年产300吨纤维素酶工厂初步设计

合集下载

我国纤维素燃料乙醇工艺概况和经济性分析

专家观点<<

2018年6月·第3卷·第3期

石油石化绿色低碳

Green Petroleum & Petrochemicals

摘要：纤维素燃料乙醇是充分利用纤维素原料中的纤维素和半纤维素，使之水解糖化

后，通过糖发酵生产的燃料乙醇。目前我国纤维素燃料乙醇产业发展较慢，纤维素燃料乙醇在秸秆收储运、秸秆原料预处理、纤维素酶发酵制乙醇等环节还存在亟待突破的技术瓶颈。由于缺乏完善的秸秆原料收储运体系，原料供应难以保障，已建成的纤维素燃料乙醇示范装置大多因技术和成本问题未能正常开工运行。当前技术条件下，纤维素燃料乙醇投资较大，秸秆收储成本高，原料预处理过程产生的污水量大，污水处理成本高，乙醇生产过程中的酶制剂成本较高，致使纤维素燃料乙醇成本远高于粮食燃料乙醇成本。我国发展纤维素燃料乙醇需加强对秸秆收储运体系的研究、开发高效的纤维素酶菌，有效降低纤维素燃料乙醇成本以提高竞争力。

关键词：纤维素燃料乙醇工艺技术成本经济性分析

我国纤维素燃料乙醇工艺概况和经济性分析

朱青，王庆申，赵书阳，杨晓帆

（中国石油化工集团公司经济技术研究院，北京 100029）

收稿日期：2018-4-27

作者简介：朱青，学士，高级经济师。1989年毕业于北京建筑工程学院工业与民用建筑专业，长期从事项目经济评价工作，曾多次参与生物燃料定价及生物燃料的专题研究工作。

2017年9月十五部委联合发布的《关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用乙醇汽油的实施方案》提出，到2025年，力争纤维素燃料乙醇实现规模化生产，先进生物液体燃料技术、装备和产业整体达到国际领先水平，形成更加完善的市场化运行机制。纤维素广泛分布于农作物秸秆、皮壳当中，秸秆的能源化利用对加强我国环境保护以及促进能源结构调整等具有比较现实的意义。从目前的工艺技术看，纤维素燃料乙醇达到规模化生产仍将有一段距离。由于纤维素燃料乙醇成本较高，与粮食燃料乙醇相比没有竞争力，为推动纤维素燃料乙醇产业的发展，需要国家出台相关的财税扶持政策。

当归多糖提取分离工艺研究与车间设计

中文摘要 (3)

英文摘要 (4)

1 引言 (5)

1.1 课题背景与研究意义 (5)

1.2 国内外研究现状 (7)

1.3 课题主要研究内容 (9)

2 当归多糖提取分离工艺与纯化实验研究 (10)

2.1 原料与试剂 (10)

2.2 仪器与设备 (10)

2.3 实验方法 (10)

2.3.1 当归预处理 (10)

2.3.2 当归多糖含量测定 (10)

2.3.3 提取实验单因素设计 (11)

2.3.4 正交实验设计 (13)

2.4 结果与分析 (13)

2.4.1 标准曲线绘制 (13)

2.4.2 单因素试验分析 (14)

2.4.3 正交实验结果分析 (23)

2.4.4 最佳工艺放大实验 (25)

2.5 当归多糖膜分离与纯化 (25)

2.5.1 当归多糖初步纯化 (25)

2.5.2 当归多糖的微滤 (25)

2.5.3 当归多糖膜分离 (25)

3 工厂设计 (27)

3.1 物料恒算 (27)

3.1.1 当归原料物料恒算 (27)

3.1.2 乙醇物料恒算 (27)

3.1.3 水物料恒算 (27)

3.1.4 酶恒算 (27)

3.2 热量恒算 (28)

3.3 设备选型与计算 (28)

3.3.1 粉碎机械设备选型 (28)

3.3.2 水提罐设计 (28)

3.3.3 微滤设备选型 (29)

3.3.4 膜分离设备选型 (29)

3.3.5 真空干燥设备选型 (29)

3.3.6 包装设备选型 (29)

3.3.7 其他辅助设备选型 (29)

3.4 多功能提取罐设计与计算 (30)

3.4.1 基本参数设计 (30)

