年產(chǎn)2萬噸L賴氨酸的設(shè)計(jì)

年產(chǎn)2萬噸L-賴氨酸的設(shè)計(jì)產(chǎn)2萬噸L-賴氨酸生產(chǎn)線的工計(jì)院：化學(xué)與生物工程學(xué)院業(yè)：生物工程級(jí)：生物工程091生：高榮霞號(hào)：200907214指導(dǎo)教師：康小虎二〇一二年七月十七日0/5年產(chǎn)2萬噸L-賴氨酸的設(shè)計(jì)目錄1前言……………….11.1賴氨酸的產(chǎn)品特性………………….……42賴氨酸的研究狀...............................62產(chǎn)品開發(fā)的意義………….72.1賴氨酸的作用及研義.......................92.2賴氨酸研究中存在的問題……………03工藝流程圖..........................................113.1原料理……………….123.2種子培……………133.3微生酵………………..164工藝計(jì)算…………………..295主要設(shè)備及流程圖……………..311/5年產(chǎn)2噸賴酸的設(shè)計(jì)1言1.1賴氨酸的產(chǎn)品特性賴氨（e稱26-二氨基己酸分子式為C6H4N2O2,相對(duì)分子質(zhì)量146.19純品為白色針狀結(jié)晶無味或稍帶特殊，的H為5.0~6.0熔點(diǎn).賴氨酸難結(jié)晶品通常為98%的L-賴氨酸鹽酸鹽。具有旋光性。由于游離的L-賴氨酸極易潮解，因具有氨基酸而都是L-賴氨酸鹽酸鹽。賴氨酸鹽酸通常較穩(wěn)定下易結(jié)塊相對(duì)濕度60%以下穩(wěn)定，60%以上則生成二水合物，與維生素C和維生素K并存則著色。堿性條件及直接糖存在加熱易溶于水水溶液呈中性至起到外消旋作用。賴氨酸是人和動(dòng)物自身不能合成的一種氨基酸，必須從外界攝取而植物中所含的賴氨酸很少被稱為植物中的第一限制性氨基酸。1960年日本的木下祝郎等用紫外線照射谷氨酸柞桿菌得到一株?duì)I養(yǎng)缺陷型變異株從此開始發(fā)酵法工業(yè)生產(chǎn)商品賴氨酸界上生產(chǎn)的主要方法有微生物發(fā)酵法化學(xué)酶法提取法合成法四種。其中最重要的是化學(xué)酶法和微法。其具體操作過程如下：（1二步發(fā)酵又稱前體添加法0年代初開發(fā)的二步發(fā)酵2/5年產(chǎn)2噸賴酸的設(shè)計(jì)法以賴氨酸的前體二氨基庚二酸為原料借助微生物生產(chǎn)的氨基庚二酸脫羧酶，使其脫羧后轉(zhuǎn)變?yōu)橘嚢彼?。由于二氨基庚二酸也是用發(fā)酵法生產(chǎn)的，所以稱二步發(fā)酵法。70年代后，日本采用固定化二氨基庚二酸脫羧酶或含的菌體,使內(nèi)消旋26-二氨基庚二酸脫羧連續(xù)生產(chǎn)賴氨酸改進(jìn)了這一工藝管這樣工較復(fù)雜，現(xiàn)已被直接發(fā)酵法取代。（2）直接發(fā)酵法：廣泛采用的賴氨酸生產(chǎn)法。常用的原料為甘蔗或甜菜制糖后的廢糖蜜淀粉水解液等廉價(jià)糖質(zhì)原料醋酸、乙醇等也是可供選用的原料接發(fā)酵法生產(chǎn)賴的主要物有谷氨酸棒狀桿菌、黃色短桿菌、乳糖發(fā)酵短桿菌的突變株等3種。這種方法是在50年代后期開發(fā)的70進(jìn)氨酸的產(chǎn)量也得到成倍增長(zhǎng)工業(yè)生產(chǎn)中最高產(chǎn)酸率已提高到酵液100120g,提取率達(dá)到8090%左右。（3:主要用生產(chǎn)尼龍?jiān)霞簝?nèi)酰胺時(shí)生成的大量物環(huán)己烯為起始原料，用化學(xué)方法合成DL-氨基己內(nèi)酰胺，然后以此作為酶反的物，經(jīng)羅倫氏隱球母生產(chǎn)的L-氨基己內(nèi)酰胺水解酶，和從奧巴無色桿菌菌體中分離到的α-氨基己內(nèi)酰胺外消旋酶共同作用，轉(zhuǎn)變?yōu)長(zhǎng)-賴氨酸。該工藝由于反應(yīng)速度快，原料便宜，產(chǎn)酸率高，已投入工業(yè)生產(chǎn)。