【正文】 　　　色氨酸由Hokinst于1902 年首先從酪蛋白中水解分離獲得，色氨酸添加劑有L型和DL型兩種，DL色氨酸的生物學(xué)效價(jià)為L(zhǎng)色氨酸的60％~80％。預(yù)計(jì)，固定資產(chǎn)投資7000萬(wàn)，流動(dòng)資金1500萬(wàn)，場(chǎng)地20000平方米，可年產(chǎn)1000噸L色氨酸產(chǎn)品。L色氨酸需求每年以10％速度增長(zhǎng)，市場(chǎng)前景良好。所以，在這次工程項(xiàng)目中，我仍然堅(jiān)持將提取車間作為重點(diǎn)車間?！　　∧壳?，對(duì)發(fā)酵業(yè)而言，較上游、中游比，下游工程是投入較多的。　　　本次設(shè)計(jì)過程中有過實(shí)際考察，有一定的實(shí)際意義和參考價(jià)值。色氨酸，相對(duì)于其他易于生產(chǎn)的氨基酸來說，還只是新型產(chǎn)品。博亞和訊預(yù)測(cè)，2015 年飼用氨基酸市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到390萬(wàn)噸，“小品種”色氨酸可能成為又一個(gè)萬(wàn)噸級(jí)的產(chǎn)品，將打開新的氨基酸生產(chǎn)格局。　　　近年來隨著谷物價(jià)格高漲、蛋白資源緊缺、消費(fèi)需求強(qiáng)勁、環(huán)保壓力加大以及養(yǎng)殖模式改變等因素的變化，色氨酸在飼料中的使用效果正逐漸被人們所認(rèn)可。隨著市場(chǎng)的國(guó)際化，我們有必要為色氨酸產(chǎn)業(yè)出謀劃策。截至目前生產(chǎn)色氨酸的廠家有皖南地區(qū)升華拜克、山東魯抗、安徽豐原、吉林大成等。2009年以前我國(guó)色氨酸主要依賴于進(jìn)口，國(guó)外的主要生產(chǎn)廠家有日本的味之素、德國(guó)贏創(chuàng)的德固賽等為主要生產(chǎn)國(guó)。日本味之素公司的預(yù)測(cè)顯示，2010年全球色氨酸需求將增長(zhǎng)25%至5000噸/年。所有的設(shè)計(jì)都是基于實(shí)際的色氨酸生產(chǎn)工廠情況。至此，用大腸桿菌工程菌生產(chǎn)色氨酸有了合理的科學(xué)的根據(jù)?？迫f(wàn)、J1997年，由H技術(shù)工藝的優(yōu)劣直接決定企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。結(jié)論與展望 本次設(shè)計(jì)根據(jù)L色氨酸生產(chǎn)機(jī)理，已初步確定工業(yè)化生產(chǎn)L色氨酸的方法，并對(duì)色氨酸工廠進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)。綜上所述：年凈利潤(rùn)為1億2000萬(wàn)。（4） 稅收：按20%，約6000萬(wàn)。（2） 能源消耗費(fèi)用：約300萬(wàn)。（1） 員工工資：初步將員工平均每人每月工資定位在3000元，則106名員工每年所需要付的工資=106300012=3816000元。據(jù)此實(shí)際估算流動(dòng)資金為1500萬(wàn)元 經(jīng)濟(jì)效益初步分析 查閱大量文獻(xiàn)，得知色氨酸生產(chǎn)成本為10萬(wàn)/噸，市場(chǎng)平均價(jià)格30萬(wàn)/噸。(5)現(xiàn)金周轉(zhuǎn)天數(shù)按15天計(jì)。(3)在產(chǎn)品周轉(zhuǎn)天數(shù)按色氨酸生產(chǎn)周期4天。其中設(shè)備投資3500萬(wàn)元。工程其他費(fèi)用共計(jì)200萬(wàn)元； ：取為500萬(wàn)元。 ：根據(jù)所需設(shè)施，參照當(dāng)?shù)赝惞こ淘靸r(jià)進(jìn)行估算，為100萬(wàn)元； ：包括試運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)、生產(chǎn)準(zhǔn)備費(fèi)、辦公家俱購(gòu)置費(fèi)等。 ：主要設(shè)備采用詢價(jià)，其余設(shè)備參照目前同類型設(shè)備價(jià)格和工程建設(shè)全國(guó)機(jī)電設(shè)備價(jià)格匯編進(jìn)行估算；安裝工程及其它按照輕工部設(shè)計(jì)概算中的有關(guān)規(guī)定系數(shù)計(jì)取。 ：建筑工程根據(jù)有關(guān)安裝工程概算定額，參考同類建筑物，確定綜合單位造價(jià)進(jìn)行估算。 3. 建筑工程按當(dāng)?shù)貙?shí)際建筑工程造價(jià)水平估算。 固定資產(chǎn)估算a）固定資產(chǎn)投資編制依據(jù)和說明 1. 本項(xiàng)目固定資產(chǎn)投資估算按國(guó)家規(guī)發(fā)文件進(jìn)行編制。按市場(chǎng)價(jià)300元/千克計(jì)算，每年銷售額可達(dá)3億，經(jīng)濟(jì)效益足夠誘人。按崗位編制勞動(dòng)定員共計(jì)勞動(dòng)人員76人，管理及技術(shù)人員約需30人，項(xiàng)目總計(jì)勞動(dòng)定員106人。h蒸汽/t其他費(fèi)用/萬(wàn)元合計(jì)/萬(wàn)元DHH30～120～14023100～180350～440DHH15～130～16023100～180380～460第11章 工程資金概算 本設(shè)計(jì)工廠，年工作日為300天。所以，我們決定采用此項(xiàng)技術(shù)。目前，我國(guó)發(fā)酵企業(yè)在生產(chǎn)中都排放出大量的高濃度有機(jī)廢水，其中氨基酸、酒精、酵母等行業(yè)高濃度有機(jī)廢水污染尤為嚴(yán)重。 主要設(shè)備1）三效蒸發(fā)器；2）攪拌罐；3）泵；4）涼水塔；5）料漿罐；6）熱風(fēng)爐；7）風(fēng)機(jī)；8）空壓機(jī)；9）噴漿造粒干燥機(jī)；10）斗提機(jī)；11）皮帶輸送機(jī)；12）篩分機(jī)；13）破碎機(jī)；14）冷卻機(jī)；15）旋風(fēng)除塵器；16）料倉(cāng)；17）包裝機(jī)。表103 噴漿造粒的設(shè)備投資和占地面積系統(tǒng)型號(hào)高濃度有機(jī)廢水(m3若在噴漿造粒前添加適量的N、P、K 等元素可生產(chǎn)出符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的N、P、K復(fù)合肥。用噴漿造粒干燥機(jī)處理發(fā)酵高濃度有機(jī)廢水已在河南蓮花味精集團(tuán)有限公司、山東三九味精有限公司、珠海益力集團(tuán)有限公司、長(zhǎng)春大成玉米開發(fā)有限公司、安琪酵母股份有限公司、安徽豐源集團(tuán)化工有限公司等發(fā)酵生產(chǎn)企業(yè)得到大規(guī)模推廣應(yīng)用，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，徹底根治了這些企業(yè)高濃度有機(jī)廢水的污染問題。噴漿造粒干燥機(jī)處理發(fā)酵高濃度有機(jī)廢水的新工藝，不但能使各發(fā)酵企業(yè)的高濃度有機(jī)廢水達(dá)到零排放，還能變廢為寶給企業(yè)帶來新的收益。 在這次項(xiàng)目中，我們摒棄原有的傳統(tǒng)廢水處理方式，采用先進(jìn)的“有機(jī)廢水噴漿造?！