年產(chǎn)1000噸色氨酸發(fā)酵工廠的畢業(yè)設(shè)計(jì)

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1、安徽工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第一章緒論色氨酸的分子式為:C11H12N2O2分子量為214.21,含氮13.72%,僅一氨基氮6.86%。色氨酸有三種光學(xué)異構(gòu)體,L-色氨酸呈絹絲光澤、六角片狀自色晶體,無臭,有甜味,水中溶解度1.14g/l(25℃),溶于稀酸或稀堿,在堿液中較穩(wěn)定,強(qiáng)酸中分解,微溶于乙醇,不溶于氯仿、乙醚。色氨酸具有重要的生理作用。它是人體和動(dòng)物生命活動(dòng)中必需的氨基酸之一，對人和動(dòng)物的生長發(fā)育和新陳代謝起著重要的作用。被稱為第二必需氨基酸。廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品和飼料等方面。

2、在生物體內(nèi)從L-色氨酸出發(fā)可合成4一羥基色胺等激素以及色素、生物堿、輔酶、植物激素等生理活性物質(zhì)。可預(yù)防和治療糙皮病。同時(shí)具有消除精神緊張、改善睡眠效果等功效。另外，由于色氨酸是一些植物蛋白中比較缺乏的氨基酸。用它強(qiáng)化食品和傲飼料添加劑對提高植物蛋白質(zhì)的利用率具有重要的作用。它是繼蛋氨酸和賴氨酸之后的第三大飼料添加氨基酸。1.1設(shè)計(jì)項(xiàng)目概述（1）設(shè)計(jì)課題：年產(chǎn)1000t色氨酸工廠初步設(shè)計(jì)（2）廠址：皖南地區(qū)（3）重點(diǎn)車間：提取車間（4）重點(diǎn)設(shè)備：發(fā)酵罐（5）需要完成的設(shè)計(jì)圖紙：全廠工藝流程圖、全廠平

3、面布置圖、重點(diǎn)車間平面布置圖，重點(diǎn)車間側(cè)視圖。1.2設(shè)計(jì)依據(jù)（1）學(xué)校下達(dá)的畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書和相關(guān)可行性報(bào)告，以及可靠的設(shè)計(jì)資料；（2）我國現(xiàn)行的有關(guān)設(shè)計(jì)和安裝設(shè)計(jì)的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)；（3）其他氨基酸的發(fā)酵工藝及色氨酸的特性發(fā)酵。1.3設(shè)計(jì)范圍（1）廠址選擇及全廠概況介紹（地貌、資源、建設(shè)規(guī)模、人員）；（2）產(chǎn)品的生產(chǎn)方案、生產(chǎn)流程、及技術(shù)條件的制定；（3）重點(diǎn)車間詳細(xì)工藝設(shè)計(jì)、工藝論證、設(shè)備選型及計(jì)算；（4）全廠物料、能量衡算；（5）車間布置和說明；（6）重點(diǎn)設(shè)備的選型和計(jì)算；（7）對生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)提出可

4、行方案。-41-安徽工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1.4工廠設(shè)計(jì)原則[7]（1）設(shè)計(jì)工作要圍繞現(xiàn)代化建設(shè)這個(gè)中心，為這個(gè)中心服務(wù)。首先要做到精心設(shè)計(jì)，投資省，技術(shù)新，質(zhì)量好，收效快，回收期短，使設(shè)計(jì)工作符合社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)的總原則。設(shè)計(jì)的安全性和可靠性是工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)工作的第一要?jiǎng)?wù)，是設(shè)計(jì)人員進(jìn)行生物工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)的根本出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)。（2）設(shè)計(jì)工作必須認(rèn)真進(jìn)行調(diào)查研究。需大量查閱文獻(xiàn)，搜集設(shè)計(jì)的技術(shù)基礎(chǔ)資料并進(jìn)行分析，從實(shí)際出發(fā)。（3）要解放思想，突出創(chuàng)新，力求設(shè)計(jì)在技術(shù)上具有現(xiàn)實(shí)性和先進(jìn)性，在經(jīng)濟(jì)

