年产80吨L-丝氨酸分离纯化车间工艺设计发

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1、序号:学号:08439103课程设计设计课程名称：发酵工程课程设计题目：年产80吨L-丝氨酸分离纯化车间的工艺设计学生姓名：**学院（系）：制药与生命科学学院专业班级：生工081指导教师：王利群专业技术职务：副教授设计时间：2011年12月19日~2011年12月30日资料目录1.概述11.1产品概述11.1.1L-丝氨酸生产产品国内外生产情况11.1.2用途与发展前景21.2设计概述21.2.1设计依据31.2.2设计规模和范围31.2.3指导思想32.原材料及产品的主要技术规格32.1生产原料32.2产

2、品的主要技术规格43.生产流程简述43.1离子交换层析过程43.2结晶过程44.工艺分离44.1物料衡算54.1.1离子交换罐54.1.2浓缩罐64.1.3离心机64.2能量衡算64.2.1浓缩罐64.2.2冷却器75.主要设备的计算85.1离子交换罐的计算85.2浓缩罐设计85.3冷却器8资料5.4离心机95.5储罐95.5.1高位槽95.5.2废液储罐106.心得体会107.参考文献118.致谢11资料年产80吨L—丝氨酸分离纯化车间的工艺设计1.概述1.1产品概述1.1.1L-丝氨酸生产产品国内外生产

3、情况L-丝氨酸的主要生产方法有以下四种。方法一、水解法：以蚕茧茧衣为原料进行酸水解，然后用离子交换水进行分离纯化。方法二、添加前体发酵法：L-丝氨酸在生物体内代谢运转速度极快，直接发酵法生产困难。一般采用添加前体的发酵法。添加的前体主要有甘氨酸、甘氨酸三甲内盐或甘油酸，其中以甘氨酸为前体的已工业化。产生菌可分为两类：异养型和甲基营养型细菌。方法三、化学合成法：DL-丝氨酸可有以羟基乙醛为原料的合成法等，然后再拆分得L-丝氨酸。方法四、酶法：以化学合成DL-丝氨酸的中间体DL-2-氧代恶唑烷-4-羧酸（DL-

4、OOC）为原料，使用睾丸酮假单胞菌生产的L-OOC水解酶或从枯草杆菌生产的OOC消旋酶作用，生产L-丝氨酸。国外最早用生丝微菌属静息细胞生产L-丝氨酸。Yoshida,T.，Mitsunaga,T.，等考察了26株甲基营养型细菌静息细胞以甲醇和甘氨酸为底物生产L-丝氨酸的能力。有七株菌的生产能力超过500mg/ml。其中NCIB10099生产能力最强。目前L-丝氨酸生产水平还较低,在世界氨基酸生产行业中L-丝氨酸是工业化生产难度较大的氨基酸。日本用前体发酵法生产L-丝氨酸,在1969年产量为4t,在1990

5、年70t,在1996年100t,2002年280t。中国以前大多采用蛋白质水解法提取,然而分离困难,始终未能形成生产规模。四川南充药厂生产是用发酵法，生产周期长，收率低也不宜推广应用。而湖北八峰药化采用酶促法转化生产L-丝氨酸，2003年3月建成一条年产50t的生产线，产酸量及转化率均达到国际先进水平。1.1.2用途与发展前景丝氨酸(简称Ser.)是一种重要的生化试剂和药剂,资料在氨基酸输液和氨基酸胶囊以及多肽合成等方面发展迅速。常用于组织培养基的制备，医药上用作氨基酸类营养药。同时丝氨酸的衍生物也具有优良

6、的药用和生物活性,如α-取代丝氨酸被应用于设计肽,而且是免疫抑制剂ISP（多球壳菌素Myriocin,嗜热菌杀酵母素Thermozymocidin）和免疫激活剂,神经鞘真菌素E等生物活性物质的有效组成部分；L-丝氨酸的磷酸脂具有解除疲劳,恢复体力等功效偶氮丝氨酸常用于治疗肿瘤。1.2设计概述1.2.1设计依据（1）依据与工厂设计和生产工艺相关的各种资料。如《化工工艺设计手册》（2）GB/T50103—2001《总图制图标准》（3）GB50187—93《工业企业总平面设计规范》（4）GB12348—90《工业

7、企业厂界噪声标准》（5）《化工原理》（6）《生物工艺原理》（7）《生物工程设备》1.2.2设计规模和范围（1）L-丝氨酸分离纯化车间的工艺设计（2）主要设备的计算和选型（3）带控制点的工艺流程图（4）主要设备图1.2.3指导思想发酵工程是用来解决按发酵工艺进行工业化生产的工程学问题的学科。发酵工程从工程学的角度把实现发酵工艺的发酵工业过程分为菌种、发酵和提炼（包括废水处理）等三个阶段，这三个阶段都有各自的工程学问题，一般分别把它们称为发酵工程的上游、中游和下游工程。发酵工程的三个阶段均分别有它们各自的工艺原

8、理和设备及过程控制原理，它们一起构成发酵工程原理。资料千百年，特别是最近几十年的发酵工业生产的实践证明：微生物是发酵工程的灵魂。近年来，对于发酵工程的生物学属性的认识愈益明朗化，发酵工程正在走近科学。从生物科学的角度重新审视发酵工程，发现发酵工程最基本的原理是其生物学原理，而前述的发酵工程原理均必须建立在发酵工程的生物学原理的基础上。因此，发酵工程的生物学原理是发酵工程最基本的原理，并且可以把它简称为“发酵原理”