毕业设计年产吨赖氨酸车间工业设计.docx

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河 北 工 业 大 学 城 市 学 院

毕业设计说明书

作者：

苏明超学号：

074433学院：

化工学院 系（专业）：

生物工程 题目：

年产7000吨L-赖氨酸发酵车间工艺设计

指导者：

王海鸥 讲师

（姓名） （专业技术职务）

评阅者：

（姓名） （专业技术职务）

2011年 06月09日

毕业设计中文摘要

题目：

年产7000吨L-赖氨酸发酵车间工业设计

摘要：

本设计选题是对年产7000吨100%赖氨酸工厂的发酵车间和空气灭菌车间的工艺设计。

本设计采用双酶法糖化、二次流加糖的赖氨酸发酵、等电点提取和结晶景致的工艺技术。

本次设计中本组人员按照《氨基酸工业手册》和国家相关标准以及工厂实习中采集的数据进行了初步设计，并绘制了车间管道仪表流程图、车间平立面布置图、主要设备装配图以及管道布置图，并对车间产生的三废的处理提出了一些可行性方案，为建厂投产提供了较为详细的图纸和说明书。

关键词：

赖氨酸 发酵 灭菌 工业设计

Title

output

毕业设计外文摘要

ThedesignoftheL-lysinefermentationWorkshopwith

7000t/a

Abstract

Thisdesignchoiceisa100%purityproductioncapacityof7000tonsofL-lysineperyearfermentationfactoryworkshopandairsterilizationprocessdesignworkshop.Thedesignusesadual-enzymaticglycation,secondaryflowoftheglutamicacidfermentationofsugarandisoelectricpointofviewofextractionandcrystallizationtechnology.Thedesignteaminaccordancewiththe《AminoacidsIndustrialManual》andnationalstandards,aswellasfactorytrainingindatacollectionconductedapreliminarydesign,andrenderingtheplantinstrumentationpipeflowdiagram,workshoplayoutlevelelevation,andtheassemblyofmajorequipmentpipelayout,andworkshopsdealingwiththewastegeneratedbyanumberoffeasibleoptionsfortheplantputintooperationtoprovideamoredetaileddrawingsandspecification.

Keywords：

lysinefermentationsterilizationIndustrialDesign

目次

1绪论 5

1.1赖氨酸的发展历史 5

1.2赖氨酸的发展现状 5

1.3赖氨酸的名称和性质 6

1.4赖氨酸的应用 6

1.5我国赖氨酸发展趋势与对策 7

2赖氨酸的生产原理 9

2.1生产原理 9

3空气净化车间和发酵车间工艺流程叙述 12

3.1空气净化车间 12

3.2发酵车间 12

4工艺计算 17

4.1生产过程总物料衡算 17

4.2能量衡算 22

4.3发酵车间无菌空气消耗量 26

5设备选型 28

5.1发酵罐设计 28

5.2其它设备选型 37

5.3空气分过滤器 41

5.4液体输送设备选型 43

5.5管路计算 45

5.6发酵车间设备一览表 46

6发酵条件的控制 47

6.1发酵过程pH值的控制 47

6.2发酵过程温度的控制 47

6.3发酵过程压力控制 47

6.4其它条件控制 47

7三废的处理 48

7.1废气的处理 48

7.2废水的处理 49

7.3废渣的处理 49

7.4噪音处理 49

结论 50

参考文献 51

致谢 52

1绪论

本课题研究或解决的问题为：

掌握赖氨酸的性质、作用、生产方法，确生产方案、生产流程；对赖氨酸生产进行工艺计算（料衡算、能量衡算、设备选等）；绘制赖氨酸生产工艺管道仪表流程图、设备装配图、平立面布置图、管道布置图等施工图。

