毕业设计论文年产800吨赖氨酸厂发酵车间工艺初步设计.docx

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1、年产800吨赖氨酸厂发酵车间工艺初步设计设计任务书设计题目：年产800吨赖氨酸厂发酵车间工艺初步设计学院：专业：班级：学号：学生：指导教师：接受任务时间教研室主任（签名）二级学院院长（签名）1.毕业设计（论文）的主要内容及基本要求产品：赖氨酸生产原料：玉米淀粉生产天数：320天厂址：四川某地（1）全厂工艺论证；全厂物料衡算、重点车间热量衡算；重点车间主要设备设计计算及附属设备选型。图纸要求：全厂工艺流程图重点车间带控制点的工艺流程图车间平面布置图、车间立面布置图2 .指定查阅的主要参考文献及说明发酵工厂工艺设计概论生物工程设备氨基酸发酵工艺学化工工艺设计手册化工机械基础材料与零部件味精工业手册

2、3 .进度安排设计（论文）各阶段名称起止日期1资料收集和查阅2全厂工艺论证及工艺参数的确定3物料衡算、热量、耗冷量及耗水量的计算4重点车间主体设备及附属设备的计算与选型5重点车间设计及绘制图纸6撰写设计说明书众所周知，人体生长发育过程中各种氨基酸起了不可或缺的作用，赖氨酸便是其中非常重要的一种。现在市面上出售的赖氨酸产品大多是以赖氨酸化合物形式存在的。人们一开始得到它的方法是从蛋白质的分离物中得到，后来可以利用酶法和化学合成法。20世纪60年代，世界上首先出现了微生物发酵生产的方法，原料为淀粉等水解后所得到的糖类,通过一系列发酵提纯工艺获得饲料级赖氨酸，可以再经过一系列的提纯和精致得到食品级和

3、药级的产品。本次毕业设计的任务是设计一个年产800吨赖氨酸发酵车间。以玉米淀粉为原料，根据已知数据进行物料衡算，热量衡算，并根据所得的结果进行发酵罐的设计和选择，依次进行车间平面图，工艺流程图，以及工厂车间布置图的设计与绘制，并最终完成本次设计的任务。关键词工厂设计；赖氨酸；发酵Abstract1-1ysineisoneoftheessentia1aminoacids,1ysineproductsonthemarketaremostofthe1ysinesing1e-hydroch1oride.1-Iysinewasfirst1yiso1atedfromtheproteinhydro1yzat

4、ederivedfrom1atergradua11yappearedinthechemica1synthesis,enzymatic,1960,Japanproduceditfirst1ybythewayofmicrobia1fermentation,therawmateria1sforavarietyofstarchhydro1ysisofsugarormo1asses,thegenusBrevibacteriumandCorynebacteriumgenusmutantfermentation,separation,concentration,evaporation,crysta11iza

5、tion,dryfeed-grade1ysine,andthenrefined,foodgradecanbegot,pharmaceutica1gradeproducts.Accordingtothe1ysinemarketdemand,weneedtodesignanannua1outputof100,000tonsof1ysinefactory.Se1ectingcornasrawmateria1,ca1cu1atethemateria1ba1anceandheatba1ance,accordingtotheaboveresu1ts,anddesigningofthefermenter,a

6、ndthendrawaprocessf1owdiagramaccordingtothese1ectionofequipment,p1ant1ayoutdiagrambasedontheknowndata,factoriesgraphicdesignFigureofthedrawings,andthefina11ycomp1etethedesign.摘要31绪论1.1 赖氨酸概述1.2 赖氨酸物理及化学性质1.3 赖氨酸的实际应用1 .3.1食品行业2 .3.2医药行业1.3.3饲料行业14赖氨酸的开发意义1. 5赖氨酸的市场情况及市场展望1.5. 12015年度出口情况1.5.2国内价格分析1

