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1、南京工业业大学生物与制制药工程程学院发酵设设备及工工厂设计计课程程设计设计项目目名称 2200tt/a乳乳糖酶生生产线设设计专业班级级 生工工类 009022双号组组指导教师师 洪厚厚胜 张庆庆文20133年 11 月目 录第一章项项目总论论11.1 乳糖酶酶的来源源及其特特性11.2 乳糖酶酶的基础础研究111.3 乳糖酶酶的应用用21.3.1 在在乳产品品中的应应用21.3.2 在在医药领领域的应应用21.3.3 乳乳糖酶基基因在基基因工程程中的应应用31.4 中国乳乳糖酶市市场分析析41.4.1 -半乳乳糖苷酶酶的市场场情况441.4.2 酶酶制剂生生产厂家家的产销销情况441.4.3
2、国国内市场场需求预预测51.4.4 本本产品更更新的特特点51.5 生产乳乳糖酶的的一般方方法51.5.1 利利用胞外外酶51.5.2 利利用胞内内酶61.6 乳糖酶酶生产的的局限性性和该项项目乳糖糖酶的优优点61.6.1 生生产局限限性61.6.2 该该项目乳乳糖酶的的优点661.6.3 项项目综合合评价结结论71.7 -半半乳糖苷苷酶的生生产工艺艺71.7.1 生生产工艺艺流程图图71.7.2 项项目技术术路线图图81.8工工厂组成成81.8.1生产产车间881.8.2辅助助车间881.8.3动力力车间881.8.4 行行管部门门81.9 厂址选选择与建建设条件件81.9.1 厂厂址选择择
3、81.9.2 建建设条件件9第二章生生产工艺艺112.1 乳糖酶酶生产工工艺1112.1.1 原原料1222.1.2蒸汽汽喷射液液化1222.1.3 过过滤1222.1.4 连连续灭菌菌122.2 发酵车车间1222.2.1 菌菌种处理理工段1122.2.2 发发酵罐发发酵1332.3 分离车车间1442.3.1 过过滤1442.3.2 陶陶瓷膜微微滤1552.3.3 超超滤浓缩缩152.3.4 喷喷雾干燥燥152.3.5 脱脱色1552.4 包装车车间1552.4.1 包包装及保保藏155第三章乳乳糖酶发发酵工段段工艺核核算1663.1 概况1663.2 原料粉粉碎工段段163.3 调浆工工
4、段1663.4 液化工工段1773.5 过滤工工段1773.6 液化糖糖贮罐1173.7 连消工工段1773.8 发酵工工段1883.8.1 种种子罐1183.8.2 发发酵罐1183.8.3 发发酵液离离心过滤滤183.8.4 空空气系统统193.9 水平衡衡计算2203.9.1 工工艺用水水（河水水）2003.9.2 灭灭菌冷却却用水2213.9.3 发发酵过程程中冷却却用水2213.9.4 空空压机耗耗水量2213.9.5 空空气冷却却用水量量223.100 蒸汽汽消耗量量223.100.1 30 m3单罐发发酵原料料配料消消耗蒸汽汽量2223.100.2 喷射液液化消耗耗蒸汽量量(7
5、h完成成)233.100.3 种子罐罐消毒2233.100.4 连消阶阶段消耗耗蒸汽量量233.100.5 发酵罐罐空消蒸蒸汽消耗耗量233第四章生生物反应应器的设设计2444.1 反应器器的论证证244.2 反应器器的设计计254.2.1 发发酵罐2254.2.2 种种子罐3304.3 主要设设备选型型34第五章核核算3665.1 概述3665.2 基础数数据3665.2.1 生生产规模模和方案案365.2.2 实实施进度度365.2.3 费费用统计计36第六章财财务评价价396.1 内部收收益率（IRR）的计算396.2 主要经经济指标标396.3 不确定定性分析析396.3.1 盈盈亏平
6、衡衡分析339附表：项项目工程程设计协协作时间表4139第一章 项目总总论1.1 乳糖酶酶的来源源及其特特性乳糖酶是是一种酶酶，它是是酵母KKluyvveroomycces lacctiss的lacc4基因因作为一一种乳糖糖酶的代代号，这这个基因因是由330788 bpp核苷酸酸组成并并编码一一种10025氨氨基酸形形成的一一种以特特殊空间间排列和和物理形形状的长长链氨基基酸组成成的复合合蛋白，和和其它的的酶相差差不大。它它是一种种白色粉粉末，无无味道，无无气味，溶溶解时是是一种浅浅棕色的的液体。该该酶是通通过一种种从酵母母菌菌种种发酵制制备。乳乳糖酶特特定水解解半乳糖糖苷的键键将乳糖糖转变成