年产300吨纤维素酶工厂的初步设计

摘要

纤维素是年产量巨大的可再生性资源，地球上每年光合作用生成的上亿吨生物质中，纤维素占了近一半。目前，自然界中纤维素只有一小部分得到了利用，绝大多数纤维素不仅被白白浪费，而且还会造成环境污染。利用这一年产量巨大的可再生性资源将其转化为人类急需的能源、食物和化工原料，对于人类社会的可持续性发展具有非常重要的意义。

本设计采用目前认为是最好的产纤维素酶的菌种里氏木霉作为发酵菌种，液体深层发酵过程中采用变温发酵的方法分别控制菌种的生长和产酶，提取过程中采用超滤、层析等，提高产品的收率。最后采用喷雾干燥做成固态的酶制剂。

本设计的主要内容有：工厂总平面布置、全厂工艺流程设计、工艺计算、设备的计算与选型、成本核算；另外，完成设计图纸8张，有工厂总平面布置图、工艺流程图（3张）、发酵罐设计图、种子罐设计图、发酵车间设备布置图（平面图和立面图）。根据全厂工艺设计和计算结果可以看出，该设计能够达到工业生产的要求。

关键词：纤维素酶；液体深层发酵；里氏木霉

1 绪论1

1.1纤维素酶简介1

1.2纤维素酶的研究状况 1

1.2.1国外研究概况 (2)

1.2.2国内研究概况 (3)

1.3 纤维素酶的应用 4

1.3.1 纤维素酶在果实和蔬菜加工上的应用 (4)

1.3.2 纤维素酶在酱油酿造上的应用 (4)

1.3.3 纤维素酶在酒精发酵中的应用 (5)

1.3.4纤维素酶在饲料上的应用 (5)

1.3.5在麻棉混纺织物后整理中的应用 (6)

1.3.6其它 (6)

1.4纤维素酶的发展前景 6

酶添加对酿酒废糟干式厌氧消化产沼气效果的影响

王婷婷;马诗淳;孙照勇;谭力;汤岳琴;木田建次

【摘要】酿酒废糟是白酒生产过程的主要副产物,其处理及资源化利用是亟待解决的问题.该研究拟采用干式厌氧消化技术处理日益增加的酿酒废糟,同时生产生物能源沼气.为了提高沼气产量,探讨了酶添加对酿酒废糟高温干式厌氧消化效果的影响,并监测了厌氧消化过程中污泥pH值,有机酸(volatile fatty acids,VFAs),可溶性有机碳(soluble total organic carbon,TOC)等系统参数的变化情况.结果表明,直接利用酿酒废糟进行干式厌氧消化,系统启动初期有有机酸积累,稳定发酵条件下的沼气产量约为270.7 mL·g-1VS.向酿酒废糟厌氧消化过程中添加淀粉酶、糖化酶和纤维素酶能够显著促进沼气产量,沼气产率提高到337.6 mL·g-1 VS,有机酸浓度保持在较低的水平.分别对两体系中细菌和古菌16S rRNA基因进行定量PCR,结果表明,酶添加体系同对照相比参与厌氧消化过程的微生物数量显著增加.%Vinasse is the major by-products in liquor production.To reduce the negative impact on environment,a process was developed to convert vinasse to biogas via dry methane fermentation.The dry methane fermentation of vinasse with or without enzymes addition were experimented in lab-scale,and the process parameters including pH,VFAs and TOC concentrations were evaluated.The results showed that VFAs accumulation was observed during the starting-up period,The biogas yield of 270.7 mL · g-1 VS was obtained with vinasse without enzymes addition.Enzymes addition improved the biogas production to 337.6 mL · g-1VS,and the VFAs concentrations always kept at a low level.The real-time quantitative PCR of 16S rRNA of microbes

纤维素酶稳定性的研究

一．背景介绍

纤维素是地球上最丰富、最廉价的再生资源。有资料表明 ,全世界每年的植物体生成量达1500亿吨干物质 ,其中纤维素及半纤维素的总量为850亿吨。纤维素的基本单位是葡萄糖 ,但由于纤维素具有水不溶性的高结晶构造 ,其外围又被木质素包围着 ,要把它水解成可利用的葡萄糖非常困难。所以到目前为止仍没有得到很好地利用。当前 ,新能源、新食品资源的开发利用是世界各国都在研究的重大课题 ,因此 ,纤维素酶的研究成为其主要组成部分。