奔夹g(shù)，用噴漿造粒干燥機(jī)處理發(fā)酵高濃度有機(jī)廢水生產(chǎn)有機(jī)復(fù)合肥，不僅是各發(fā)酵企業(yè)治理“三廢”、保護(hù)環(huán)境的需要， 也是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。雖然色氨酸廢水屬于發(fā)酵廢水，不含有毒有機(jī)物，但是由于COD極高，進(jìn)入水體后將大量消耗溶解氧，導(dǎo)致水中缺氧，從而致使需要氧氣的微生物死亡；色氨酸廢水中含有大量氨氮，它可造成河口、近海海域的富營(yíng)養(yǎng)化問題；色氨酸廢水還帶有酸堿污染，色氨酸尾母液pH很低，碳柱再生廢液或者離子交換尾液含有大量反應(yīng)過剩的鹽酸或者硫酸，用堿跟色氨酸反應(yīng)生產(chǎn)色氨酸鈉這一單元排出的廢水則是強(qiáng)堿性，水體受到酸堿污染時(shí)pH發(fā)生變化，嚴(yán)重時(shí)將消滅或抑制水體中微生物的生長(zhǎng)，妨礙水體自凈，還可腐蝕船舶。本次項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)的重點(diǎn)工程是廢水處理。由污水處理站鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的噪聲最高，采用防噪聲隔音措施，并包括出風(fēng)口消聲器，進(jìn)、出風(fēng)口的軟接頭及機(jī)器的減震器等，其它工藝設(shè)備均采用相同的隔音，消聲，減震措施。爐渣和粉煤灰隨產(chǎn)隨運(yùn)出廠外，可用于鋪路和作建筑保溫材料；制糖濾渣可制磚；發(fā)酵液除菌后所得濕菌體烘干后可作飼料出售。生產(chǎn)中使用的和工藝過程中產(chǎn)生的HCl、H2S、NHHCHO等氣體通過使設(shè)備密閉，使用液體石蠟與空氣隔離等措施防止其逸出，對(duì)于泄漏的少量廢氣通過機(jī)械排風(fēng)和風(fēng)筒高空排放等方式，基本可以做到不超標(biāo)。由提取車間產(chǎn)生的氯化氫氣體逸出，采用設(shè)備加蓋和酸霧吸收，車間安裝風(fēng)機(jī)。第10章 環(huán)境保護(hù) 色氨酸工廠主要廢棄物 發(fā)酵工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)之一，氨基酸行業(yè)是我國(guó)發(fā)酵工業(yè)的重要行業(yè)，隨著稀有氨基酸生產(chǎn)的不斷發(fā)展，該行業(yè)造成的環(huán)境污染也在不斷加劇。如：建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范、廠礦道路設(shè)計(jì)規(guī)范、工業(yè)企業(yè)采暖通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)規(guī)范、工業(yè)鍋爐房設(shè)計(jì)規(guī)范、工業(yè)企業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)、工業(yè)“三廢”排放試行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，工業(yè)與民用通風(fēng)設(shè)備電子裝備設(shè)計(jì)規(guī)范等。廠房布置要與所在城市建筑群保持協(xié)調(diào)，以利市容美觀整齊。（6）總平面設(shè)計(jì)應(yīng)遵從城市規(guī)劃要求。工廠大門至少應(yīng)設(shè)置兩個(gè)以上。發(fā)酵工廠菌種各異，應(yīng)防止環(huán)境染菌。（4）總平面設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮地區(qū)主風(fēng)向的影響，主風(fēng)向可以從氣象部門編制的各地風(fēng)玫瑰圖查得。