7、成葡萄糖糖和半乳乳糖。乳糖酶又又称半乳糖糖苷酶，是是哺乳动动物乳汁汁中一种种重要的的营养成成分。可可催化乳乳糖水解解为半乳乳糖和葡葡萄糖，多多用于乳乳品工业业。哺乳乳动物的的乳糖酶酶活性随随年龄增增长具有有典型的的生理性性降低，所所以乳糖糖酶缺乏乏是广泛泛存在的的世界性性问题。118899 年，荷荷兰生物物学家 Beiijerrinccek 首次报报道了乳乳糖酶可可水解乳乳糖以来来，人们们对于乳乳糖酶的的研究日日趋完整整。目前前，解决决乳糖不不耐受的的最佳方方法是用用乳糖酶酶水解乳乳糖来生生产低乳乳糖或无无乳糖乳乳制品。而而现在商商业乳糖糖酶中乳乳糖酶的的最适温温度在337 左右或或者更高高，
8、但是是对于乳乳品加工工工业，许许多长时时间的操操作工艺艺以及贮贮存和运运输均在在低温下下进行，低低温乳糖糖酶具有有中温乳乳糖酶无无法达到到的优越越性，所所以近年年来成为为研究的的热点。乳乳糖酶存存在于植植物、细细菌、真真菌、放放线菌以以及哺乳乳动物( 特别别是婴儿儿) 的的肠道中中。目前前只有来来源于微微生物的的乳糖酶酶有工业业应用价价值，利利用微生生物发酵酵法制取取乳糖酶酶，具有有酶源丰丰富、产产量高、生生产成本本低、周周期短的的特点，而而且不受受季节、地地理位置置等因素素的影响响，但不不同微生生物来源源的乳糖糖酶的性性质差别别较大。1.2 乳糖酶酶的基础础研究乳糖酶的的基本结结构及其其生物
9、合合成对乳乳糖起水水解作用用的酶是是乳糖酶酶根皮苷苷水解酶酶( llacttasee phhlorriziin hhydrrolaase，LLPH) 。LLPH 是一种种肠上皮皮细胞微微绒毛膜膜上的糖糖蛋白，具具有乳糖糖酶和根根皮苷水水解酶活活性，最最适 ppH为 5.556.0。LLPH为为一条多多肽链，有有乳糖酶酶和根皮皮苷水解解酶的作作用位点点，并通通过 CCOOHH 末端端的一段段疏水氨氨基酸序序列连接接在肠牯牯膜微绒绒毛膜表表面。前前乳糖酶酶原由位位于氨基基末端的的信号肽肽域、前前导肽域域、胞外外域、疏疏水的跨跨膜锚定定区、羧羧基末段段的胞内内段组成成，在信信号肽引引导下进进入内质质
10、网经过过一系列列修饰，乳乳糖酶原原进入高高尔基体体后被糖糖基化，然然后经历历细胞内内和肠腔腔的2次次裂解后后形成成成熟的乳乳糖酶。1.3 乳糖酶酶的应用用1.3.1 在在乳产品品中的应应用1.3.1.11 解决决结晶问问题 由于乳糖糖结晶在在浓缩乳乳制品或或者冷冻冻制品中中往往造造成产品品的(砂砂状组织织)缺陷陷，若在在加工中中添加220%30%的乳糖糖水解酶酶，不但但可以防防止结晶晶现象发发生，还还可以增增加产品品的甜度度，减少少蔗糖用用量。1.3.1.22 发酵酵乳制品品中的应应用 用乳糖水水解乳制制造酸乳乳，可以以缩短乳乳凝固时时间约115%20%，且由由于乳酸酸菌生长长快，菌菌数多，能
11、能延长酸酸乳的货货架期，产产品黏度度也较大大，若水水解程度度较大时时，甜度度也增加加。因此此，在制制作水果果酸乳时时不仅可可减少糖糖的用量量，而且且水果的的风味也也会增强强；用乳乳糖水解解乳加工工干酪时时，可缩缩短凝乳乳时间，并并使凝块块坚实，还还可减少少排除乳乳清时造造成的损损失，产产量可增增加100%。1.3.1.33 作为为替代添添加剂 乳清和超超滤乳清清中的乳乳糖部分分水解可可增加产产品的甜甜味，提提高糖的的溶解度度。不同同比例的的葡萄糖糖和半乳乳糖混合合物的甜甜度相当当于蔗糖糖甜度的的65%800%，溶溶解度增增加 334倍倍，这种种糖浆的的总固形形物含量量达755%，可可代替卵卵蛋
12、白和和蔗糖制制作面包包、饼干干和蛋糕糕等，还还可代替替加糖浓浓缩牛乳乳制作牛牛乳软糖糖等，且且不会出出现纹理理、沙包包、乳糖糖结晶和和焦糖等等现象。乳乳糖溶液液经乳糖糖酶水解解形成半半乳糖和和葡萄糖糖的混合合液，称称为半乳乳糖葡萄萄糖糖浆浆。其甜甜度与等等质量分分数的蔗蔗糖相近近。可代代替蔗糖糖用于各各种点心心、饮料料、罐头头食品及及冰淇淋淋和雪糕糕的加工工，效果果很好。1.3.1.44 低聚聚半乳糖糖的生产产 低聚半乳乳糖是以以牛乳中中的乳糖糖为原料料，经-半乳乳糖苷酶酶催化水水解半乳乳糖苷键键，生成成半乳糖糖和葡萄萄糖，并并通过转转半乳糖糖苷的作作用，将将水解下下来的半半乳糖苷苷转移到到乳
