【正文】 ：（ 20+28)/2=24℃ 查得空氣在定性溫度下的物性數(shù)據(jù)： ?=； Cp= kJ/(kg空氣冷卻器的作用是使壓縮空氣除水減濕。因此選擇由無錫壓縮機股份有限公司生產(chǎn)的型號為OGF(W)D50 的空氣壓縮系統(tǒng)，額定供氣量 55m3/min。247。) 1/2=（取 ） 實際流速： ?=V/??R2=55247。60247。設計流速為 m/s。247。) 1/2= 空氣的實際流速 ?=V/?R2=50247。60247。則吸風塔的截面半徑為： R=（ V/?進管至空氣壓縮機一段的管路，要求直管連接，避免彎管或多彎管。 泵的選型：上海 KSB 泵業(yè)有限公司生產(chǎn)，型號為CPK125135， Q=50m3/h， H=，臨時確定 15 個。由南京匯科生物工程設備制造。所以選用六彎渦輪式攪拌器。渦輪式攪拌器結(jié)構(gòu)簡單，能量傳遞高，氧溶解率高 ,彎葉剪切力小?？刂茢嚢杵骶従忁D(zhuǎn)動 ,可以使固體 L天門冬氨酸因重力作用而沉于罐的下半部分 ,上部較澄清的溶液自罐上部開口流入轉(zhuǎn)化罐。﹣ P)+C 其中： 248。70%247。裝料系數(shù) 247。= 轉(zhuǎn)化過程無需通入無菌空氣，采用帶有錐形底、蓋的圓柱形發(fā)酵罐作為轉(zhuǎn)化罐，以方便添加天冬氨酸底物和放出發(fā)酵產(chǎn)物。=5m3 （ 2）一級種子罐 一級種子罐體積 =二級種子罐體積 裝料系數(shù) 接種量 247。 (1)二級種子罐 二級種子罐體積 =發(fā)酵罐體積 裝料系數(shù) 接種量 247。 通道與容器殼體采用全焊透的 V 形焊縫 螺旋通道的節(jié)距： ts≤，取 ts=330mm 螺旋通道圈數(shù)： n=7000/330=23 綜上所述共需 2 個 25m3發(fā)酵罐，型號為 MSFL22，公稱容積 25(m 3)，材質(zhì)：不銹鋼。查表： V1 =， Vh=。夾套筒體的高度 Hj主要取決于傳熱面積 F 的要求，夾套的高度一般應不低于料液的高度，以保證充分傳熱。目前，大型發(fā)酵罐傳統(tǒng)使用多組立式蛇管，立式蛇管具有傳熱系數(shù)高的優(yōu)點，但占據(jù)了發(fā)酵罐容積，罐內(nèi)蛇管一旦發(fā)生泄漏，將造成整個罐批的發(fā)酵液染菌，此外，蛇管冷卻管使罐的死角增加，不僅增加了染菌的機會也給罐體清洗帶來不便。所以選用六彎渦輪式攪拌器。渦輪式攪拌器結(jié)構(gòu)簡單，能量傳遞高，氧溶解率高 ,彎葉剪切力小。﹣ P)+C 其中： 248。﹣ P)+C 其中： 248。70%247。裝料系數(shù) 247。發(fā)酵周期T=109ml247。由于每一工藝步驟的操作要求和處理時間不同，因此每一車間的工作時間不同，對設備的要求要分別計算。 根據(jù)以上原則，在物料衡算結(jié)果的基礎上，本車間選用的設備如下所述。90%=106kg ⑤ 活性炭 按發(fā)酵液量的 %計，則整 70 個發(fā)酵周期需要活性炭的量： M=109ml%=104kg （ 2）輔料 ① 硫酸鎂 可得 70 個發(fā)酵周期發(fā)酵液及種子液需硫酸鎂的量： M=發(fā)酵液需要硫酸鎂 +種子液需要硫酸鎂（按 10%接種量計） =109ml%+109ml10%%=g ② 磷酸 二氫 鉀 可得 70 個發(fā)酵周期發(fā)酵液及種子液需磷酸鉀的量： M=發(fā)酵液總體積 發(fā)酵液磷酸鉀配比 +種子液需要磷酸鉀（按 10%接種量計） =109ml%+109ml%10%=1232kg 4. 設備選型 設備選型原則 設備選型原則是根據(jù)物料衡算確定的，使設備既能保證生產(chǎn)連續(xù)進行，又可使設備得到充分利用 [10]。 （ 1）原料 ① 富馬酸 可得 66 個發(fā)酵周期需要的原料富馬酸量： M1=發(fā)酵液總體積 發(fā)酵液富馬酸配比=109ml%=103kg 考慮到種子罐的需要，按 10%接種量計： M2=發(fā)酵液總體積 種子液富馬酸配比=109ml10%1% =103kg 每次發(fā)酵周期需要富馬酸用量為 M1+M2=103kg +103kg =103kg ② 蛋白胨 可得 66 個發(fā)酵周期需要的原料蛋白胨的用量： M1=發(fā)酵液總體積 發(fā)酵液蛋白胨配比=109ml%=103kg 考慮到種子罐的需要，按 10%接種量計： M2=種子液總體積 種子液蛋白胨配比=109ml10%%=103kg 每次發(fā)酵周期需要蛋白胨用量： M2+M1=103kg +103kg =104kg ③ 玉米漿 可得 70 個發(fā)酵周期發(fā)酵液及種子液需要玉米漿的量為： M=發(fā)酵液總體積 發(fā)酵液玉米漿配比 +種子液需要玉米漿（按 10%接種量計） =109ml3%+%10%109ml =104kg ④ L天門冬氨酸 整 70 個發(fā)酵周期需要天門冬氨酸的量： M=2106kg133247。發(fā)酵周期T=109ml247。（轉(zhuǎn)化液產(chǎn)量 摩爾轉(zhuǎn)化率 分子量之比 提取收率） =5109247。由資料可確定裝料系數(shù)為 75%，按每升轉(zhuǎn)化液可轉(zhuǎn)化2 千克天冬氨酸計，摩爾轉(zhuǎn)化率 100%，提取收率 90%，提取得到 L丙氨酸 。 Warburg 主室：2ml 的 10 mmol/L 的 L天門冬氨酸， 1ml 的 1mol/L 醋酸緩沖液（ PH ）； Warburg 側(cè)室： 上清液；于 30 攝氏度平衡 10 分鐘，倒入上清液，測定 10 分鐘內(nèi)釋放的 CO2微升數(shù)。 （七）檢測 L天門冬氨酸 β脫羧酶活力的測定 L天門冬氨酸β脫羧酶活采用 Warburg 檢壓法測定，即每毫升發(fā)酵液每小時從 L天門冬 氨酸中脫羧可釋放的 CO2微升數(shù)。 （六）濾液的再處理 得到的粗丙氨酸晶體晶體用少量水洗滌。然后用壓濾泵壓濾，連續(xù)兩次后澄清略帶微黃色即可。 （三）轉(zhuǎn)化液的預處理 在丙氨酸的生產(chǎn)中，反應液產(chǎn)生的 L苯 丙氨酸濃度達90%，絕大部分結(jié)晶析出，分離晶體后發(fā)酵液中仍含有少量丙氨酸，其成分并不復雜，并不需要添加助濾劑來降低懸浮液粘度，煮沸殺滅菌體再 進行超濾分離，轉(zhuǎn)化液經(jīng)泵加壓后進入金屬膜超濾分離系統(tǒng)，丙氨酸透過膜流進清液儲罐，而菌絲體、蛋白質(zhì)和固體懸浮顆粒等雜質(zhì)被截留，將他們熱交換器冷卻后，送回罐進一步濃縮，直至超濾濃縮液呈漿糊狀，再用少量的水清洗，使濾液渣中殘余的丙氨酸充分洗滌出來。 （二）轉(zhuǎn)化過程 在發(fā)酵 24 小時后即可進行酶轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化前加入發(fā)酵液量 10%的天冬氨酸。一般在發(fā)酵初期，菌體少，相對通風量可以少些；菌體生長旺盛時耗氧多，通風量要大些；產(chǎn)酶旺盛是需強烈通風。因此，培養(yǎng)初期以及培養(yǎng)過程中的 PH 值直接影響微生物的生長和酶的合成。 （ 9）溫度 在發(fā)酵過程中，菌體生長和酶合成均與溫 度有密切關(guān)系，但兩者的最適溫度往往不相同，一般情況下，產(chǎn)酶的最適溫度低于生長溫度。 （ 7）酶活抑制劑 L天門冬氨酸 β脫羧酶的酶活抑制劑有乙酰輔酶 A,氨基丙二酸， β丙氨酸，富馬酸，馬來酸，EDTA 等。 （ 5）氮源 可用無機氮，也可用有機氮，二者差別不大。 （ 4）碳源 用于發(fā)酵的培養(yǎng)基最適碳源是廉價的富馬酸。通常，接種量過低時，產(chǎn)酶活性不高并使生產(chǎn)周期延長，采用較大的接種量可縮短菌體生長達到高峰所需要的時間。德阿昆合假單胞菌及其代謝物安全無毒，不會影響生產(chǎn)人員 和環(huán)境。而本產(chǎn)品所用的菌種即是該菌種，通過購買形式獲得，是目前產(chǎn)酶能力最高的菌株。每升培養(yǎng)液可轉(zhuǎn)化 L天冬氨酸 2kg,最高達 ,摩爾轉(zhuǎn)化率 100%，反應液產(chǎn)生的 L苯 丙氨酸濃度達 90%，絕大部分結(jié)晶 析出 ,提取得到 L苯 丙氨酸 ,提取收率 90% 影響丙氨酸生產(chǎn)的因素有菌種，接種量，接種菌齡，培養(yǎng)基，代謝產(chǎn)物，溫度， PH 值，通風量，攪拌，泡沫等。