万吨α淀粉酶生产车间的设计

万吨α淀粉酶生产车间

的设计

公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]

8万t/a α-淀粉酶生产车间的设计

摘要：本设计为年产80,000t α-淀粉酶的工厂设计，其通过枯草杆菌液体深层发酵、沉淀法提取达到分离纯化出菌体中α-淀粉酶的目的。本设计分别对α-淀粉酶的性质、用途、工艺流程及生产原理都做了相关的阐述，并对有关的物料和热量也作了相应的衡算，以及对标准设备的选型和计算，还对工艺指标、安全问题和环境保护都做了详细的阐述。通过设计得出结论：年产8万吨α-淀粉酶发酵工厂，共有18个500m3发酵罐，每月均放罐180罐，发酵周期为72小时，总提取率为82%，理论α-淀粉酶产量为吨/罐，实际α-淀粉酶产量为吨/罐。每月应投入生产总成本为3993万元，根据目前市场价格，年利润为万元。

关键词：α-淀粉酶；工厂设计；效益分析；发酵；发酵罐

Plant Design of Sixty thousand t/a α-Amylase

Abstract:This project is designed by a factory which produces 60,000t α-Amylase a achieves the aim of filtration and purification of the α-Amylase by using the deep ferment of hay bacillus and settling design not only respectively illustrate the

quality,use,technological process and production principle but also make a materials and heat balance,the type selection and calculation of the standard equipment,further more,illustrate the technic

index,the problem of security and the environmental protection made through the design:fermentation factory of 60,000t α-Amylase a

year,it contains 35 fermentor of 500m3,The monthly discharge of liquid enzyme is 175 fermentors,The fermentation time is 120 hours,The

recovery of liquid enzyme is 80%,The theoretic output is per fermentor, while the virtual output is per should monthly take the total product cost as million yuan,the annual return is million yuan, according to the current market price.

Keywords:α-Amylase; Plant design; Profit analysis; Ferment; Fermentor

1 前言

毕业设计是普通高校本科教育的最后一个环节，也是最重要的一个环节，是

理论知识和实际应用相结合的重要措施。本设计为年产60,000t α-淀粉酶的工

厂设计，其通过枯草杆菌液体深层发酵、沉淀法提取达到分离纯化出菌体中α-

淀粉酶的目的。

所有的生物体在一定的条件下都能产生多种多样的酶。因此，人们可以采用

适宜的菌种，在人工控制条件的生物反应器中生产各种所需的酶。酶的生产方法

主要有提取分离法、生物合成法和化学合成法等。生物合成法是在人工控制条件

的生物反应器中，通过微生物细胞的生命活动合成所需的酶的方法，是当今应用

最广泛的方法。

淀粉酶是水解淀粉酶和糖原酶类的统称，广泛存在于动植物和微生物中。淀粉酶(amylase)一般作用于可溶性淀粉、直链淀粉、糖元等，根据作用方式可分为α-淀粉酶与β-淀粉酶。α-淀粉酶(α-amylase) 又称为液化型淀粉酶，它作用于淀粉时，随机地从淀粉分子内部切开α-1，4糖苷键，使淀粉水解生成糊精和一些还原糖，所生成的产物均为α-型，故称为α-淀粉酶。α-淀粉酶广泛分布于动物（唾液、胰脏等）、植物（麦芽、山萮菜）及微生物。此酶既作用于直链淀粉，亦作用于支链淀粉，无差别地切断α-1，4链。因此，其特征是引起底物溶液粘度的急剧下降和碘反应的消失。最终产物在分解直链淀粉时以麦芽糖为主，此外，还有麦芽三糖及少量葡萄糖。另一方面在分解支链淀粉时，除麦芽糖、葡萄糖外，还生成分支部分具有α-1，6键的α-极限糊精。一般分解限度以葡萄糖为准是35-50％，但在细菌的淀粉酶中，亦有呈现高达70％分解限度的（最终游离出葡萄糖）。

淀粉酶最早实现了工业生产并且迄今为止是用途最广、产量最大的一个酶制剂品种。特别是六十年代以来，由于酶法生产葡萄糖，以及用葡萄糖生产异构糖浆的大规模工业化，淀粉酶的需要量越来越大，几乎占整个酶制剂总产量的50%以上。在淀粉类食品的加工中a-淀粉酶得到了广泛的应用，现在国内外葡萄糖的生产绝大多数是采用淀粉酶水解的方法。酶法生产葡萄糖是以淀粉为原料，先经a-淀粉酶液化成糊精，再利用糖化酶生成葡萄糖。淀粉酶也在生活中广泛应用，用于餐厅洗碗机的洗涤剂，去除难溶的淀粉残迹等。此外还广泛应用于纺织品的褪浆，其中细菌淀粉酶能忍受100～110℃的高温操作条件。由于α-淀粉酶应用广泛，产量日益增加，本设计主要是进行年产60,000t α-淀粉酶的工厂设计。