 和 噬菌體污染?！?）； ?為 加熱過(guò)程中散失的熱量，一般取 10%。(i﹣ cst2)](1+?) = [1020(90﹣ 25)]247。1674247。 = 臺(tái) （取 1 臺(tái)） 過(guò)濾時(shí)間為： T = VF(1i)/vNA = () 247。要求經(jīng)過(guò)真空蒸發(fā)濃縮后目的產(chǎn)物的濃度由 上升至 ，處理時(shí)間為 12h。 則需要的板框過(guò)濾機(jī)的臺(tái)數(shù)為： N = VF?） 1/2 = （ 420xx247?！?tm） = （ 105 247。s I．熱負(fù)荷計(jì)算 Q = Wh因此選擇日本壽力公司生產(chǎn)的 TRX 系列離心式空壓機(jī)。?） 1/2 = (20xx247。247。 13 在用鹽析法分離纖維素酶的過(guò)程中，處理液的 (NH4) 2 SO4 初始飽和度為 0，欲達(dá)到 20%的飽和度，在 25℃ 條件下，需向 1m3 溶液中加入 114kg 的 (NH4) 2 SO4(查 63 頁(yè)表 41)。4 = 247。 固體 酶制劑的包裝外要刷明標(biāo)記，包括成品名稱(chēng)、生產(chǎn)廠家名稱(chēng)、廠址、生產(chǎn)日期、保質(zhì)期、使用方法、成品標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)等。因此在其生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)該采用有機(jī)溶劑法進(jìn)行纖維素酶的分離。 ⑥ 產(chǎn)酶量的測(cè)定 發(fā)酵過(guò)程中要定時(shí)取樣測(cè)定產(chǎn)酶量，一旦發(fā)現(xiàn)到達(dá)最大酶活產(chǎn)量時(shí)要及時(shí)停止發(fā)酵。 （ 2）發(fā)酵培養(yǎng)基的滅菌 [8] 由于發(fā)酵罐的體積較小，因此可采用實(shí)罐滅菌的方式進(jìn)行滅菌。2H2O %、 (NH4) 2 SO4 %、 Tween80 %（體積比 ），121℃ 下滅菌 30min 后使用。因此該項(xiàng)目切實(shí)可行 。 根據(jù)國(guó)家 統(tǒng)計(jì)局城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)調(diào)查司對(duì)全國(guó) 287個(gè)地級(jí)以上城市根據(jù) 20xx年城市基本情況統(tǒng)計(jì)年報(bào)資料，從 “區(qū)位及自然環(huán)境 ”、 “經(jīng)濟(jì)環(huán)境 ”、 “市場(chǎng)環(huán)境 ”、 “人力資源環(huán)境 ”、 “基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)境 ”、 “社會(huì)服務(wù)環(huán)境 ”、 “綜合安全環(huán)境 ”等進(jìn)行綜合測(cè)評(píng)，發(fā)布了 “20xx投資環(huán)境百佳城市 ”名單，臨沂市榜上有名。利用纖維素的關(guān)鍵是把不溶于水的纖維素分解為可發(fā)酵性糖，而纖維素酶則是此關(guān)鍵中的關(guān)鍵。 本設(shè)計(jì)主要在產(chǎn)品需求，地理環(huán)境，政策環(huán)境，生產(chǎn)工藝條件基本上，基于 5000 噸工業(yè)纖維素酶制備項(xiàng)目的要求，做的車(chē)間的平面設(shè)計(jì)。這是目前生物能源研究的重點(diǎn)，也是纖維素酶的主要應(yīng)用方向。經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)城市功能健全，基礎(chǔ)設(shè)施完善，交通運(yùn)輸便利，自然資源豐富，靠近國(guó)內(nèi)第三大批發(fā)市場(chǎng) —臨沂批發(fā)市場(chǎng)，具有巨大的商貿(mào)優(yōu)勢(shì)。 按照生產(chǎn)流程布置，并盡量縮短距離，避免物料的往返運(yùn)輸。7H2O %、 7 KH2PO4 %、 CaCl2此過(guò)程中通入的蒸汽冷凝形成的水可直接補(bǔ)充配制培養(yǎng)基時(shí)未加足的水。