（2）總平面設(shè)計(jì)必須符合生產(chǎn)流程要求，并能保證合理的生產(chǎn)作業(yè)線，避免原材料、半成品的運(yùn)輸交叉和往返運(yùn)輸。 （4）原料倉(cāng)庫(kù)里設(shè)有配料室，糖化車間有培養(yǎng)基制備室，發(fā)酵車間有菌種培養(yǎng)室，成品車間有包裝車間及成品倉(cāng)庫(kù)； （5）其它：沒做說明的基本為一層。 本廠所處的是100m200m的長(zhǎng)方形廠址，為方便員工正常進(jìn)行生產(chǎn)，該廠劃分為生活區(qū)和生產(chǎn)區(qū)。 設(shè)備一覽表表83 主要生產(chǎn)設(shè)備一覽圖序號(hào)設(shè)備名稱設(shè)備分類設(shè)備規(guī)格數(shù)量（個(gè)）備注1通氣發(fā)酵罐生產(chǎn)設(shè)備120m34六彎葉機(jī)械攪拌2調(diào)漿罐輔助生產(chǎn)設(shè)備20m33六彎葉渦輪攪拌器3維持罐輔助生產(chǎn)設(shè)備高徑比6:13串聯(lián)4連消塔輔助生產(chǎn)設(shè)備兩段加熱的混合式5糖化罐輔助生產(chǎn)設(shè)備100m3六彎葉渦輪攪拌器6板框壓濾機(jī)過濾設(shè)備BAY40635/25濾框：50濾板：49油壓壓緊板框壓濾機(jī)7液化器輔助生產(chǎn)設(shè)備SLJ91II型連續(xù)噴射8CIP清洗罐輔助生產(chǎn)設(shè)備20m3不銹鋼9離子交換柱提取設(shè)備10制冷壓縮機(jī)輔助生產(chǎn)設(shè)備6AW10氨制冷式活塞壓縮機(jī)為主第九章 工廠總平面設(shè)計(jì) 皖南地區(qū)受東南季風(fēng)影響，常年多雨，皖南地區(qū)地處亞熱帶中部，屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，冬季受北方高壓控制，盛行西北風(fēng)，以晴冷干燥天氣為主，低溫少雨；夏季受太平洋負(fù)熱帶高壓控制，以東南風(fēng)為主，高溫濕熱。如混合離子交換器再生分層是否充分，陽(yáng)離子是否“中毒”等，樹脂損耗情況等。近年來，隨著反滲透、EDI等工藝的發(fā)展，離子交換水處理設(shè)備操作復(fù)雜，不容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，浪費(fèi)酸堿，運(yùn)行成本高等缺點(diǎn)更加突出，目前更多的應(yīng)用于反滲透設(shè)備的深度處理。（10）離子交換柱：離子交換柱也稱混床。（8）CIP清洗罐：每個(gè)車間設(shè)置一個(gè)CIP罐工車間容器清洗，不銹鋼；20m3。(根據(jù)物料衡算，每小時(shí)處理的粉漿量來選擇流量大小)（7）種子罐：12 m3，由于種子罐較小，而且對(duì)無菌要求較高，多用不銹鋼如A3鋼；利用夾套蒸汽加熱的方式。（5）板框壓濾機(jī)：發(fā)酵工廠大多采用明流式，因?yàn)槟苤苯佑^察每組板框的工作情況及泄露情況；濾板和濾框通常為正方形；板框數(shù)從10～60塊不等；型號(hào)：BAY40635/25明流式油壓壓緊板框壓濾機(jī)；過濾面積為：40m2，框內(nèi)尺寸為635mm635mm，濾框厚度為25mm；濾框塊=40/（2）=50塊；濾板501=49塊；板內(nèi)總體積V=50=。（3）連消塔：連消塔的形式有噴孔型、螺旋形、氣液混合型等一般，操作條件：培養(yǎng)基在塔內(nèi)停留時(shí)間，根據(jù)實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，一般取15~20s。為保證正常生產(chǎn)，需要3個(gè)調(diào)漿罐。發(fā)酵罐設(shè)計(jì)圖可見附錄A。