13、糖分分子生成成的。低低聚半乳乳糖具有有较强的的耐酸性性、耐热热性，不不会因为为在加工工过程中中的高温温杀菌及及人体胃胃酸所分分解而失失去其本本来应有有的特性性，而且且能有效效地被双双歧杆BB菌和乳乳酸杆AA菌同时时利用，因因此低聚聚半乳糖糖的生产产和应用用也相当当广泛，特特别是在在日本，随随着人们们越来越越注重健健康，低低聚半乳乳糖将会会有很大大市场。1.3.2 在在医药领领域的应应用乳糖酶可可作为助助消化类类药物，适适用于婴婴儿各种种消化不不良症，如如原发性性乳糖酶酶缺乏，因因胃障碍碍及缺铁铁所致的的幼儿慢慢性腹泻泻、幼儿儿及新生生儿腹泻泻等，且且对新生生儿无毒毒害作用用。用于于治疗乳乳糖不
14、耐耐受的乳乳糖酶药药物还可可与其他他抗生素素联用，与与杜迪和和思密达达治疗轮轮状病毒毒肠炎能能明显有有效地缩缩短病程程，疗效效确切，治治愈率高高。此类类药物可可调整肠肠道正常常菌群，拮拮抗轮状状病毒，对对肠黏膜膜上皮细细胞损伤伤有一定定治疗效效果。很很多药物物中都含含有乳糖糖酶，如如乳糖酶酶冻干酵酵母制剂剂、酵母母乳糖酶酶肠溶微微囊制剂剂等。医医学上乳乳糖氢呼呼吸检查查被广泛泛用于诊诊断乳糖糖酶缺陷陷，最常常见的是是乳糖不不耐受症症状的诊诊断，OOberrachher M 等等通过33个呼吸吸实验说说明这个个呼吸测测试对乳乳糖酶缺缺陷具有有良好的的敏感性性和特异异性，呼呼吸实验验可以简简化但时
15、时间无法法缩短。研研究发现现对乳糖糖的分解解能力也也可作为为一些疾疾病发生生风险的的标志，实实验测试试者对乳乳制品食食物消化化后，双双歧杆菌菌和大便便乳酸菌菌的检测测表明某某些疾病病的发生生风险和和乳制品品食物的的摄入有有关。对对于乳糖糖不耐受受的治疗疗，用乳乳酸杆菌菌和半乳乳糖苷酶酶治疗乳乳糖不耐耐症的病病人，通通过氢呼呼吸实验验的结果果可知，乳乳酸杆菌菌和半乳乳糖苷酶酶都强烈烈提高胃胃肠道对对乳糖的的摄入吸吸收。由由此可知知益生菌菌对于乳乳糖不耐耐受治疗疗持续性性较好1.3.3 乳乳糖酶基基因在基基因工程程中的应应用1.3.3.11 在载载体构建建中的应应用 乳糖酶基基因编码码的产物物水解
16、底底物 XX-gaal，可可呈现蓝蓝色，易易于检测测和观察察，在构构建表达达载体LLacZZ基因置置于启动动子下游游，通过过蓝白斑斑来筛选选阳性重重组载体体。1.3.3.22 作为为报告基基因的应应用 乳糖酶是是一种常常用的报报告基因因分子，经经常与荧荧光素酶酶报告基基因一起起转染细细胞，被被用作荧荧光素酶酶报告基基因检测测的内参参照，从从而消除除因为质质粒的转转染效率率不同而而带来的的误差。汪汪国忠等等以-gaalacctossidaase 质粒为为报告基基因，将将其与自自制氟碳碳气体微微泡黏附附，制备备载基因因微泡。利利用诊断断性超声声破裂微微泡进行行体外心心肌细胞胞基因转转染，采采用原位
17、位染色及及酶学定定量检测测 -gaalacctossidaase 表达水水平，同同时进行行细胞活活性检测测。其作作为报告告基因还还用于研研究启动动子的效效能和启启动子不不同位点点突变对对表达效效能的影影响。陈陈晓月等等为检测测构建的的枯草芽芽胞杆菌菌分泌表表达载体体pGPPST 中启动动子和信信号肽的的活性，将将-半乳乳糖苷酶酶基因插插入表达达载体的的多克隆隆位点，构构建含有有-半乳乳糖苷酶酶基因的的重组质质粒 ppGPSST-llacZZ。1.3.3.33 构建建产乳糖糖酶基因因工程菌菌利用基因因工程技技术，可可以将活活性高的的乳糖酶酶基因导导入易于于培养、生生产繁殖殖迅速的的微生物物体内，
18、从从而降低低乳糖酶酶生产成成本。1.4 中国乳乳糖酶市市场分析析1.4.1 -半乳乳糖苷酶酶的市场场情况随着科学学技术的的发展和和人们对对乳糖酶酶的进一一步研究究，乳糖糖酶的应应用范围围越来越越广，将将来乳糖糖酶的应应用就不不仅仅局局限于解解决乳糖糖不耐受受问题，还还将在食食品、医医药、环环保、基基因治疗疗等各个个领域发发挥重要要作用，具具有广阔阔的市场场前景。由由于近年年来低温温乳糖酶酶的研究究成为热热点，乳乳糖酶的的生产成成本也将将大幅降降低，乳乳糖酶的的适应性性也将提提高。目目前，研研究人员员也正在在从我国国寒冷地地区的土土样中对对低温乳乳糖酶产产生菌株株进行筛筛选并且且将克隆隆其基因因