一般發(fā)酵的產(chǎn)酶率為 %。提取酶制劑過(guò)程中容易引起酶的變性失活，所以必須在 4℃ 左右的低溫下進(jìn)行操作，沉淀析出后要立即分離。 避免在 30℃ 以上長(zhǎng)期儲(chǔ)存，避免日光暴曬和雨淋。 一個(gè)發(fā)酵周期中木質(zhì)纖維的用量為： m4 =1% = 年用量 ： M4 = 82 = （ 5）蛋白胨 蛋白胨在培養(yǎng)基中的用量為 %，一個(gè)發(fā)酵周期中蛋白胨的用量為： m5 = % = 年用量 ： M5 = 82 = （ 6） MgSO4可估計(jì)過(guò)濾后的濾液體積也為 m3。 = 由此可確定發(fā)酵罐的有效體積為 23 m3。) 1/2 = 空氣的實(shí)際流速 ? = V/?R2 =20xx247。 ④ 冷卻器 壓縮空氣由管道經(jīng)沿程冷卻輸送到空氣冷卻器，此時(shí)空氣的溫度已大大低于空氣壓縮機(jī)出口的溫度。60103(104﹣ 25) = 105 W 冷卻水耗量 Wc = Q/Cp由計(jì)算結(jié)果確定換熱器為三殼程，因此選用 3 臺(tái)相同的換熱器串聯(lián)使用。2） 1/2 = （ 取 ） 除濾器的填料為不銹鋼絲網(wǎng)，不 銹鋼絲的直徑為 ，多層重疊，絲網(wǎng)層厚度為100mm，絲網(wǎng)型號(hào)： 140400 型 [14]。247。） 20 = = 966kg/h （ 10）沉淀 罐 和粗酶溶解槽 經(jīng)過(guò)真空蒸發(fā)濃縮的處理液分四批進(jìn)行后續(xù)的提取過(guò)程，則每次處理液的體積為 ： （ － 12） 247。30 = （ 12）真空蒸發(fā)器二 經(jīng)過(guò)層析后的酶液需進(jìn)行進(jìn)一步的濃縮以進(jìn)行下一步的干燥。(t1f﹣ t2s) = 247?！?）； ?為 加熱過(guò)程中散失的熱量，一般取 10%。]1/2 = 105 kg 蒸汽總用量為 s = (1865+8120xx) 8082247。其他提取精制過(guò)程中所用的設(shè)備要定期清洗，防止滋生能分解目的酶的雜菌。清潔應(yīng)該用洗滌或揩拭的方法。 冷卻水采用自來(lái)水，用于發(fā)酵罐冷卻的水先用來(lái)預(yù)熱待殺菌的物料 ,最后在蓄水池中經(jīng)自然冷卻后循環(huán)利用。廢水的主要是提取酶之后的發(fā)酵液以及設(shè)備清洗用水等 ， 特點(diǎn)是有機(jī)物質(zhì)和懸浮物質(zhì)含量高，并且由于在提取中經(jīng)硫酸銨處理后富含大量硫酸銨。 35 表 原輔料成本分析表 項(xiàng)目 名稱(chēng) 單價(jià) /（ 元 /t） 消耗量 /t 小計(jì) /元 原料 玉米秸稈 500 2585 麥麩 1000 1293 酵母膏 1500 18 木質(zhì)纖維 素 2800 672 蛋白胨 2500 180 MgSO4鍋爐采用麻石水膜除塵器，除塵率可達(dá) 92%，完全滿足城市建廠對(duì)環(huán)保的要求。 6 企業(yè)組織和勞動(dòng)定員 工廠的組織應(yīng)按照現(xiàn)代企業(yè)制度的要求，符合精簡(jiǎn)、效能的原則，設(shè)置管理和生產(chǎn)的有關(guān)部門(mén)，實(shí)行科學(xué)管理，使產(chǎn)品在市場(chǎng)上具有質(zhì)量、價(jià)格、技術(shù)、工藝上的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。 5 公共工程和輔助工程 清洗用水采用自來(lái)水。 （ 3）沖洗時(shí)不要用噴射水把酶沖洗下來(lái)，以免形成氣溶膠 [10]。 輔料庫(kù)及成品庫(kù)的衛(wèi)生：本廠的輔料庫(kù)設(shè)成常溫干燥儲(chǔ)藏庫(kù)，庫(kù)內(nèi)照明充分，通風(fēng)良好，庫(kù)內(nèi)有溫濕度檢測(cè)，保持恒溫恒濕。則運(yùn)輸設(shè)備年用電量為： （ 5041+22302+30111） 300 = 555000 kW ④ 空氣壓縮機(jī) 空氣壓縮機(jī)額定功率為 900kW，則空氣壓縮機(jī)的用電量為： 90024328 = 106kW 年生產(chǎn)總用電量為： 107+107+105+106 =