其中飼料中添加的賴氨酸有兩種即－賴氨酸和DL－賴氨酸。因動(dòng)物只能利用－賴氨酸主要為L(zhǎng)－賴氨酸產(chǎn)品L－賴氨酸3/5年產(chǎn)2噸賴酸的設(shè)計(jì)產(chǎn)品應(yīng)明L常為5％以上的L賴氨酸鹽酸鹽，相當(dāng)于含賴氨酸（有效成分78.8粉末，稍有異味，易于。90％以上的－賴蜜為原料發(fā)酵生產(chǎn)的產(chǎn)品。此外，日本、美國(guó)、德國(guó)等國(guó)已利用化學(xué)合成的2－氨基－己內(nèi)酰胺作原料，通過微生物酶消旋和水解生產(chǎn)－賴氨酸。在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來的ε-多聚賴氨酸，被譽(yù)為“營(yíng)養(yǎng)型防腐劑”。ε-多聚賴氨酸是目前天然防腐劑中具有優(yōu)良腐性能的微生物類食品防腐劑。它是由25～0賴氨酸殘基聚合而成，具有強(qiáng)烈的抑菌能力，可以作為防腐劑用于食品的保鮮。ε-多聚賴氨酸抑菌譜廣在酸性和酸性環(huán)境中對(duì)革蘭氏陽性菌革蘭氏陰性菌酵母菌、霉菌均有一抑菌效果ε-多聚賴對(duì)其他然防腐易抑制的革蘭氏陰性的大腸桿菌門氏菌抑菌效果非常好而且其對(duì)耐熱性芽孢和一些病毒也有作用。1.2賴氨酸的發(fā)展情況（1）國(guó)外賴氨酸生產(chǎn)狀況約0年。美國(guó)ADM公司是目前世界上最大的賴氨酸生產(chǎn)企業(yè)，現(xiàn)有生產(chǎn)O.公司，現(xiàn)有6套生產(chǎn)裝置，分別建在美國(guó)、法國(guó)、中國(guó)、泰國(guó)、意大4/5年產(chǎn)2噸賴酸的設(shè)計(jì)利和巴力9.08/年koCO.公司現(xiàn)有4套裝置分別建在美國(guó)墨西哥匈牙利和日本總能力約6萬t/年該公司計(jì)劃將其賴氨酸生產(chǎn)能力擴(kuò)大到10萬t/年，爭(zhēng)取將賴氨酸的市場(chǎng)份額增長(zhǎng)到30%大方面計(jì)劃在亞洲開辟新的生產(chǎn)點(diǎn)。美Cl公司和德國(guó)Degussa公司合作，在美國(guó)的Blair建成7.5萬t/年的（含60%賴氨酸硫酸鹽）生產(chǎn)裝置德國(guó)BASF公司于1998年5月將韓國(guó)Daesong賴氨酸廠收購(gòu)，將該公司原有9t/年的能力提高到了12萬t尼Chiel糖業(yè)公司是韓國(guó)第一糖廠投資賴氨酸生產(chǎn)企業(yè)其生產(chǎn)能力已經(jīng)擴(kuò)充2萬t/年4萬t/年，現(xiàn)已達(dá)到8萬t/年。德Chema公司在烏克蘭建成的生產(chǎn)裝置，Degussa在斯洛伐克建設(shè)的Fermas生產(chǎn)廠等，總能力也達(dá)到1t/年。（2）國(guó)內(nèi)賴氨酸生產(chǎn)狀況我國(guó)賴氨酸工業(yè)起步較晚80年代初國(guó)內(nèi)有十幾家生產(chǎn)廠但產(chǎn)能均很小，大的也不超過數(shù)百t/年。經(jīng)20多年的發(fā)展，通過與國(guó)外公司的及技術(shù)裝備的引進(jìn)某些企業(yè)的生產(chǎn)也初具規(guī)目前,我國(guó)較大的賴氨酸生產(chǎn)企業(yè)有5家以上，能力已達(dá)6.5萬t/年。但受國(guó)外賴氨酸進(jìn)口的沖擊，產(chǎn)量不足4t/年。隨著國(guó)內(nèi)畜牧養(yǎng)殖業(yè)和飼料工業(yè)的蓬勃發(fā)展國(guó)內(nèi)賴氨酸市場(chǎng)需求量快速增長(zhǎng)數(shù)量逐年增加，見表1：5/5年產(chǎn)2噸賴酸的設(shè)計(jì)表1近幾年賴氨酸、酯鹽出口情況年份 進(jìn)口萬 出口量 萬） (噸) ）200 4.48201 7.36202 8.14203 8.70204 8.93