纤维素是一种多糖, 是葡萄糖以β- 1,4-糖苷键结合的聚合物, 在自然界中储量极其丰富, 在纤维素酶的催化条件下可分解产生二糖或葡萄糖, 纤维素的利用目前尚未完全开发, 造成资源及能源的巨大浪费。为了更好地利用纤维素, 愈来愈多的国内外学者开始关注纤维素酶的研究与应用, 期望能借助纤维素酶将地球上最丰富(占全球总生物量 80%)、最廉价的可再生资源纤维素转化为能直接利用的能源和资源。现在纤维素酶的应用已扩展到食品发酵、医药、纺织、日用化工、造纸、工业洗涤、烟草、石油开采、废水处理及饲料等各个领域, 其应用前景十分广阔。[1]

1. 纤维素酶的组成

纤维素酶是指 3种起协同作用的一组酶的总称 ,现已确定纤维素酶主要组分如下: 内切型葡聚糖苷酶、外切型葡萄糖苷酶、纤维二糖酶。[2]

2. 纤维素酶的特性

2.1 内切型葡聚糖苷酶

也称 Cx酶、CMC酶。它以随机的形式在纤维素聚合物内部的非结晶区进行切割 ,对末端键的敏感性比间键小。其主要产物是纤维糊精、纤维二糖和纤维三糖等带非还原性末端的小分子纤维素。[2]

纤维素乙醇发酵--全

• 基因工程在菌种选育上的应用
自然筛选
• 优点：简单易行，可以达到纯化菌种、防止菌种衰退、稳定生产、提高产量等目的。 • 缺点：效率低、进展慢，很难使生产水平大幅度提高。
诱变育种
化学诱变剂:硫酸二乙酯(DES)、亚硝基胍 (NTG)、亚硝酸(NA)、氮芥(NM)、羟胺等物理诱变剂:如紫外线、X-射线、-射线、快中子、超声波等
• 在美国能源部的支持下，杰能科(Genencor International)和诺维信 (Novozymes A／S)两家酶制剂公司加大了研究力度，努力增加酶活和降低生产成本，取得了引人注目的结果。诺维信鉴定出多种新酶，配制成新的复合酶制剂，提高了酶系的降解能力，结合NREL预处理技术的进步，使玉米秸产乙醇用酶的成本降至原来的1／30，从2001年的每加仑5美元到2005年的每加仑10—18美分。通过技术进步，杰能科的酶成本也降至原成本的1／30。美国能源部认为酶处理成本已不再是产业化的主要障碍。
• 缺点：酶水解产生的产物(纤维二糖和葡萄糖)会反馈抑制水解反应
SHF方法的改进
• Ghose等将高产菌株绿色木霉QM9123的纤维素酶浓缩5~8倍，加
入30%研磨的木质纤维素悬浮液，在反应器内连续糖化，将生成的葡萄糖通过超过滤膜分离出去，从而消除产物抑制，提高了反应速度，流出液的葡萄糖浓度达10%以上。但膜技术产业化有一定困难。

纤维素乙醇

生物乙醇的分类
加剧粮食紧张
•第一代生物乙醇：利用粮食，比如，在美国是用玉米，在巴西用甘蔗等等生产乙醇等生物能源。
纤维素乙醇
•第二代生物乙醇：利用非粮食生物质生产乙醇。（cellulosic ethanol）[ 来源：秸秆，稻壳，树木枝叶，甘蔗渣] •第三代生物乙醇：利用藻类（如海藻或者淡水藻类)，通过对藻类进行养殖，等长成之后进行收获，收获之后要晒干，然后通过酵母菌发酵生产乙醇。 •第四代生物乙醇：第四代生物能源技术目前是一个创新，它是通过对藻类进行改造而生产乙醇。例如，对蓝藻进行改造，使其通过光合作用吸收二氧化碳，直接生产乙醇以及副产品和氧气。
2．生物质原料需进行复杂的预处理
天然纤维素材料的结构性质非常复杂，纤维素不仅被半纤维素和木质素所包裹，其本身也存在着高度的结晶性和木质化，阻碍了酶与纤维素的接触，使其难以直接被生物降解。对大多数天然纤维素材料来说，如果不经过适当预处理，直接进行酶促水解，酶解率一般都非常低（〈 20%），进而影响总糖产率，但该处理大大增加了经济成本。开发廉价高效的木质纤维预处理技术是降低生产成本，实现产业化的途径之一。
酶水解：酶水解始于20世纪50年代的生化反应，是较新的生物质水解技术。它主要利用纤维素酶对生物质的纤维素进行水解进而发酵生成乙醇。原理：纤维素酶不是单一物质，其主要成分为内切葡萄糖酶、外切葡萄糖酶和β一葡萄糖苷酶。其中内切葡萄糖酶的作用是随机地切割β一1，4葡萄糖苷键，使纤维素长键断裂；外切葡萄糖酶的作用是从纤维素长链的还原端切割下葡萄糖和纤维素二糖；β一葡萄糖苷酶的作用是把纤维二糖和短链低聚糖分解成葡萄糖。特点：优点是：①在常温下进行，过程能耗较低；②酶的选择性高，糖产率高，可大于95％；③提纯过程简单，无污染。缺点是：①所需时间长，一般需要几天；②酶的成产成本高，水解原料须经预处理。可以看出酶水解有着较多的优点，但要实现大规模应用，必须极大地降低酶的生产成本。所以，目前还没有得到较大地推广。

