完整版年产5000吨糖化酶发酵车间设计doc.docx
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完整版年产5000吨糖化酶发酵车间设计doc
南阳理工学院
本科生毕业设计
学院（系）：
生物与化学工程学院
专业：
生物工程
学生：
*******
指导教师：
李慧星
完成日期2010年5月
南阳理工学院本科生毕业设计
年产5000吨糖化酶发酵车间设计
Thedesignofannualoutputof5000tonsofglucoamylase
fermentationfactoryworkshop
总计：
毕业设计（论文）28页
表格：
5个
插图：
1幅
年产5000吨糖化酶发酵车间设计
南阳理工学院本科毕业设计
年产5000吨糖化酶发酵车间设计
Thedesignofannualoutputof5000tonsofglucoamylase
fermentationfactoryworkshop
学院（系）：
生物与化学工程学院
专
业：
生物工程
学生姓名：
郭留洋
学
号：
*****
指导教师：
******
评阅教师：
完成日期：
2010年5月
南阳理工学院
NanyangInstituteofTechnology
年产5000吨糖化酶发酵车间设计
年产5000吨糖化酶发酵车间的工艺设计
生物工程专业郭留洋
【摘要】糖化酶是工业生产的主要酶制剂之一，广泛用于酿酒、葡萄糖、果葡糖浆、抗菌素、乳酸、有机酸、味精、棉纺厂等各方面。
本设计以玉米淀粉
为主要原料，利用黑曲霉，采用机械搅拌通风罐进行发酵生产，完成生产5000吨糖化酶发酵车间工艺设计，通过工艺流程设计、工艺衡算、设备选型和车间
布置设计，设计出生产5000吨糖化酶发酵车间采用3个75m3发酵罐和3个6m3种子罐等，并依据生物工程工厂车间布置原则，对发酵罐车间进行合理布置，绘制了工艺流程图和车间布置图，工艺设计的结果为糖化酶的生产提供一定参考。
【关键字】糖化酶工厂设计深层发酵黑曲霉
-1-
年产5000吨糖化酶发酵车间设计
TheDesignofAnnualOutputof5000Tonsof
GlucoamylaseFermentationFactory
Workshop
Abstract：
Glucoamylaseisthemainenzymeofindustrialproductionwhichis
widelyused
inwine,
glucose,
fructose
syrup,
antibiotics,
lactic
acid,
organic
acid,monosodium
glutamate,
cottonandsoon.
Thedesignusecornstarchasmainrawmaterial,usingAspergillumsNiger,and
applymechanicalventilation
itthatcanbefermentedproduction.Thisindustrialworkshopdesign
cancompletetheprocessofindustrialdesign,theaccounting,equipmentselectionfacilitylayout
design.
This
workshop
can
make
production
of5,000tonsofglucoamylase
fermentationusing
three75m3and3basedfermentationtank6m3seedsetandsoon,Thefermentationplanthasa
reasonablelayoutwhichaccordingtothefactoryworkshop
’slayoutof
bio-engineeringprinciples,
Withdrawing
a
flow
chart
and
workshop’s
layout,
the
result
of
industrial
design
providea
referencetotheproductionofglucoamylase.
Keywords：
GlucoamylasePlantDesign
FermentationAspergillusNiger
-2-
年产5000吨糖化酶发酵车间设计
1前言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
1..
1.1
糖化的介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
...1
1.2
糖化的用状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
...1
1.3
糖化在国内外的研究展及前景⋯⋯⋯⋯..⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.1
1.4
内容及意.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
3
2本⋯..⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
5..
2.1
糖化生中所用黑曲霉的特性⋯⋯⋯⋯⋯..⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.5
2.2
菌种培养工⋯⋯⋯...⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
5
2.2.1
菌种活化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6
2.2.2
一种子培养⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6
2.2.3
二种子培养⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6
2.3
工算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
6...
2.3.1
工技指及基数据⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.6
2.3.2
酵工流程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.8
2.3.3
物料衡算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.8
2.3.4
量衡算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.10
2.3.5
水平衡的算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
13
2.3.6
无菌空气用量的算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
14
2.4
的与型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
14...
