年产1000m3食品级液体糖化酶工厂设计.docx

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1、课程设计课程名称生化工厂设计课程设计一题目名称食品级液体糖化酶工厂设计学生学院轻工化工学院专业班级学号学生姓名指导教师20XX年1月1日课程设计任务书题目名称食品级液体糖化酶工厂设计学生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

2、：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：1000/年；产品规格：食品级液体糖化酶(50000Um1)生产方法：分批发酵，真空过滤浓缩、干燥生产天数：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：25000Um1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%；

3、玉米浆1%；（NH4）2SO40.4%；NaHPO40.1%;种子培养基：麦芽糊精4%；玉米浆1%；（ZVH4）2SQj0.2%；KHPO40.2%o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3全厂工艺流程图绘制第一周周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

4、绘制车间设备布置图第二周周、-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吴思方.发酵工厂工艺设计概论M.北京：中国轻工业出版社，20063夏清，陈常贵.化工原理（上、下）M.天津：天津大学出版社，20054贾新成，陈红歌.酶制剂工艺学M.北京：化学工业出版社，20085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，19866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：

5、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:课程设计考核表设计题目年产IoOo加食品级液体糖化酶（500Um1）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口设计完成情况：独立完成，达到要求II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口基本规范口否成绩评定

6、： 优秀 良好 中等 及格 不及格指导教师签字：年月日本设计内容主要包括年产I(XX)。食品级液体糖化酶(50000Um1)生化工厂生产方法的选择，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

7、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。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1 .产品概述与工艺方法论证711产品名称、化学结构及理化性质712产品规格、产品用途与特性、使用方法和用量及其优点71.2.1 产品规格712.2产品用途812.3产品特性81.2.4使用方法和参考用量812.5产品优点91. 3工艺论证与技术依据913.1生产菌种的特性10I 3.2影响酶产量的因素11II 3.3糖化酶深层发酵工艺和发酵条件13III 3.4糖化酶的提取1514设计依据和范围1615设计原则162设计小结173参考

8、文献181产品概述与工艺方法论证1.1 产品名称、化学结构及理化性质通用名：糖化酶英文名：diastaticenzyme汉语拼音：tanghuamei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(X-1,4-GIUCang1ucohydro1ace)o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(ASPergi1USniger)经深层发酵提炼而成。糖化酶,又称葡萄糖淀粉酶G1ucoamy1ase,(EC.

9、3.2.1.3.)它能把淀粉从非还原性未端水介a-1.4葡萄糖甘键产生葡萄糖，也能缓慢水解a-1.6葡萄糖昔键，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-1,3a-14、a/,6糖昔键等电点3.47.0来源根霉、曲霉最适PH4.05.0热稳定性60最适温度4060C对金属离子要求无1.2 产品规格、产品用途与特性、使用方法和用量及其优点1.2.1 产品规格液体型，50,OOOUm1的食品级液体糖化酶。12.2产品用途本产品广泛用于生产白酒、黄酒

10、、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a-1.4键外，也能切开aT.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aT.6键分割，再将a-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

11、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。四、酿造工业：在白酒、黄酒、曲酒等酒类生产中，以酶代曲

12、，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，数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，也有用拟内电霉属的液体培养，但是以上菌种培养液里所产酶单位均较低，不宜于工

13、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，工业上叫做转甘酶。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a-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a-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昔酶的活性或降低其活性，除去转甘酶可采用酸性白土、纤维素、胶体

14、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，筛选到转昔酶活性很低或不产转昔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。由于酶的本质是蛋白质，因此，酶的提取方法也基本上是蛋白质的提取方法。1.3.1 生产菌种的特性1.3.1.1 菌种的形态特征黑曲霉变异株A.S.3.4309在查氏琼脂培养基上，温度是32C,培养5飞天。菌丝初为白色，呈扩散状，有时出现黄色区域。菌落中间有隆起，并有明显的辐射状皱纹，隆起部位有褐色的分生泡子，培养基背面为浅黄色。分生泡子头幼时呈球形。大部分直径为140180微米，老时裂开成34瓣，一般直径为250280微米，褐色。分生泡子梗自基质长出，幼时长度为300400微米，老时长度为280400微米，直径为1216微米，壁光滑，厚度1微米左右，稍带黄色。顶囊球形，一般直径为2331微米，小梗双层，自顶囊全面着