【正文】 或 2m 5m 10m3) 發(fā)酵單位 5g／ L發(fā)酵液 發(fā)酵周期 36h 輔助時間 8h 裝料系數(shù) 種子罐周期 12 h 發(fā)酵過程補料 無 蒸發(fā)損失 接種后體積的 5％ 種子罐裝料系數(shù) 種子罐損失 (以滅菌完成體積為準 10% 接種量 (以滅菌完成體積為準 ) 10% 透明質(zhì)酸發(fā)酵生產(chǎn)使用的種子和發(fā)酵培養(yǎng)基 種 子培養(yǎng)基 ：葡萄糖 2%，蛋白胨 1%，酵母粉 1%， MgSO4 7H2O %， K2HPO4 %，調(diào) pH ， 115℃滅菌 20min。 發(fā)酵培養(yǎng)基 ：葡萄糖 4%，蛋白胨 1%，酵母粉 1%， MgSO4 7H2O %， K2HPO4 %，調(diào) ， 115℃滅菌 20min。 二、透明質(zhì)酸提取階段設(shè)計依據(jù)： 發(fā)酵液體積 1m3(或 2m 5m 10m3) 本科畢業(yè)設(shè)計 第 8 頁 共 58 頁 乙醇沉淀 體積 m3乙醇 /T 處理液 沉淀時間 12 小時 沉淀收率 過濾收率 二次沉淀收率 脫水收率 發(fā)酵原液濃度 5g／ L 年 工作日 300 天 設(shè)計內(nèi)容 透明質(zhì)酸的發(fā)酵、提取 編寫設(shè)計說明書 ①廠址選擇及論證 ②透明質(zhì)酸 的生產(chǎn)工藝 ③生產(chǎn)物料衡算及列表 ④熱量平衡計算 ⑤透明質(zhì)酸的發(fā)酵、提取主要設(shè)備選型及計算，并列出一覽表 設(shè)計圖紙 ①廠平面布置圖 1 張 ②工藝流程圖 1張 ③生產(chǎn)車間設(shè)備布置圖 4張 本科畢業(yè)設(shè)計 第 9 頁 共 58 頁 3 廠址選擇 地區(qū)選擇 廠址選擇首先要進行建廠地區(qū)的選擇。生物發(fā)酵工廠建廠地區(qū)的選擇應(yīng)當有利于發(fā)酵工業(yè)的合理布局，有利于地區(qū)經(jīng)濟 和國民經(jīng)濟的發(fā)展，應(yīng)當考慮合理利用現(xiàn)有的工業(yè)基地和交通運輸條件，或適應(yīng)新工業(yè)基地和中小城鎮(zhèn)建設(shè)的需要，考慮生產(chǎn)和技術(shù)協(xié)作的條件，為原材料供應(yīng)、產(chǎn)品配套、工藝協(xié)作、科學技術(shù)協(xié)作和信息交流等創(chuàng)造有利條件。 廠址選擇的原則 廠址選擇的總原則是： 第一：廠址選擇必須符合工業(yè)布局、符合所在地區(qū)、城市規(guī)劃的要求，按照國家有關(guān)法律、法規(guī)及建設(shè)前期工作的規(guī)定進行。 第二，充分利用各地區(qū)的有利條件，避開或克服不利條件；充分利用當?shù)厝肆?、物力、財力和自然資源，保護環(huán)境；節(jié)約用地，不占用良田及經(jīng)濟效益高的土地，并符合國 家現(xiàn)行土地管理、環(huán)境保護、水土保持等法規(guī)有關(guān)規(guī)定。盡量遠離風景游覽區(qū)和自然保護區(qū)，不污染水源，有利于三廢處理，并符合現(xiàn)行環(huán)境保護法規(guī)規(guī)定。 第三，使企業(yè)接近原料、能源產(chǎn)地和產(chǎn)品消費區(qū)，消除不合理運輸；總體經(jīng)濟效益好，有利于加快國民經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平的提高。 具體廠址所在地點的選擇，則要從場地的自然條件、技術(shù)經(jīng)濟條件及所在行業(yè)的特點三方面考慮，依次滿足相應(yīng)條件。 (1)自然條件 ①地理位置 選擇廠址時應(yīng)當了解所選廠址的方位及其與城鎮(zhèn)的關(guān)系，并考慮生物工程工廠生產(chǎn)方式及產(chǎn)品銷售細的特點。 ②地形、面積和地 勢 地形應(yīng)盡可能簡單、整齊。以矩形場地為最佳，以利于總平面布置。面積應(yīng)滿足總平面布置的需要。地勢要求以基本平坦、略有坡度為佳。以便于場內(nèi)建筑物的基礎(chǔ)施工及車間布置、運輸?shù)缆返牟贾眉皬S區(qū)的排水。對平原地區(qū)，自然地本科畢業(yè)設(shè)計 第 10 頁 共 58 頁 形坡度不小于 %為宜，對于丘陵地區(qū)、山區(qū)，地勢以不大于 5%為宜。此外，為了防止廠區(qū)受淹，廠區(qū)應(yīng)在歷年最高洪水線之上。如在山區(qū)建廠，還要注意周圍塌方、滑坡和泥石流等問題。預(yù)選廠址的地形、地勢的描述，由地形圖上的等高線和坐標網(wǎng)來描述的。 ③地質(zhì)條件 應(yīng)避開地震斷層、泥石流、滑坡、流沙、溶洞、沼澤等 危害地段，以及具有開采價值的礦藏區(qū)、采空區(qū)，以及古井、古墓、坑穴密集的地區(qū)。場地地基承載力一般應(yīng)不低于 120150kN/m2。如在寒冷地區(qū)建廠還要注意凍土層情況。應(yīng)盡可能不在地震 7 度以上地區(qū)建廠為宜，在九度地區(qū)不應(yīng)建廠。 ④氣象條件 氣象條件包括風向、風量、雨量和氣溫等，要考慮高溫、高濕、云霧、風沙和雷擊地區(qū)對生產(chǎn)的不良影響，這些有關(guān)影響空氣質(zhì)量的因素，對生物工程企業(yè)尤為重要。因此要搜集十年以上的歷史資料，對雨量和氣溫還應(yīng)有最高、最低和平均數(shù)據(jù)。還要考慮冰凍線對建筑物基礎(chǔ)和地下管線敷設(shè)的影響。 ⑤水文條 件 建廠地區(qū)的水資源狀況（水質(zhì)、水量、水價）直接會影響工廠建成后的生產(chǎn)和生活。水資源狀況包括：地下水（深水井）、泉水（有壓力）；地表水（江河、水庫）、城市自來水的水源狀況；了解相當?shù)男钏? ，水量供水量、水價以及有關(guān)供應(yīng)協(xié)議，取水點、水質(zhì)情況（分析報告）等。生物工程生產(chǎn)耗水量大，為減少水的輸送成本，企業(yè)盡量靠近水資源豐富的水源地。 ⑥環(huán)境衛(wèi)生條件 生物工程產(chǎn)品中不少是醫(yī)藥產(chǎn)品或食品，所以對工廠周圍的環(huán)境有嚴格要求。建廠地區(qū)周圍的環(huán)境衛(wèi)生條件是生物工程生產(chǎn)廠所應(yīng)首先考慮的問題，尤其是生物制藥的企業(yè)， CMP 規(guī)定了不同類型藥品生產(chǎn)所需環(huán)境的空氣潔凈度的要求，周圍的環(huán)境衛(wèi)生會直接影響潔凈車間的凈化效率、建廠投資和運行成本。 因此，生物生產(chǎn)企業(yè)廠址應(yīng)設(shè)在周圍自然環(huán)境較清潔、大氣含塵、含菌濃度低、無有毒有害氣體污染、綠化較好的地形、地貌有利于生產(chǎn)、節(jié)能的區(qū)域。盡量遠離多風沙、多粉塵、多煙霧及有害氣體的區(qū)域，機場、鐵路、碼頭、交通要道等。如無法避免這些地區(qū)則一定要位于污染源和全年主導風向的上風側(cè)，且有本科畢業(yè)設(shè)計 第 11 頁 共 58 頁 足夠的防護距離。此外，還應(yīng)建在居民區(qū)的下風側(cè)。 ⑵技術(shù)經(jīng)濟條件 ①原料、輔料等供應(yīng)條件 在生物工程產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中， 原料消耗非常多，特別是糧食、燃料及一些化工原料。因此，廠址宜靠近原料、燃料基地、包裝材料的供應(yīng)地、或產(chǎn)品主要銷售地。 ②動力供應(yīng)條件 廠址應(yīng)具有滿足生產(chǎn)、生活及發(fā)展規(guī)劃所必需的水源和電源，并靠近水源、電源。建廠地區(qū)如有熱電站可供應(yīng)蒸汽，則可減少建造鍋爐及供電的投資。