纤维素酶稳定性的研究

一．背景介绍

1. 纤维素酶的组成

纤维素酶是指 3种起协同作用的一组酶的总称 ,现已确定纤维素酶主要组分如下: 内切型葡聚糖苷酶、外切型葡萄糖苷酶、纤维二糖酶。[2]

2. 纤维素酶的特性

2.1 内切型葡聚糖苷酶

玉米秸秆生产燃料乙醇的过程设计及技术经济评价

目录`

1.简介

1.1背景和动机

1.2过程综述

1.3技术方法分析

1.4关于第n个工厂的假设

1.5相关技术经济研究的回顾

1.6关于NREL Aspen模型

2.设计的基础和惯例

2.1工厂规模

2.2原料组成

2.3设计报告惯例

3.过程设计及成本估算

3.1工段100：原料储存和处理

3.2工段200：预处理及其条件

3.3工段300：酶水解和发酵

3.4工段400：纤维素酶的生产

3.5工段500：产品，固体和水回收

3.6工段600：废水处理（WWT）

3.7工段700：产品和原料化学品的储存

3.8工段800：燃烧室，锅炉和涡轮发电机

3.9工段900：公用设施

4.过程的经济性

4.1年成本指标

4.2总资本投入

4.3可变运营成本

4.4固定运营成本

4.5现金流分析和乙醇的最低售卖价格

5.分析和讨论

5.1碳和能量平衡

5.2水平衡

5.3糖消耗

5.4成本敏感性分析

5.5技术改进声明

6.结果语

6.1总结

6.2与2002年设计的不同

6.3展望未来

1 简介

1.1 背景及动机

美国能源部(DOE)的生物质项目办公室(OBP)赞助那些目的是提高生物质转化技术的基础和应用研究的项目，大力提倡由木质纤维素原料生产乙醇及其他液体燃料。这些项目包括开发

出更好的纤维素酶和发酵微生物的实验室运动，潜在过程的详细工程学研究，以及中试和生产设施的构建。这项研究由国家实验室，大学以及私人的工程，建筑公司主导。

作为这个项目的所包含的一部分，美国可再生能源实验室(NREL)为了开发出一种基于过程和工厂设计假设得到的完全工业级别价格的酒精，研究了纤维素酒精生产的全过程设计和经济性，这些假设是和工程学，结构及操作上最合适的实例相联系的。工业级别的价格是指酒精的最低售价或者叫MESP。MESP能被政策制定者和DOE用来评估纤维素乙醇与石油和淀粉或蔗糖来源的乙醇相比其的价格竞争力以及其市场渗入的潜力。

年产3200吨乳酸工厂提取车间设计毕业论文

1 绪论

乳酸又名又名丙醇酸，它是世界上应用广泛的三大有机酸之一，它广泛应用于食品、医药等轻化工领域，特别是在环保领域更有广泛的应用前景。目前工业化生产中，我国生产乳酸的主要采取的方法是微生物发酵法，同时开展了以米根霉深层发酵产L-乳酸的研究工作，在生产、转化率、发酵周期等方面达到了国际水平，并建成了千吨以上规模的L-乳酸生产数十家。但目前乳酸的普及应用人有较大的瓶颈，尤其是在乳酸提取精制方面，乳酸的提取精制占到了乳酸生产成本的一半以上，因此，以最低成本提取最优质的乳酸新技术是目前亟待解决的问题，近年来，很多国家在乳酸提取新技术研究方面也有一定进展，主要有：乳酸锌提取技术，溶剂萃取法提取技术，离子交换法提取技术，电渗析发提取技术等。在进行乳酸工厂提取车间设计时根据工厂的实际生产工艺和产能采取最优的提取工艺，选取相应的生产设备，合理布局设计，使生产操作可靠性、方便性达到生产要求，降低成本，最终使生产效益最大化。

