【正文】 69600+70800+18900+450+27600+720000=105（元）。 生產(chǎn)L精氨酸的其他方面的成本估算在成本估算中除最主要的設(shè)備及物料的估算外還應(yīng)考慮到其他的耗用成本，如：年用水量、年用蒸汽量、年用電量。 年用電量在計(jì)算年用電量時(shí)，先估算各設(shè)備一天的用電量，再估算一年的用電水量。生產(chǎn)中用電設(shè)備有：離心泵、二級(jí)種子罐、發(fā)酵罐、空氣壓縮機(jī)、離心機(jī)、鍋爐、CIP清洗系統(tǒng)。（1） 離心泵 kw，需要3臺(tái)離心泵，則總功率是：3= kw。（2） 二級(jí)種子罐 kw，需要2臺(tái)二級(jí)種子罐，則總功率是： 2= kw。 （3） 發(fā)酵罐本設(shè)計(jì)所用發(fā)酵罐的配用功率為30 kw，需要3臺(tái)發(fā)酵罐，則總功率為：303=90 kw。（4） 空氣壓縮機(jī)本設(shè)計(jì)中所選的空氣壓縮機(jī)的配用功率為200 kw，需要1臺(tái)空氣壓縮機(jī)，則總功率為：200 kw。（5） 離心泵本設(shè)計(jì)所用離心機(jī)的配用功率為13 kw，需要3臺(tái)離心機(jī)，則總功率為：133=39 kw。（6） 鍋爐 kw，需要1臺(tái)鍋爐，則總功率為： kw。（7） CIP清洗系統(tǒng) kw，需要1臺(tái)CIP清洗系統(tǒng)，則總功率為: kw。則 所有用電設(shè)備的總功率為： kw。 總年用電量：24300=106（度）。 ，總年用電成本是：106=106（元）。 年用水量在計(jì)算年用水量時(shí)，先估算各車間一天的用水量，再估算一年的用水量。生產(chǎn)中需要用到水的方面大致有：配培養(yǎng)基所用水、培養(yǎng)基及發(fā)酵罐滅菌后冷卻所用水、發(fā)酵罐冷卻所用水、清洗發(fā)酵罐所用水、其他方面所用水。（1） 配培養(yǎng)基所用水單個(gè)發(fā)酵罐的裝液量為： m3，共3個(gè)發(fā)酵罐，每年的發(fā)酵周期是75個(gè)，則用水量為：G1 =375 =。（2） 培養(yǎng)基及發(fā)酵罐滅菌后冷卻所用水設(shè)水的比熱容與培養(yǎng)基相同是： KJ/()，則冷卻時(shí)需要的冷卻水量：W水C水(t2－t1)=Q培養(yǎng)基C培養(yǎng)基(T1－T2)其中：T1為培養(yǎng)基冷卻前的溫度：121℃； T2為培養(yǎng)基冷卻后的溫度：30℃； t1為冷卻水在進(jìn)口處的溫度：20℃； t2為冷卻水在出口處的平均溫度：40℃。Q培養(yǎng)基=Q種子液＋Q發(fā)酵液=＋2850=（m3）則，W水(4020)=（12130）， W水 =14394 (t)冷卻水可循環(huán)利用，所以耗用率可按2%來計(jì)算，則所用冷卻水總量：G2= 143942%=288 噸/年。（3） 發(fā)酵罐冷卻所用水發(fā)酵罐的放熱量是：Q = Q1Q2Q3 其中：Q1表示發(fā)酵產(chǎn)熱：Q1= 每罐發(fā)酵醪液量發(fā)酵液的發(fā)酵熱 = 6000 = 105 kJ/h Q2表示代謝氣體所帶走的蒸發(fā)熱量：Q2= 30%Q1 Q3表示射散熱量：Q3 = 6%Q1 所以，Q = Q1Q2Q3 =105 KJ （130%6%）=105 kJ/h則，冷卻水所用水量：W = Q/cp(T2﹣T1)=105247。247。(27﹣20)= 其中：進(jìn)、出冷卻水的溫度分別是：20℃、27℃。冷卻水可循環(huán)利用，此處耗用率按2%來計(jì)算，則，全年冷卻水用量G3= 發(fā)酵時(shí)間發(fā)酵周期數(shù)發(fā)酵罐數(shù)2% = 807532%= 3168噸/年（4） 清洗發(fā)酵罐所用水，則清洗所用水為：G4 = 每次的清洗用水量發(fā)酵罐數(shù)發(fā)酵周期數(shù) = 2375=450噸/年（5） 其他方面所用水要用到水的方面還有：地面的沖洗、沖刷的管道、洗濾布和定期清洗其他設(shè)備。，則，總的用水量是：G5 = 每天用水量300 = 300 = 1350噸則 總年用水量：G = G1﹢G2﹢G3﹢G4﹢G5 =+288+3168+450+1350= 103噸/年水的價(jià)格按4元/方算，則總年用水成本：1034=104元。 其他方面的總成本年產(chǎn)150 t L精氨酸時(shí)在其他方面的資費(fèi)有年用水與年用電兩方面，總值是：106+104=106（元）。 