并有利于生物工程工廠的環(huán)境衛(wèi)生。 ③交通運輸條件 生物工程工廠生產(chǎn)原料、輔料消耗量大，生產(chǎn)廢料數(shù)量較多，因此，生物工程工廠的運輸任務(wù)也較重。選擇廠址，必須以交通運輸方便為原則。根據(jù)工廠運貨量、物料性質(zhì)、外部運輸條件、運輸距離等因素，合理確定運 輸方式（鐵路、公路、水運、空運）。除了鐵路和公路運輸外，在有條件應(yīng)優(yōu)先考慮水運，以降低運輸成本。 ④其他協(xié)作條件 在選廠址時，要注意周圍的協(xié)作條件，宜靠近現(xiàn)有城市，以有利于同鄰近的工業(yè)企業(yè)和城鎮(zhèn)，在生產(chǎn)、交通運輸、動力公用、修理、綜合利用和醫(yī)療、文化、商業(yè)設(shè)施等方面的協(xié)作與共享。 因此，生物工程工廠的廠址選擇，涉及面廣，必須綜合考慮、慎重對待，要按經(jīng)濟規(guī)律辦事，以有利于建設(shè)事業(yè)。 廠址論證 該廠址選在河北省秦皇島市盧龍縣。 盧龍縣地處 河北省 東北部，位于東經(jīng)118176。46’ 至 1 盧龍縣 19176。08’ 、北緯 39176。42’ 至 40176。08’ 之間。東距 濱海城市 秦皇島 80公里，西距新興城市唐山 89 公里，周邊與撫寧、 昌黎 、 灤縣 、遷安、青龍 五縣為鄰。 自然資源 盧龍縣屬 暖溫帶大陸性季風氣候 區(qū)，四季分明。年平均氣溫 ℃ ，降水725mm，雨量充沛，全縣耕 地面積 64 萬畝，草場 4 萬畝，林地面積 44 萬畝，森林覆蓋率 %。盧龍縣有豐富的礦產(chǎn)資源。已初步探明金屬和 非金屬礦產(chǎn) 34種，礦產(chǎn)產(chǎn)地 137 處，以砂石為主。建筑砂儲量 億噸，碳酸鈣含量 80%以上的石灰石儲量 億噸，花崗巖儲量 30 萬立方米，白云石、硅石、重晶石等儲本科畢業(yè)設(shè)計 第 12 頁 共 58 頁 量也很豐富。鐵、金、油母頁巖等也有一定儲量。主要礦產(chǎn)資源具有很好的開發(fā)條件。盧龍縣 果樹栽培歷史悠久，全縣果樹面積 13 萬畝，其中干果 3 萬畝。果品產(chǎn)量 7200 多萬噸，以 “ 石門核桃 ” 最為有名。板栗、李子、紅杏等也很有名。盧龍縣水資源豐富。境內(nèi)有洋河、飲馬河等六條主要河流，建國以來，全縣經(jīng)過幾代人的努力，修建了被譽為 “ 群星落地 ” 的 121 座小水庫，開挖了被譽為 “ 銀河下凡 ” 的 公里長的引清大渠，使全縣一半以上的耕地成為水澆地。 經(jīng)濟概況 到 1998 年底，全縣國內(nèi)生產(chǎn)總值達到 億元，其中一、二、三次產(chǎn)業(yè)增加值分別為 億元、 億元、 億元，第三產(chǎn)業(yè)增加值占國內(nèi)生產(chǎn)總值的%；社會商品零售額達到 57091 萬元；縣財政收入實現(xiàn) 8519 萬元，其中地方性財政收入 6397 萬元。盧龍縣是傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)縣，甘薯、酒葡萄、畜牧養(yǎng)殖被列為全縣農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化三條主線。盧龍縣工業(yè)門類較為齊全，現(xiàn)已初步形成符合當?shù)靥厣纳a(chǎn)體系。全縣縣辦工業(yè) 52 家，有化工、機械、水泥、陶瓷等 4 個工業(yè)門類。主要產(chǎn)品 350 多種，全縣有鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè) 1 萬多家，從業(yè)近 5 萬人， 1998 年總產(chǎn)值 24 億元。 盧龍縣工業(yè)發(fā)展較快。工業(yè)門類比較齊全，現(xiàn)已初步形成符合當?shù)靥攸c的生產(chǎn)體系。