1.1 乳酸的概况

1.1.1 乳酸的性质和用途

乳酸（Lactic Acid）学名为2一羟基丙酸，其分子式为：C2H5OCOOH；分子中有一个不对称碳原子，因此具有旋光性。常见的乳酸主要有L-乳酸（右旋性）、D-乳酸（左旋性）和它们的混合物外消旋DL—乳酸，乳酸纯品为

无色液体，工业品为无色至浅黄色液体，无气味，具有吸湿性；

乳酸相对分子质量为90.08，相对密度1.2060(25/4℃)，熔点18℃，

沸点122℃（2KPa)，能与水、乙醇、甘油混溶，不溶于氯仿、二硫化碳和石油醚；在常压下加热分解。

年产500吨40%乙烯利水剂项目可行性分析研究报告

年产500吨40％乙烯利水剂可行性研究报告

山东XX生物科技有限公司

第一章总论

1.1 项目名称

年产500吨40%乙烯利水剂。

1.2 申请单位介绍

1.2.1 企业名称、性质及法人

企业名称：山东XX生物科技有限公司

法人代表：XX伟

企业性质：有限责任公司

注册资金：

企业地址：山东省XX县XX乡XX村（XX县新型材料产业园）1.2.2 企业简介

山东XX生物科技有限公司是一家以农药生产和销售为主的有限责任公司，主营产品为高效、低残留、无公害农药，符合国家农药产业政策发展方向，不存在强制淘汰或受政策限制的风险；而且由于区域便利，确保公司具有较强的抗风险能力，为主营业务的增长奠定了基础。

本公司技术实力较强，建立有自己的技术开发中心，具备较强的农

药剂型自主开发能力，公司一直坚持以用户及市场为导向，不断拓宽农药用途并改进施药方法，开发出技术含量高、环境相容性好的新剂型。

本公司拥有规模较大的销售队伍，坚持以市场为导向，重视市场开发与技术改进结合，通过田间药效实验、改变施药方式及扩大农药用途，维持并创造市场；公司通过加大投入、提高服务质量、加强客户的维护与管理，建立了健全的客户关系管理体系。

本公司一直把品牌建设列入企业战略目标，实行“重质量、创名牌、守信誉、增效益”的质量方针，制定了“全力实现向用户交付100%的合格产品；提供迅捷优质的销售服务，保证交付准时率100%；保质期内，产品质量合格率100%”的质量目标，并细化到各部门和各生产岗位，严格控制产品质量，杜绝不合格产品进入市场，立志为用户提供高效、安全、经济的优质产品。

利用纤维素酶水解碱处理稻草生产葡萄糖

第61卷第3期吉林大学学报(理学版)

V o l .61 N o .3

2023年5月

J o u r n a l o f J i l i nU n i v e r s i t y (

S c i e n c eE d i t i o n )M a y

2023d o i :10.13413/j .c n k i .j

d x b l x b .2022291利用纤维素酶水解碱处理稻草生产葡萄糖

顾天华1,曹亚群2,李烜琦1,任晓冬1

(1.吉林大学生命科学学院,长春130012;

2.内蒙古自治区城乡人居环境发展促进中心,呼和浩特010020

)摘要:针对木质纤维素结构复杂㊁难以降解利用,焚烧时导致环境污染的问题,利用纤维素酶将木质纤维素中的纤维素水解为葡萄糖.首先,使用N a O H 溶液对稻草进行预处理;其

次,对预处理前后的稻草进行扫描电镜㊁F o u r i e r 变换红外光谱和X 射线衍射分析;最后,使用A s p e r g i l l u s n i g

e r Q 7生产的纤维素酶水解预处理稻草.结果表明:预处理后的稻草纤维结构被打开,表面积增大,结晶度上升;预处理稻草纤维素含量上升,半纤维素和木质素含量下降;预处理后比预处理前的稻草产生的葡萄糖量高.关键词:稻草;预处理;纤维素;纤维素酶;酶解