2.4.1
酵罐的与型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.14
2.4.2
种子罐的与型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯.17
2.5
布置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯...18
2.5.1
布置的目的和重要性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.18
2.5.2
布置的有关技要求和参数⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯19
2.5.3的安全距离⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.19
2.5.4
布置原⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...20
3⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
...⋯⋯⋯⋯⋯⋯...21
参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
.22
致⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.23
-3-
年产5000吨糖化酶发酵车间设计
1前言
1.1糖化酶的简介
糖化酶又称葡萄糖淀粉酶，糖化酶是一种习惯上的名称,学名为α-1,4-
葡萄糖水解酶。
糖化酶是由曲霉优良菌种（Aspergilusniger）经深层发酵提
炼而成。
糖化酶，又称葡萄糖淀粉酶[Glucoamylase,（EC.3.2.1.3.）]它能把淀
粉从非还原性未端水介a-1.4葡萄糖苷键产生葡萄糖，也能缓慢水解a-1.6
葡萄糖苷键，转化为葡萄糖。
糖化酶随作用的温度升高而活力增大，超过65℃，
又随温度升高而活力急剧下降，糖化酶最适作用温度是60℃，最适作用PH值
在4.0-4.5左右。
糖化酶广泛用于生产白酒、黄酒、酒精、啤酒、乳酸钙作糖化
剂，用于以葡萄糖作发酵培养基的各种抗生素、有机酸、氨基酸、维生素的发酵，也可用于分解低聚糖，糖化酶还大量用于生产各种规格的葡萄糖。
总之，凡对淀粉、糊精、低聚糖进行酶水解的工业上，都可适用。
1.2糖化酶的应用现状
我国食品深加工企业近几年发展很快，随着啤酒、白酒、酒精等项目的增多，糖化酶、淀粉酶等生物酶的需求量随之增大。
糖化酶又称葡萄糖淀粉酶，糖化酶广泛应用于酒精、淀粉糖、味精、抗菌素、柠檬酸、啤酒等工业生产中；用于以葡萄糖做发酵培养基的各种抗生素、维生素的发酵等。
糖化酶无任何毒副作用。
淀粉酶一般作用于可溶性淀粉、直链淀粉、糖元等．1，4一葡聚糖，水解一1，4．糖苷键的酶。
根据作用的方式可分为淀
粉酶与p一淀粉酶。
淀粉糖是我国食品工业的重要原料，是人们日常消费食糖的
有益补充。
酶制剂被允许进入淀粉糖行业并全面生产新产品后，淀粉糖行业从此
发生了翻天覆地的变化。
糖化酶在淀粉糖工业中的应用有广阔的市场前景和发
展。
1.3糖化酶在国内外的研究进展及前景
糖化酶也是工业上应用最广泛的酶类之一,我国生产糖化酶已有20多年历
史,作为葡萄糖生产及发酵工业的重要酶种,其产量占全国酶制剂产量的60%
以上且产销量逐年递增。
除了利用糖化酶水解淀粉为葡萄糖而用于制糖业外,
现在人们越来越多地开发糖化酶的新型用途,糖化酶在酿酒工业中也有广泛的
应用[1],传统白酒生产用曲的微生物是依靠自然界带入的,其糖化力较低,耐酸耐
热性都较差。
糖化酶作用的pH范围为3.0～5.5,最适作用范围为
4.0～4.5,这
使得白酒酿造过程中酸度不断增加,适宜发酵。
糖化酶的应用,使粮醅入酵后发酵升温快,升温幅度大,提高原料的出酒率,缩短发酵周期,降低生产成本[2]。
在
-4-
年产5000吨糖化酶发酵车间设计
食用醋生产中,应用TH2AATY和糖化酶,可以解决企业自制酒母质量不稳定和夏季高温等生产难题,使食用醋生产正常进行,它不仅降低了原材料的消耗,减轻了工人的劳动强度,而且显著提高了淀粉利用率和出醋率,具有较好的经济效
-5-益。
固定糖化酶应用于糖结晶过程,可以提高糖的产出率,糖化酶将会被应用于更为广阔的空间。
国内外对糖化酶的研究集中在开发复合糖化酶制剂及其应用上，而对于菌种的选育，Novo公司自上世纪90年代以来已利用基因工程技术构建了性能优异的工程菌并应用于生产，将酶活力大幅度地提高．自1994年以来，无锡酶制剂
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