這主要避免在罐體多開孔，開成死角。罐內(nèi)設(shè)置的擋板，用于提高攪拌效率，罐內(nèi)有無擋板直接影響發(fā)酵汽翻動(dòng)的狀況，所以罐內(nèi)按裝擋板顯得十分重要，根據(jù)有關(guān)資料對(duì)設(shè)置的擋板數(shù)量的增減及葉寬尺寸的變化測(cè)得的數(shù)據(jù)來看，罐內(nèi)采用4塊或6塊擋板，板寬度在1/121/10塊，對(duì)提高攪拌效率最為理想。目前攪拌器的基本形式有三種：平葉（直葉）、彎葉、箭葉。此次發(fā)酵罐材質(zhì)為碳鋼。有足夠的熱交換面積，以保證發(fā)酵能在最適宜的溫度下進(jìn)行。第八章 設(shè)備選型 重點(diǎn)設(shè)備——發(fā)酵罐色氨酸發(fā)酵為好氧發(fā)酵，則所用發(fā)酵罐為通氣發(fā)酵罐，在前面我們已經(jīng)初步對(duì)發(fā)酵罐進(jìn)行了設(shè)計(jì)，我們選用的是120m3的六彎葉機(jī)械攪拌通氣發(fā)酵罐。 提取車間布置圖 本項(xiàng)目中，提取車間為重點(diǎn)車間，我們需要認(rèn)真設(shè)計(jì)，在發(fā)酵產(chǎn)率相同的情況下盡量提供提取率，以提高色氨酸產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)效益最大化。然后按照不同需求進(jìn)行包裝。結(jié)晶罐采用夾套式， 附近，然后在夾套中通入冷凍水，使色氨酸溶液溫度降低而結(jié)晶。上述操作完畢后，從離子交換樹脂柱底部以一定流量通水逆洗，使附著在樹脂上的凝集微生物浮游從柱上部流出除去。 首先使色氨酸發(fā)酵液以一定流量流過離子交換樹脂柱，流過的發(fā)酵液再返回樹脂柱重吸附，使色氨酸吸附于離子交換樹脂上。 提取工藝流程圖: 調(diào)節(jié)pH鹽酸 發(fā)酵液絮凝劑 絮凝 板框過濾 菌體及固體雜質(zhì) 離子交換 薄膜濃縮 離心 母液 粗心 溶解脫色 等電結(jié)晶 離心 母液 精品 烘干 成品 圖75 色氨酸提取工藝流程圖[13] 板框過濾機(jī)有四個(gè)輸入管道，分別為進(jìn)料管道、空氣管道、清水管道和淡酸水管道。加入30％的無水乙醇，4℃放置24h，真空干燥得白色粉片狀L色氨酸晶體。為了使L色氨酸與其它雜氨基酸分離，本論文選用了14種樹脂進(jìn)行靜態(tài)、動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)0037強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂在pH為6～8之間、流速1mL/min、溫度室溫，對(duì)色氨酸有最大的吸附作用，將上清液流經(jīng)0037型陽(yáng)離子交換樹脂柱，流速1mL/min、溫度室溫，收集L色氨酸流分。因此采取有效措施提高其提取率是目前亟待解決的問題。色氨酸是人和動(dòng)物生命活動(dòng)中八種必需氨基酸之一，對(duì)人和動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育、新陳代謝起著重要作用。(π76)=，查表得:。 種子罐同樣是H/D=3，即H=3D，帶入V0=πD2H/4+，得D=1685mm，取直邊高度40mm，但在實(shí)際生產(chǎn)中，我們需要考慮Hb，則發(fā)酵罐全體積V1=π/4 D2[H+2(Hb+D/6)]=12，求得D，并取整D=1700mm，H=5100mm，查表得橢圓封頭的容積V封頭= m3，選用厚度為14mm。種子罐的操作周期比發(fā)酵周期短，即使連續(xù)操作也沒必要外加種子罐。 種子車間 種子培養(yǎng)基空罐初步設(shè)計(jì)每天需要的種子罐容積（75%的填裝率）= m3247。1000)=，查表得，列