19、到大肠肠埃希菌菌中表达达，随着着研究的的深入，低低温乳糖糖酶的工工业化生生产及其其在各个个方面的的应用将将会逐步步实现。乳乳糖酶在在乳品加加工中的的潜力远远在上世世纪初即即为人们们所知，但但到500年代，人人们对乳乳糖不耐耐受症的的进一步步认识才才逐渐被被重视。660年代代，由微微生物中中制取的的乳糖酶酶商品化化生产后后，乳糖糖酶的应应用才得得以推广广，对于于乳糖酶酶的使用用也得到到了深入入广泛的的开展。1.4.1.11 解决决乳糖酶酶缺乏者者食用乳乳制品的的问题乳制品中中的乳糖糖需经位位于小肠肠严密上上皮细胞胞的乳糖糖酶水解解为半乳乳糖和葡葡萄糖后后才能被被集体吸吸收利用用。集体体乳糖酶酶缺
20、乏可可分为33类：（11）先天天性乳糖糖酶缺乏乏，指出出生时乳乳糖酶活活性即低低下或缺缺乏，这这是一种种罕见的的常染色色体隐性性遗传病病；（22）继发发性乳糖糖酶缺乏乏，指由由于各种种原因致致小肠上上皮损伤伤而导致致的暂时时性的乳乳糖酶活活性低下下，常见见病因如如感染性性腹泻、局局限性回回肠炎、免免疫球蛋蛋白缺乏乏症、营营养不良良等，多多于机体体疾病康康复后恢恢复正常常；（33）原发发性乳糖糖酶缺乏乏，是由由于乳糖糖酶活性性随年龄龄逐渐降降低而引引起的，无无其他影影响，是是最常见见的一种种乳糖酶酶缺乏，发发生时间间因种族族和地区区不同而而不同，有有的在婴婴儿断乳乳后开始始发生，有有的200岁左
21、右右才开始始出现，我我国多发发于7-8岁时时发生。乳乳糖酶缺缺乏随不不同国家家，不同同种族人人群的变变化而变变化，亚亚洲600900%，澳澳大利亚亚白人006%，欧洲洲30%以上，非非洲9001000%，美美国白人人12%，黑人人70%，日本本人1000%。33-133岁中国国儿童乳乳糖酶缺缺乏发生生率为887%。食食物中的的乳糖进进入小肠肠后，由由于乳糖糖酶的缺缺乏，乳乳糖不能能被分解解为单糖糖而吸收收进入血血液，称称为乳糖糖消化不不良或乳乳糖吸收收不良。1.4.2 酶酶制剂生生产厂家家的产销销情况本项目通通过对世世界生化化制剂公公司的先先驱Giist-broocadde BB.V，在在食品
22、营营养价值值、保健健因子、食食品风味味、安全全性、组组织结构构，延长长保质期期以及环环保等方方面的研研究和生生产情况况的进行行调查；另外，荷荷兰Giist-broocadde BB.V下下三大公公司（FFIS）食食品原辅辅料公司司的乳制制品原辅辅料部（FFSD）和和DIGG，尤其其是DIIG的产产品基本本上已经经成为世世界性的的所有乳乳制品原原料的提提供商。另另外哈尔尔冰美华华生物技技术股份份有限公公司的乳乳糖酶项项目，自自20002年来来的运作作概况，也也做了跟跟踪和调调查，在在本土生生产此项项目具有有很高的的工业前前景，效效益很高高。1.4.3 国国内市场场需求预预测我国是世世界上牛牛奶产
23、量量增长最最快的国国家，今今后几年年的产量量仍持续续快速增增长。据据国家农农业部统统计，220011年全国国奶牛存存栏达6687万万头牛，牛牛奶宗长长亮增加加到12229万万吨，液液态奶产产量3555.114万吨吨。国家家统计局局数据显显示，220055年2-12月月，全国国乳制品品产量为为13110万吨吨，较上上年同比比增长227.997百分分点。世世界人均均牛乳年年消费量量94公公斤，亚亚洲人均均40公公斤，我我国人均均24.89公公斤，相相差甚远远，除了了经济发发展水平平外，还还有一个个重要原原因，就就是我国国人群中中存在着着乳糖消消化不良良、乳糖糖不耐症症等，但但是乳糖糖奶消费费，在我
