【正文】 81 . 7 6DNN D? ? ? ?r/min 攪拌軸功率的計(jì)算 本設(shè)計(jì)采用經(jīng)驗(yàn)值計(jì)算法 通常 α 淀粉酶 發(fā)酵按 1 kw/m3發(fā)酵液；對(duì)于公稱(chēng)容積為 250 m3 的發(fā)酵罐 ，裝液量為 m3則應(yīng)選取功率大于或等于 210 kw 的電機(jī)。 年產(chǎn) 5 萬(wàn)噸α淀粉酶工廠生產(chǎn)車(chē)間的設(shè)計(jì) 15 ⑴ 種子罐的選型 采用 機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐 ， 罐體和封頭都使用 316L不銹鋼為材料，封頭設(shè)計(jì)為標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭 （ EHA） ，因 D500mm，所以采用雙面縫焊接的方式與罐體連接。 ⑵ 種子罐容積和數(shù)量的確定 ① 種子罐容積的確定：按接種量 10%計(jì)算，則種子罐容積為 ： V 種 ＝ V010％＝ 10％＝ m3 式中 V0—— 每天需要的 發(fā)酵罐總?cè)莘e（ m3） ② 種子罐個(gè)數(shù)的確定：種子罐與發(fā)酵罐對(duì)應(yīng)上料。發(fā)酵罐平均每天上 7 罐，需種子罐 7 個(gè)。 則每個(gè)發(fā)酵罐全容積應(yīng)為 = = m7V單 ⑶ 主要尺寸確定 種子罐 采用 25m3的機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐。 H/D＝ 2， 采用發(fā)酵罐近似公稱(chēng)體積公式 39。 2 30. 78 5 2. 0 0. 13 25V D D D??? ? ? ?公 D=，取 D=，則 H== 則種子罐總?cè)萘繛椋? 339。 2 3= 0 .7 8 5 2 .0 2 2 8 .2 5 m24DV D D ?? ? ? ?全V 單 ，所以所選發(fā)酵罐能滿足需求。 根據(jù) GBT251982021 壓力容器封頭相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭（ EHA） 長(zhǎng)短半軸比例為 ha： hb=2:1， DN=Di=2ha， 22( )iDHh??, 則 hb=Di/4=, 當(dāng) DN=1700mm 時(shí)，封頭總深度 H=450mm，則封頭直邊高度 h=25mm， 封頭壁厚 0 .4 1 7 0 0 2 .3 8 .3 72 [ ] 2 1 1 7 0 .8 0 .4PDy P? ?? ??? ? ?? ? ? ?mm，取整為 9mm D－罐體直徑（ mm） p－耐受壓強(qiáng) (取 ) y－開(kāi)孔系數(shù)，取 年產(chǎn) 5 萬(wàn)噸α淀粉酶工廠生產(chǎn)車(chē)間的設(shè)計(jì) 16 ? － 焊縫系數(shù)，雙面焊取 [σ ] －設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力 MPa，（ 316L 丌銹鋼焊接壓力容器許用應(yīng)力為 117MPa） 罐體壁厚 ? ? ( m m )2 pD Cp? ????? ， D－罐體直徑（ mm） p－耐受壓強(qiáng) (取 ) φ － 焊縫系數(shù)，雙面焊取 [σ ]－設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力 MPa，（ 316L 丌銹鋼焊接壓力容器許用應(yīng)力為 117MPa） C －腐蝕裕度，當(dāng)δ － C10mm 時(shí)， C＝ 3mm 帶入相關(guān)數(shù)據(jù)：2 0 . 4 1 7 0 0 3 6 . 6 42 1 1 7 0 . 8 0 . 4? ?? ? ?? ? ?，取整為 7mm 罐體總 高度 H 總 ’＝ H’+2(H 深 ’+d’)＝ +2(+)＝ ⑷ 種子罐 冷卻面積的計(jì)算 種子罐冷卻面積計(jì)算同上發(fā)酵罐， 填充系數(shù) ?=75%，則每一個(gè) 種子 罐 換熱面積： A=V’全 ??= 75%1=（ m2） 6 車(chē)間布置設(shè)計(jì) 車(chē)間設(shè)計(jì)規(guī)范和規(guī)定 ? 《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》 (GBJ 1687)、 ? 《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)定》 (GB5016099)、 ? 《化工企業(yè)安全衛(wèi)生設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》 (HG2057195)、 ? 《工業(yè)企業(yè)廠房噪聲標(biāo)準(zhǔn)》 (GB234890)、 ? 《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)定》 (GB5005892)、 ? 《中華人民共和國(guó)爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所電氣安全規(guī)程》（試行）（ 1987）等。 生產(chǎn)車(chē)間布置設(shè)計(jì) 發(fā)酵車(chē)間組成 發(fā)酵工廠生產(chǎn)車(chē)間內(nèi)部組成，一般包括生產(chǎn)、輔助、生活等三部分。 年產(chǎn) 5 萬(wàn)噸α淀粉酶工廠生產(chǎn)車(chē)間的設(shè)計(jì) 17 1)生產(chǎn)部分，其中包括原料工段、生產(chǎn)工段、成品工段、回收工段等。 2)輔助部分，其中包括通風(fēng)空調(diào)室、變電配電室、車(chē)間化驗(yàn)室、控制室等。 3)生活行政部分，其中包括車(chē)間辦公室、會(huì)議室、更衣室、休息室、浴室以及廁所等。 