年产1000m3食品级液体糖化酶工厂设计（含CAD图）.zip

课课 程程 设设 计计 课程名称 生化工厂设计课程设计生化工厂设计课程设计 题目名称 食品级液体糖化酶工厂设计食品级液体糖化酶工厂设计 学生学院 轻工化工学院轻工化工学院 专业班级 学 号 学生姓名 指导教师 2010 年 1 月 1 日 1 课程设计任务书课程设计任务书 题目名称 食品级液体糖化酶工厂设计食品级液体糖化酶工厂设计 学生学院 轻工化工学院轻工化工学院 专业班级 姓 名 学 号 一、课程设计的内容 1根据设计任务，查阅有关资料、文献，搜集必要的技术资料，工艺参数 与数据，进行生产方法的选择，工艺流程与工艺条件的确定与论证。 2工艺计算：全厂的物料衡算；无菌空气耗量计算，最后列车物料及能量 消耗一览表。 3发酵车间设备的选型计算：包括设备的容量，数量，主要的外形尺寸， 最后给出设备一览表。 4选择其中某一重点设备进行单体设备的详细化工计算与设计。 设计分工：设计分工： 第七组：梁恒江负责生产方法的选择，工艺流程与工艺条件的确定与论证； 曾智川负责绘制全厂工艺流程图； 徐健负责工艺计算； 马宝卿负责发酵车间设备的选型计算； 周伟涛负责发酵车间设备布置并绘制车间设备布置图； 戚子明负责全厂总平面布置并绘制全厂总平面布置图。 二、课程设计的要求与数据 设计生产规模：年； 产品规格：食品级液体糖化酶 3 1000m （50000U/mL） 生产方法：分批发酵，真空过滤浓缩、干燥 2 生产天数：184 天（其他时间生产其他酶） ；倒罐率：2.0% 发酵周期：8 天 种子培养周期：4 天 放罐发酵单位：25000U/mL 提取总收率：82% 发酵罐接种量：5% 发酵罐填充系数：76% 发酵培养基：玉米淀粉 22%；豆饼粉 4%；玉米浆 1%； 44 2 NHSO 0.4%； 0.1%; 4 NaHPO 种子培养基：麦芽糊精 4%；玉米浆 1%； 0.2%； 44 2 NHSO 4 KHPO 0.2%。 三、课程设计应完成的工作 1根据以上设计内容，书写设计说明书。 2完成图纸：全厂（或车间）工艺流程图(初步设计阶段)，车间设备布置 图（平面图和立面图） ，全厂总平面布置图。 四、课程设计进程安排 序号设计各阶段内容地点起止日期 1 上午布置及讲解设计任务；下午查阅资料及有关文 献教 1-307 第一周周 一 2 生产方法的选择，工艺流程与工艺条件的确定与论 证 第一周周 二 3 全厂工艺流程图绘制 第一周周 三 4 工艺计算 第一周周 四 5 发酵车间设备的选型计算 第一周周 五 6 发酵车间设备布置并绘制车间设备布置图 第二周周 一、二 7 全厂总平面布置并绘制全厂总平面布置图 第二周周 三、四 8 撰写课程设计说明书 第二周周 五 3 五、应收集的资料及主要参考文献 1陈英南, 刘玉兰. 常用化工单元设备的设计M. 杭州：华东理工大学出版社， 2005 2吴思方. 发酵工厂工艺设计概论M. 北京：中国轻工业出版社，2006 3夏清，陈常贵. 化工原理（上、下）M. 天津：天津大学出版社，2005 4贾新成，陈红歌. 酶制剂工艺学M. 北京：化学工业出版社，2008 5国家医药管理局上海医药设计院. 化工工艺设计手册M. 北京：化学工业出 版社，1986 6化工设备设计手册编写组. 材料与零部件（上、中、下）M. 上海：上 海人民出版社，1975 发出任务书日期： 2009 年 12 月 21 日 指导教师签名： 计划完成日期： 2010 年 1 月 1 日 基层教学单位责任人签章： 主管院长签章： 4 课程设计考核表课程设计考核表 设计题目 年产食品级液体糖化酶（50000U/mL） 3 1000m 姓名班级 设计分组 第 7 组 设计（论文）起始时间 2009 年 12 月 21 日至 2010 年 1 月 1 日 设计完成情况： 独立完成，达 到要求 能够完成， 达到要求 能够完成，基本达到要 求 不能按时完成，达不 