24、我国基本本上还属属于空白白。按照照国际市市场的消消费情况况，低乳乳糖的开开发提高高了奶制制品的消消费量。从从20005年22到122月，国国内消费费结构，酸酸奶消费费增长，可可能与新新的消费费增加有有关。目前，220066年全国国总奶产产量在115000万吨，按按生产百百分之110 到到百分之之20 的低乳乳糖制品品计算，每每年的产产量可达达1500到3000万吨吨，以一一公斤乳乳糖酶产产品处理理加工11吨乳制制品估算算，乳糖糖酶的年年产量可可达15500到到30000吨。220155年需求求量可达达20000到440000吨。1.4.4 本本产品更更新的特特点从理论上上来说，针针对乳糖糖不耐
25、症症有多种种方式，例例如，添添加乳酸酸杆菌发发酵、工工业再加加工等，能能在一定定程度上上解决该该问题，但但从节约约和降低低成本，以以及工艺艺配套简简便等角角度来看看，乳糖糖酶还是是最简便便易行，从从调查情情况来看看，该项项目在短短时间内内还不存存在非常常有竞争争力的替替代产品品。1.5 生产乳乳糖酶的的一般方方法1.5.1 利利用胞外外酶利用絮状状酿酒酵酵母和黑黑曲霉中中含有编编码分泌泌胞外乳乳糖酶的的LaccA基因因构建重重组菌株株，使重重组酿酒酒酵母菌菌株能够够分泌可可高效利利用乳糖糖的乳糖糖酶。IIbraahimm 等使使用化学学诱变剂剂对两株株双歧杆杆菌、乳乳植杆菌菌和嗜热热链球菌菌进
26、行诱诱变，筛筛选高产产菌株，长长双歧的的诱变菌菌株产酶酶量比野野生型增增加2倍倍多。为为了获得得高产菌菌株，新新基因工工程菌不不断出现现。生产产酶的工工程菌以以大肠埃埃希菌、酵酵母菌为为主，还还有嗜热热链球菌菌、乳杆杆菌等。1.5.2 利利用胞内内酶酶水解法法，即利利用外源源性乳糖糖酶将乳乳糖降解解为易被被人体吸吸收利用用的单糖糖。该法法水解条条件温和和、产物物简单、口口感不会会破坏牛牛乳中其其他营养养成分，是是目前乳乳制品加加工中所所采用的的好方法法。ECC 3.2.11.233通常被被称为乳乳糖酶。该该酶能将将乳糖水水解为半半乳糖和和葡萄糖糖。1.6 乳糖酶酶生产的的局限性性和该项项目乳糖
27、糖酶的优优点1.6.1 生生产局限限性1）乳糖糖酶的单单位产量量低；2）市场场销售的的乳糖酶酶多源于于酵母，酶酶的耐热热性差，适适用范围围窄；3）且酵酵母来源源的乳糖糖酶为胞胞内酶，需需要破碎碎细胞才才能得到到，成本本昂贵适适用范围围窄，不不能满足足食品和和乳制品品工业多多方面的的需要。1.6.2 该该项目乳乳糖酶的的优点1）该项项目的乳乳糖酶为为胞外酶酶，不需需要细胞胞破碎就就能得到到，提取取纯化工工艺简单单，加工工成本低低。在水水解牛奶奶的应用用试验中中，在不不同的温温度下，（66到600摄氏度度中）不不同时间间内均有有较好的的乳糖水水解效果果，水解解率达百百分之880到百百分之992。国
28、国外酵母母来源具具有较高高质量的的乳糖酶酶，在337440摄氏氏度，ppH 66.6的的条件下下对牛乳乳中的乳乳糖水解解率高。2）具有有较好的的机械强强度，可可以搅拌拌或装柱柱的方式式下进行行作用；3）可用用于工业业化生产产，适应应连续化化、自动动化生产产 4）产物物纯度高高、副反反应少、因因此产率率高；5）可反反复使用用，提高高酶利用用率，降降低了生生产成本本；6）安全全性好，避避免了想想天然牛牛奶中添添加外援援物质，食食品安全全性高7）该乳乳糖酶与与商业化化的乳糖糖酶相比比，在比比活，ppH稳定定性，ppH范围围、热稳稳定性、金金属离子子及化学学试剂稳稳定性、KKm上均均具有优优越性；8）
29、与商商业化酵酵母来源源的乳糖糖酶相比比，具ppH适用用范围，热热稳定性性强等优优点。该该项目的的酶具有有优越的的酶性质质，使其其应用在在不同的的乳制品品加工中中生产多多种类型型的产品品。生产产过程具具有良好好的安全全性，无无抗药性性标记，培培养过程程中不分分泌有毒毒物质和和热源。发发酵工艺艺简单，培培养基均均为工业业所适用用的。1.6.3 项项目综合合评价结结论本项目经经过充分分论证和和市场调调研，项项目产品品技术含含量高，知知识产权权明晰、生生产技术术先进、符符合国家家和当地地产业政政策，项项目产品品有较广广阔的市市场前景景和丰厚厚的投资资回报。项项目投资资估算合合理，资资金来源源明确、资资