中图分类号:Q 93 文献标志码:A 文章编号:1671-5489(2023)03-0702-05

P r o d u c t i o no fG l u c o s eU s i n g C e l l u l a s eH y d r o l y

纤维素酶

今后对纤维素酶的研究会重点集中在:
①纤维素酶高产菌株选育：
对菌株进行改造, 提高菌株生产能力及酶的活性和稳定性，筛选极端条件下纤维素酶高产菌株
②优化发酵条件：
改进发酵工艺,降低生产成本, 使发酵产物易于分离纯化。
③纤维素酶的测定方法规范化：
包括规定标准菌株、标准测活方法、标准底物等。
纤维素酶研究现状
内容

1 背景 2 纤维素及纤维素酶的介绍 3 国内外纤维素酶的研究热点
研究背景

能源危机高油价，石油、天然气等化石燃料的枯竭,如石油大约为1180~1510亿吨，大约在2050年左右枯竭，天然气储备估计在131800~152900兆立方米。年开采量维持在 2300兆立方米，将在57~65年内枯竭。煤的储量约为5600亿吨，可以供应169年。粮食紧缺全世界饥饿人口：10亿纤维素乙醇原料来源广: 作物的秸秆 (1.5×1012T/年 )，大部分以焚烧的形式被处理掉，造成大量资源的浪费和环境污染。价格低：50美分/加仑（美国Novozymes公司）工业用酶的需求增大酶的产值： 1 ×1010美元/年
Breakage of the noncovalent in the cellulose
纤维素的水解过程
Hydrolysis of the individual cellulose it into smaller sugars

纤维素制取乙醇技术

1引言

能源和环境问题是实现可持续发展所必须解决的问题。从长远看液体燃料短缺将是困扰人类发展的大问题。在此背景下，生物质作为唯一可转化为液体燃料的可再生资源，正日益受到重视。所以生物质制液体燃料的技术很有发展前途，这中间又以生物质制燃料乙醇技术备受关注。

现有工业化燃料乙醇生产均以糖或粮食为原料[1，2]，其优点是工艺成熟，但是产量受原料的限制，难以长期满足能源需求；从长远考虑，以纤维素(包括农作物秸秆、林业加工废料、甘蔗渣及城市垃圾等)为原料生产燃料乙醇，可能是解决原料来源和进行规模化生产的主要途径之一。

我国有发展纤维素制乙醇的有利条件，每年仅农作物秸秆就有7亿多吨(干重)[3]，而我国粮食资源并不丰富，因此将农林废弃物转化为燃料乙醇，形成产业化利用，非常适合我国的国情，从能源安全角度上看也是十分有利的，而且可消除由焚烧秸秆造成的环境问题。

2纤维素制取乙醇基本原理[4]

纤维素废弃物的主要有机成分包括半纤维素、纤维素和木质素3部分。前二者都能被水解为单糖，单糖再经发酵生成乙醇，而木质素不能被水解，且在纤维素周围形成保护层，影响纤维素水解。

半纤维素是由不同多聚糖构成的混合物，聚合度较低，也无晶体结构，故较易水解。半纤维素水解产物主要是木糖，还包括少量的阿拉伯糖、葡萄糖、半乳糖和甘露糖，含量因原料不同而不同。普通酵母不能将木糖发酵成乙醇，因此五碳糖的发酵成为研究的热点。

纤维素的性质很稳定，只有在催化剂存在下，纤维素的水解反应才能显著地进行。常用的催化剂是无机酸和纤维素酶，由此分别形成了酸水解和酶水解工艺，其中的酸水解又可分为浓酸水解工艺和稀酸水解工艺。纤维素经水解可生成葡萄糖，易于发酵成乙醇。

宜昌市人民政府办公室关于印发宜昌市化工产业项目入园指南的通知

宜昌市人民政府办公室关于印发宜昌市化工产业项目

入园指南的通知

文章属性

•【制定机关】宜昌市人民政府办公室

•【公布日期】2018.01.11

•【字号】宜府办发〔2018〕6号

•【施行日期】2018.01.11

•【效力等级】地方规范性文件

•【时效性】失效

•【主题分类】原材料工业

正文

关于印发宜昌市化工产业项目入园指南的通知

宜府办发〔2018〕6号

各县市区人民政府，市政府各部门、各直属机构：

《宜昌市化工产业项目入园指南》已经市人民政府同意，现印发给你们，请结合实际，认真贯彻执行。

宜昌市人民政府办公室

2018年1月11日

宜昌市化工产业项目入园指南

为高标准建设化工园区，促进全市化工产业绿色化、安全化、循环化、高端化和智能化发展，根据国家、省、市相关产业政策及《中共宜昌市委宜昌市人民政府关于化工产业专项整治及转型升级的意见》（宜发〔2017〕15号）等文件精神，结合全市化工产业发展实际，制定本指南。