通过入厂毕业实习，我们基本掌握了赖氨酸生产工艺流程，通过翻阅大量相关书籍和外文文献，掌握了赖氨酸的性质、作用、生产方法和生产设备，提高了自己专业外语翻译能力。

在老师的指导下已基本完成了毕业实习报告、外文文献翻译、工艺设计计算和生产工艺管道仪表流程图的绘制，达到任务书的要求标准。

1.1赖氨酸的发展历史

1889年德莱赛尔（Drechsel）首先用酸水解酪素，经分离赖氨酸后，在不含氯化物的水解液中加入硝酸银，得到碱性物质其组成为

C6H13N3O2·AgNO3·HNO3 ，其后被证实为赖氨酸与精氨酸的混合物。

1891年弗雪（Fisher）及德莱赛尔分别自干酪素水解液中得到纯的赖氨酸化合物

C6H14N2O2·C2H5OH·H2PtCl6。

1902年弗雪及韦格特（Weigert）确定了赖氨酸的化学式为C6H14N2O2。

赖氨酸因含有两个氨基和一个羧基，所以是一种碱性氨基酸。

1.2赖氨酸的发展现状

近几年我国赖氨酸产能高速增长，从2001年不足5万吨/年增长到2005年的

57万吨/年（有效生产能力达51万吨/年），成为世界最大的赖氨酸生产国。

目前国内主要赖氨酸生产企业有长春大成实业集团公司、川化味之素有限公司、泉州大泉赖氨酸有限公司、山东金玉米生化有限公司、安徽丰原生物化学股份有限公司等14家企业。

赖氨酸产能、产量迅速扩张中国赖氨酸产业起步于20世纪

90年代初，赖氨酸总生产能力为l万多吨。

近10多年来，饲料添加由于看好赖

氨酸市场发展的巨大空间，很多企业纷纷进入赖氨酸行业。

2006年赖氨酸产量已超过32万吨（以98.5%计）。

2005中国赖氨酸进口量比2004年减少40%，使一些国外的赖氨酸产品逐渐退出中国市场。

中国赖氨酸近几年正在积极地走入国际市场，参与国际竞争；2005年,中国向世界其它国家和地区出口赖氨酸6.46万吨，历年来首次超过了赖氨酸的进口量。

2006年,赖氨酸出口量达到14.3万吨，出口量增长121.43%。

主要出口到荷兰，占我国赖氨酸出口总量的26%。

我国赖氨酸主要是从吉林出口。

2006年我国进口赖氨酸2.48万吨，同比减少54.43%。

主要从韩国、美国、泰国和巴西进口，占我国赖氨酸进口总量的95%。

我国进口赖氨酸的省份主要是广东，占我国赖氨酸进口总量的30%以上。

1.3赖氨酸的名称和性质

1.3.1赖氨酸简介

1.名称：

lysine

2.缩写：

Lys

3.化学结构简式为：

H2NCH2CH2CH2CH2CH（NH）2COOH

1.3.2赖氨酸的理化性质

本品白色或近白色自由流动的结晶性粉末。

几乎无臭。

263-264℃熔化并分解。

通常较稳定，高温度下易结块，稍着色。

相对湿度60%以下时稳定，60%以上则生成二水合物。

与维生素C和维生素K3共存则着色。

碱性条件及直接与还原糖存在下加热则分解。

易溶于水（40g/100ml,35℃）,水溶液呈中性至微酸性，与磷酸、盐酸、氢氧化钠、离子交换树脂等一起加热，起外消旋作用。

赖氨酸为必需氨基酸，如缺乏则引起蛋白质代谢障碍及功能障碍，导致生长障碍。

赖氨酸为碱性必需氨基酸。

赖氨酸是人体必需氨基酸之一，能促进人体发育、增强免疫功能，并有提高中枢神经组织功能的作用。

由于谷物食品中的赖氨酸含量甚低，且在加工过程中易被破坏而缺乏，故称为第一限制性氨基酸。

1.4赖氨酸的应用

1.4.1赖氨酸在医药上的应用

氨基酸是构成蛋白质的基本单位，是合成人体激素、酶及抗体的原料，参与人体新陈代谢和各种生理活动，赖氨酸是人体必需氨基酸，在各种氨基酸输

液配方中基本上都有。

赖氨酸还可作为利尿药的辅助治疗剂，治疗因血中氯化物减少所致的铝中毒；可与酸（如水扬酸）作用生成盐，以减轻不良反应；与蛋氨酸合用能抑制重高血压病；同时赖氨酸也是优良的血栓预防剂。

近年来研究发现，赖氨酸对营养不良、乙型肝炎、支气管炎病有一定疗效；赖氨酸与亚铁化合物一起治疗贫血，效果显著。

据国外报道，将赖氨酸加入四环素中，可以消除四环素在治疗中的副作用。

1.4.2赖氨酸在食品上的应用

1.食品营养强化剂

赖氨酸是人体第一限制性氨基酸，即人类食品中最为缺乏的一种氨基酸，它是合成大脑神经再生性细胞和其它核蛋白以及血红蛋白等重要蛋白质所需的氨基酸，当食物中赖氨酸含量不足时，就会限制其它氨基酸的利用。

营养专家认为，若在食物中添加1g 赖氨酸，就相当于增加10g可利用的蛋白质，儿童食用添加了赖氨酸的食物，其智力发育、体格发育、血浆蛋白的含量以及对疾病的免疫力等均比较高。

年老体弱者的食物中添加少量赖氨酸，可明显增加胃蛋白酶的分泌，使食欲增加。

人体在不同生长阶段对赖氨酸的需求量为幼儿99mg/kg，儿童44mg/kg，成人12mg/kg。

目前世界上许多国家普遍将赖氨酸加入大米、面条、罐头、啤酒、饼干及营养型软饮料中，深受消费者欢迎。

2.赖氨酸在食品保鲜防腐中的应用

（1）ε-聚赖氨酸和甘氨酸混合能延长牛奶保质期。

（2）对方便米饭和快餐食品等提高保存期。

（3）聚赖氨酸与大蒜为主要原料混合制成食品防腐剂。

这种食品防腐剂使用时加入食品中或喷淋到食品表面，均具有显著的抗菌防腐作用，能杀死或抑制食品内部或表面的致病微生物。

1.4.3赖氨酸在饲料上的应用

畜牧业使用赖氨酸已获得显著效果。

畜禽的幼小动物对赖氨酸需求量较高，在其饲料中添加赖氨酸，能增进食欲，促进生长。

畜禽饲料中未被利用的赖氨酸含量比较低的饲料源，添加赖氨酸后可有效利用。

在动物的成长阶段添加赖氨酸，可以降低原料成本。

1.5我国赖氨酸发展趋势与对策

1.5.1我国赖氨酸发展趋势

目前，国际市场上赖氨酸的需求强劲，年需求量约为25-30万吨，并以每年10%左右的速度增长，市场销售总额每年达6.5亿美元。

过外的厂商，如美国 ADM公司、日本味之素集团正在纷纷扩大生产。

虽然在目前赖氨酸的消费结构中，中国赖氨酸产业起步于20世纪90年代初,近10多年来，用赖氨酸的市场需求急速增长，拉动了生产，使产量有了飞速发展。

2000年，大成集团

1.5万吨赖氨酸厂建成投产，到2006年，仅大成集团的赖氨酸产量已超过25万

吨，其中国内销售量约为20万吨。

2006年中国赖氨酸进口量比2005年减少40%，一些国外的产品逐渐退出中国市场。

近几年，国产赖氨酸的消费量已经超过进

口。

2005年，中国赖氨酸市场发生的很大变化，市场总量为32.46万吨，比

1999年4.87万吨平均增长速度为3.94万吨/年，平均增长