30、金预算算科满足足项目建建设和运运营的要要求。拟拟建方案案、建设设条件、产产品方案案、工艺艺技术、经经济效益益、社会会效应、等等基本完完备，具具有相当当的可行行性。1.7 -半乳乳糖苷酶酶的生产产工艺1.7.1 生生产工艺艺流程图图图1-11 生产产工艺流流程图 1.7.2 项项目技术术路线图图图1-22 项目目技术路路线图1.8 工厂组组成企业采用用有限责责任公司司形式，下下设生产产部、质质量管理理部、研研发部、维维修部、化化验部、化化验室、以以及各个个车间1.8.1 生生产车间间由上游原原料选择择和处理理（原料料选择、上上游处理理、摇床床培养、HHPLCC、补料料发酵）、提提取（过过滤、脱脱
31、色、干干燥）、精精制（蒸蒸发浓缩缩、模拟拟移动床床（SMMB）色色谱分离离系统、储储存）等等组成。1.8.2 辅辅助车间间废水处理理、渣处处理（副副产品加加工）、产产品仓库库、原料料仓库、材材料仓库库、机修修等。1.8.3 动动力车间间由锅炉房房、变电电所、空空气处理理系统。1.8.4 行行管部门门主要办公公室、中中心实验验室、汽汽车库、传传达室等等。1.9 厂址选选择与建建设条件件1.9.1 厂厂址选择择 项项目建设设的具体体地点为为南京浦浦口高新新技术开开发区。根根据投资资方与南南京市政政府以及及浦口区区高新技技术开发发区管理理委员会会协商，并并经过南南京市设设计院的的初步勘勘查和测测量，
32、南南京浦口口区高新新技术开开发区将将在该区区内提供供能够买买足该项项目的建建设及后后续生产产经营的的需要的的土地。具具体设计计方案及及图纸由由*另行出出具。1.9.2 建建设条件件1.9.2.11自然条条件南京市位位于1118446 北纬:3203，属于于亚热带带温润季季风区，年平均温度15.4C，年平均降水量1106毫米，气候宜人，景色秀丽。高新区地处长江三角洲，地势平坦，地质结构优良，地耐力达18-30吨/平方米，海拔高度50米左右。该区地层发育完整，保存较好。由古中中元古代代之浅变变质岩系系（张八八岭岩群群、埤城城岩群）组组成基底底。新元元古生代代之南华华纪至中中生代三三叠纪，由由海相碳
33、碳酸盐岩岩和碎屑屑岩相间间组成盖盖层，构构成宁镇镇、茅山山、宜兴兴等山脉脉，厚达达万米以以上，不不整合于于中元古古代地层层之上。其其内部，各各层间多多为整合合、或少少数呈平平行不整整合接触触。中生生代中三三叠世至至中侏罗罗世由内内陆河、湖湖相碎屑屑岩组成成，厚度度变化较较大（0050000米），平平行不整整合不整合合于老地地层之上上。中生生代晚侏侏罗世至至白堊纪纪，则为为陆相火火山喷发发重要阶阶段，由由红色碎碎屑岩间间大量中中、酸性性火山岩岩组成，分分布局限限，厚度度变化极极大，厚厚者可达达万米。与与下伏地地层为平平行不整整合接触触、整合合接触或或不整合合接触。新新生代之之古近纪纪新近纪纪，该
34、区区仍处陆陆相环境境，形成成杂色碎碎屑岩，夹夹基性火火山岩堆堆积，以以苏北盆盆地为发发育，厚厚可达数数千米。不不整合于于前第三三纪地层层之上。该区，前前第四纪纪岩石地地层，自自下至上上共分661个单单位，包包括4个个群、551个组组、2个个段、相相当段级级4个。厂厂址所在在区域，地地势平坦坦，地质质结构优优良，无无不适合合项目建建设之缺缺陷。1.9.2.22 基础础设施条条件厂址地处处南京市市区北部部，在京京沪高铁铁和京沪沪高速途途经之处处，南京京东依上上海，本本身又是是江苏省省会，全全国排名名前十的的城市，位位置优越越，交通通便利。1.9.2.33所处地地区的主主要经济济情况南京的工工业以电
35、电子信息息、石油油化工、汽汽车机械械、生物物制药、食食品饮料料、仪器器仪表等等产业占占有重要要地位。220088年规模模以上工工业总产产值64472.23亿亿元。最新新评定，制制造业“十大强强市”南京列列第一。排排行榜中中，南京京的城市市制造业业经济创创造能力力排名为为第六，科科技创新新能力排排名为第第一，环环境资源源保护能能力排名名为第五五。1.9.2.44社会经经济条件件20088年，南南京市实实现消费费品零售售总额116511.822亿元。南南京的主主要商业业区有新新街口、湖湖南路、夫夫子庙、珠珠江路等等。新街街口位于于南京市市中心，在在民国时时期发展展为商业业区，目目前集中中了大批批大