0.157 7.070.782 8.00.973 00.891 13.20.982 14.7由于國(guó)內(nèi)氨基酸仍有較大的缺口因此許多已經(jīng)掌握賴氨酸生產(chǎn)技術(shù)的企業(yè)紛紛準(zhǔn)備擴(kuò)大生產(chǎn)能力長(zhǎng)春大成實(shí)業(yè)集團(tuán)公司擬再新增5萬/年生產(chǎn)能力：川化味之素有限公司擬再新增5萬/年生產(chǎn)這些裝置建成投產(chǎn)后，我國(guó)賴氨酸生產(chǎn)能力將達(dá)到6萬/年由寧夏伊品集團(tuán)投資1.7億元興建的西北最大的賴氨酸生產(chǎn)線于2004年10月在銀川市建成投產(chǎn)，躋身于我國(guó)大型賴氨酸基地的行列。6/5年產(chǎn)2噸賴酸的設(shè)計(jì)2產(chǎn)品發(fā)義2.1賴氨酸的作用及研究的意義賴氨酸是人體需要的一種氨基酸一種不可缺少的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)人們知道蛋白質(zhì)是構(gòu)成人體細(xì)成份食物中的蛋白質(zhì)進(jìn)入人體后經(jīng)過消化先分解成氨基酸人體又利用些氨基酸再合成新合成后的蛋白質(zhì)在合白質(zhì)的各種氨中L-賴氨酸是最重稱它為人體第一必需氨基酸身體中的賴氨酸還有其他一些作用了幫助吸收鈣以外它還和其他營(yíng)養(yǎng)一起形成膠原蛋白膠原蛋白在結(jié)締組織，骨肌肉，肌腱和關(guān)節(jié)軟骨演了重要角色。近年來科-賴氨酸是控制人體生長(zhǎng)的重要物質(zhì)抑長(zhǎng)素中最重要的也是最必需份對(duì)人的中樞神經(jīng)和周圍神經(jīng)系統(tǒng)都起著重要作用。人體不能自身合成L-賴氨酸，必須從食物中吸取賴氨酸是幫助其它營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被人體充分吸收和利用的關(guān)鍵物質(zhì)，人體只有補(bǔ)充了足夠的L-賴氨酸才能提高食物蛋白質(zhì)的吸收和利用均衡營(yíng)養(yǎng)，促進(jìn)育。其作用有：提高智力、促進(jìn)生長(zhǎng)、增強(qiáng)體質(zhì)。增進(jìn)食欲、改善營(yíng)養(yǎng)不良狀況。7/5年產(chǎn)2萬噸L-賴氨酸的設(shè)計(jì)改善失眠，提高記憶力。幫助產(chǎn)生抗體、激素和酶，提高免疫力、增加血色素。幫助鈣的吸收，治療防止骨質(zhì)疏松癥降低血中甘油三酯的水平，預(yù)防心腦血管疾病的產(chǎn)生。食養(yǎng)補(bǔ)品。賴氨酸每日的建議攝入量每磅體重10毫克，成年人每天在3000-9000毫克之間。證明它一些特定疾病是有。已知賴氨酸的功治療單純皰疹病毒和帶狀皰疹引起的唇。攝入賴氨酸可以大短治愈的時(shí)間研究已經(jīng)表明它改善免疫系統(tǒng)，抵制單純皰疹和帶狀皰疹病毒的功效。一些研究還表明酸的功效還可能包括防止骨可造成骨質(zhì)疏松癥，因?yàn)樗茆}。結(jié)合其他氨基酸可以促骼活力并通過增加女性膠原蛋白預(yù)防骨質(zhì)疏松癥加膠原蛋白可以促進(jìn)骨骼和結(jié)締組織更強(qiáng)大和更柔韌。賴氨酸與某些非甾體抗炎藥結(jié)合，能夠成功的治療與經(jīng)前合癥和月經(jīng)初潮偏頭痛和腹部絞痛盡管還需要進(jìn)一步究獲得更確切的答案但是賴氨酸改些問題的可能研究人員非常療與經(jīng)前綜合癥和月經(jīng)初潮相關(guān)的偏頭痛和腹部絞痛盡管還需要更進(jìn)8/5年產(chǎn)2噸賴酸的設(shè)計(jì)一步的研究獲得更確切的答案賴氨酸改善些問題的可能性令研究人常興奮。飲食缺乏賴氨酸是比較罕見的。素的人發(fā)生率較高，一些運(yùn)動(dòng)員有采取適當(dāng)?shù)娘嬍骋矔?huì)出現(xiàn)賴氨酸缺乏。酸已經(jīng)證明這種氨基酸對(duì)一些特定疾病是有已知賴氨酸的功效包括治療單病毒和帶狀皰疹唇皰疹入賴酸可單純皰疹和帶狀皰疹病毒的功效2.2賴氨酸研究中存在的問題我國(guó)是世界上賴氨酸用量第一大國(guó)第十個(gè)五年計(jì)國(guó)賴氨酸年需求量將達(dá)到20萬噸-賴氨酸是玉米深加工的重品。