到基本要求 说明书（论文）叙述 清楚 比较清楚 基本清楚 不清楚 工作态度情况（学生对设计的认真程度、纪律及出勤情况）： 认真 较认真 一般 不认真 图面是否清晰 清晰 比较清晰 基本清晰 不清晰 计算是否正确 正确 基本正确 不正确 设计（论文）是否符合规范要求 是 基本规范 否 5 成绩评定: 优秀 良好 中等 及格 不及格 指导教师签字： 年 月 日 摘摘 要要 本设计内容主要包括年产食品级液体糖化酶（50000U/mL）生化工 3 1000m 厂生产方法的选择，工艺流程与工艺条件的确定与论证，全厂物料衡算，无菌 空气耗量计算，发酵车间设备的选型计算，发酵车间设备布置，全厂总平面布 置等。 本设计生产菌采用黑曲霉变异株 A.S.3.4309，利用糖化酶深层发酵工艺分 批发酵生产糖化酶，经过真空过滤浓缩、干燥，最后得到食品级液体糖化酶。 产品概述包括了产品名称、化学结构、理化性质，产品规格、产品用途与 特性、使用方法和用量及其优点，工艺论证与技术依据，设计依据和范围以及 设计原则。糖化酶发酵工艺计算包括了糖化酶发酵车间的物料衡算，无菌空气 消耗量计算。发酵车间的设备选型包括发酵罐的选型，种子罐的选型，泵的选 型以及设备一览表。 6 关键词：关键词：糖化酶，工艺设计，设备选型，车间布置，总平面布置 目录目录 1.1.产品概述与工艺方法论证产品概述与工艺方法论证77 1.11.1 产品名称、化学结构及理化性质产品名称、化学结构及理化性质77 1.21.2 产品规格、产品用途与特性、使用方法和用量及其优点产品规格、产品用途与特性、使用方法和用量及其优点77 1.2.11.2.1 产品规格产品规格77 1.2.21.2.2 产品用途产品用途88 1.2.31.2.3 产品特性产品特性88 1.2.41.2.4 使用方法和参考用量使用方法和参考用量88 1.2.51.2.5 产品优点产品优点99 1.31.3 工艺论证与技术依据工艺论证与技术依据99 1.3.11.3.1 生产菌种的特性生产菌种的特性1010 1.3.21.3.2 影响酶产量的因素影响酶产量的因素1111 1.3.31.3.3 糖化酶深层发酵工艺和发酵条件糖化酶深层发酵工艺和发酵条件1313 7 1.3.41.3.4 糖化酶的提取糖化酶的提取1515 1.41.4 设计依据和范围设计依据和范围1616 1.51.5 设计原则设计原则1616 2 2 设计小结设计小结1717 3 3 参考文献参考文献1818 8 1.产品概述产品概述与工艺方法论证与工艺方法论证 1.1 产品名称、化学结构及理化性质产品名称、化学结构及理化性质 通用名：糖化酶 英文名：diastatic enzyme 汉语拼音：tang hua mei 酶是由活细胞产生的、催化特定生物化学反应的一种生物催化剂。酶的本 质大多数是为蛋白质。酶制剂是指酶经过提纯、加工后的具有催化功能的生物 制品。糖化酶又称葡萄糖淀粉酶，糖化酶是一种习惯上的名称，学名为 -1,4- 葡萄糖水解酶(-1,4-Glucan glucohydrolace)。液体糖化酶是由优良菌种经深层发 酵提炼而成。糖化酶是由曲霉优良菌种（Aspergilusniger）经深层发酵提炼而成。 糖化酶，又称葡萄糖淀粉酶Glucoamylase,(EC.3.2.1.3.)它能把淀粉从非还原性 未端水介 a-1.4 葡萄糖苷键产生葡萄糖，也能缓慢水解 a-1.6 葡萄糖苷键，转化 为葡萄糖。 液体糖化酶为棕红色液体。 其理化性质如图 1.1.3.1 项 目 一般性质 项目 一般性质 相对分子量 50000112000 底物 支链淀粉、直链淀粉、麦芽 糖 碳水化合物含量 3.2%20% 催化的化学键 -1,3、-1,4、-1,6 糖苷 键 等电点 3.47.0 来源 根霉、曲霉 最适 PH 4.05.0 热稳定性 60 最适温度 4060 对金属离子要求 无 9 1.2 产品规格、产品用途产品规格、产品用途与特性、使用方法和用量及其优点与特性、使用方法和用量及其优点 1.2.1 产品规格产品规格 液体型，50,000UmL 的食品级液体糖化酶。 