36、型店店铺。湖湖南路位位于鼓楼楼区，主主要是119900年代以以后兴起起的新商商业区。夫夫子庙位位于秦淮淮区，是是南京最最古老的的传统商商业区之之一，自自19885年起起陆续改改建为仿仿古街市市，以餐餐饮娱乐乐为特色色。珠江江路位于于玄武区区并为区区政府所所在地，是是华东地地区规模模最大的的IT产产品集散散地之一一。20008年年度，全全市实现现旅游总总收入7714.3亿元元人民币币。20004年年末，全全市拥有有4A级级旅游景景点5个个，旅游游星级宾宾馆饭店店1133家，其其中五星星级宾馆馆8家，各各类旅行行社三百百余家，其其中从事事国际旅旅游业务务的旅行行社277家。南南京市也也是中国国评出
37、的的第一批批优秀旅旅游城市市之一。1.9.2.55 原材材料及主主要辅助助材料供供应本产品的的原材料料、主要要辅助材材料，主主要是农农副产品品和无机机化学原原料等。所所有这些些消耗品品的市场场供应均均十分便便利，在在当地可可提供。1.9.2.66 燃料料动力及及其他公公共设施施的供应应本项目在在浦口高高新技术术开发区区实施，交交通便利利，开发发区配套套企业提提供包括括水、点点、热、燃燃气等相相关的生生产所需需，保证证满足项项目建设设和投产产后的生生产经营营和生活活的需求求。第二章 生产工工艺2.1 乳糖酶酶生产工工艺利用毕赤赤酵母系系统表达达有生物物活性的的乳糖酶酶，使得得乳糖酶酶高效分分泌到
38、细细胞外，而而无需破破碎细胞胞来提取取，降低低了乳糖糖酶的生生产成本本，简化化了生产产工艺，具具体如下下：采用300 m33容积的的发酵罐罐进行生生产，需需要三级级发酵，将将摇瓶培培养的种种子按11：100的比例例接入一一级种子子罐，由由一级种种子罐再再接入二二级种子子罐，再再接入330 mm3容积的的发酵罐罐中好氧氧发酵，发发酵过程程中适时时补料，监监控菌体体生长、产产酶情况况，防止止污染。待发酵结结束后，放放罐，将将菌体与与发酵液液分离，通通过分离离纯化获获得酶制制剂产品品。流程程图如图图1所示示：30 m3发酵罐培养流加氨水流加麦芽汁、甲醇离心分离清液微滤除菌、脱色、脱盐超滤浓缩喷雾干燥
39、固体成品包装毕赤酵母活化种子罐卡式罐三角瓶麦芽粉碎调节pH过滤麦芽糖化图2-11 乳糖糖酶生产产工艺流流程图2.1.1 原原料取大麦和和小麦若若干，用用水洗净净，浸泡泡6112小时时，置于于15阴暗处处发芽，上上面盖纱纱布一块块，每晚晚早、中中、晚淋淋水一次次，麦根根延长至至麦粒的的两倍时时，即停停止发芽芽，摊开开晒干或或烘干，贮贮存备用用。具体工艺艺流程：麦芽谷物物粉碎 蒸煮煮糖化静置置冷却麦芽芽液过滤滤调节节pH粉碎：麦芽的粉粉碎方法法：采用用干法粉粉碎法，将将麦芽投投进辊式式粉碎机机进行粉粉碎2.1.2蒸汽汽喷射液液化喷射液化化法液化化均匀，完完全且连连续化生生产。此此液化法法主要受受到
40、蒸汽汽方面的的影响, ，蒸蒸汽的高高低直接接影响液液化进料料的速度度, 从而而影响质质量及产产量。将将粉碎的的麦芽粉粉加进喷喷射液化化器，通通过高温温喷射液液化成糖糖。2.1.3 过过滤板框式压压滤机是是由容钠钠糖化醪醪的框和和分离麦麦汁的滤滤布及收收集麦汁汁的滤板板各若干干组组成成过滤元元件，再再配以顶顶板、支支架、压压紧螺杆杆或液压压系统组组成。2.1.4 连连续灭菌菌将配制好好的培养养基用泵泵连续输输入由直直接蒸汽汽加热的的加热器器，使其其在短时时间内达达到灭菌菌温度1130。然然后进入入维持罐罐，使在在灭菌温温度下维维持57分钟钟后再进进入冷却却罐，使其其冷却至至接种温温度300并直直
41、接进入入已事先先灭菌（空空罐灭菌菌）过的的种子罐罐和发酵酵罐内。主要设备备：加热热器、维维持罐、冷冷却罐2.2 发酵车车间2.2.1 菌菌种处理理工段2.2.1.11培养基基的制备备毕赤酵母母在试验验室培养养阶段一一般多采采用米曲曲汁或麦麦芽汁来来做培养养基。由由于其中中含有丰丰富的碳碳、氮及及其它营营养物质质，很适适宜于酵酵母菌繁繁殖。将将市售麦麦芽磨碎碎后，加加水，于于5560糖化4小时，再再过滤，将将滤液浓浓度调整整为l0012BBx。如如果要制制作固体体培养基基时，可可加入22的琼脂脂，溶化化后分装装试管，灭灭菌后取取出斜放放，待冷冷凝后，于于30培养两两天，观观察有无无杂茵生生长，如