產(chǎn)品的附加值高經(jīng)濟(jì)效益十著但我國(guó)賴氨酸生產(chǎn)仍存在一些問題：（1）自動(dòng)化程度不高。目前我國(guó)賴氨酸生產(chǎn)中，大部分操作是人工完成的，因此不能對(duì)一些控制因素（如糖耗、pH、溫度）作出迅速反應(yīng)；另外，一鍵的儀表（如耐高溫的pH閥門等檢測(cè)儀器水平和設(shè)備水平高賴氨酸生產(chǎn)一項(xiàng)生物工程的高新技術(shù)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)賴氨酸發(fā)酵機(jī)理的理論研究找出發(fā)酵中各影響因素關(guān)聯(lián)式以便于用計(jì)算機(jī)控制生產(chǎn)提高生產(chǎn)過程自動(dòng)化程9/5年產(chǎn)2噸賴酸的設(shè)計(jì)度。2）能耗問產(chǎn)t氨酸需要標(biāo)準(zhǔn)煤t而我國(guó)需15-20（3）培育高產(chǎn)新品種、加強(qiáng)賴氨酸結(jié)晶最佳條件的研究也是當(dāng)于大規(guī)模，應(yīng)加大研究開力度。賴氨酸是世界上僅次于味精的第二大氨基酸目前全球賴氨酸的生產(chǎn)能力近0萬t。下列各表分別列舉了近幾年國(guó)內(nèi)外賴氨酸的生及消費(fèi)情況。表2近幾年國(guó)賴氨酸需求量年分 需求量200 70732噸201 107985噸202 133357噸203 148690噸204 182000噸205 225637噸

增長(zhǎng)量 同比增長(zhǎng) 結(jié)轉(zhuǎn)— — —+3253 +52.6% —+25372 +23.4% —+1333 % —+3310 +22.4% 20000噸+43637 +23.9% 35000噸3工藝流程圖不同原科的深層發(fā)酵工藝大同主要差別在于前面的原料處理工藝而在發(fā)酵工段的區(qū)別僅在于兩個(gè)方面即是否采用種子培養(yǎng)和是否采用補(bǔ)料工藝。10/35年產(chǎn)2萬噸L-賴氨酸的設(shè)計(jì)：空氣 菌種 水 淀粉加壓 α-淀粉酶液化冷卻 糖化酶 糖化除水 玉米漿過濾 交換柱脫鐵棉花過濾 糖蜜糖化液濾渣 恢柱脫色二級(jí)種子無機(jī)鹽配料 脫色液補(bǔ)糖 連續(xù)滅菌消泡劑蒸發(fā)結(jié)晶發(fā)酵 液氨 儲(chǔ)晶等電點(diǎn) 分離回收谷氨酸 分離 母液 賴氨酸賴氨酸母液 干燥活性炭中和 粉碎脫色 賴氨酸過濾廢炭過濾液3.1原料的預(yù)處理目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)上采用淀粉加工葡萄糖的液化、糖化方法主要相行需α-淀粉酶與糖化酶共同作用1/5年產(chǎn)2噸賴酸的設(shè)計(jì)于淀粉得液DE達(dá)98％以上水解具有專一性制可簡(jiǎn)單地采用調(diào)節(jié)酸堿度改變反應(yīng)溫添加抑制劑法來控制反應(yīng)的進(jìn)酶的來源廣泛許多動(dòng)植物和微生可作為某些酶的原通的酶法制糖相周期較長(zhǎng)，糖液過濾困難。因此本生產(chǎn)以玉米淀粉乳為原料采用法淀粉先化、糖化而轉(zhuǎn)化為葡萄糖然后再以糖類為發(fā)酵原料日本多采用短桿菌誘發(fā)株為菌種以通用的碳水化及其他營(yíng)養(yǎng)素為培養(yǎng)基發(fā)酵、過濾、中和、干燥而得成品時(shí)進(jìn)行重結(jié)晶。3.2種子培養(yǎng)如果不采用種子培養(yǎng)即直接采用孢子懸浮液接種至發(fā)酵罐采用種子培養(yǎng)，則子接入種子罐中進(jìn)行培養(yǎng)，然后接入發(fā)。種子培養(yǎng)的目的是使黃色短桿芽二級(jí)種子培養(yǎng)基：水解糖2.5%，蜜糖2.0%，尿素0.