1.2.2 产品用途产品用途 本产品广泛用于生产白酒、黄酒、酒精、啤酒；用于以葡萄糖作发酵培养 基的各种抗生素、有机酸、氨基酸、维生素的发酵；本品还大量用于生产各种 规格的葡萄糖。总之，凡对淀粉、糊精必需进行酶水解的工业上，都可适用。 1.2.3 产品特性产品特性 一、作用方式 糖化酶的底物专一性较低，它除了能从淀粉链的非还原性末端切开 -1.4 键外，也能切开 -1.6 键。因此，它能很快的将把直链淀粉从非还原性末端依 次水解成葡萄糖。作用于支链淀粉时，从非还原性末端顺次切下葡萄糖单位， 在遇到 1.6 键分支时，先将 -1.6 键分割，再将 -1.4 键分割，从而使支链 淀粉水解成葡萄糖。 二、作用条件 本品随作用的温度升高而活力增大，超过 65，又随温度升高而活力急剧 下降，本品最适作用温度是 60。最适作用 PH 值在 4.0-4.5 左右。 三、运输、贮存 本品对温度、光线、湿度都很敏感，运输贮存时尽可能做到避免暴晒、雨 淋，保持清洁、阴凉和干燥，能低温保存更好。 1.2.4 使用方法和参考用量使用方法和参考用量 一、酒精工业：原料经蒸煮冷却到 60，调 PH 值至 4.0-4.5 左右，加糖化酶， 参考用量为 80-200 单位/克原料，保温 30-60 分钟，冷却后进入发酵。 二、淀粉糖工业：原料经液化后，调 PH 值到 4.0-4.5 左右，冷却到 60，加 糖化酶，参考用量为 100-300 单位/克原料，保温糖化。 三、啤酒工业：在生产“干啤酒”时在糖化或发酵前加入糖化酶，可以提高发 酵度。 10 四、酿造工业：在白酒、黄酒、曲酒等酒类生产中，以酶代曲，可以提高出酒， 并应用于食醋工业。 五、其他工业：在味精、抗菌素、柠檬酸等其他工业应用时，淀粉液化冷却到 60，调 PH4.0-4.5，加糖化酶，参考用量 100-300 单位/克原料。 1.2.5 产品优点产品优点 一、糖化酶对设备没有腐蚀性，使用安全。使用糖化酶工艺简单、性能稳定、 有利于各厂的稳定生产。 二、使用糖化酶对淀粉水解比较安全，可提高出酒率，麸曲法能减少杂菌感染， 节约粮食可降低劳动强度，改善劳动条件。 三、使用糖化酶有利于生产机械化，有利于实现文明生产。 1.3 工艺论证与技术依据工艺论证与技术依据 最初的糖化酶生产是利用根霉进行古体培养和液体培养方式，也有用拟内 孢霉属的液体培养，但是以上菌种培养液里所产酶单位均较低，不宜于工业生 产。现在工业上主要采取黑曲霉的液体深层发酵法，也是我国糖化酶主要的生 产方法，所产的糖化酶耐酸、耐热、产量高。黑曲霉在产糖化酶的同时，也会 产生一种葡萄糖基转移酶，影响葡萄糖的得率。所产的葡萄糖基转移酶，工业 上叫做转苷酶。它作用于麦芽糖和麦芽低糖，使将一个葡萄糖基转移到另一个 糖分子上，经由 -1,6 键结合，生成具有 -1,6 键的低聚糖。例如作用于麦芽糖， 使其中一个葡萄基转移到另一个麦芽糖分子上，经 -1,6 键的低聚糖被葡萄糖淀 粉酶水解的速度很慢，所以在淀粉的糖化反应中影响最终葡萄糖值和葡萄糖的 产率。因此工业上的糖化酶需要经过处理除去转苷酶的活性或降低其活性，除 去转苷酶可采用酸性白土、纤维素、胶体氧化铝吸附，也可以调 PH 值使其失 活等等。另外还可以通过菌种选育，筛选到转苷酶活性很低或不产转苷酶的菌 种作为工业生产菌种。 液体深层发酵法又称沉没培养法或通气培养法。这是目前我国糖化酶酶制 剂生产中广泛采用的方法。这种培养方法是将培养基放在装有搅拌和通气装置 的密封发酵罐内，营养物质和 PH 值的调节可以随时通过相应的管道来进行。 深层发酵法具有机械化程度高、罐内条件容易控制、生产周期短和酶的产量高 11 等优点。 糖化酶产生菌经深层发酵以后，发酵罐中积聚了大量的糖化酶，这时就可 以进行酶的提取。提取酶的基本原理仍是根据酶的蛋白质性质。由于酶