42、如无，就就可以做做接种用用。采用用平板划划线法接接种。麦麦芽汁的的pH值一一般可控控制在444.5左左右，如如果太高高，可用用H2SO4或磷酸酸调整。2.2.1.22 实验验室扩大大培养流流程毕赤酵母母活化斜面面试管一级级种子培培养二级种种子培养养2.2.1.22.1 毕赤酵酵母活化化应先将菌菌体接入入新鲜斜斜面试管管进行活活化，以以便酵母母菌处于于旺盛的的生活状状态。在在无菌条条件将原原菌下接接人新鲜鲜斜面试试管，于于28-30保温培培养3-4天，待待斜面上上长出白白色菌苔苔，即培培养成熟熟，培养养基为：葡萄糖糖、酵母母粉、琼琼脂糖。2.2.1.22.2 三角瓶瓶培养采用三角角瓶培养养，可视
43、视其容量量选用不不同的培培养基。如如用2550毫升升小三角角瓶，可可装入ll00 ml米曲曲汁，如如30000mll大三角角瓶，则则可装入入米曲汁汁和经过过过滤的的酒母糖糖化醪各各5000ml，经经灭菌后后备用。2.2.1.22.3 一级种种子培养养采用卡氏氏罐培养养，卡氏氏罐培养养基可使使用酵母母糖化醪醪，以使使毕赤酵酵母逐渐渐适应大大生产培培养条件件。卡氏氏罐用的的糖化醪醪应单独独杀菌后后备用，如如果工厂厂卫生管管理条件件较好，也也可不杀杀菌。2.2.1.22.4 二级种种子培养养将一级种种子罐的的种子转转移的二二级种子子罐培养养。2.2.2 发发酵罐发发酵2.2.2.11发酵工工艺流程程
44、发酵过程程采用流流加操作作（补料料分批式式操作），是指在分批发酵过程中，间歇或连续地补加一种或多种成分的新鲜培养基的培养方法，是分批发酵和连续发酵之间的一种过渡培养方式，是一种控制发酵的好方法，现已广泛用于发酵工业。在培养过程中不断补加浓麦芽汁,使得在整个培养过程中培养液保持较低的糖的质量浓度。采用此方法,既可获得较高的酵母得率,又可获得高的酵母浓度。甲醇也是碳源，流加甲醇时，菌体以甲醇为碳源诱导表达外源蛋白。由于过高浓度的甲醇抑制细胞的生长和产物的表达，因此通过合适的策略控制甲醇的流加是提高外源蛋白表达量的关键。流加氨水可以调节pH，同时提供氮源。2.2.2.22培养温温度的控控制酵母菌在在
45、适宜生生长温度度范围内内，高温温比低温温繁殖稍稍快。但但高温培培养酵母母易于衰衰老。酒酒精生产产中酒母母培养温温度为22830。由于于酵母菌菌在生长长代谢过过程中还还要产生生一定热热量，故故应注意意加强冷冷却，以以保证酵酵母菌健健壮生长长。2.2.2.33 pHH控制糖化完成成后可适适当加大大风量使使发酵进进入旺盛盛产酸期期。在产产酸期内内控制风风量使产产酸速率率维持在在2-33 g/hL，不不得过快快，以进进一步利利用糖化化作用和和防止菌菌体过早早衰老。2.2.2.44 选择择通风培培养毕赤酵母母在生长长繁殖过过程中需需要消耗耗大量能能量，这这种能量量来源主主要是靠靠葡萄糖糖的有氧氧分解来来
46、获得。所所以，在在有氧条条件下培培养酵母母菌，利利用能量量高，糖糖分消耗耗少，在在酵母培培养过程程中通入入适量的的无菌空空气，对对酵母繁繁殖是有有利的。在实际流流加培养养过程中中，前期期应控制制较低的的搅拌转转速（6600 r/mmin）以以提供较较低的kkLa值值，这样样迟滞期期可相对对缩短；在对数数生长期期后期应应迅速增增大搅拌拌转速（提提高到112000 r/minn），44 kLLa值达达到8000（11/h）以以上，以以满足细细胞快速速生长对对溶氧的的要求，提提高产率率；在培培养末期期应调节节搅拌转转速至8800 r/mmin左左右。2.3 分离车车间2.3.1 过过滤过滤采用用板框压压滤机进进行过滤滤，将发发酵好的的发酵液液加进板板框压滤滤机，通通过压滤滤，将大大物质的的杂质去去掉，得得到滤液液。将滤滤液收集集到贮存存罐板框压滤滤机由交交替排列列的滤板板和滤框框构成一一组滤室室。滤板板的表面面有沟槽槽，其凸凸出部位位用以支支撑滤布布。滤框框和滤板板的边角角上有通通孔，组组装后构构成完整整的通道道，能通通入悬浮浮液、洗洗涤水和和引出滤滤液。板板、框两两侧各有有把手支支托在横横梁上，由由压紧装装置压紧紧板、框框。板、框框之间的的滤布起起密封垫垫片的作作用。由由供料泵泵将悬浮浮液压入入滤室，在在滤布上上形成滤滤渣，直直至充满满滤室。滤滤液穿过过滤布并并沿滤板板沟槽流流