人工費(fèi)用預(yù)計(jì)需要員工100人，技術(shù)人員30人，以工人每月工資1500元，管理及技術(shù)人員每月工資2000元計(jì)算，則需付給員工的工資： （1001500+302000）10=106萬(wàn)元 設(shè)備折舊費(fèi)因?yàn)樵O(shè)備具有損耗性，所以將收入的20%作為設(shè)備的維修費(fèi)。市場(chǎng)上L精氨酸的售價(jià)是200元/公斤，年產(chǎn)150 107元，則折舊費(fèi)是: 10720%=106 (元) 生產(chǎn)L精氨酸的效益經(jīng)過上面對(duì)成本的計(jì)算，可以粗略的估算年產(chǎn)150 tL精氨酸的成本。即：物料的成本+水電的成本+人工費(fèi)用=105+106+106=107(元)。設(shè)備按10年使用期限計(jì)算，10年后本設(shè)計(jì)生產(chǎn)的利潤(rùn)為：10710－106－1079=108（元） 兩種提取工藝的成本比較表51 兩種提取工藝的成本比較弱酸性陽(yáng)離子樹脂比DR1樹脂增加的費(fèi)用DR1比弱酸性陽(yáng)離子樹脂樹脂增加的費(fèi)用項(xiàng)目元/每噸L精氨酸項(xiàng)目元/每噸L精氨酸Hcl溶液112 Kg=DR1樹脂56 Kg20=1120（元）NaOH溶液112 Kg=人工80元4人=320元合計(jì)400元1120元通過上述表格的比較，發(fā)現(xiàn)選用DR1樹脂替換弱酸性陽(yáng)離子樹脂提取是經(jīng)濟(jì)可行的。6 廢水、廢氣處理生產(chǎn)L精氨酸的過程中會(huì)有廢水和廢氣產(chǎn)生，出于對(duì)環(huán)境的保護(hù)和廢料的的再利用，本章將對(duì)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生廢水及廢氣做一定的處理。 廢水的處理本設(shè)計(jì)中廢水的主要來源有：生產(chǎn)中設(shè)備的清洗水、吸附樹脂的洗滌及再生用水、離子交換的剩余液。因?yàn)槭巧a(chǎn)L精氨酸，所以這些廢水中含有未充分利用的有機(jī)物質(zhì)、菌體代謝的有機(jī)物質(zhì)及一些溶解性的無機(jī)鹽[24]，而無機(jī)鹽所含的離子有：Na+、Ca2+、Cl、SO4等。一般而言，水中的溶解鹽含量越多，離子強(qiáng)度就越大，通常情況下離子強(qiáng)度越大則微生物越不容易生長(zhǎng)繁殖。因此，此設(shè)計(jì)中對(duì)生產(chǎn)所產(chǎn)生的廢水進(jìn)行一定的處理后再排出，具體過程如下：調(diào)節(jié)池好氧反應(yīng)池厭氧反應(yīng)池沉淀池廢水 → → → → 活性炭處理 ↑ ↓ ↓投藥沉淀池污泥處理 ←排出達(dá)標(biāo)水 ↓ 通過上述過程的處理可以降低廢水中大部分的有機(jī)及無機(jī)物質(zhì)，去除效率可以達(dá)到85% 以上。經(jīng)過處理的廢水可以達(dá)到國(guó)家GB 219072008所規(guī)定[25]的新建企業(yè)水污染物排放限值要求。 廢氣的處理 在本設(shè)計(jì)中廢氣的主要來自于經(jīng)過空氣壓縮機(jī)及氣液分離后的氣體，因?yàn)榇藲怏w中的有害氣體不多可以不經(jīng)過特殊的處理?？偨Y(jié)L精氨酸作為人體的半必需氨基酸，在藥品、食品、化妝品、飼料等方面都有廣泛用途。但是L精氨酸的大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)仍然受到提取效率低的局限。在應(yīng)用中，對(duì)高純度L精氨酸的需求越來越多，所以亟需提高L精氨酸的純度。為了滿足市場(chǎng)需求，設(shè)計(jì)一條既經(jīng)濟(jì)又能獲得高純度L精氨酸的生產(chǎn)工藝流程勢(shì)在必行。本次設(shè)計(jì)的L精氨酸生產(chǎn)工藝，主要是在原有的生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，以淀粉為原料，以玉米將為輔料，以黃色短桿菌為生產(chǎn)菌種，采用發(fā)酵法，最主要的是在下游提取工藝中，采用對(duì)L精氨酸提取效率高的新型L精氨酸專用樹脂提取L精氨酸。設(shè)計(jì)的規(guī)模是年產(chǎn)150 t L精氨酸。