%，磷酸鉀鎂漿敵%錳0.2mg0l，硫酸亞鐵0.2mg/100ml采用種子培養(yǎng)工藝有下列優(yōu)點(diǎn)：縮短了發(fā)酵罐的發(fā)酵時(shí)間，可縮短30h左右，從而提高了設(shè)備利用率。種子培養(yǎng)的質(zhì)量易于控制。直接接種孢子到生產(chǎn)罐中時(shí)，相當(dāng)于在生產(chǎn)罐中進(jìn)行種子培養(yǎng)。由于受發(fā)酵條件的制約，生產(chǎn)12/35年產(chǎn)2噸賴酸的設(shè)計(jì)罐中的營(yíng)養(yǎng)物（如氮源，磷源等）不能過多，往往不能滿足孢子發(fā)芽和生長(zhǎng)的需要，因此種子發(fā)育較慢。而在種子罐中可以添加適量營(yíng)養(yǎng)物，以促進(jìn)種子快速發(fā)育，并提高其產(chǎn)酸能力。事實(shí)證明可以達(dá)到這種效果。有利于防止雜菌污染。獨(dú)立的種子培養(yǎng)車間比發(fā)酵車間小的多，環(huán)境衛(wèi)生易于控制。在種子罐中單獨(dú)培養(yǎng)時(shí)，接入孢子的密度約是直接接入生產(chǎn)罐的10倍加上種子發(fā)育快受感染的可能性大大降低。而且，生產(chǎn)罐接入菌絲球以后，很快進(jìn)入產(chǎn)酸階段，受感染的可能性小的多。另外，如果出現(xiàn)菌種退化或者在孢子擴(kuò)大培養(yǎng)階段出現(xiàn)染菌，也能在種子培養(yǎng)時(shí)提早發(fā)現(xiàn)，以便即時(shí)采取措施。即時(shí)倒罐，種子罐的損失也只有生產(chǎn)罐的10%?？偰芎慕档汀Ｒ?yàn)榉N子單獨(dú)培養(yǎng)時(shí)，通氣攪拌的動(dòng)力消耗遠(yuǎn)低于在生產(chǎn)罐中培養(yǎng)。此外，由于受雜菌感染的可能性大大降低，從而生產(chǎn)培養(yǎng)基的滅菌強(qiáng)度要求較低，節(jié)省能耗，也避免了高強(qiáng)度滅菌帶來的一些不良后果。3.3微生物發(fā)酵發(fā)酵培養(yǎng)基：水解糖16.4%糖0.30%，硫酸鎂0.06%，氯化鉀0.08%素4.0鉀%漿%敵%錳0.2mg/100ml硫酸亞鐵0.2mg/100ml植物油0.10%，接種量2賴氨酸生產(chǎn)：13/35年產(chǎn)2噸賴酸的設(shè)計(jì)（1）接種按種前必需對(duì)按進(jìn)行滅菌，滅菌滅菌同時(shí)進(jìn)行。操作時(shí)打開生按種口通大氣的閥門由種罐閥門站或底部通入蒸汽使蒸汽經(jīng)過種子罐出料管和按種管大罐按種口入約罐內(nèi)發(fā)酵按冷到35。無菌空氣將種子培養(yǎng)液壓入發(fā)酵罐個(gè)按種操作應(yīng)在半小時(shí)內(nèi)完成如果種子顧的氣壓突然下降表示料液已經(jīng)排完因?yàn)檫@時(shí)氣直通到生產(chǎn)罐中，同的，控大罐中高。接種后接種閥仍打開通大氣的閥門種子罐與接種管道要及時(shí)清洗排除殘余料液接種操作時(shí)應(yīng)該注意種子罐的氣壓不要超過0.2MPa表壓，以防等事故發(fā)生時(shí)要注意生培養(yǎng)基冷卻到預(yù)定溫度卻水仍在暢開，養(yǎng)基冷卻過度。（2）控制14/35年產(chǎn)2噸賴酸的設(shè)計(jì)①溫度控制整個(gè)發(fā)酵過程控制32±134±1或35±1，具體根據(jù)菌種和實(shí)際情況制定般采用自動(dòng)控制。②罐壓控制一般控制在表壓0.1MPa統(tǒng)壓力不足時(shí)可降低罐壓，以維持適當(dāng)?shù)耐L(fēng)量。③風(fēng)量控制3標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械攪拌發(fā)酵罐的參考通風(fēng)量如下：0—18h0.08～0.1 vvm18—30h2 vvm30h以后：0.15 vvm罐體積小于53于503則要減小。通風(fēng)量還應(yīng)該根據(jù)發(fā)酵過程的靈活掌握加大風(fēng)可酸速率加快但菌體呼吸強(qiáng)度和雜酸生成量可能增加減小風(fēng)量會(huì)降低產(chǎn)酸速率。