5、上具有合理性，環(huán)境保護(hù)上有可行性。（4）設(shè)計(jì)必須結(jié)合實(shí)際，因地制宜，工廠設(shè)計(jì)要體現(xiàn)其通用性和獨(dú)特性相結(jié)合的原則。（5）設(shè)計(jì)需遵守國家的相關(guān)規(guī)定，要明確設(shè)計(jì)進(jìn)度。1.5工廠組成工廠的組成一般包括以下內(nèi)容：（1）生產(chǎn)車間：糖化、發(fā)酵等車間；（2）輔助車間;（3）動(dòng)力車間；（4）行政部門；（5）綠化區(qū)域；（6）道路等運(yùn)輸設(shè)施和各類地上、地下工程管網(wǎng)；（7）三廢治理。1.6產(chǎn)品生產(chǎn)方案及建設(shè)規(guī)模（1）生產(chǎn)方案：以淀粉為原料，經(jīng)糖化生產(chǎn)可發(fā)酵性糖，然后利用色氨酸高產(chǎn)菌，在適宜的生產(chǎn)條件下進(jìn)行生產(chǎn)發(fā)酵，生產(chǎn)L-

6、色氨酸。并通過后續(xù)工作，使產(chǎn)品達(dá)到國家規(guī)定。（2）建設(shè)規(guī)模：年產(chǎn)1000噸，生產(chǎn)天數(shù)300天，連續(xù)生產(chǎn)。1.7生產(chǎn)方法及產(chǎn)品規(guī)格（1）生產(chǎn)方法：-41-安徽工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）L-色氨酸的生產(chǎn)最早主要是依靠化學(xué)合成法和蛋白質(zhì)水解法制造。隨對微生物法生產(chǎn)色氨酸的研究的不斷發(fā)展，人們開始利用微生物法發(fā)酵生產(chǎn)色氨酸。現(xiàn)已走向?qū)嵱貌⑶姨幱谥鲗?dǎo)地位。微生物法大體可分為微生物發(fā)酵法和酶促轉(zhuǎn)化法。近年來還出現(xiàn)了直接發(fā)酵法和化學(xué)合成法，直接發(fā)酵法和轉(zhuǎn)化法相結(jié)合生產(chǎn)色氨酸的研究。另外，基因工程、酶的固定化

7、和高密度培養(yǎng)等技術(shù)在微生物育種和酶工業(yè)上的應(yīng)用極大地推動(dòng)了直接發(fā)酵法和酶法生產(chǎn)色氨酸的工業(yè)化進(jìn)程[15]。本設(shè)計(jì)采用微生物直接發(fā)酵法生產(chǎn)色氨酸，因?yàn)檫@種工藝簡單，適合大規(guī)模生產(chǎn)。且成本較低，易實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)最大利益化。（2）產(chǎn)品規(guī)格：食品級(jí)色氨酸，純度95%，白色或淡黃色粉末，易溶于水。水中溶解度1.l4g(25℃)，溶于稀酸或稀堿，在堿液中較穩(wěn)定，強(qiáng)酸中分解。微溶于乙醇，不溶于氯仿、乙醚。1.8公用工程（1）供熱：由電熱廠供給蒸汽，自備鍋爐；（2）供電：由發(fā)電廠供給，自備發(fā)電機(jī)；（3）供水：由自來水廠供

8、給及本廠附近水渠供給；（4）壓縮空氣及制冷：由本廠動(dòng)力車間制備。廠址選擇總原則：（1）盡可能利用當(dāng)?shù)赜辛Φ臈l件，不免或克服不利的條件。（2）盡可能利用當(dāng)?shù)氐娜肆?、物力、?cái)力、自然資源，和保護(hù)環(huán)境。（3）盡可能是企業(yè)接近原料、能源產(chǎn)地和產(chǎn)品消費(fèi)地。（4）經(jīng)濟(jì)效益好，能加快國名經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高。根據(jù)實(shí)際情況并結(jié)合選址原則，我們暫定廠址為皖南地區(qū)。因?yàn)槲覀兇舜雾?xiàng)目中色氨酸生產(chǎn)主要原料為玉米，玉米是皖南地區(qū)省重要的旱糧作物，年種植面積近5.3萬hm2萬，在糧食作