【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 要是發(fā)酵結(jié)束后產(chǎn)生的下腳料，可以經(jīng)過(guò)殺菌，殺死存活的大腸肝菌之后運(yùn)到當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)民的田地里，當(dāng)作肥料，既可以處理大量的肥料又可對(duì)資源重新利用 ，增加產(chǎn)品的附加值 。 動(dòng)力設(shè)備噪音在機(jī)器造型上注意進(jìn)行防噪音處理，并將動(dòng)力設(shè)備單獨(dú)設(shè)在封閉的廠房 內(nèi)，以減少噪音污染。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。以氨水為脫硫劑的新式脫硫裝置，脫硫率達(dá) 85%?；咀龅搅阄廴?。 建成后綠化面積達(dá) 15000 平方米，主要的綠化區(qū)域是辦公區(qū)和生活區(qū)以及公用場(chǎng)地的綠化，防護(hù)林和道路的綠化。 3. 總平面設(shè)計(jì) . 總平面布置圖 表 31 廠區(qū)建筑面積一覽表 序號(hào) 建筑物 建筑面積（ m2） 建筑面積（ m2） 1 粉碎車間 9 10 = 90 90 2 發(fā)酵車間 20 30 3= 1800 600 3 提取成品車間 6 25= 150 150 4 成品 儲(chǔ)藏 庫(kù) 8 20 = 160 160 5 技術(shù)研發(fā)中心 10 15 3 = 450 150 6 辦公樓 25 10 3 = 750 250 7 制冷站 10 6 = 60 60 工廠設(shè)計(jì) 11 8 水凈化車間 6 10 = 60 60 9 污水處理站 15 25 = 375 375 10 原輔料庫(kù) 20 10= 200 200 11 空壓機(jī)房 8 10= 80 80 12 機(jī)修車間 6 10 = 60 60 13 鍋爐房 10 12 = 120 120 14 車庫(kù) 15 20= 300 300 15 公寓樓 25 8 5 3= 3000 600 16 餐廳 10 25 2=500 250 17 自行車棚 2 5 25 = 250 120 . 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) . 設(shè)計(jì)依據(jù) 該工廠的總平面設(shè)計(jì)主要考慮了生產(chǎn)流程的需要，各生產(chǎn)車間按照生產(chǎn)流程排列。發(fā)酵附屬設(shè)施安排在發(fā)酵車間的周圍，為發(fā)酵提供高壓蒸汽、原輔料、冷卻水、壓縮空氣。粉碎車間、污水處理設(shè)施和鍋爐房安排在發(fā)酵車間旁邊，遠(yuǎn)離生活區(qū)和公路，避免污染生活區(qū)的空氣。道路設(shè)計(jì)考慮大型消防車及工廠運(yùn)輸需要，路面用水泥板，主干道寬 8 米，次要道路寬 6 米。 廠區(qū)內(nèi)地勢(shì)平坦，廠區(qū)采用平坡式布置，經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后的生產(chǎn)廢水采用暗管排入廠區(qū)外排水渠。 . 布置特點(diǎn) 該設(shè)計(jì)中對(duì)廠房的布置符合生產(chǎn)工藝的要求，既保證了生產(chǎn)過(guò)程的連續(xù)性，又使得整個(gè)廠區(qū)緊湊合理。廠房坐北朝南，通風(fēng)光照良好。發(fā)酵附屬設(shè)施成放射狀圍繞在發(fā)酵車間的周圍，便于為發(fā)酵提供各種原料和條件。廠區(qū)正門與側(cè)門的分開(kāi)設(shè)計(jì)保證了人流與貨流互不影響。