年产4500吨碱性蛋白酶发酵工厂工艺设计

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1、内蒙古科技大学毕业设计说明书内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书题目：年产4500吨碱性蛋白酶发酵工段工艺设计学生姓名：邬瑞学号：0866121118专业：生物工程班级：08—1班指导教师：徐永斌79内蒙古科技大学毕业设计说明书年产4500吨碱性蛋白酶工厂发酵工段工艺设计摘要本次毕业设计的任务是年产4500吨碱性蛋白酶发酵工段工艺设计。在现代食品工业中,酶的应用几乎涉及到食品加工的各个领域。随着酶制剂日益广泛的应用,经济效益显著。蛋白酶是水解蛋白质肽链的一类酶的总称,而碱性蛋白酶则适宜在碱性条件(pH9——11)下水解动植物蛋白质,广泛存在于动植物及微生物中[1]。设计中首先根据参考资

2、料选定了碱性蛋白酶发酵生产的具体工艺流程，通过物料衡算确定需要----立方米发酵罐----台和----立方米种子罐----台，在此基础上得出发酵工段所需要的各种原料量，通过能量衡算确定水、无菌空气和蒸汽等的消耗量。然后对主要设备进行计算和选型，得出发酵罐、种子罐及通用设备、非标准设备等的结构尺寸、冷却装置、传动装置，根据工艺要求确定罐的附属设备和辅助设备以及发酵过程中的优化控制。最后设计了发酵工厂的车间布局，提出了相应的公用工程、安全卫生与环境保护等辅助工艺。根据计算结果，设计了六张图纸，分别为发酵罐装配图、种子罐装配图、工艺管道及仪表流程图、厂房车间布置图、物料流程图和设备一览表。

3、关键词：碱性蛋白酶；发酵；工艺设计TheProcessDesignoftheAlkalineProteaseusedforFeedFermentationSectionwiththeCapacityof4500TonsAnnuallyAbstract79内蒙古科技大学毕业设计说明书第一章总论1.1设计依据：内蒙古科技大学数理与生物工程学院下达的毕业设计书。1.2指导思想：生物技术产业化装置是由若干个单元设备以系统的、合理的方式组织起来的整体。过程设计依据生物工艺条件，选择合理的原料，确定最经济和安全的途径，使之生产出符合质量标准的生物产品。1.3设计要求：79内蒙古科技大学毕业设计说

4、明书（1）生物产品的数量和质量指标。（2）必须进行工艺流程化和参数优化，达到最经济地使用资金、原材料公共设备和人员。（3）必须充分考虑各种明显的和潜在的危险，保证生产人员的健康和安全，如生物反应器的压力容器，易燃易爆挥发性溶剂的管理以及微生物的扩散等。(4）符合国家和地方的环境保护法规，按照工业生态学减少原料和能量的使用，物料的多层多级综合利用使用和废弃物资源化循环利用的“3R”原则，达到清洁生产。(5）保证整套系统不仅可以正常操作，而且也能满足开停车等非常规操作。(6)保证系统能够适应和抑制外部扰动的影响，达到整套系统的可控性。1.4设计范围：本设计主要针对碱性蛋白酶工厂发酵工段，

5、主要包括：发酵罐设计、种子罐设计、补料罐设计、空气过滤器以及氨水储罐设计。设计过程中，要进行必要的物料衡算和能量衡算。通过衡算的结果对主要设备进行选型，研究各个因素对发酵产量的影响，以及发酵生产中节能减排高产的实现。1.5设计目标：合理的车间产房布局，获得能源，产量和环保均为最优的碱性蛋白酶生产车间设计。要求根据选定的碱性蛋白酶发酵工艺，得出物料衡算和能量衡算的结果。由结果设计六张图纸，分别为：种子罐装配图，发酵罐装配图，工艺管道及仪表流程图，厂房车间布置图，物料流程图，设备一览表以及人员配备。第二章产品介绍79内蒙古科技大学毕业设计说明书2.1碱性蛋白酶概述碱性蛋白酶是由细菌原生质

6、体诱变选育出的地衣芽孢杆菌2709，经深层发酵、提取及精制而成的一种蛋白水解酶，其主要成分为地衣芽孢杆菌蛋白酶，是一种丝氨酸型的内切蛋白酶，它能水解蛋白质分子肽链生成多肽或氨基酸，具有较强的分解蛋白酶的能力。生产工艺是采用微滤超滤膜分离、喷雾干燥或真空冷冻干燥等先进技术，广泛应用于食品、医疗、酿造、洗涤、丝绸、制革等行业。碱性蛋白酶是目前市场上流行的洗涤添加剂，能大幅度提高洗涤去污能力，特别对血渍、汗渍、奶渍、油渍等蛋白类污垢，具有独特的洗涤效果。碱性蛋白酶在技术采用细菌原生质体诱变处理方法，从国内碱性蛋白菌生产菌2709枯草杆菌中研究选育出若干稳定高性能菌株，在后处理上，采用去渣盐

7、析沉淀法，减少了蛋白酶的杂质含量和产品特有的气味，提高了溶解速度，与洗涤剂有更好的配伍性，延长了保质期。目前，在世界范围内蛋白分解酶是工业酶种中用得最多的一种酶，约占酶总量的60%，其中碱性蛋白酶就占25%.它在商业中的巨大应用前景及在基础研究中的重要作用，吸引着国际国内的许多公司及研究单位竞相对其进行多方面的研究。[2]2.2碱性蛋白酶的性质碱性蛋白酶外观为褐色粉末，有酵曲的特殊臭味，能够分解蛋白质分子中的肽键成为小分子的氨基酸和肽。碱性蛋白酶在配置洗涤