年产200吨L-丝氨酸发酵和无菌空气车间的工艺设计课程设计

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1、课程设计设计课程名称：生物工程设备与工艺设计题目：年产200吨L-丝氨酸发酵和无菌空气车间的工艺设计44《生物工程设备与工艺设计》课程设计任务书制药与生命科学学院生物工程专业班同学：现下达给你们毕业设计任务如下，要求你们在预定时间内完成此项任务。一、设计题目：年产200吨L-丝氨酸发酵和无菌空气车间的工艺设计二、设计主要内容：1、针对产品的要求进行工艺流程的设计（查阅资料，补充必要数据）；2、工艺计算（物料衡算、能量衡算）；3、设备的计算和选型；4、绘制带控制点工艺流程图（3号图纸）。三、生产条件（包括年操作日、生产方式及其它限制性条件）已知

2、发酵接种量为3%，发酵时间为14h，发酵罐的搅拌转速为120rpm，发酵液密度为1050kg/m3，粘度为0.1Pa·s。每升发酵液可得到L-丝氨酸产品37g。发酵工艺规定发酵罐通气量为0.8VVM（标准状态），种子罐通气量为1VVM。工厂所在位置空气的平均温度为20℃，平均相对湿度为85%。年操作日300天，生产裕度为20%。培养基配方(g/L)：葡萄糖29.5，硫酸铵18.1，玉米浆3.79，KH2PO41.0，K2HPO4·3H2O1.0，MgSO4·7H2O0.1，MnSO4·4H2O0.001，FeSO4·7H2O0.001，pH7

3、.0～7.2。水蒸气138℃，冷却水进出口温度根据实际情况确定。四、设计中主要参考资料（包括参考书、资料、规范、标准等）1．国家医药管理局上海医药设计院编.化工工艺设计手册（第二版）(M).北京：化学工业出版社，19962．沈自法，唐孝宣编.发酵工厂工艺设计(M).上海：华东理工大学出版社，20043．陈国豪主编.生物工程设备（M）.北京：化学工业出版社，20074．梁世中主编.生物工程设备（M）.北京：化学工业出版社，20025．陈敏恒等编..化工原理（M）.北京：化学工业出版社，200444目录1.概述51.1L-丝氨酸的简介51.2L-

4、丝氨酸的主要功能51.3L-丝氨酸应用51.4国内外生产L-丝氨酸的方法52.设计说明62.1设计依据62.2设计范围73.发酵车间的工艺设计73.1原材料及产品的主要技术规格73.2生产流程简述83.3物料衡算83.3.1发酵罐的物料衡算83.3.2种子罐的物料衡算93.4能量衡算93.4.1发酵罐能量衡算93.4.2种子罐的能量衡算103.5主要设备计算113.5.1发酵罐尺寸的计算113.5.2搅拌器轴功率计算123.6种子罐的计算133.6.1种子罐的尺寸计算133.6.2种子罐轴功率计算143.7贮罐计算143.8配料罐的计算143

5、.8.1发酵罐配料罐的计算143.8.2种子罐配料罐的计算144.无菌空气的工艺设计15444.1空气用量154.2压缩空气的温度154.3空气冷却器的传热量164.4空气加热器的传热量174.5空气预处理系统计算与设计184.5.1吸风塔184.5.2前置过滤器184.5.3空气压缩机194.5.4压缩空气贮罐194.5.5空气冷却器194.5.6水滴分离设备204.5.7空气加热器214.6空气除菌设备计算与设计214.6.1空气总过滤器的计算及设计214.6.210m3发酵罐的空气分过滤系统设备的计算及设计214.6.30.3m3种子罐

6、的空气分过滤系统设备的计算及设计225.总结236．参考文献247．致谢2444年产200吨L-丝氨酸发酵和无菌空气车间的工艺设计1.概述1.1L-丝氨酸的简介丝氨酸是一种非必需氨基酸，它在脂肪和脂肪酸的新陈代谢及肌肉的生长中发挥着作用，并且它有助于免疫血球素和抗体的产生，所以丝氨酸在维持健康的免疫系统方面扮演者重要的角色。丝氨酸在细胞膜的制造加工、肌肉组织和包围神经细胞的鞘的合成中都发挥着作用。1.2L-丝氨酸的主要功能合成嘌呤、胸腺嘧啶、胆碱的前体；L-丝氨酸羟基经磷酸化作用后能衍生出具重要生理功能的磷丝氨酸，是磷脂的主要成分之一；具有稳

7、定滴眼液pH值的作用，且滴眼后无刺激性； 重要的自然保湿因子(NMF)之一，皮肤角质层保持水分的主要角色，高级化妆品中的关键添加剂。1.3L-丝氨酸应用（1）医药原料：L-丝氨酸广泛用于配置第三代复方氨基酸输液和营养增补剂，并用于合成多种丝氨基酸衍生物，如心血管 、抗癌、艾滋病新药及基因工程用保护氨基酸等；（2）食品：L-丝氨酸用于运动饮料 、氨基酸减肥饮料等；（3）饲料：L-丝氨酸用于动物饲料，可促进动物生长发育。1.4国内外生产L-丝氨酸的方法目前，国内外生产L-丝氨酸的方法主要有化学合成法，蚕丝水解法，酶法和前体发酵法等生物法等。（1）

8、化学合成法:最大缺点是产品为DL-丝氨酸,而人体需要的是L-丝氨酸，因此需要将其分开，这就增加了成本及生产的复杂性。44（2）废蚕丝水解提取法：蚕茧中L-丝氨酸含量