設(shè)計(jì)的同時(shí)還考慮了工廠的進(jìn)一步發(fā)展，合理的預(yù)留了發(fā)展空地，同時(shí)又做到了生產(chǎn)區(qū)與生活區(qū)分開(kāi)，生產(chǎn)廠房與公路隔開(kāi)。整個(gè)設(shè)計(jì)布局合理、緊湊，有利于生產(chǎn)的進(jìn)行。廠區(qū)綠化以普通綠化與重點(diǎn) 綠化相結(jié)合，沿廠區(qū)主入口的主要道路進(jìn)行重點(diǎn)綠化，種植有觀賞價(jià)值的喬、灌木與草皮結(jié)合，并且綠化部分遍植草皮，并適當(dāng)點(diǎn)綴冬青灌木，綠地率達(dá)到50%以上，以創(chuàng)造出一個(gè)美麗、怡人的廠區(qū)環(huán)境。 工廠設(shè)計(jì) 12 . 主要指標(biāo) 表 32 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)一覽表 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 1 廠區(qū)占地面積 15000 平方米 2 全廠建筑物面積 4601 平方米 3 建筑物覆蓋面積 % 4 綠化面積 8324 平方米 5 綠化率 % 4. 工業(yè)設(shè)計(jì) . 原輔料及菌種 原料 ： 大豆粉、玉米粉 輔料 ： 硝酸銨、泡敵 菌種 ：地衣芽胞桿菌 . 產(chǎn)品方案 表 41 產(chǎn)品方案明細(xì)表 產(chǎn)品名稱 年產(chǎn)量 / t 日產(chǎn)量 / t 班產(chǎn)量 / t 全年生產(chǎn)天數(shù) / d 固體酶 5000 300 液體酶 5000 300 . 工藝流程圖 原料→粉碎→過(guò)篩→高溫高壓殺菌 ↓ 保藏菌種→斜面種子培養(yǎng)→搖瓶→液體種子擴(kuò)大培養(yǎng)→液體深層發(fā)酵→ 過(guò)濾→濃縮→ 硫酸銨沉淀→過(guò)濾→洗滌并溶解酶泥→濃縮→液體酶制 劑 ↓ 干燥造?！腆w酶制劑 工廠設(shè)計(jì) 13 . 發(fā)酵過(guò)程 . 菌種 作為生產(chǎn)用菌種必須符合以下條件：一不是致病菌；二是能利用廉價(jià)原料，發(fā)酵周期短，產(chǎn)酶量高 。 三是菌種不易變異退化，不易感染噬菌體；四是最好是胞外酶菌種，有利于酶的分離，回收率高。我們選用的 地衣芽胞桿菌發(fā)酵周期為 35h 左右， 淀粉酶 產(chǎn)量高且穩(wěn)定性好，產(chǎn)生的 淀粉酶 為胞外產(chǎn)物，容易分離純化。 地衣芽胞桿菌 及其代謝物安全無(wú)毒，不會(huì)影響生產(chǎn)人員和環(huán)境，也不會(huì)對(duì) 淀粉 酶的生產(chǎn)造成不良影響。但 淀粉 酶菌種易退化，退化后其產(chǎn) 酶力明顯降低，生產(chǎn)上要注意菌種的定期分離純化和保藏。 . 接種量 一般發(fā)酵常用的接種量為 5%～ 10% 。接種量過(guò)低易導(dǎo)致產(chǎn)酶活性不高并且是生產(chǎn)周期延長(zhǎng)，采用較大的接種量可縮短菌體生長(zhǎng)達(dá)到高峰所需要的時(shí)間，從而使纖維素酶的合成提前。但是，如果接種量過(guò)大，則會(huì)導(dǎo)致菌體生長(zhǎng)過(guò)快，發(fā)酵溫度升高，不利于產(chǎn)酶。 . 接種菌齡 一般以菌種對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的后期，即培養(yǎng)液中菌的濃度接近高峰時(shí)所需的時(shí)間為佳。太短會(huì)使前期生長(zhǎng)緩慢，延長(zhǎng)整個(gè)發(fā)酵周期；太長(zhǎng)則會(huì)使菌體過(guò)早衰退，導(dǎo)致生產(chǎn)能力的下降。 . 溫度 溫度不僅 能影響微生物的生長(zhǎng)和產(chǎn)物合成的水 平，也會(huì)影響微生物代謝途徑和方向。