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摘 要

海藻糖是一种由两分子葡萄糖构成的非还原性二糖，具极强的稳定性和保护作用，曾被誉为“生命之糖”，目前海藻糖的生产方法成本高、转化率低、杂质分离困难，本工艺将原料淀粉经过淀粉酶水解成麦芽糖，并以麦芽糖为底物，将海藻糖合成酶的自诱导表达和全细胞催化工艺相耦合，利用可视化的方法在pH-stat法补料分批发酵模式下生产海藻糖，并利用离子交换柱与模拟移动床技术分离，并通过进一步精制得到产物海藻糖，是一种经济、高效的工业化生产路线。

关键词：海藻糖；自诱导表达；全细胞催化；海藻糖合酶；工厂设计

Factory Design of 10,000 Tons of the Whole-Cell Biocatalysts for the Production of Trehalose from Strach

ABSTRACT

Trehalose is a kind of non-reduing disaccharide composed of two molecules of glucose, which has strong stability and protection. It was once known as "the Sugar of Life".At present,the production method of trehalose is high in cost, low in conversion rate, and difficult to separate impurities. The process hydrolyzes the raw starch into maltose by amylase and uses maltose as a substrate to couple the autoinduction expression of trehalose synthase (TreS) with the whole-cell biocatalytic process. Trehalose was produced by a visual method in pH-stat fed-batch mode, separated by ion exchange column and the simulated moving bed chromatography to obtain the product trehalose.It is an economical and efficient industrial production route.

Key words：Trehalose；Autoinduction expression；Whole-cell catalysis；Trehalose synthase；Factory design

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 海藻糖的介绍 1

1.2 海藻糖的生产应用研究进展 1

1.2.1 海藻糖的常用生产方法 1

1.3 海藻糖的应用 3

1.3.1 在食品加工过程中的应用 3

1.3.2 在化妆品领域的应用 3

1.3.3 医学领域中的应用 3

1.3.4 农业方面的应用 3

1.4 课题的意义 3

第二章 总平面设计 4

2.1 厂址选择 4

2.1.1 厂址选择遵循的原则 4

2.1.2 厂址的确定 4

2.2 厂区平面布置 5

2.2.1 厂区平面布置的原则 5

2.2.2 厂区平面布置生产工艺方面的要求 5

2.2.3 食品工厂卫生的要求 6

2.2.4 总平面设计应符合的国家规范以及规定 6

2.2.5 建构筑物布置相关内容 6

2.2.6 相关情况的说明 8

2.2.7 总平面设计技术经济指标分析 9

第三章 生产工艺设计 10

3.1 生产方案 10

3.1.1 班产量的确定 10

3.2 工艺流程 10

3.2.1 工艺流程设计 10

3.2.2 工艺流程图 11

3.2.3 生产工艺要点 11

3.3 原辅料与产品的质量标准 15

3.3.1 原辅料质量标准 15

3.3.2 产品质量标准 16

第四章 工艺衡算 18

4.1 物料衡算 18

4.1.1工厂总物料衡算的内容 18

4.1.2 工艺流程所用的原辅料数据及相关标准 18

4.2 物料衡算 18

4.2.1原辅料衡算 18

4.2.2物料衡算表 20

4.2.3物料衡算图 21

4.3 热量衡算 22

4.3.1 预处理阶段 22

4.3.2 发酵催化阶段 22

4.3.3 分离纯化阶段 23

4.4 水用量衡算 23

4.5 管路设计 25

4.5.1 水管管道的设计 25

4.5.2 糖液管道设计 25

4.5.3 蒸汽管道设计 25

第五章 设备选型 26

5.1 设备选型的相关依据 26

5.2 生产情况简介 26

5.3 设备选型及其设备技术参数 26

5.3.1 预处理车间 26

5.3.2 发酵催化车间 30

5.3.3分离纯化车间 32

5.3.4蒸发结晶车间 36

5.3.5 产品包装车间 38

5.4用电量估算 38

第六章 劳动组织 41

6.1 基本原则 41

6.2生产车间人员安排 41

6.3 辅助车间人员安排 41

6.3 管理人员安排 42

6.4 人员核算 42

6.4.1 全工厂人员总数 42

6.4.2 工厂最大班人员数 43

6.4.3生产相关人员核算 43

6.5 人员管理与培训 43

第七章 辅助项目 44

7.1 动力设施 44

7.1.1 锅炉房 44

7.1.2 水泵间 44

7.1.3 废水处理池 44

7.2 仓库 44

7.2.1 原料仓库 44

7.2.2 成品仓库 44

7.2.3 危险品仓库 44

7.2.4冷藏仓库 44

7.3科研办公楼 45

7.3.1研发中心 45

7.3.2 办公楼 45

7.4 公用项目 45

7.4.1医院 45

7.4.2 厕所 45

7.4.3 食堂 45

7.4.4更衣室 45

第八章 经济估算 46

8.1固定资产金额 46

8.1.1 设备投资总金额 46

8.1.2 土地建设投资金额 47

8.1.3 总投资金额 47

8.2生产成本估算 47

8.2.1物料成本和水电热量成本 47

8.2.2 员工工资 49

8.2.3 设备折旧费用 49

8.2.4 其他费用 49

8.2.5 总生产成本估算 49

8.3 销售收入估算 49

8.4利润计算 49

8.5 回收期计算 50

附图 51

物料衡算图 51

厂区平面图 52

生产车间图 53

工艺流程图 54

参考文献 55

致谢 57

第一章 绪论

1.1 海藻糖的介绍

海藻糖是一种由α,α-1,1糖苷键连接的两分子葡萄糖所构成的非还原性二糖，化学性质稳定，是一种生物应激代谢产物。海藻糖无色无嗅，是一种安全、可靠的天然糖类，甜度仅为蔗糖的45%，味道正宗，口感较蔗糖更佳。海藻糖性质稳定，具有较强的保护作用和抗辐射作用，其广泛应用于化妆品、食品、农业和医药等领域，被开发为食品添加剂、保水剂、稳定剂、甜味剂。联合国粮农组织和世界卫生组织(FAO/WHO)食品添加剂联合专家委员会(JECFA) 确认海藻糖作为组织形成剂、稳定剂、保湿剂、甜味剂的功能,对海藻糖的每日允许摄入量不作限制，2005年3月,我国卫生部批准海藻糖为新资源食品，海藻糖因此成为热门的新产品,其生产方法受到广泛关注^[1]。

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