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年产300吨极耐热木聚糖酶工厂设计(附件)

2021-05-13 15:10编辑: www.jxszl.com景先生毕设
木聚糖酶来历普遍,在生物界的每一个范畴都有很多触及,微生物来历的木聚糖酶是今朝开发利用的首要研究对象。用例如玉米芯、秸秆等废弃农作物作为诱导底物能高质量地利用自然资源从而降低生产成本,因此能极好地投入到工业生产中。本计划以一株高效表达木聚糖酶的巴斯德毕赤酵母菌为发酵菌株,以玉米芯、秸秆、麸皮等引诱底物,在适合的培育条件下对年产300吨极耐热木聚糖酶的发酵车间进行工厂设计。发酵工艺采用液态深层发酵工艺,通过一系列计算,最终选取总容积为10m3的小发酵罐6个,输送管直径为0.192m,封头短半轴为775mm,封头直边高度为125mm,搅拌桨直径为1.03m,罐厚为6.5mm,桨叶宽度为0.22m,箭叶厚度为,挡板需要4块,进料管为0.3193m,通风管为0.0638m,人孔为500mm,视镜为150mm等一系列数据。通过网上查找资料,确定生产木聚糖酶普遍适用的工艺流程,然后对普通木聚糖酶进行筛选得到具有特异性功能的极耐热木聚糖酶,然后利用CAD绘制带控制点的工艺流程图、车间布置图、管道布置图和关键设备图等设计所需要的图。关键词 木聚糖酶,液态深层发酵工艺,巴斯德毕赤酵母菌,发酵罐
目录
1 木聚糖酶简介 1
1.1 木聚糖酶的来源 1
1.2 木聚糖酶的性质 1
1.3 木聚糖酶的应用前景 1
2 巴斯德毕赤酵母菌的简单介绍 2
2.1 巴斯德毕赤酵菌发酵生产木聚糖酶过程中的主要影响因素 2
2.2 巴斯德毕赤酵母菌的优势与弊端 2
3 木聚糖酶发酵的工艺流程 2
3.1 巴斯德毕赤酵母菌的扩大培养 2
3.2 巴斯德毕赤酵母菌产木聚糖酶的生产发酵工艺 3
3.3 巴斯德毕赤酵母菌产木聚糖酶工艺流程 3
3.4 产酶条件优化 5
4 工艺计算 5
4.1 物料衡算 5
4.2 热量衡算 6
4.3 冷却水计算 7
5 发酵设备的设计与选型 7
5.1 输送设备的设计计算 7
5.2 发酵设备的计算 8
5.3 设备一览表 11
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6 发酵设备的布置 12
6.1 概述 12
6.2 生产车间布置的原则 12
6.3 管路的设计 13
6.4 公用工程 13
7 厂址选择与工厂总平面设计 13
7.1 厂址选择 13
7.2 总厂平面设计 14
8 清洁生产和末端治理 15
9 经济效益的核算 16
结 论 17
致 谢 18
参考文献 19
1 木聚糖酶简介
1.1 木聚糖酶的来源
木聚糖酶来源普遍,在生物界的每一个范畴都有很多触及,微生物来源的木聚糖酶是今朝开发的首要研究目标、利用的主要钻研对象。细菌和真菌主要以胞外酶的形式存在。黑曲霉、里氏木霉等真菌活力较高,大部分为胞外酶,利于酶蛋白的分离纯化与提取。
1.2 木聚糖酶的性质
细菌分泌的木聚糖酶蛋白质亚基布局简略,真菌分泌的木聚糖酶蛋白质亚基布局庞大。
1.3 木聚糖酶的应用前景
1.3.1 在食品行业的研究使用
木聚糖酶在食品行业的研究使用主要体现在保健食品的开发、谷物的酿酒、食品的烘焙制作等方面。在白酒酿造的过程中,如果添加木聚糖酶就能破坏植物组织本身存在的细胞壁,淀粉对植物原料的细胞壁进行充分发酵,可以提高谷物酿酒过程的效率,使酒精产量更高。β葡聚糖酶和木聚糖酶等酶的协同作用很好地处理了在啤酒发酵过程中出现的啤酒浑浊、口感辣嘴等酿造过程或多或少无法避免的问题。
1.3.2 在饲料工业的研究与应用
在饲料工业中,小麦、大米和其他植物材料常常被添加到饲料中,若在其中加入一定量的木聚糖酶能够降解植物细胞壁组织中的阿拉伯糖等糖类物质。木聚糖酶的应用可以减少饲料的品质损害,拓宽植物原料的使用范围,减少饲料配方的成本,降低动物的呼吸道疾病。
1.3.3 在造纸行业中的研究使用
从环保的角度讲,传统的造纸工艺使用氯来漂白纸浆,对环境造成了很大的污染。随着生物科技的发展,酶在各大行业中起着举足轻重的作用,在造纸过程中加入木聚糖酶,用木聚糖酶处理纸浆,可以在一定程度上减少具有漂白作用的氯的使用[1]。
2 巴斯德毕赤酵母菌的简单介绍
2.1 巴斯德毕赤酵菌发酵生产木聚糖酶过程中的主要影响因素
2.1.1 碳源对发酵过程的影响
菌体发展阶段通常采取的碳源是甘油,经由过程补料插手培养基,必要优化初始甘油浓度选择有用的补料比例。
2.1.2 氮源对发酵过程的影响
氮源为氨水,它调理巴斯德毕赤酵母菌产木聚糖酶过程中的pH值,其调试的NH4浓度对菌体发展、卵白表达和降解有着主要的影响。
2.1.3 温度对发酵过程的影响
跟着温度的上升,菌种的发展代谢和卵白表达速率会随着温度的升高而加快,但是温度过高会使菌体过早朽迈,下降卵白的表达量。在发酵的不同阶段要选择不同的温度,根据发酵产木聚糖酶的效率实行不一样的间歇发酵。一般菌体生长的最适温度为30℃左右。
2.2 巴斯德毕赤酵母菌的优势与弊端
优势:遗传稳定、表达率高、发酵工艺成熟等[2]
弊端:发酵周期长;遴选高产菌株价格贵使工厂设计花费较多
3 木聚糖酶发酵的工艺流程
3.1 巴斯德毕赤酵母菌的扩大培养
将能分泌木聚糖酶的巴斯德毕赤酵母菌加到大型种子罐中进行扩大培养,种子罐操作。本设计将巴斯德毕赤酵母菌经摇瓶培养后先后加到一级种子罐和二级种子罐中进性放大培养,再加到发酵罐中发酵,通过离心干燥筛分得到需要的固体产品。
本次设计的基本生产参数:
(1)温度范围:30±1℃。
(2)硫酸铵添加量:5Kg/m3。
(3)发酵罐压强:0.05MPa。

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