7、.5.3国内赖氨酸市场展望16赖氨酸的主要生产方法2生产工艺的选择2.1生产方法的选择和工艺流程的设计原则2.2生产菌种及其所用原料的原则2. 3种子扩大培养2. 4培养基的配置3. 5赖氨酸发酵工艺条件控制2. 6工艺的选择2.6.1原料预处理方法2.6.2淀粉水解糖的制备2.6.3赖氨酸的发酵生产法2.6.4赖氨酸的提取2.6.7赖氨酸的精制3物料和热量衡算3.1生产指标3. 2物料衡算3.2.1发酵液量3. 2.2配置发酵液需求的糖3. 2.3种子液量3. 2.4种子培养液3. 2.5生产一个周期内1-赖氨酸需求总糖量3. 2.6耗用淀粉的原料量3. 2.7培养基所需要硫酸钱用量3. 2

8、.8二级种子硫酸镂所需要的量3. 2.9玉米浆耗用量3. 2.10需要磷酸二氢钾的用量3. 2.11硫酸镁耗用量3.2. 12碳酸钙用量3. 2.13所需要的1-苏氨酸量3. 3物料衡算总量3. 4热量衡算3. 4.1所需要的蒸汽量3. 4.2需要的冷却水的用量4设备选型4.1设备设计与选型的原则4. 2发酵罐的选择4. 3种子罐的选择4. 4搅拌器的选择4. 5搅拌器轴功率的计算4. 6储罐计算4. 7配料罐的计算4. 7.1发酵罐的配料罐4. 7.2种子罐的配料罐4. 8离心机计算4. 9主要设备一览表5车间设计4.1 车间布置设计的原则与要求5. 2设备布置6. 3车间平面6参考文献致谢

9、1.1 赖氨酸概述1-赖氨酸在生物体内发挥着极其重大的作用。1-赖氨酸是组成蛋白质所必须的八大氨基酸中最重要的一种氨基酸，必需氨基酸是人体内部能合成而必须从外界摄入的一种氨基酸，在人和动物的生长过程中和新陈代谢中起着无可替代的作用。化学名称为1-2,6-二氨基己酸,分子式为CMN02,白色结晶,无臭。熔点为215摄氏度。考虑到其天生的理化特性，赖氨酸多以盐酸盐的形式存在。赖氨酸被广泛应用到食品、饲料、医药等行业和领域，并且需求量正在以较大的幅度增长，有着很好地发展前景。想产出优质的产品，就要选择优良的菌种和最高产率的生产条件。1.2 赖氨酸的物理以及化学性质赖氨酸2,6-二氨基己酸，化学式C6

10、Hi4O2N2,在通常状态下为淡黄色颗粒，式量146.19,熔点215(dec.)比旋光度+21o0,溶解度53.6g100m1o通常条件下，赖氨酸很难保存，极易变质而影响其使用，所以，一般赖氨酸都以赖氨酸化合物(赖氨酸盐)的形式存在和保存。赖氨酸性质通常条件下是比较稳定的，在某特定温度以上形成水合物。分解PH大于7.O的条件下和存在还原性糖的条件下，在水中很容易溶解，水溶液呈中性或者是PH值略小于7.O的环境下与磷酸、盐酸、氢氧化钠、离子交换树脂等一起加热能起到消旋作用。它作为一种碱性的氨基酸，可以调节人体内的各种平衡。细胞内脂肪酸的合成离不开肉碱，而赖氨酸则是合成这种肉碱不可缺少的一种原料

11、。赖氨酸还有促进人体生长发育的作用。在食品中添加少量的赖氨酸，可以促进人体对钙的吸收，可以加速青少年的生长。同样的，如果人体缺少赖氨酸则会出现生长缓慢，钙吸收不良、厌食、甚至是贫血等状况。赖氨酸的重要作用还体现在可以合成各种重要的氨基酸，并能有效的促进其他各种氨基酸在生物体内的利用。赖氨酸对人体的中枢神经以及周围神经都起着重要的作用，同时它还是人体内重要的活性物质抑长素的重要组成成分，生物功能非常强大。赖氨酸很容易与空气中游离的二氧化碳结合，形成赖氨酸盐。1.3 赖氨酸在现实生活中的应用赖氨酸产品主要应用于医药食品以及牲畜饲料等应用。结合市场调研结果估计，1-赖氨酸的实际应用比例为：食品和医药