一、适用范围

本指南适用于宜昌市区域内现有以及新建、扩建、改造化工项目的入园管理。

二、总体目标

以资源绿色开发为引领，优化传统产业，培育发展高端产业和产品，逐步形成化工新材料和高端专用化学品为重点，有机化工新材料、无机化工新材料、高端专用化学品、新型肥料等多产业板块相融合为特色的化工产业集群。

坚持差异化发展，以产业链设计一体化为核心，实现公用辅助工程一体化、物流运输一体化、安全生产和环境保护一体化、管理服务一体化，建设竞争力强、特色突出、功能完善、开放领先、环境友好的国内一流园区。

三、入园条件

化工产业项目进入化工园区必须同时满足以下条件：

年产5000吨工业用纤维素酶制剂厂设计

专业名称:生物工程作者:刘浩指导教师：高健

摘要

本设计主要是对年产5000吨工业用纤维素酶制剂厂进行了设计。

本设计主要在产品需求，地理环境，政策环境，生产工艺条件基本上，基于5000吨工业纤维素酶制备项目的要求，做的车间的平面设计。同时通过对生产工艺、产品方案、设备选型、物料衡算、全厂卫生安全、企业组织等方面的研究与设计。对本方案进行经济的估算，初步估算：固定资产3000万元的项目投资，项目建成后，年产固体和液体纤维素酶5000吨，年利润16920万元，投资回收期为3年。

关键词：工业用纤维素酶；工厂设计；物料衡算；技术经济分析

The Plant Design of a 1000t/a Production Capacity of Industrial Used

Cellulase

Major: Biological Engineering Author: Liu hao

Instructor: Gao Jian

Abstract

This study was aimed to design an industrial used cellulase production plant

with a 1000-ton production annual capacity.

Workshop horizontal design, the product plan and the craft proof, selection

of processing technology and equipment, materials balancing, hygiene and safety,

相关主题

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

1 绪论

1.1纤维素酶简介

纤维素作为植物光合作用的主要多糖类产物,是地球上最为丰富的可再生性天然资源。据估计,地球纤维素每年通过光合作用的更新量约为4. 0×1010吨,Liitzen 等在1983 年推算出纤维素的合成速率相当于全人类每人每天70 千克,这一惊人的结果足以显示其对整个人类的价值所在。然而,目前约80 %未被开发利用,具有极为诱人的前景。对纤维素的深入研究和利用必将是解决当前世界许多国家普遍面临的粮食,饲料和能源短缺及环境污染等问题的一条有效途径,并已成为21 世纪各国共同关注的一项重大课题。

植物纤维素的高聚合度、毛细管结构、木质素和半纤维素所形成的保护层及其超分子结构中具有高结晶度(crystallinity index) 的结晶区存有大量氢键(包括分

子链内、链间及分子链与表面分子之间形成的氢键) 是造成纤维素难以被利用的根本原因。从高效和环保的角度出发,纤维素被彻底分解而无污染的一条有效途径便是利用纤维素酶(cellulase) 的水解作用。可是,当前纤维素酶的高昂费用是其难以在工业上被推广应用的主要因素。过去的一些研表明,对含纤维素物质进行一定的前处理(方法主要有球磨法,汽爆法,γ射线照射法,酸碱法和氧化法等) ,但仅是在较低的程度上提高了纤维素酶的水解效率。一些高产菌株的获得,在目前条件下也难以大幅度降低纤维素酶的成本。还需要在这方面开展更广泛而深入地研究。

纤维素酶(cellulase)是利用产纤维素酶的菌株经过固体发酵或液体深层发酵提取精制而成的液体状酶制剂。纤维素酶由三种功能不同但又互补的酶组成,能水解天然纤维素成为葡萄糖分子。这三种酶是内切葡聚糖(Endoglucanase.EG.EC

3.2.1.4)、外切纤维素酶(cellobiohydrolase. CBH, EC 3. 2. 1. 91)和β-葡萄糖苷酶(β

-Glucanases. GE, EC3.2.1.21)。木酶属被认为是纤维素酶系最全面,分解天然纤维素活力最高的一类丝状真菌。纤维素酶对能源危机、食品和饲料紧张及环境污染等问题的解决有积极的作用,纤维素酶的开发利用将会产生很大的经济价值。