發(fā)酵前期，培養(yǎng)溫度應(yīng)稍高些，以有利于菌體的生長(zhǎng)， 芽胞桿菌最是發(fā)酵溫度應(yīng)控制在 37℃左右。 . pH 培養(yǎng)初期以及培養(yǎng)過(guò)程中的 pH 值直接影響微生物的生長(zhǎng)和酶的合成，發(fā)酵生產(chǎn) 淀粉酶的最適 pH 為 ～ 。在實(shí)際的發(fā)酵過(guò)程中，隨著微生物的代謝活動(dòng)，發(fā)酵液的值在不斷變化，要根據(jù)其變化嚴(yán)格控制 pH 值。 工廠設(shè)計(jì) 14 . 攪拌 淀粉 酶液體深層發(fā)酵中還需要攪拌，以利于熱交換、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與菌體均勻接觸，降低細(xì)胞周圍的代謝產(chǎn)物，從而有利于酶的合成；同時(shí)也可打破空氣氣泡，使發(fā)酵液形成湍流，從而提高溶解氧量，增加空 氣利用率。所以，應(yīng)控制整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的攪拌速度為 220rpm。 . 泡沫 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。生產(chǎn)上一般采用聚氧丙烯甘油醚或泡敵（聚環(huán)氧丙環(huán)氧乙烷甘油醚）消泡。 . 淀粉酶 的提取純化 . 淀粉酶的粗提 在淀粉 酶的生產(chǎn)中常采用以壓力泵或壓縮空氣為過(guò)濾推動(dòng)力的壓濾機(jī)來(lái)進(jìn)行過(guò)濾，并且采取添加助濾劑，降低懸浮液粘度 和適當(dāng)提高溫度等措施來(lái)加快過(guò)濾速度和提高分離效果以得到含有淀粉 酶的濾液。此外，加壓設(shè)備比較簡(jiǎn)單，過(guò)濾速度較快，過(guò)濾效果較好。在生產(chǎn) 淀粉 酶的過(guò)程中，在常壓下濾餅形成后，一般采用加 壓至 ～ 來(lái)過(guò)濾。濾液再進(jìn)行粗酶的分離。 . 淀粉 酶的分離 純化 經(jīng)過(guò)濾、濃縮后的濾液采 用 硫酸銨沉淀 法進(jìn)行淀粉酶的分離，此時(shí)得到的淀粉酶可用作發(fā)酵用酶。若再加入乙醇溶劑使淀粉酶沉淀析出，經(jīng)洗滌后便可用作食品工業(yè)用酶。 . 濃縮 由于酶在高溫下不穩(wěn)定，容易變性失活，酶液的蒸發(fā)濃縮一般采用真空濃縮。濃縮后的液體酶可用塑料桶包裝。 工廠設(shè)計(jì) 15 . 干燥 在淀粉 酶的結(jié)晶過(guò)程中，一般是將濃縮后的酶液在 30℃下干燥 12h 左右，與穩(wěn)定劑混合后得到固體酶制劑。固體酶制劑采用錫箔袋包裝。 酶活力的測(cè)定（分光光度法） （ 1）吸取可溶性淀 粉溶液 和緩沖液 于試管中，在 70℃恒溫水浴中預(yù)熱平衡 5min。 （ 2）加入稀釋好的待測(cè)酶液 ，立即用秒表記錄時(shí)間，搖勻，準(zhǔn)確反應(yīng) 5min。 （ 3）立即用自動(dòng)吸管吸去反應(yīng)液 ，加入預(yù)先盛有 液 的試管中，搖勻。 （ 4）以 ，于 660nm 波長(zhǎng)下，用 10mm 比色皿迅速測(cè)定其吸光度（ A）。更具吸光度標(biāo)準(zhǔn)的附錄求得測(cè)試酶液的濃度 C。 （ 5）計(jì)算 X=c n 本方法所用的水均為蒸餾水或去離子水，所用試劑在為特殊注明是均為分析純。 . 物料 衡 算 . 計(jì)算過(guò)程 已知淀粉酶的發(fā)酵時(shí)間為 35h 左右，考慮到裝料、實(shí)消、放料、清洗需要一部分時(shí)間，因此確定整個(gè)發(fā)酵周期為 4 天計(jì)算，在 300 天的工作日內(nèi)，共有 75 個(gè)生產(chǎn)周期。