论文总字数：21959字

摘 要

赖氨酸是人和动物自身不能合成的一种氨基酸，必须从外界摄取，而植物中所含的各种赖氨酸很少，被称为植物中的第一限制性氨基酸。赖氨酸的生产方法主要有提取法、化学合成法、酶法和发酵法四种。其中发酵法是生产赖氨酸的主要方法，而发酵法又分为直接发酵法、添加前体发酵法两种。当今世界目前为止生产L-赖氨酸的主要方法有二步发酵法,直接发酵法,酶法。本文在此基础上对年产10000吨L-赖氨酸的发酵工艺流程做了详细的设计。

本文重点在于介绍用发酵法生产L-赖氨酸。通过对发酵工艺和影响发酵的多方因素进行详细比较，最终确定年产10000吨L-赖氨酸的发酵工艺流程：本次生产以葡萄糖为原料，采用直接发酵法，以糖类为发酵原料，采用黄色短杆菌诱发株为菌种，以通用的碳水化合物及其他营养素为培养基，经过发酵、过滤、中和、精制、干燥而得成品；并在设计中同时完成了发酵流程中的物料、能量和设备选型等一系列计算，进行了对厂房的合理布置以及平面的设计，顺利完成了发酵工段设计。

关键词：L-赖氨酸 发酵 工艺流程

Design of Fermenting L - lysine with a capacity of 10000 tons per year

Abstract

Lysine is an amino acid that is not synthesized by humans and animals themselves. It must be ingested from the outside world, and the various lysine contained in plants is very small, which is called the first restrictive amino acid in plants .Lysine production methods mainly include extraction, chemical synthesis, enzymatic and fermentation methods.The fermentation method is the main method to produce lysine, and the fermentation method is divided into direct fermentation and the addition of precursor fermentation.The main method of producing l-lysine in today's world is two-step fermentation, direct fermentation and enzymatic method.In this paper, the fermentation process of 10,000 tons of l-lysine is designed in detail.

This paper focuses on the production of l-lysine by fermentation.By fermentation and fermentation of various factors affecting the detailed comparison, finally determine the annual output of 10000 tons of L - lysine fermentation process: the production with glucose as raw material, adopts the direct fermentation, fermentation with sugar as raw materials, induced by yellow short bacillus strains were used, with a general carbohydrates and other nutrients as culture medium, after fermentation, filtration, neutralization, refining, drying and finished products;Meanwhile the design was completed by the fermentation process of material, energy and equipment type selection and a series of calculation, the reasonable layout of factory building and the design of the plane, successfully completed the fermentation section in design.

Key Words: L-lysine;Fermentation;Process

目 录

摘 要............................................................................................................................................ I

Abstract II

目 录 III

第一章 设计概述 6

1.1 项目概述 6

1.1.1 项目名称 6

1.1.2赖氨酸的产品特性及生产时间 6

1.2 L-赖氨酸产品标准及本工段设计的主要任务 6

1.2.1 L-赖氨酸硫酸盐的企业标准 6

1.2.2本工段主要任务 7

第二章 L-赖氨酸发酵工艺对比 8

2.1 不同种类发酵工艺对比 8

2.1.1生产方法—两步发酵法 8

2.1.2生产方法二直接发酵法 8

2.1.3生产方法三酶法 8

2.2 发酵影响条件的研究 9

2.2.1发酵产率影响因素 9

2.2.2生产过程注意事项 9

2.3 工艺流程总结 9

第三章 L-赖氨酸发酵的工艺流程简述 10

3.1L-赖氨酸发酵的工艺流程简述 10

3.1.1斜面培养 10

3.1.2 一级种子罐培养流程 10

3.1.3二级种子罐培养流程 11

3.1.4发酵罐培养流程 11

第四章 物料衡算 13

4.1 生产能力计算 13

4.1.1物料衡算的作用 13

4.1.2相关生产参数的确定 13

4.2 葡萄糖转化为赖氨酸的化学方程式 14

4.3 物料衡算 14

4.3.1发酵罐物料衡算 14

4.3.2二级种子罐物料衡算 15

4.3.3一级种子罐物料衡算 16

第五章 能量衡算 18

5.1 发酵过程中蒸汽消耗量的计算 18

5.1.1 一级种子罐灭菌处理蒸汽消耗量相关能量衡算过程 18

5.1.2二级种子罐灭菌处理蒸汽消耗量相关能量衡算过程 19

5.1.3发酵罐灭菌过程所需蒸汽量能量衡算 20

5.2发酵过程中冷却水消耗量的计算 21

5.2.1 一级种子罐进行灭菌处理操作所耗费冷却水能量衡算 21

5.2.2二级种子罐进行灭菌处理操作所耗费冷却水能量衡算 22

5.2.2发酵罐进行灭菌处理操作所耗费冷却水能量衡算 23

第六章 设备选型 24

6.1 发酵罐的设备选型 24

6.1.1发酵罐的体积和数量 24

6.1.2发酵罐尺寸的设计 25

6.2 二级种子罐的设备选型 26

6.2.1二级种子罐体积和数量 26

6.2.2二级种子罐尺寸的设计 26

6.3 一级种子罐的选型 27

6.3.1一级种子罐的体积和数量 27

6.3.2一级种子罐尺寸的设计 27

6.4空气压缩机的选型 28

6.4.1发酵罐空气压缩机的选型 28

6.4.2二级种子罐空气压缩机的选择 28

6.4.3一级种子罐空气压缩机的选择 29

6.5 换热器的选型 29

6.5.1 发酵过程换热器的选型 29

6.5.2 二级种子液发酵过程换热器的选型 30

6.5.3 一级种子液发酵过程换热器的选型 31

第七章 工厂设计和厂址选择 32

7.1厂址的选择 32

7.1.1厂址选择的依据 32

7.2 厂房的设计 32

7.2.1厂房外部布局 32

7.2.2 厂房内部布局 32

7.2.3厂房宽度和跨度 33

7.2.3厂房高度 33

7.3 发酵段的装置分布 33

7.3.1发酵罐的分布 33

7.3.2换热器的布置 33

展 望 34

致 谢 35

参考文献 36

主要设备一览表 37

附图一：物料衡算和能量衡算图 38

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