經(jīng)過本人的努力和導(dǎo)師曾老師的悉心指導(dǎo)，順利完成了生產(chǎn)工藝流程圖，進(jìn)行了比較簡(jiǎn)單的物料衡算和設(shè)備選型，設(shè)計(jì)了發(fā)酵罐和種子罐的尺寸。通過本次設(shè)計(jì)獲得了以下成果： ； ，確定合理的L精氨酸生產(chǎn)的發(fā)酵方法和提取所用的方法，確定設(shè)計(jì)L精氨酸生產(chǎn)的工藝流程方案。完成生產(chǎn)線的基本設(shè)備的配置并畫出設(shè)備圖和工藝流程圖；：吸附樹脂由弱酸性陽(yáng)離子樹脂改為DR1樹脂；不足之處：，所以設(shè)計(jì)還存在一些問題。，所以生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)還需進(jìn)一步完善。 ，故其實(shí)際生產(chǎn)的可行性還有待實(shí)踐驗(yàn)證。 心得與體會(huì) 隨著畢業(yè)日子的到來，畢業(yè)設(shè)計(jì)也接近了尾聲。經(jīng)過幾周的奮戰(zhàn)，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。在沒有做畢業(yè)設(shè)計(jì)以前，我覺得畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對(duì)這幾年來所學(xué)知識(shí)的簡(jiǎn)單總結(jié)，但是通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我發(fā)現(xiàn)自己的想法有點(diǎn)太片面。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我發(fā)現(xiàn)：原來自己知識(shí)還比較欠缺，自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我明白了學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過程，在以后的工作和生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力擴(kuò)展自己的知識(shí)面和提高綜合素質(zhì)。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)了一步，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家可以在一起商量，聽聽不同的看法有助于我們更好的理解知識(shí)，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。在設(shè)計(jì)過程中，我通過查閱大量相關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的也不太好，但是在設(shè)計(jì)過程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，使我終身受益。致謝這次畢業(yè)論文的設(shè)計(jì)，不僅是對(duì)我四年來學(xué)習(xí)成果的的總結(jié)，更是為以后的學(xué)習(xí)和工作奠定了良好的基礎(chǔ)。通過這次設(shè)計(jì)，使我各方面的能力都得以提高，比如學(xué)習(xí)能力、分析問題的能力、合作精神以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)等。在畢業(yè)論文即將完成之際，我想向曾經(jīng)給我?guī)椭椭С值睦蠋熀屯瑢W(xué)表示衷心的感謝。沒有他們的耐心指導(dǎo)和幫助，我將無法順利完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。首先，我要特別感謝曾小英老師對(duì)我的悉心指導(dǎo)，在設(shè)計(jì)期間，老師們幫助我解決了設(shè)計(jì)過程中遇到的困難、理清設(shè)計(jì)思路、指導(dǎo)寫作論文的方法，并提出有效的改進(jìn)方案。老師們寬于待人的高尚品格、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、敏銳的思維、淵博的學(xué)識(shí)使我受益終身，是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣。在老師的指導(dǎo)下我樹立了學(xué)術(shù)目標(biāo)，領(lǐng)會(huì)了思考方式，掌握了通用的研究方法，獲得了實(shí)踐鍛煉的機(jī)會(huì)，而且還明白了許多待人接物與為人處事的道理。此外，我還要感謝我的同學(xué)、我的舍友們，他們總在我有疑問的時(shí)侯，即時(shí)給予我細(xì)心的指導(dǎo)和講解，有了他們的幫助我才順利地完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。最后，衷心感謝學(xué)校對(duì)我的栽培，同時(shí)感謝在百忙之中抽出時(shí)間審閱本論文的老師以及畢業(yè)答辯組的全體老師們。謝謝!參考文獻(xiàn)[1] 郝剛. L精氨酸的生物功能及其應(yīng)用[M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 2009, 3: 132141.[2] 袁中彪, 陳代文. 精氨酸的免疫作用[J]. 中國(guó)飼料, 2003, 3: 3536.[3] 李同華, 麻名文, 李福昌. 精氨酸及其研究進(jìn)展[J]. 山東畜牧獸醫(yī), 2009, 30: 5556.[4] 王霞, 陶文析, 孫志浩, 許正宏. L精氨酸發(fā)酵研究進(jìn)展[J]. 工業(yè)微生物, 2000, 30: 5053.[5] 郝剛. L精氨酸的生物合成途徑及其調(diào)節(jié)機(jī)制[M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 2009, 3: 152173.[6] 郝剛. L精氨酸的制備及提取研究[J]. 碩士學(xué)位論文, 2005, 3: 58.[7] 翁連進(jìn), 王世斌, 蔡曉. 混合氨基酸的分離技術(shù)[J]. 化工進(jìn)展, 2000, 2: 5174. [8] 張儀萍, 張偉國(guó), 郝剛. 離子交換法從發(fā)酵液中提取L精氨酸[J]. 生產(chǎn)與科研經(jīng)驗(yàn), 2005, 31: 6365.[9] 馮容寶. L精氨酸的離子交換法提取工藝[J]. 發(fā)酵科技通訊, 2000, 29: 1013.[10] 甘林火, 翁連進(jìn), 王士斌. 國(guó)產(chǎn)732 型陽(yáng)離子交換樹脂吸附L精氨酸的特性[J]. Ion Exchange and Adsorption，2002, 18(6): 559563.[11] 甘林火, 翁連進(jìn), 韓媛媛, 王士斌. 3種離子交換材料吸附L精氨酸的研究[J]. 生產(chǎn)與科研經(jīng)驗(yàn), 2005, 31: 14.[12] 何章. 精氨酸新樹脂提取技術(shù)的研究[J]. 酵科技通, 2012, 41: 3738.[13] 李文濂. L谷氨酰胺和L精氨酸發(fā)酵生產(chǎn)[M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 2009, 2: 59.[14] 張儀萍, 張偉國(guó). 優(yōu)化L精氨酸發(fā)酵培養(yǎng)基[J]. 發(fā)酵科技通訊, 206, 35: 1820.[15] 龔建華, 丁久遠(yuǎn), 陳琦. L精氨酸發(fā)酵條件的研究[J]. 微生物學(xué)報(bào), 1988, 3:256264.[16] 雷劍芳. 黃色短桿菌生產(chǎn)L精氨酸發(fā)酵條件的優(yōu)化[J]. 發(fā)酵科技通訊, 2009, 7: 1214.[17] 朱進(jìn)偉, 張偉國(guó). L精氨酸發(fā)酵代謝調(diào)控的初步研究[J]. 食品工業(yè)技術(shù), 2008, 7: 131136.[18] 許正宏. 不同供氧水平對(duì)L精氨酸分批發(fā)酵過程的影響[J]. 化工日?qǐng)?bào), 2008, 9: 22952300.[19] 張克旭. 氨基酸發(fā)酵工藝學(xué)[M]. 北京: 中國(guó)輕工業(yè)出版社, 1995, 3: 2331.[20] 肖冬光. 微生物工程原理[M]. 北京: 中國(guó)輕工業(yè)出版社, 2004,7: 17.[21] 梁世中. 生物工程設(shè)備[M]. 北京: 中國(guó)輕工業(yè)出版社, 2009, 1: 3342.