酶工程课程设计

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1、s课程设计课程名称酶工程课程设计题目名称年产300吨中性淀粉酶发酵工艺设计学生学院专业班级学号学生姓名指导教师2011年1月4日ss摘要以枯草芽孢杆菌为生产菌种，采用液体摇瓶发酵。并采用液体深层通气发酵法生产淀粉酶。通过搜索资料，制定符合本设计的工艺流程。并对相关参数进行计算，确定生产过程中的各种原料消耗。最后根据已计算的数据进行CAD绘图。关键词：中性淀粉酶；工艺设计；枯草芽孢杆菌；发酵ss目录摘要2绪论51.中性淀粉酶的生产工艺流程设计61.1枯草芽孢杆菌生产发酵中性淀粉酶工艺总流程图61.2菌种的选育71.

2、2.1菌种的选育及制备71.2.2诱变育种71.2.3菌种的保藏81.3培养基的配制81.3.1培养基的类型81.3.2培养基的营养要求91.3.3培养基的灭菌91.4空气灭菌91.4.1无菌空气的检查101.5发酵罐的灭菌101.6种子扩大培养101.6.1孢子制备111.6.2种子制备111.6.3发酵罐培养111.7发酵罐的设计111.7.1发酵罐的结构112.发酵过程的工艺控制122.1发酵工程的补料策略122.2发酵过程PH值的控制122.3发酵过程温度的控制122.4溶氧的控制122.5染菌的控制13

3、3.下游加工133.1发酵液的过滤和预处理133.2提取133.3纯化134.工艺计算144.1物料衡算144.2发液预处理热量计算144.3用水量计算144.4无菌空气消耗量计算145.设备的工艺计算145.1发酵罐尺寸确定145.2发酵罐个数确定155.3搅拌器设计156.环境保护与安全生产166.1三废及噪声的处理16ss6.1.1废气处理和利用166.1.2废渣的处理166.1.3废渣的处理166.1.4噪声的处理16结论16参考文献17ss绪论淀粉酶属于水解酶类，是水解淀粉和糖原的酶类总称。通常通过淀粉

4、酶催化水解织物上的淀粉浆料，由于淀粉酶的高效性及专一性，酶退浆的退浆率高，退浆快，污染少，产品比酸法、碱法更柔软，且不损伤纤维。此类酶广泛存在于动、植物和微生物中，几乎所有动物、植物和微生物都含有淀粉酶。淀粉酶是研究较多、生产最早、产量最大和应用最广泛的—类酶。特别是20世纪60年代以来由于淀粉酶在淀粉糖工业生产和食品工业中的大规模应用，它的需要量与日俱增，到目前为止，其产量几乎占到整个酶制剂的50％以上，销售金额占到55％～60％。按照水解淀粉的方式不向，主要的淀粉酶有α—淀粉酶、β—淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、脱支

5、酶、环糊精葡萄糖基转移酶等。淀粉酶已经成为工业应用中最为重要的酶之一，并且大量的微生物可以用以高效生产淀粉酶，但是酶的大规模商业化生产仍然局限于几种特定的真菌和细菌中。对于高效的淀粉酶的需求越来越多，这可以通过对现有酶的化学改良或者通白质工艺改良得到。得益于现代生物技术的发展，淀粉酶在制药方面的重要性日益凸显。当然，食品和淀粉工业仍然是主要市场，淀粉酶在这些领域的需求仍然是最大的。中性淀粉酶是目前使用最广泛的一种酶，主要运用于发酵、食品、医药、纺织及造纸工业。就我国而言一般采用液态深层发酵法生产，但发酵水平低，过

6、滤困难，使其发展受到了较大的限制。本课题中以枯草杆菌为实验菌株，采用液体摇瓶发酵，并在培养基中添加发酵助剂如Na＋和Tween—80等来提高酶活。枯草芽孢杆菌可利用蛋白质、多种糖及淀粉，分解色氨酸形成吲哚。有的菌株是α-淀粉酶和中性蛋白酶的重要生产菌。枯草芽孢杆菌菌体自身合成α-淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶等酶类，可在消化道中与动物体内的消化酶类一同发挥作用。枯草芽孢杆菌广泛分布在土壤及腐败的有机物中，易在枯草浸汁中繁殖。ss1中性淀粉酶的生产工艺流程设计1.1枯草芽孢杆菌生产发酵中性淀粉酶工艺总流程图保藏的

7、菌种←菌种的选育↓孢子斜面↓空气灭菌种子罐↓↓无菌空气→发酵罐发酵←培养基的灭菌←培养基的配置↓热处理↓压滤↓盐析←硫酸铵↓压滤®硫酸铵废液↓干燥↓粉碎®包装®成品1.2菌种的选育ss1.2.1菌种的选育及制备不管是在过去、现在和将来，微生物是各种生物活性产物的丰富资源。在发酵前期，微生物的选择至关重要，此课题设计的是利用枯草芽孢杆菌发酵生产中性淀粉酶的整体过程。枯草芽孢杆菌是应用最广泛的产酶微生物之一。枯草杆菌是芽胞杆菌属细菌。细胞成杆状，大小为0.7~0.8×2~3µm，单个，无荚膜，周生鞭毛，运动，革兰氏染

8、色阳性。曲落粗糙，不透明，污白色或微带黄色。选择性分离的步骤一般是：含微生物材料采集——标本材料的预处理——菌种的分离——富集培养——菌种初选——菌种复选——性能鉴定——菌种保藏。1.2.2诱变育种诱变育种可以利用物理、化学因素诱导遗传特性发生变异，再从变异群体中选择符合人们某种要求如高产的个体，进而培育成新的品种或种质。诱变育种操作程序如下：出发菌株→纯化→培养液→细胞