年产3000吨的L丙氨酸的全厂设计.doc

年产3000吨的L-丙氨酸的全厂设计 绪论 生物工程工厂是一项政治、经济和技术紧密结合，政策性很强的综合性工作。 生物工程产业是国民经济中的重要部门。为了实现把我国建设成社会主义现代化强国的宏伟目标，根据国民经济的发展规划，生物工程产业的生产规模、产品、产量和品种将有一个较大的发展。在生物工程产业的基本建设战线上，工程设计发挥着重要的作用。新建、改建和扩建一个工厂，均离不开设计工作。在科学研究中，从小试、中试以及工业化生产，都需要与设计有机结合，进行新工艺、新技术、新设备的开发工作。因此，设计工作是把科学技术转化为生产力的一门综合性科学。它是扩大再生产，更新改造原有企业，增加产品品种，提高产品质量，节约能源和原材料，促进国民经济和社会发展的重要技术经济活动的组成部分。 本设计主要以实习厂安徽华恒生物工程有限公司（合肥）的相关信息为参照模板，设计年产3000吨L-丙氨酸的发酵工厂，发酵工艺采用好氧液体深层发酵，通气式培养，发酵罐采用搅拌式发酵罐，传热装置为夹套。发酵液采用实罐灭菌（实消），原始菌种德阿昆哈假单胞杆菌，甘油法保存，利用德阿昆哈假单胞杆菌的生长代谢产生的天冬氨酸-β-脱羧酶，对流加投入的L-天门冬氨酸作为底物进行脱羧，即得到产品L-丙氨酸。 本发酵工厂初步设计主要完成工艺流程选择、工艺计算、车间布局及辅助工程等方面的初步设计，并采用CAD完成“生产工艺流程图”、“车间布置图”、“全厂总平面布置图”等相关图纸 第一章L-丙氨酸的概述 1.1、L-丙氨酸 分子式：C3H7NO2 分子量：89.09 结构式：CH3CH(NH2)COOH CAS编号：【56-41-7】 1.2、产品性状 白色无臭结晶性粉末。有特殊的甜味，香度约为蔗糖的70%，200℃以上开始升华，熔点297℃（分解）。化学性质稳定，易溶于水（17%25℃）。微溶于乙醇，不溶于乙醚，5%水溶液的PH值5.5-7.0。 理化性质 优级 一级 含量/% 透光率/% 比旋光度[α]20D 干燥失重/% 重金属（以Pb计）/(mg/kg) 砷（以As2O3计）/(mg/kg) 铵盐（以NH4+计）/% 98.5 ≥98 +14.3°~+15.2° ≤0.2 ≤10 ≤1 ≤0。02 ≥98.0 ≥95 +14°~+15.5° ≤0.25 ≤10 ≤1 1.3、产品的用途 L-丙氨酸在医药上用途很广，是合成VB6、氨基丙醇（盐酸左氧氟沙星的重要中间体）、安脲尿通（前列腺炎治疗药物）的重要原料，是各种氨基酸制剂的主要成分。 L-丙氨酸在食品方面的用途主要表现为： 增加化学调味的调味效果，对于核酸类的调料，约加为其3-5倍可增加其调味效果。 改善有机酸的酸味，加入有机酸量的1-5%能改善冰醋酸、丁二酸、富马酸、柠檬酸、酒石酸的酸味，使酸味接近自然味道。 改善人工甜味剂，添加人工甜味剂的1-10%后能缓和甜味，回味好。 对腌制品的效果：添加食盐量的5-10%能够入味早、缩短腌制时间。 醇类饮料加入丙氨酸后，可使得其味道淳厚，而且能防止啤酒和发泡酒的老化，减少酵母气味。 在酒类和蛋黄酱中加入1-2%的丙氨酸，有防止氧化效果。 对粕制品、酱油。腌制品添加2-3%能改善其味道。 1.4、L-丙氨酸的生产研究 L-丙氨酸又名L-α-氨基丙酸, 是一种非必需氨基酸。它的开发较晚, 80年代初才在日本工业化生产。随着对L 2丙氨酸不断研究和开发, 在医药、食品等行业的应用不断扩大, 并有日益增长的趋势。我国在80年代末有小批量生产, 工业化生产才刚刚起步。 1.4.1、L-丙氨酸的生产 L—丙氨酸制备经历了由蛋白水解提取法、发酵法到酶法(固定化细胞法或游离整体细胞法)的过程。现在工业化生产的方法就是酶法转化, 即通过富有L-天冬氨酸-β-脱羧酶活力的微生物(如Pseudomonas dacunhae 等) 细胞催化L-天冬氨酸而得到的, 而L-天冬氨酸则可通过固定化Es-cherichia Coli 高效地催化富马酸铵而制得。其中日本多采用固定化细胞法, 而我国大部分采用游离整体细胞法。 1.4.2、生产L-丙氨酸的菌种 Pseudomonas dacunhae——德阿昆哈假单孢菌; Brevibacterium flavum——黄色短杆菌; Clostridium perfringens——产气荚膜梭菌; Desulfovib riodesu lfuricans——脱硫脱硫孤菌; Norcardia globerula——小球诺卡氏菌; Acetobacter SP——醋杆菌; Achromobacter SP——无色杆菌; Alcaligenes faecalis——粪产碱菌; Arthrobacter——节杆菌; Paracoccus furiosus——