④攪拌轉(zhuǎn)速采用箭葉攪拌槳，轉(zhuǎn)速控下：罐容積53 0300r／min25—30m3 r／n50m3 r／n80m3 90r／mn⑤pH控制糖化完成后可適當(dāng)加大風(fēng)量使發(fā)酵進(jìn)入旺酸在2～3g?1，以進(jìn)一步利用糖化作用和防止菌體過早衰老。⑥發(fā)酵過程監(jiān)測(cè)發(fā)酵過程的上述參數(shù)可以通過儀表檢測(cè)而酸度和殘被一般靠化學(xué)方法檢測(cè)這兩項(xiàng)參撿驗(yàn)發(fā)酵過程好壞的15/35年產(chǎn)2噸賴酸的設(shè)計(jì)目的指標(biāo)。接種后半小時(shí)測(cè)總以后8h測(cè)殘?zhí)呛退岫纫淮危詈竺?h測(cè)一次。⑦放罐條件以酸度不或殘?zhí)遣辉俳档蜑榉偶０l(fā)酵能達(dá)到頂定的產(chǎn)酸度和的殘?zhí)橇糠駝t為不正常發(fā)酵不正常發(fā)酵時(shí)指標(biāo)達(dá)不到，但只要不升酸降糖就要放罐。（3）賴氨酸提取發(fā)酵液后直接經(jīng)Ultra-flo超濾系統(tǒng)過濾，能使收率達(dá)到99濾含有大量的蛋白質(zhì)及等營(yíng)養(yǎng)物烘干后作飼料可進(jìn)行包銷售整個(gè)工藝過程產(chǎn)品賴氨酸和副產(chǎn)品飼料、硫酸銨外，無多余廢水。特點(diǎn)：1）做料要求。收率可達(dá)98-99%。2）由于減少了蛋白對(duì)樹脂的污染，可增加樹脂的吸附容量10%以上，并有效延長(zhǎng)樹脂壽命。3）減少懸浮物在連續(xù)離交樹脂罐內(nèi)的沉積減少反沖次數(shù)，減少樹脂破碎。4）納濾低成本的預(yù)濃縮，降低能耗。部分無機(jī)鹽透過納濾成據(jù)實(shí)踐表明納濾濃均成本為20元/噸水）5）納濾廢水處理系統(tǒng)能將硫酸銨廢水處理成回用水，并且16/35年產(chǎn)2噸賴酸的設(shè)計(jì)回收硫做肥料膜系統(tǒng)適應(yīng)性強(qiáng)能隨時(shí)跟上今后用戶對(duì)后的污水排放水質(zhì)進(jìn)一步提高的要求。6）本工藝膜系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，維修容易。膜系統(tǒng)可分性強(qiáng)，可根據(jù)料液流量大小隨時(shí)切換膜的運(yùn)行數(shù)量其余可進(jìn)行清洗護(hù)或更換等操作，故膜系統(tǒng)無傳統(tǒng)工藝的每年大修要求，在40℃~45℃左右用低壓力大流量對(duì)膜進(jìn)行只需清洗一小時(shí)即能使膜通量恢復(fù)，而不用備，可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)運(yùn)行與清洗。7）本工藝的占地面積大大縮小。由于膜設(shè)備都是由膜元件疊加的泄漏，噪音小，并容易實(shí)現(xiàn)全行。圖一：基本發(fā)酵過程示意圖4衡）選定衡算基準(zhǔn)：以10000噸l-賴氨酸的生產(chǎn)為基準(zhǔn)。按300期64hr料為玉米淀粉乳，設(shè)計(jì)生產(chǎn)技術(shù)提取總收率90%，玉米淀粉含淀粉17/35年產(chǎn)2噸賴酸的設(shè)計(jì)耗（一）平衡計(jì)算A.生產(chǎn)過量總物料衡算1.總原料需求：1042.22.204每天產(chǎn)量：1000030033.3（為實(shí)際成品年產(chǎn)：3430010200每天投料量：2.20412.總物料衡算1000㎏純粉理論產(chǎn)100%賴氨酸的量為：01.11.7%1.23.5㎏1000㎏純淀粉實(shí)際上生產(chǎn)的100%賴氨酸的量為：01.18%0%6%2%1.7.㎏1000㎏工業(yè)淀粉（含量86%的玉米淀粉）產(chǎn)生100%賴氨酸的量為：.46%.8㎏3.