車(chē)間布置原則 1）滿足生產(chǎn)工藝要求 2）符合安全技術(shù)要求 3）便于安裝檢修 4）保證良好的操作條件 5）符合建筑要求 車(chē)間布置及結(jié)構(gòu) 車(chē)間面積與生產(chǎn)相適應(yīng)，布局合理，排水暢通；車(chē)間地面用防滑、堅(jiān)固、不透水、耐腐蝕的材料修建，且平坦、無(wú)積水、并保持清潔；車(chē)間出口及與外界相連的排水、通風(fēng)處裝有防鼠、防蠅、防蟲(chóng)設(shè)施。 車(chē)間內(nèi)墻壁、天花板和門(mén)窗使用無(wú)毒、淺色、防水、防霉、不脫落、易于清洗的材料修建。墻角、地角、頂角應(yīng)當(dāng)具有弧度（曲率半徑應(yīng)不小于 3cm）。 車(chē)間內(nèi)的操作臺(tái)、傳送帶、運(yùn)輸車(chē)、工器具應(yīng)當(dāng)用無(wú)毒、耐腐蝕、不生銹、易清洗消毒、堅(jiān)固的材料制作。 應(yīng)當(dāng)在適當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn)設(shè)足夠數(shù)量的洗手、消毒、干手設(shè)備或用品 ，水龍頭應(yīng)當(dāng)為非手動(dòng)開(kāi)關(guān)。根據(jù)產(chǎn)品加工需要，車(chē)間入口處應(yīng)當(dāng)設(shè)有鞋、靴和車(chē)輪消毒設(shè)施。應(yīng)當(dāng)設(shè)有與車(chē)間相連接的更衣室。根據(jù)產(chǎn)品加工需要，還應(yīng)當(dāng)設(shè)立與車(chē)間相連接的衛(wèi)生間和淋浴室。 7 參考文獻(xiàn) [1] 錢(qián)海豐，趙曉娟，趙心愛(ài)．α 淀粉酶基因表達(dá)的調(diào)控 [J]．西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)， 2021， 12(4)： 87— 90． [2] 張剛，汪天虹，張臻峰，等．產(chǎn)低溫淀粉酶海洋真菌篩選及研究 [J]．海洋科學(xué)， 2021， 26(2)： 3— 5． [3] 陳運(yùn)中．淀粉酶的性質(zhì)和分類(lèi) [J]．武漢糧食工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)， 1990， 1： 15— 22． [4] M. Saban Tanyildizia， Dursun Ozer， Murat Elibol． Production of bacterial aamylase by B. amyloliquefaciens under solid substrate fermentation[J]． Biochemical Engineering Journal，2021， 37： 294— 297． [5] 張樹(shù)正．酶制劑工業(yè) [M]．北京：科學(xué)出版社， 1984． [6] Shinichiro Mitsunaga， Midori Kobayashi， Satoe Fukui． aAmylase production is induced by sulfuric acid in rice aleurone cells[J]． Plant Physiology and Biochemistry， 2021， 45： 922—925． [7] 郭 勇 編 ． 《酶 工程 》 [M]．科學(xué)出版社 ， 2021， 1 [8]α淀粉酶的應(yīng)用及研究現(xiàn)狀，孫曉菲，李?lèi)?ài)江 《畜牧獸醫(yī)科技信息》 2021 年 06期 年產(chǎn) 5 萬(wàn)噸α淀粉酶工廠生產(chǎn)車(chē)間的設(shè)計(jì) 18 年產(chǎn) 5 萬(wàn)噸α淀粉酶工廠生產(chǎn)車(chē)間的設(shè)計(jì) 19 7 結(jié)論 淀粉酶已經(jīng)成為工業(yè)應(yīng)用中最為重要的酶之一，并且大量的微生物可以用以高效生產(chǎn)淀粉酶，但是酶的大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)仍然局限于幾種特定的真菌和細(xì)菌中。對(duì)于高效的淀粉酶的需求越來(lái)越多，這可以通過(guò)對(duì)現(xiàn)有酶的化學(xué)改良或者通白質(zhì)工藝改良得到。得益于現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展，淀粉酶在制藥方面的重要性日益凸顯。當(dāng)然，食品和淀粉工業(yè)仍然是主要市場(chǎng)，淀粉酶在這些領(lǐng)域的需求仍然是最大的。 20 世紀(jì) 60 年代以來(lái)由于淀粉酶在淀粉糖工業(yè)生產(chǎn)和食品工業(yè)中的大規(guī)模應(yīng)用，它的需要量與日俱增，到目前為止，其產(chǎn)量幾乎占到整個(gè)酶制劑的 50％以上，銷(xiāo)售金額占到 55％～ 60％。按照水解淀粉的方式不向，主要的淀粉酶有α — 淀粉酶、 β — 淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、脫支酶、環(huán)糊精葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶等。 本次設(shè)計(jì)的淀粉酶發(fā)酵廠，分別以玉米粉為碳源，以豆餅為氮源，以 BF7658 枯草芽孢桿菌為生產(chǎn)菌種，采用深層發(fā)酵法，提取工藝采用鹽析法，年產(chǎn)1000 噸淀粉酶，日產(chǎn) 4 噸。同時(shí)做出了生產(chǎn)工藝流程圖，進(jìn)行了物料衡算和熱量衡算，設(shè)計(jì)了發(fā)酵罐和 種子罐的尺寸和車(chē)間的布置和結(jié)構(gòu)。 通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，我增強(qiáng)了對(duì)所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)的理解，鍛煉了將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際的能力。