论文总字数：20208字

摘 要

N-烷基-1-脱氧野尻霉素一种生物碱类化合物,最初是在一些植物和以此类植物为食物的蛾类动物体内检测到的，可以抑制α-葡萄糖苷酶发挥作用，对人体内糖分的转化起到抑制作用，是治疗糖尿病的有效成分，此外还具有抗肿瘤和抗病毒活性。

本文的主要任务为N-烷基-1-脱氧野尻霉素生产线的生物转化车间的工艺设计。通过对生物转化的各种工艺进行仔细对比，最终选取最佳的工艺路线，具体工艺流程为：筛选优质氧化葡萄糖酸杆菌，通过斜面培养、一级种子罐、二级种子罐培养、发酵罐放大培养得到菌种，再经过0.85%的生理盐水清洗之后得到静息细胞，在转化罐中与底物葡甲胺、N-羟乙基葡萄糖胺进行催化转化得到最终产品，并套用一次氧化葡萄糖酸杆菌，以此降低生产成本。然后进行相关的物料衡算、能量衡算，以此来选择合适的设备，并对转化车间进行设计。

关键词：N-烷基-1-脱氧野尻霉素 氧化葡萄糖酸杆菌 微生物转化法

Process design for the production line of 5 tons of N-alkyl-1-deoxynojirimycin (biotransformation workshop)

Abstract

N-alkyl-1-deoxynojirimycin An alkaloid compound originally detected in some plants and moths that feed on such plants, inhibiting the action of α-glucosidase, The conversion of sugar in the human body acts as an inhibitory agent, is an effective component for the treatment of diabetes, and has antitumor and antiviral activity.

The main task of this paper is the process design of the biotransformation workshop of the N-alkyl-1-deoxynojirimycin production line. Through careful comparison of various processes of biotransformation, the best process route is finally selected. The specific process flow is: screening high-quality Gluconobacter oxydans, through slant culture, first-class seed tank, secondary seed tank culture, and fermentation tank amplification. The cultured strain is cultured, and then washed with 0.85% physiological saline to obtain resting cells, and catalytically converted with the substrate meglumine and N-hydroxyethylglucosamine in the transformation tank to obtain a final product, and the primary oxidized gluconic acid is applied. Bacillus, thereby reducing production costs. Then carry out related material balance and energy balance to select the appropriate equipment and design the conversion workshop.

Key words: N-alkyl-1-deoxynojirimycin Gluconobacter oxydans Microbial transformation

目 录

第一章 产品项目概述 1

1.1 产品的理化特性 1

1.1.1 产品简介 1

1.2 产品的功效及应用 1

1.3 两种不同制备工艺的对比 2

1.3.1 化学合成法 2

1.3.2 化学微生物组合转化法 2

第二章 N-烷基-1-脱氧野尻霉素发酵的工艺流程设计 3

2.1 项目设计概述 3

2.1.1 项目名称 3

2.1.2 本设计生产规模、生产方法、工作制度 3

2.2 产品的工艺流程图 3

2.3 产品的工艺流程简述 4

2.3.1 斜面培养 4

2.3.2 一级种子罐流程 4

2.3.3 二级种子罐流程 5

2.3.4 发酵罐流程 5

2.3.5 发酵液处理 6

2.3.6 转化罐流程 6

第三章 物料衡算 7

3.1 产品生产工艺指标及技术经济指标 7

3.2 物料衡算 7

3.2.1 由后提取收率到推出实际发酵液量 8

3.2.2 转化罐中各物料衡算 8

3.2.3 发酵罐的物料计算（每批） 8

3.2.4 二级种子罐内各物料计算（每批） 9

3.2.5 一级种子罐内各物料计算（每批） 9

第四章 能量衡算 11

4.1 一级种子罐灭菌蒸汽消耗 11

4.1.1 一级种子罐内条件 11

4.1.2 一级种子罐灭菌所需蒸汽量的计算 11

4.2 二级种子罐灭菌蒸汽消耗 13

4.2.1 二级种子罐内条件 13

4.2.2 二级种子罐灭菌所需蒸汽量的计算 13

4.3 发酵罐灭菌蒸汽消耗 13

4.3.1 发酵罐内条件 13

4.3.2 发酵罐灭菌所需蒸汽量的计算 13

4.4 发酵罐灭菌冷却水消耗计算 14

4.5 二级种子罐灭菌冷却水消耗计算 15

4.6 一级种子罐灭菌冷却水消耗计算 15

第五章 设备选型 16

5.1 转化罐的设备选型 16

5.1.1 转化罐的罐体体积及台数 16

5.1.2 转化罐主要尺寸计算 17

5.2 发酵罐的设备选型 18

5.2.1 发酵罐的罐体体积及台数 18

5.2.2 发酵罐主要尺寸计算 18

5.3 二级种子罐的设备选型 19

5.3.1 二级种子罐的罐体体积及台数 19

5.3.2 二级种子罐主要尺寸计算 19

5.4 一级种子罐的设备选型 20

5.4.1 一级种子罐的罐体体积及台数 20

5.4.2 一级种子罐主要尺寸计算 21

5.5 空气压缩机的选型 21

5.5.1 发酵罐空气压缩机的排气量计算 21

5.5.2 二级种子罐空气压缩机的排气量计算 21

5.5.3 一级种子罐空气压缩机的排气量计算 22

5.5.4 空压机的选型 22

5.6 换热器的选型 23

5.6.1 发酵罐换热器的选型 23

5.7 空气过滤器的选型 24

5.8 菌种储罐选型 24

5.9 泡敌罐选型 24

第六章 车间设备布置设计 25

6.1 车间布置设计的原则 25

6.2 车间轮廓设计 25

6.2.1 车间外部布局 25

6.2.2 车间内部布局 26

6.2.3 厂房宽度和跨度 26

6.3 发酵车间布置设计 26

6.3.1 发酵罐的分布 26

6.3.2 换热器的布置 26

6.3.3 离心机的布置 26

第七章 总结 27

参考文献 28

致谢 30

第一章 产品项目概述

1.1 产品的理化特性

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