淀粉的單耗生產(chǎn)1000㎏100%賴氨酸理論上純淀粉的量為：10001153.50.8669生產(chǎn)1000㎏100%賴氨酸理論上耗工業(yè)淀粉的量為：0.8669861.008生產(chǎn)1000㎏100%賴氨酸實(shí)際消純淀粉的量為：1000547.41.82718/35年產(chǎn)2噸賴酸的設(shè)計(jì)生產(chǎn)1000㎏100%賴氨酸實(shí)際消業(yè)淀粉的量為：1000470.82.1244.總收率㎏） 7.4㎏0%3.50%㎏） 7.41.8淀粉利用率：2.40%7.5%：100%47.45%52.1.85.原料及中間體的計(jì)算淀粉用量為：342.12422/糖化液糖量為：2.66%1.18%7.624%量24%的糖液量為：67.5624%8發(fā)酵液量的計(jì)算：67.5650%1001.05/d8提取出來的賴氨酸的量為：8%量為賴氨酸廢液（以排出的廢含0.7g/ml賴氨酸計(jì)算：9.85.40.7%1m3/d19/35年產(chǎn)2噸賴酸的設(shè)計(jì)表3：年產(chǎn)1萬噸賴氨產(chǎn)工藝的總物料結(jié)果以玉米淀粉為原料項(xiàng)目排出含0.7%谷氨酸的廢液量/m3

生產(chǎn)1萬噸100%賴氨酸21240 72.2282790 281.59500 32.310000 34173823 591B.淀粉制糖工藝的物料衡算1.淀粉漿量及加水量賴氨酸生產(chǎn)過程中加水的比例為12.5即1000㎏的工業(yè)淀粉調(diào)漿時(shí)的加水量為2500㎏，由此制得的淀粉漿量為3500㎏3500淀粉漿中干物質(zhì)（淀粉）的濃度：100086%24.35002.液化用酶的量淀粉液化用酶是α-淀粉酶，其用量為淀粉漿的0.017%，α-淀酶量：0.7%0.㎏20/35年產(chǎn)2噸賴酸的設(shè)計(jì).a的加入量2C由于α-淀粉酶是一種金屬酶，a2α-淀粉酶的活性大C，a的么aC2 2：00.3%1㎏4.糖化酶的用量糖化酶的用量是淀粉漿量的0.043%，即糖化酶量：00.3%1㎏5.糖化液的量淀粉經(jīng)α-淀粉酶液化、糖化酶糖化后，制得的24%糖化液的量為：24%100086%1.1198%38924%24%的糖液的相對(duì)密度為1.09，那么糖化液的體積就為896L6.加珍珠巖量和濾渣量淀粉經(jīng)過液化、糖化后的糖化液過濾比較困難，需加入珍珠巖進(jìn)行助濾，加入量為糖化的0.15%，即80.5%.㎏而過濾后的濾渣是含水70%的廢珍珠巖，濾渣量有.510%9.21/35年產(chǎn)2噸賴酸的設(shè)計(jì)表4：制糖工藝的物料衡算進(jìn)入糖程的物料 離開糖程的物料物料比 日投料項(xiàng)目例/㎏ 量/㎏工業(yè)淀100 72220粉配料水 200 180550

物料比 日投料項(xiàng)目例/㎏ 量/㎏糖化液 398 281514濾渣 19.5 108液化酶 0.6 43a 1.5 1082糖化酶 1.5 108珍珠巖 5.85 422（二）熱量衡算選定衡算基準(zhǔn)：以10000噸l-賴氨酸的生產(chǎn)為基準(zhǔn)。1）淀粉液工序的熱量衡算A.液化加熱蒸量淀粉液化時(shí)加熱需要消耗的蒸汽量（W）可下式計(jì)：蒸汽W CW 2 1蒸汽 Iλ式中，G為淀粉漿的重量，㎏/h；C為淀粉漿的比熱容，；；為液化溫度，℃；I為加1 222/35年產(chǎn)2噸賴酸的設(shè)計(jì)熱蒸汽的熱焓2738J/㎏﹙0.3Mpa的，363K時(shí)377kJ/㎏B.淀粉漿量G為連續(xù)液化，即每小時(shí)的處理量為24t/h，液化調(diào)漿時(shí)淀粉與水的比例10535關(guān)系為15淀粉漿量就為03.55h淀粉中淀粉的濃度為301086%100%10535淀粉漿的比熱容C可按下式計(jì)算：0 100 100 100CC01x0C水100x1.5524.64.1810024.60 100 100 100x式中C為淀粉的比熱容kJ/(㎏k)；為淀粉漿中淀粉的含濃0x；C為水的比熱容，kJ/(㎏k)水 C.蒸汽用量W蒸 2738377W105353.5390201102.