將濾液和洗滌晶體的液體合并后進一步濃縮 ,又析出大量丙氨酸晶體 ,前面得到的粗晶體經(jīng)離子交換樹脂進行純化后晶體用少量水洗滌后抽濾回收，剩下的結(jié)晶母液中含有少量未轉(zhuǎn)化的天門冬氨酸 ,該母液用于下一批酶轉(zhuǎn)化反應。 工藝流程圖 原料 →配料 →高溫高壓殺菌、無菌空氣 ↓ 保藏菌種 →茄子瓶培養(yǎng) →搖瓶種子培養(yǎng) →液體種子擴大培養(yǎng) →液體深層發(fā)酵 →酶反應 →分離晶體 →發(fā)酵液 →除菌體（膜過濾） →調(diào) PH，活性炭脫色 ↓ ↓ 粗品 ← 壓濾分離晶體 ← 結(jié)晶 ← 降膜蒸發(fā)濃縮 ← 壓濾 ↓ 溶解 →純化 →降膜蒸發(fā)濃縮結(jié)晶 →離心干燥 →包裝 圖 1 工藝流程圖 Figure 1 Chart of production process 具體工藝過程是將細菌培養(yǎng)基進行滅菌處理，然后送發(fā)酵釜內(nèi)發(fā)酵，采用除菌后的無菌空氣從釜低通入進行通氣攪拌，加入德阿昆合假單胞菌發(fā)酵 26 個小時后，加入 L天門冬氨酸進行轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化時間約為 3d，溫度 37℃ 。 產(chǎn)品方案 年產(chǎn) L苯 氨酸 5000 噸 ,可根據(jù)市場開發(fā)新產(chǎn)品。酶法的原理是發(fā)酵罐上培養(yǎng)假單胞菌 NX1,獲得高 L天冬氨酸 β脫羧酶酶活， ,以 L天冬氨酸為底物游離細胞法轉(zhuǎn)化生產(chǎn) L苯 丙氨酸。 故到目前為止 , 游離整體細胞仍顯示較大的優(yōu)越性。 現(xiàn)在工業(yè)化生產(chǎn)的方法就是酶法轉(zhuǎn)化 , 即通過富有 L天冬氨酸 β脫羧酶活力的微生物細胞催化 L天冬氨酸而得到的。同時，設計過程中，也注意環(huán)境保護，及時有效的處理生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的三廢問題。因此，開發(fā) L苯 丙氨酸，市場前景好，其經(jīng)濟效益和社會效益更為顯著。 益。 作為全國最大的苯丙氨酸生產(chǎn)企業(yè)福建省麥丹生物集團有限公司，由于其在苯丙氨酸基因工程菌及工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)的領先優(yōu)勢，使其苯丙氨酸的年產(chǎn)量已躋身于該領域世界前三位 投資的必要性和經(jīng)濟意義 行業(yè)前景：隨著阿斯巴甜在飲料、乳制品、口香糖、咖啡、醫(yī)藥工業(yè)等行業(yè)的應用持續(xù)深入，阿斯巴甜無論 在國內(nèi)外都得到了廣泛的應用。 廠家分布在福建、江蘇、浙江三省，最大的兩家企業(yè)均在福建省，麥丹生物地址在福建省沙縣，福興醫(yī)藥地址在福建省福州市；而浙江省僅有一家規(guī)模最小的企業(yè)；江蘇省的兩家企業(yè)分別在江蘇省無錫市和江蘇省溧陽市。 2021 年上述 5 家企業(yè)的年產(chǎn)能為：麥丹生物 4500 噸、 福興醫(yī)藥 1500 噸、江蘇漢光 500 噸、溧陽維多 300 噸、富陽東辰 200 噸。 2. 概述 目前國內(nèi)僅有 5 家企業(yè)生產(chǎn) L苯丙氨酸，即福建省麥丹生物集團有限公司、麗珠集團福州福興醫(yī)藥有限公司、江蘇漢光甜味劑有限公司（江蘇漢光生物工程有限公司）、溧陽維多生物工程有限公司和杭州富陽市東辰生物工程有限公司。 氨基酸類藥。用作營養(yǎng)強化劑、氨基酸輸液和復合氨基酸制劑的成分。營養(yǎng)學研究。 生化研究。食品工業(yè)上主要用作食品甜味劑阿斯巴甜的合成原料 。 功用： L苯丙氨酸是重要的食品添加劑 甜味劑 阿斯巴甜（ Aspartame）的主原料，人體必需氨基酸之一，在醫(yī)藥行業(yè)主要用于氨基酸輸液和氨基酸類藥物。在大多