年产2000吨l-异亮氨酸厂工艺设计-提取车间

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1、摘要本设计主要是年产量为2000吨的L-异亮氨酸提取工艺的设计。这里以口服葡萄糖为原料，以黄色短杆菌YILW为生产菌株，主要通过膜分离、离子交换法和减压等电结晶法等分离提取发酵液中的L-异亮氨酸。这里主要是阐述并验证这几个操作单元的合理性，及相应单元操作的设备选型和设备尺寸、数量的选择。最后根据前面相关计算绘制相应的流程图和摆布图。关键词：L-异亮氨酸；膜分离；离子交换；减压浓缩等点结晶IIABSTRACTThedesignofthemainworkshopdesignannualoutputof2000tonsofL-isoleucineextraction.Thisdesignchoi

2、ceoforalglucoseasrawmaterialfortheproductionofBrevibacteriumyilwstrains,mainlythroughmembraneseparation,ionexchangeanddecompressionisoelectriccrystallizationmethodfermentedliquidseparationandextractionofL-isoleucine.Thisismainlyexplainedandvalidatedtheseoperatingunitisreasonable,andthecorrespondin

3、gunitoperationequipmentselectionandequipmentsize,numberofchoices.Finally,accordingtopreviousrelatedcalculationanddrawingthecorrespondingflowchartandcontrolchart.Keyword：L-isoleucine;Membraneseparation;Ionexchange;VacuumconcentratedpointcrystallizationII目录第一章前言…………………………………………………………1第二章总体设计案…………………

4、………………………………7第一节设计参数……………………………………………………7第一节厂址选择……………………………………………………7第三章提取工段的工艺论证………………………………………9第一节各分离精制技术概要………………………………………11第二节各分离工艺…………………………………………………12第四章提取工艺的物料衡算和设备选型…………………………28参考文献………………………………………………………………40致谢……………………………………………………………………41I天津科技大学2013届本科生毕业设计第一章前言一、引言最早在1901年的时候，fischer在蛋白水解液分

5、离的亮氨酸组分中发现了L-异亮氨酸，且L-异亮氨酸的旋光度比亮氨酸还要大，这是有关L-异亮氨酸的最早报道。到了1904年，ehrlich首次从甜菜糖浆中分离出该物质，后来又从牛肉蛋白、谷蛋白等多种蛋白的水解液中得到。化学上把L-异亮氨酸称为α-氨基-β-甲基戊酸，由于它的α位和β位上均为不对称的碳原子，因而有四种旋光异构体分别为D、L、D别、L别，自然界中主要以L旋光异构的异亮氨酸的形式存在，且只有L型的异亮氨酸具有生理功能，而D、D别、L别这三种构型均无营养价值。二、L-异亮氨酸的结构[3]结构式：立体结构：L-异亮氨酸有两个能量比较低的构型，并且它们都存在分子内氢键，因氢键的存在，使得

6、分子的稳定性提高了。氨基N原子上存在孤对电子，且该孤对电子在外界条件的影响下极易失去，所以理论上L-异亮氨酸能在较低的能量下失去N上的孤电子，进而形成分子离子。一旦分子变成了分子离子后就会变得更加活跃，原子与原子之间的相互作用力和键长与键角都发生显著的变化，最终导致进一步的分解，形成各种各样的碎片离子。根据相关计算和文献，我们了解到了两种比较稳定的构型，其几何构型如下[4]：39天津科技大学2013届本科生毕业设计从L-异亮氨酸的立体结构上看，L-异亮氨酸分子含有五个C-C单键，一个C-O单键，一个C-N单键，还有一个C=O双键。根据分子反应动力学可知，C=O双键很难断开，C-C单键和C-

7、O单键的断裂相对容易很多。根据相关理论计算的数据、参考文献和氨基酸电离的性质，理论上L-异亮氨酸分子有三个容易断裂的键：C1-C2、C3-C4、C2-N。应该注意的是C2-C3键的断裂分两种情况：1)直接断裂2)由于氢转移导致的，也就是首先C6上的一个H逐渐接近O1直到转移到O1上，最终导致C2-C3单键的断裂。三、L-异亮氨酸的理化性质别名L-异白氨酸，L-异闪白氨基酸化学名称L-2-氨基-3-甲基戊酸或L-α-氨基-