纤维素(cellulose )是植物细胞壁的主要成分，约占植物干重的三分之一至二分之一。世界生产和目前储存的纤维素生物量比任何一种碳水化合物都要多得多，是一种十分巨大的生物质资源，可为人类提供用之不尽的能源。但是目前这一资源的利用大约不到地球上总贮存量的0.5，仅有一小部分被用于纺织、造纸、建筑、饲料、制药、农肥、燃料等方面，大部分未得到利用而被抛弃或焚烧，不仅造成资源的巨大浪费，而且污染环境，危害很大。如果能利用纤维素酶将大量的纤维素资源酶解成单糖，再经发酵可生产出化工原料、饲料、燃料、食物和药物等，开辟饲料、发酵工业原料和人类食品的新来源，同时还可以处理废物、减少公害、保护环境。因此研究纤维素资源的综合利用具有深远的意义，日益引起世界各国的关注和重视。

1.2纤维素酶的研究状况

早期就有研究表明,纤维素酶是一类胞外酶,从培养物滤液中就可以很容易得到。它又属于诱导酶(但在细菌方面以固有酶居多) ,在诱导物存在下,才能大量产生。纤维素酶的分泌又受分解代谢产物阻遏(catabolite repression) 和反馈抑制(feedback inhibition) 两种作用。许多不溶性的纤维素、可溶性的纤维衍生物、一些低聚糖类对某些单糖和二糖均可作为纤维素酶的诱导物。但需要一提的是,纤维二糖、葡萄糖和甘油等低分子可溶性糖在低浓度时有促进作用而较高浓度时便开始抑制。当然,对于不同微生物来说,同一浓度的同一物质也可能有着不同甚至完全相反的作用。这方面的研究还甚少。

纤维素酶的分泌与细胞膜的通透性有着密切的关系,这是Reese 和Maguire 得出的结论,他们在绿色木霉QMa6 的培养基中添加一定浓度的油酸钠、亚油酸钠、吐温80 和蔗糖单棕榈酯等表面活性剂,结果都大量增加了纤维素酶产量,且缩短了产酶时间。在纤维素酶的生产过程中,pH 值和发酵时间是关键。Mandles等发现,在分批培养物发酵过程中,起初pH 最好是自然下降到3. 0～3. 5 ,再加控制以防止pH 降低,消耗纤维素以后自然上升,这样有利于酶的大量分泌。连续培养的情况不同,保持较低pH 时,菌生长受到抑制,酶产量减少,而保持pH5. 0 时则可提高酶产量。纤维素酶的发酵过程中,有分泌高峰期,且高峰期的稳定性因培养基不同而有很大差异。故准确控制发酵时间是纤维素酶生产的另一个重要参数。综合上述,这里引发了一个新思路,就是对发酵不同阶段分别进行不同控制(如pH 值、温度、通气量、培养基成分) 可能在很大程度上提高酶产量。

要获得较高酶产量,发酵方法是非常重要的方面,目前生产纤维素酶的国家主要有日本、美国、德国和荷兰。日本过去多用固体曲生产,后来由于这种方法难于监控,某些组分常常吸附于固体残余物上,增加了提取难度,不利于现代化流水作业,于是不少改为液体深层发酵。美国一直都是使用这种方法,并在此基础上出现了流加培养法、分批发酵法、连续发酵法、二次发酵法以及细胞循环法等等。混合微生物发酵法是纤维素酶生产中的又一新途径。因不同真菌的纤维素酶系在各组分均衡性方面有互补的现象。木霉纤维素酶系中含有较多的CBH 和EG,缺少βG,而另一类真菌如黑曲霉、海枣曲霉( A .phoenicus ) 和可可球二孢( Bot ryodi plodic theobromoe ) 形成的纤维素酶系却以βG为主。故以微生物生态学为基础,将以上两类菌混合在一起发酵,寻求二者均能大量分泌纤维素酶的发酵方法和条件,生产出优质高效的混合纤维素酶,目前只有极少关于这方面的浅层研究。

1.2.1国外研究概况

1906年Seilliere发现蜗牛的消化液能够水解棉花纤维素并产生葡萄糖，这是人类首次发现纤维素酶。随后他的工作于1913年得到Alexandrowicz的证实。1933年Grassman等研究了一种真菌的纤维素酶系，分辨出两个组分，这是首次从真菌中分离出纤维素酶。四、五十年代，以美国陆军Natick研究发展中心为代表的世