全縣縣辦工業(yè) 52家，有煤炭、化工、機械、紡織、水泥等 22 個工門類。主要產(chǎn)品有 350 多種，有 31 種達到省級以上標準。 DL乳酸、鋼絲鎖、檸檬酸鈉、手把壺、油石等 20 多種產(chǎn)品打入國際市場。工業(yè)企業(yè)尤以石、水泥、陶瓷等產(chǎn)品為主的建材業(yè)發(fā)展較快。縣域南部石門地區(qū)有武山水總公司、陶瓷總公司、武山石礦等 7個規(guī)模較大的建材企業(yè)，已經(jīng)構(gòu)成了建材工業(yè)基地的雛形。目前，全縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)中農(nóng)用汽車系列、璃纖維制品系列填補了省內(nèi)空白，汽車內(nèi)裝飾板、檸 檬酸鈉、電教器材等填了國內(nèi)空白。 盧龍縣農(nóng)業(yè)已形成穩(wěn)固的基礎(chǔ)，多年來農(nóng)業(yè)生產(chǎn)持續(xù)穩(wěn)定增長，發(fā)展創(chuàng)匯農(nóng)具有 廣闊的前景。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件好。過近幾年大規(guī)模的配套建設(shè)，主分干渠灌溉網(wǎng)遍布全縣， 1992 年實現(xiàn)了全縣水利化。農(nóng)產(chǎn)品豐富多樣，農(nóng)物有甘薯、玉米、小麥、水稻、花生、大豆等。甘薯是主栽作物，盧龍素有 “ 薯縣 ” 、“ 粉鄉(xiāng) ” 之稱，是 華北 甘薯 主產(chǎn)區(qū)之一，甘薯種植面積近 30萬畝，年產(chǎn)鮮薯。以甘薯為原料搞多層次加工已形成規(guī)模?；ぎa(chǎn)品有乳酸、本科畢業(yè)設(shè)計 第 13 頁 共 58 頁 檸檬酸鈉，出口日本、 德國 、 荷蘭 等國。正在研制開發(fā)的有 L 型 乳、檸檬酸、總?cè)軇?、酒精、醫(yī)藥、植物膠、變性淀粉、飴糖、蛋苕酥等化工品和食品；加工的食品有 淀粉 、粉條、 粉絲 、粉皮、罐頭、薯脯、薯醬、冷、薯 葉柄 、薯棗、膨化薯片等。全縣 7 家湯粉廠年生產(chǎn)能力 萬噸，產(chǎn)品大部分出口。從長遠看，薯類產(chǎn)品原料豐富，逐步由傳統(tǒng)加工向深層次、綜合開發(fā)發(fā)展。盧龍發(fā)展干鮮果品加工業(yè)有充足的原料，尤其是盧龍的 “ 石門核桃 ” 以個大、皮薄、香甜、含油量高而馳名中外。盧龍素有養(yǎng)豬的傳習慣，牛、羊、雞、鴨、鵝等畜發(fā)展較快，幾年前盧龍已被確認為全國奶山羊、商品牛基地縣。 盧龍縣交通、郵電、電力等基礎(chǔ)設(shè) 施建設(shè)為吸引外商提供了良好條件。京山 、京秦、大秦三條鐵路橫貫東西，五個火車站均勻分布；公路四通八達，京山、京秦、三撫 干線公路 環(huán)繞四周，鄉(xiāng)級公路 1992 年全部實現(xiàn)油路化。電話與秦皇島市并網(wǎng)，可以與國內(nèi)外直撥通話。供電條件較好。其它方面的基礎(chǔ)套設(shè)施也比較齊全 。 綜上考慮，該地區(qū)是建廠的極好選擇。 以上自然條件及技術(shù)經(jīng)濟條件等方面，均滿足透明質(zhì)酸工廠的選址要求。 本科畢業(yè)設(shè)計 第 14 頁 共 58 頁 4 透 明質(zhì)酸的 工藝 透明質(zhì)酸的發(fā)酵機制 一般采用的菌種為獸疫鏈球菌（ Streptococcus zooepidemicus），該菌在用于生產(chǎn)時有多種變異版本，如獸疫鏈球菌 NW162，獸疫鏈球菌 ATCC39920 等。鏈球菌屬的多種細菌具有莢膜（如獸疫鏈球菌），這種莢膜的主要成分就是透明質(zhì)酸。發(fā)酵法生產(chǎn)透明質(zhì)酸就是利用獸疫鏈球菌在生長繁殖過程中，向胞外分泌以 HA 為主要成分的莢膜，再處理發(fā)酵液（分離純化）而得到高純度的優(yōu)質(zhì)的透明質(zhì)酸