㎏2738377滅酶用的蒸汽量W滅酶時(shí)需將液化液由90℃加熱蒸汽2273819至100℃，100℃時(shí)蒸汽的λ為419kJ/㎏，那么滅酶用的蒸汽量汽2105353.5310090160273819滅酶過程要求在20min內(nèi)使液化液由90℃加熱至100℃則60蒸汽的高峰用量為160.420481.㎏/h因此化過程的平均用蒸汽量為2.60.4h日蒸60為d為2613.hD.化液的冷卻水用量由100℃降溫至65設(shè)23/351h年產(chǎn)2噸賴酸的設(shè)計(jì)冷卻水口溫度是20℃，出水溫度是58.7℃，那么需要的冷卻水用量即為： W

33.3058.704.8每天的用水量為14t/2）液化液糖化過程的熱量衡算年產(chǎn)萬噸賴氨酸的工廠，按前面的計(jì)算日產(chǎn)含糖24%糖液1.09，其體積為211.097.8m3，糖化操作的周期是30h用100m3料75m3罐75 24：257.8304.只，取用75 24按生產(chǎn)上的流程使用板式換熱器使糖化（經(jīng)滅菌后由85℃降至60用二次水冷卻冷卻水的進(jìn)口度20溫度為45，其平均用水量為： 4h533.3505 4h生產(chǎn)上一般要求在2h內(nèi)把75m3糖液冷卻至40℃其高峰用水量為： 3452㎏/h249964 750001.09 3452㎏/h24由于每天同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的糖化罐有4.3303.4罐，每天冷卻水用量是：254（三）水的衡算糖化工水量：（1）配料用水量：年產(chǎn)萬噸賴氨酸的生產(chǎn)工廠日投工業(yè)24/35年產(chǎn)2噸賴酸的設(shè)計(jì)淀粉為72.22t，配的加是1用水是25t/d即(2)液化液冷卻水用量：前面已算出液化液冷卻水的用量是216.3t/d（3）糖化液冷卻水用量：前面已算得糖化液冷卻水用量是237.36t/d，高峰時(shí)用水量34.5t/h（三）設(shè)備的選擇規(guī)格、容設(shè)備名稱 材質(zhì) 臺(tái)數(shù)積Q235-A/生產(chǎn)設(shè)備 糖化罐 100m3 防腐 5板式換熱器 60m3 1Cr18Ni9 2蒸汽 25t/h電力 5400kw冷凍機(jī) 520kw動(dòng)力空氣壓縮機(jī) 60m3/min

8AS17 3L5.5-60/4 3涼水塔 300t/h L0 23）A發(fā)酵罐個(gè)數(shù)：25/35年產(chǎn)2噸賴酸的設(shè)計(jì)裝罐量為0.75，每個(gè)罐產(chǎn)賴氨酸200*0.75*0.9*0.13=17.55輔助時(shí)間為24h，發(fā)酵罐個(gè)數(shù)為50/17.55）*9=9取12個(gè)罐則種子作周期為36h，共需6個(gè)種子罐。單一設(shè)備結(jié)構(gòu)計(jì)算B發(fā)酵罐計(jì)算：（1）幾何計(jì)算：公稱容積為2003的發(fā)酵罐上封頭容積為16.4m3總?cè)莘e為2303。取罐高與罐徑比為2：1則785d2*h=197d=5.00m ；h=10.00）取罐內(nèi)壓p=0.5mpaz350mpan=2.θ=腐蝕裕度為c=0cm臂厚為p*d/（2*z/n*θp）+c=1.4cm非標(biāo)設(shè)備計(jì)算：（2）封頭的確定罐內(nèi)徑為5000mm，封頭為1300m頭體積16.m3高10+2*1.3=12.6m（3）發(fā)酵罐總?cè)莘e：230m3（4度（578.3/-16.40.8552=7.83m（5）攪拌槳葉形式和尺寸選用6彎葉器攪拌器直徑d=D/3=1.67；26/35年產(chǎn)2噸賴酸的設(shè)計(jì)攪拌器圓盤直徑2/dm彎曲槳葉玄長(zhǎng)d/4=1.67/4=0.42；彎曲槳葉高d/50.3m彎曲槳葉厚度12；彎曲槳率半徑：d/4*1.5=0.63m由于實(shí)際裝料量為0.629，取余量0.75，罐內(nèi)液體高h(yuǎn)=1.3+（172.5-16.4/0.785*5