年产1000吨丙酮酸工厂发酵车间工艺设计毕业设计_论文_开题报告.doc

天津科技大学本科生 毕业设计（论文）开题报告 院 生物工程学院 业 2011生物工程（生物化工） 题 目 年产1000吨丙酮酸工厂发酵车间工艺设计 名 李晶晶 指导教师（签名） ?年?月?日 α-酮基丙酸（α-ketopropionic acid）或乙酰基甲酸（Acetylformic acid）。它作为一种重要的有机中间产物[1]，同时含有羰基和羧基，属α-酮酸，活性强，可以参与很多类型的化学反应，可广泛应用于化工、制药和农药等工业及科研等领域。在医药工业方面，丙酮酸是非常重要的中间产物，可用于生产如消炎镇痛药辛可芬、抗结核药异烟肼丙酮酸钙、激素诺孕烯酮、解热药2-苯基喹啉-4-羧酸，合成维生素B等[2]。丙酮酸还是合成α-羰基苯丁酸和丙酮酸钙的重要原料，α-羰基苯丁酸是合成血管紧张素转换酶(ACE)抑制剂的重要中间产物[3]，丙酮酸钙在减肥方面有很好的效果，因为它可以加速人体内脂肪酸的代谢；在农用化学品中，利用丙酮酸反应强的特点，可以合成杂环化合物，并可以进一步合成新种类杀菌剂和除草剂。另外丙酮酸在生物技术方面很有发展前景，在工业上是主要用来通过已知方法（酶法）合成多种有用化合物的前体，如L-色氨酸，L-酪氨酸和丙氨酸，以及L-多巴以及生化试剂和细胞培养等。丙酮酸是生物体代谢过程中承上启下的关键中间产物，为糖酵解途径的产物，同时它为EMP途径和TCA循环提供原料，它可经多种途径生产甲酸、乙酸、苹果酸、琥珀酸、草酸乙酸和丙氨酸等物质[4]，并且为生物的各项生命活动提供所需的能量。由于丙酮酸广泛用于医药，农药，化学和食品行业，所以它的市场需求不断增大（Yonehara 和Miyata 1994年a）[5]。 作为一种用途广泛的化工产品，沿用Howard?and Fraser(1932)开发的酒石酸脱水脱羧法生产丙酮酸早已实现了工业化，年生产能力约1000220℃下蒸馏，馏出物再经真空精馏便可得到丙酮酸；其缺点是环境污染比较严重，发酵生产丙酮酸，无论在成本效益和产品较高的纯度方面都有优点。没有工业化，若我国发酵法生产丙酮酸满足国内市场需要，为国家节约大量外汇，具有明显的社会效益。1000吨丙酮酸的发酵车间工艺设计是有一定意义的。 文献综述（对已有相关代表性研究成果的综合介绍与评价） 国内丙酮酸及其盐、酯的主要生产厂家有近10家企业，年生产能力只有约1000，而且大部分企业采用落后的酒石酸合成技术，在采用发酵法生产丙酮酸方面，目前我国只有江苏常州常茂生物化工有限公司采用中试设备在进行少量生产，没有形成发酵法生产丙酮酸的工业化。由于发酵法生产丙酮酸的生产工艺与其他有机酸和氨基酸类似，因此，有机酸和氦基酸厂对设备进行适当改造即可投入生产，设备投资很小。按丙酮酸产量5%、糖酸转化率40%、提取总收率80%进行经济核算，每吨丙酮酸的生产成本（原料、水、电、汽、人工）为4.5万～5.5万元。一个年产250的丙酮酸发酵车间，每年销售收入可达2500万元，经济效益非常显著。中国丙酮酸的合成技术进步很快，尤其是江南大学的葡萄糖发酵法技术和复旦大学的乳酸乙酯空气氧化法技术均已达到国际先进水平。丙酮酸类商品生产成本低，产品质量好，在国际市场上极具竞争力。中国已经加入WTO，这必将促进国内医药中间体产品的出口，因此应大力发展出口形势看好的丙酮酸。有条件的企业，可以采用先进技术开发生产系列化丙酮酸产品，做到产品系列化、精细化，同时加大下游产品的研究开发，必能获得丰厚的收益。[7]丙酮酸报告依托多年对丙酮酸行业的研究，结合丙酮酸行业历年供需关系变化规律，立足国内市场，兼顾全球市场环境，对丙酮酸行业内企业群体进行了 深入的调查与研究。同时，报告也针对丙酮酸行业及其上下游行业的特点，从不同角度切入行业，为丙酮酸行业企业提供了强大的数据支持与专级的市场导向。并为企业制定发展战略、进行投资决策和企业经营管理提供权威、充分、可靠的决考报告侧重官方统计数据，采用定量及定性的科学研究方法撰写而成。 水电气的计算 1、液化热平衡计算 2、发酵过程中的蒸汽量的计算 3、发酵过程中的冷却水耗量计算 4、发酵过程中的无菌空气耗用量的计算 5月 车间布置设计最后结论、修改和完善 主要参阅文献 [1]B. Cooper. Preparation of Pyruvic Acid. US, patent 4900668. 1990. [2]沈冬钱.代谢工程大肠杆菌积累丙酮酸的研究[D].杭州：浙江大学，2014. [3]V. Slavinskaa, D