论文总字数：18902字

摘 要

L-苯丙氨酸是人类必须补充的氨基酸，但是人类并没有办法自己在身体里合成,所以人类必须通过摄入食物来补充这种氨基酸。L-苯丙氨酸的作用很多，例如它可以做营养增补剂，也可以用来调配氨基酸输液、制剂等，也可以把它用来制作氨基酸类抗病毒和抗癌症药。市场对L-苯丙氨酸的需求一直在不停的上升，然而目前实际生产能力没有办法满足巨大的市场需求。因此，当务之急就是寻找高效快速、绿色成本低的生产方式。通过我们的比较发现，直接发酵法相较于传统的化学方法而言，成本相对而言较低但是反应速率却很快。

本篇论文主要介绍连续发酵法制备年产1000吨L-苯丙氨酸生物反应工段的工艺流程，直接发酵法是通过碳氮源连续补料来生产L-苯丙氨酸。

关键词：L-苯丙氨酸 直接发酵法 市场需求

Production of L-phenylalanine by continuous fermentation

Abstract

L-phenylalanine is an amino acid that humans must supplement, but humans have no way to synthesize it in the body themselves, so humans must supplement this amino acid by ingesting food. L-phenylalanine has many functions. For example, it can be used as a nutritional supplement, it can also be used to formulate amino acid infusions, preparations, etc. It can also be used to make amino acid antiviral and anticancer drugs. The market's demand for L-phenylalanine has been constantly rising, but the current actual production capacity cannot meet the huge market demand. Therefore, the most urgent task is to find efficient, fast and low-cost production methods. Through our comparison, it is found that the direct fermentation method has relatively lower cost but faster reaction rate than traditional chemical methods.

This paper mainly introduces the process flow of the continuous fermentation method for the preparation of an annual output of 1,000 tons of L-phenylalanine biological reaction section. The direct fermentation method is to produce L-phenylalanine by continuous feeding of carbon and nitrogen sources.

Keywords: L-phenylalanine；direct fermentation；market demand

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 项目总论 6

1.1概述 6

1.1.1设计名称 6

1.1.2简述 6

1.1.3 L-苯丙氨酸的应用 6

1.2 L-苯丙氨酸生产方法 7

1.2.1制备方式比较 7

1.2.2制备方法的确定 7

1.3 本课题的研究目标和意义 7

第二章 L-苯丙氨酸发酵工艺流程 9

图2-1 L-苯丙氨酸发酵工段工艺流程图 9

2.2 流程简述 10

2.2.1 工艺方法选择 10

2.2.2 斜面菌种培养 10

2.2.4 发酵罐 11

第三章 物料衡算 13

3.1生产总述 13

3.2 物料计算 13

3.2.1 由后提取收率倒推出实际发酵液量 13

表3-1 投料过程中各物料基础数据 13

3.2.3 发酵罐的物料计算（每天） 13

3.2.4 二级种子罐物料（每天） 15

3.2.4 一级种子罐各物料计算 （每天） 15

3.2.5 各物料年需要量计算（见表格3-6） 15

表3-3 发酵罐补料量 17

第四章 设备选型 20

4.1发酵罐的设备选型 20

4.1.1发酵罐台数和参数 20

4.1.2发酵罐参数计算 20

4.2二级种子罐的设备选型 20

4.2.1二级种子罐台数和参数 20

4.2.2二级种子罐参数计算 21

4.3 一级种子罐设备选型 21

4.3.1 一级种子罐台数和参数 21

4.3.2 一级种子罐参数计算 22

4.4 配料储罐的设备选型 22

4.4.1 配料储罐的罐体体积及台数 22

4.4.2配料储罐主要尺寸计算 23

4.5 葡萄糖储罐的设备选型 23

4.5.1 葡萄糖储罐的罐体体积及台数 23

4.5.2 葡萄糖储罐主要尺寸计算 24

4.6 氨水储罐的设备选型 24

4.6.1 氨水储罐的罐体体积及台数 24

4.6.2 氨水储罐主要尺寸计算 24

第五章 能量衡算 26

5.1 发酵罐消耗的蒸汽量 26

5.1.1 发酵罐消耗的蒸汽量 26

5.2 二级种子罐消耗的蒸汽量 27

5.2.1 二级种子罐消耗的蒸汽量 27

5.3 一级种子罐消耗的蒸汽量 27

5.3.1 一级种子罐消耗的蒸汽量 27

5.4 一级种子罐所需冷却水量 28

5.5 二级种子罐所需冷却水消耗量 29

5.6 发酵罐所需冷却水消耗量 29

第六章 工厂布置 30

6.1厂址的选择 30

6.1.1厂址的条件 30

6.2 厂房的设计 30

6.2.1 厂房外部布局 30

6.2.2 厂房内部布局 30

6.2.3 厂房参数 30

6.3 厂房内部摆放安排 30

第七章 展望 32

致谢 33

参考文献 34

第一章 项目总论

1.1概述

1.1.1设计名称

通过连续发酵的方法生产年产量为1000吨的L-苯丙氨酸，主要为种子培养以及发酵工段的工艺流程设计。

1.1.2简述

性质：L-苯丙氨酸分子式可书写为：C₉H₁₁NO₂，它有一个熔点范围是：270-275℃；加热时沸点是329.5 ^°C ；具有水溶性，其大概范围是3 g/100 mL at 25℃^[1]。苯丙氨酸固体状态为白色晶体，味道微苦。在光照受热的空气中比较稳定。

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