12、行业的总和仅占5%左右，其他所生产出来的赖氨酸基本全用于动物牲畜饲料行业。1.4 .1食品行业随着科技的发展和人类的进步，人类对于赖氨酸的科学研究也变得越来越细致。人们发现，它对人的中枢神经和周围神经系统都起着重要作用。它是一种必需氨基酸，必需从外来的食物中摄取。人类充分吸收其它营养物质的关键生物素就是赖氨酸。一般条件来说，只有生物体内储备了充足的赖氨酸含量，才可以很好地利用营养物质，提高蛋白质的吸收和利用，从而达到促进生物体生长和发育的目的。1.4.2 医药行业赖氨酸是人体最为需要的一种必需氨基酸，它对于促进伤口愈合、治疗病人营养不良、虚弱、疲劳、食欲不振、精神不佳等状况与病症。生殖细胞、。

13、血红蛋白、脑神经细胞的合成与完成生物机能离不开赖氨酸。如果人体内缺少了赖氨酸的存在，集体则会表现出蛋白质代谢不良和功能性障碍等症状。实验以及临床已经表明，赖氨酸对于某些特定的疾病有着特殊的疗效。同时研究还表明，赖氨酸与某些兹体抗炎药结合，对于妇女经期综合症以及先关的经期疾病如偏头痛和腹部绞痛有着很好地治疗效果。1.4.3 饲料行业世界上饲料的产量位居次席。而且近些年来产量仍然以很快的速度飞速增长，同时饲料的质量与成分配比也显得尤为重要。添加了赖氨酸的动物饲料有着很好地品质，能够提高牲畜的蛋白质我国是一个畜牧业大国，因此对于牲畜饲料的需求变得尤为的紧迫和庞大，我国在利用率，增加肉料比，而且动物很

14、容易消化。我国畜牧业发展迅猛，在动物饲料中添加赖氨酸同样有着很严格的标准，一般比例在0.16-0.30%之间。低于0.16%,赖氨酸含量过于低，起不到很好地总用；高于0.30%,又会带来很高的附加成本。这样才能最好的利用添加了赖氨酸的饲料，做到养殖业利益最大化。1.5 赖氨酸开发意义赖氨酸是人和动物赖以生存的必须氨基酸，也是人类重要的食品添加剂和医药原料，同时也是饲料的首要添加剂。赖氨酸也是玉米生加工的重要产品。产品的附加价值高，经济效益十分显著。1.6 赖氨酸的市场情况及市场展望1.5. 12015年度出口情况2015年我国赖氨酸累计出口量依然较大，同比仍然呈现增长态势，但由于我国赖氨酸下半

15、年出口量下滑，造成2015年全年赖氨酸累计出口量同比增幅缩窄（图上1）,总出口量有所压缩。2015年我国累计出口赖氨酸盐及醋260356.753同比增加3242.443增幅为1.26%。相比于近五年的平均出口量增长62749.893增幅为31.75%。2014年赖氨酸出口同比增幅34.11%。2015年赖氨酸累计出口量同比增幅缩窄了32.85个百分点。图1-12011-2015年赖氨酸年度出口总量对比1.5.2国内价格分析2015年国内赖氨酸年均价为8.25元kg,同比下跌5.50%。与近5年均值相比下跌31.82%o由于2015年我国赖氨酸供应充足，畜禽养殖行业整体低迷，拖累了赖氨酸的市场需求，赖氨酸价格已经跌到近五年低点（图1-2）。2015年年初，受供应原料的玉米价格推动，部分饲料企业提前备货，后因部分厂家宣布检修，供应而逐渐紧缩，猪价持续上涨等利好因素提振，我国赖氨酸市场价格平稳上涨，4月中旬赖氨酸市场价格上涨至&82元kg,