為計(jì)算方便，可假設(shè)每次發(fā)酵有 5 個(gè) 400 t 的發(fā)酵罐同時(shí)進(jìn)行發(fā)酵（實(shí)際生產(chǎn)中，為了提高提取設(shè)備的利用率，四個(gè)發(fā)酵罐是循環(huán)發(fā)酵的）。裝料系數(shù)為 75%，發(fā)酵產(chǎn)率為 %，提取率為 75%。由此計(jì)算可得：每個(gè)發(fā)酵罐每次發(fā)酵可得成品酶為 400t 75% % 75% = t，則在75 個(gè)發(fā)酵周期內(nèi)可生產(chǎn) 1 萬(wàn) t 成品酶。由此可進(jìn)行物料橫算： 培養(yǎng)基配方：大豆粉 % 玉米粉 % Na2HPO4 % (NH4)2SO4 % NaCL % （ 1） 大豆粉 大豆需經(jīng)過(guò)粉碎后才能用于發(fā)酵。在粉碎過(guò)程中隨著運(yùn)輸、粉塵等會(huì)有原料損失，按15%的損失率及 (原酶 )的投料比計(jì)算，可得每次發(fā)酵周期需要的原料 大豆 量為： M1 = 發(fā)酵液總體積產(chǎn)酶率大豆粉 投料比247。（ 1損失率） = 400 t 75% % 5 t/t(原酶 )247。（ 1－ 15%） = t 考慮到一級(jí)種子罐和二級(jí)種子罐的需要，每次發(fā)酵周期需要 : 工廠設(shè)計(jì) 16 (1+10%+10% 10%) = 131 t 大豆 （ 2） 玉米粉 M2 = 發(fā)酵液總體積產(chǎn)酶率玉米粉 投料比247。 （ 1損失率） = 400 t 75% % 5 t/t(原酶 )247。 （ 1－ 15%） = t 考慮到一級(jí)種子罐和二級(jí)種子罐的需要，每次發(fā)酵周期需要 （ 1+10%+10% 10%） = 163 t 玉米 2 .輔料 （ 1） 硫酸銨 在整個(gè)生產(chǎn)工 藝中硫酸銨有兩種用途：一種是作為氮源；另一用途是在淀粉 酶的沉淀粗提中作為沉淀劑。作為氮源的 投料比為 t/t(原酶 )，作為沉淀劑的用量為 20%的飽和度和 60%的飽和度。由此進(jìn)行計(jì)算： A：氮源用量： 發(fā)酵液總體積產(chǎn)酶率硫酸銨投料比 =400t % 5 t/t(原酶 )= t 考慮到一級(jí)種子罐和二級(jí)種子罐的需要，每次發(fā)酵周期需要 （ 1+10%+10% 10%） = t B：沉淀劑用量 ：發(fā)酵液經(jīng)過(guò)過(guò)濾后會(huì)有部分體積損失，可估計(jì)過(guò)濾后的濾液體積為275m3。經(jīng)過(guò)真空濃縮后才進(jìn)行沉淀，濃縮比為 40%。則沉淀過(guò)程中的處理液量為 275 m3 40% = 110m3 。則硫酸銨用量為： （處理液量硫酸銨飽和度 20%+處理液量硫酸銨飽和度 60%） 5 =（ 110m3 810Kg/ m3 20%＋ 110 m3 810Kg / m3 60%） 5 =（ ＋ ） 5= t 總用量為； ＋ = t （ 2） Na2HPO4 M3=發(fā)酵液總 體積產(chǎn)酶率 Na2HPO4 投料比 =400t 75% % 5 (原酶 )= 考慮到一級(jí)種子罐和二級(jí)種子罐的需要，每次發(fā)酵周期需要 （ 1+10%+10% 10%） = t （ 3） 氯化鈉 M3=發(fā)酵液總體積產(chǎn)酶率氯化鈉投料比 =400t % 5 t/t(原酶 ) = t （ 4）氯化鈣 M3=發(fā)酵液總體積產(chǎn)酶率氯化鈣投料比 =400t % 5 t/t(原酶 ) = t 工廠設(shè)計(jì) 17 （ 5）泡敵 生產(chǎn)上消泡劑的用量一般為 %～ %。我們采用 %的用量?？傆昧繛椋? 400 m375%%5 = L （ 3）包裝材料 固體酶制劑的包裝材料一般選用塑料 袋，包裝規(guī)格為 5Kg/袋。液體酶 50Kg/桶 。則塑料 袋的用量為 14000 個(gè) ，塑料桶的用量為 1400 個(gè)。 . 計(jì)算結(jié)果