作品包括

Word设计说明书1份，共42页，约15000字

任务书一份

外文翻译一份

CAD版本图纸，共5张

摘要 

    洋葱假单胞菌脂肪酶对各种有机溶剂（醇等）、热、氧化剂、表面活性剂、去污

剂、蛋白酶等均有较好的抗性, 是目前在有机合成、洗涤剂添加剂、生物柴油合成中

应用得最为广泛的脂肪酶之一。

本题目的目的是设计一个年产量为10000吨脂肪酶的生产车间。设计内容主要包括生产工艺流程设计、工艺计算（物料衡算、蒸汽衡算、水衡算等）、设备的计算与选型、车间平面布置设计、经济利润概算等内容。最后确定以洋葱假单胞菌PCL-3为出发菌株，采用液体深层发酵法生产，再用沉淀粗提、离子交换层析、凝胶过滤层析、真空膜结晶、真空冷冻干燥等方法进行纯化分离，最终得到脂肪酶结晶制品。车间年蒸汽消耗量6.29×107 kg，年用水量1.12×107 t，年用电量3.32×107 kW•h，每年可以获利2.50亿元。

本设计包括：设计说明书1份、设计图纸5张。设计图纸包括：工厂总平面布置设计图、发酵车间总平面布置设计图（3张）、生产工艺流程图、发酵罐装配图。

    关键词：洋葱假单胞菌PCL-3，脂肪酶，车间设计

目    录

1 绪论 1

1.1 脂肪酶概述 1

1.2 微生物脂肪酶 1

1.3 脂肪酶的发酵生产 1

1.4 脂肪酶的分离纯化 4

2 生产工艺流程设计 5

2.1 生产方案 5

2.2 基本工艺流程图 5

2.3 工艺步骤 5

2.3.1 菌种活化 5

2.3.2 一级种子培养 5

2.3.3 二级种子培养 5

2.3.4 发酵 6

2.3.5 沉淀粗提取 6

2.3.6 离子交换层析 6

2.3.7 凝胶过滤层析 6

2.3.8 真空膜结晶 7

2.3.9 真空冷冻干燥 7

3 物料衡算 8

3.1 周期生产量计算 8

3.2 生产阶段液量计算 8

3.3 培养基物料量计算 9

4 设备的计算和选型 10

4.1 发酵罐的计算和选型 10

4.1.1 高径计算 10

4.1.2 封头参数计算 10

4.1.3 搅拌器参数的计算 10

4.1.4 壁厚 11

4.1.5 发酵罐个数确定 11

4.2 种子罐的计算和选型 13

4.2.1 高径计算 13

4.1.2 封头参数计算 13

4.1.3 搅拌器参数的计算 13

4.1.4 壁厚 14

4.1.5 种子罐个数确定 14

4.3 沉淀池的计算和设计 16

4.3.1 有效容积计算 16

4.3.2 最大流量计算 16

4.3.3 沉淀池表面积以及长宽深的计算 16

4.3.4 最大水平流速计算 16

4.3.5 水泵的选型 16

4.4 离子交换层析的计算和选型 17

4.5 凝胶过滤层析的计算和选型 17

4.6 超滤浓缩的设计和选型 18

4.6.1 超滤膜的选型 18

4.6.2 膜组件的选型 18

4.6.3 真实产水时间的计算 18

4.6.4 离子交换层析后超滤器的计算 19

4.6.4 凝胶过滤层析后超滤器的计算 19

4.7 真空膜结晶的计算和选型 20

4.7.1 膜面积计算以及膜组件选型 20

4.7.1 膜下游真空度 20

4.7.2 酶液流速 20

4.7.3 结晶器选型 20

4.8 真空冷冻干燥机组的计算和选型 21

5 蒸汽衡算 22

5.1 发酵罐培养基灭菌用蒸汽量 22

5.2 发酵罐空罐灭菌用蒸汽量 22

5.2.1 发酵罐体灭菌 22

5.2.2 填充发酵罐空间所用蒸汽量 22

5.2.3 灭菌过程的热损失 22

5.2.4 罐壁附着洗涤水升温的蒸汽消耗量 22

5.3 种子罐培养基灭菌用蒸汽量 23

5.4 种子罐空罐灭菌用蒸汽量 23

5.4.1 种子罐体灭菌 23

5.4.2 填充种子罐空间所用蒸汽量 23

5.4.3 灭菌过程的热损失 23

5.4.4 罐壁附着洗涤水升温的蒸汽消耗量 24

6 水衡算 25

6.1 配制培养基用水量 25

6.1.1 发酵罐培养基 25

6.1.2 种子罐培养基 25

6.2 发酵罐培养基灭菌用水量 25

6.3 种子罐培养基灭菌用水量 25

6.4 发酵用水量 25

6.5 离子交换层析用水量 26

6.5.1 层析前溶酶用水量 26

6.5.2 配制洗脱液用水量 26

6.6 凝胶过滤层析用水量 26

6.7真空膜结晶得水量 26

7 经济利润概算 27

7.1 年度销售额 27

7.2 人力资源成本 27

7.3 原料成本 28

7.4 蒸汽成本 29

7.5 用水成本 29

7.6 用电成本 29

7.6.1 发酵用电量 29

7.6.2 沉淀用电量 29

7.6.3 离子交换层析用电量 29

7.6.4 凝胶过滤层析用电量 30

7.6.5 超滤浓缩用电量 30

7.6.6 真空膜结晶用电量 30

7.6.7 真空冷冻干燥用电量 30

7.7 包装与储藏费用 31

7.8 行政及后勤费用 31

7.9 纳税成本 31

7.10 净利润计算 31

8 结论 32

参考文献 33

致谢 35

附录A 工厂总平面布置图 36

附录B 发酵车间总平面布置图 37

附录C 生产工艺流程图 40

附录D 发酵罐图 41

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