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本科毕业设计开题报告

题目：年产3万吨赖氨酸发酵车间的初步设计

开题报告

课题类型：工业设计

学生姓名：郑日记

学号：3112106134

专业班级：生物工程2111

学院：机电学院

指导教师：魏胜华

开题时间：2015年3月

2015年3月18日

本课题的研究意义、研究现状和发展趋势

引言：

赖氨酸（L-Lysine）：名称2，6-二氨基己酸，化学结构简式为H2N（CH2）4CH(NH2)COOH，相对分子质量：146.19。

赖氨酸是构成\o蛋白质蛋白质的基本单位，是组成人体蛋白质的21种\o氨基酸氨基酸之一。L—赖氨酸是人体必需氨基酸，能促进人体发育、增强免疫功能，并有提高中枢神经组织功能的作用，而又是人体内不能合成的八种氨基酸(色氨酸，苯丙氨酸，赖氨酸，苏氨酸，蛋氨酸，亮氨酸、异亮氨酸及缬氨酸等，这八种氨基酸称营养必需氨基酸)之一缺少时则产生蛋白质代谢障碍和机能障碍。而且在人们的主食大米和面粉蛋白质中赖氨酸含量极少。如缺乏则引起蛋白质代谢障碍及功能障碍，导致生长障碍。由于谷物食品中的赖氨酸含量甚低，且在加工过程中易被破坏而缺乏，故称为\o第一限制性氨基酸第一限制性氨基酸。

饲料中添加的赖氨酸有两种，即L－赖氨酸和DL－赖氨酸。因动物只能利用L－赖氨酸。作为商品的饲用级赖氨酸通常是纯度为98.5％以上的L－赖氨酸盐酸盐，相当于含赖氨酸（有效成分）78.8％以上，为白色~淡黄色颗粒状粉末，稍有异味，易溶于水。90％以上的L－赖氨酸是以糖蜜为原料发酵生产的产品。此外，日本、美国、德国等国已利用化学合成的2－氨基ω－己内酰胺作原料，通过微生物酶消旋和水解生产L－赖氨酸。

1.1研究目的及意义

我国是世界上赖氨酸用量第一大国，第十个五年计划末，我国赖氨酸年需求量将达到20万吨。L-赖氨酸是玉米深加工的重要产品。产品的附加值高，经济效益十分显著。但我国赖氨酸生产仍存在一些问题：

（1）自动化程度不高。目前我国赖氨酸生产中，大部分操作是人工完成的，因此不能对一些控制因素（如糖耗、pH、温度）做出迅速反应；另外，一些关键的仪表（如耐高温的pH计、溶氧仪）、阀门等检测仪器水平和设备水平也有待提高。赖氨酸生产是一项生物工程的高新技术，应加强对赖氨酸发酵机理的理论研究，找出发酵中各影响因素关联式，以便于用计算机控制生产，提高生产过程自动化程度。

（2）能耗问题。国外生产1t赖氨酸需要标准煤8t，而我国需要15-20t，因此开发低能耗的浓缩装置十分必要。

（3）培育高产新品种、加强赖氨酸结晶最佳条件的研究也是当前生产中亟需解决的问题；另外，合成法和酶法都较为经济，又便于大规模生产，应加大研究开发的力度。

赖氨酸是世界上仅次于赖氨酸的第二大氨基酸，目前全球赖氨酸的生产能力近60万吨。

1.2赖氨酸用途

L-赖氨酸产品主要应用于医药食品以及牲畜饲料等应用。结合市场调研结果估计，L-赖氨酸的实际应用比例为：食品和医药行业的总和仅占5%左右，其他所生产出来的赖氨酸基本全用于动物牲畜饲料行业。

1.2.1食品行业

随着科技的发展和人类的进步，人类对于赖氨酸的科学研究也变得越来越细致。人们发现，它对人的中枢神经和周围神经系统都起着重要作用。它是一种必需氨基酸，必需从外来的食物中摄取。人类充分吸收其它营养物质的关键生物素就是赖氨酸。一般条件来说，只有生物体内储备了充足的赖氨酸含量，才可以很好地利用营养物质，提高蛋白质的吸收和利用，从而达到促进生物体生长和发育的目的。

1.2.2医药行业

赖氨酸是人体最为需要的一种必需氨基酸，它对于促进伤口愈合、治疗病人营养不良、虚弱、疲劳、食欲不振、精神不佳等状况与病症。生殖细胞、。血红蛋白、脑神经细胞的合成与完成生物机能离不开赖氨酸。如果人体内缺少了赖氨酸的存在，集体则会表现出蛋白质代谢不良和功能性障碍等症状。

实验以及临床已经表明，赖氨酸对于某些特定的疾病有着特殊的疗效。同时研究还表明，赖氨酸与某些兹体抗炎药结合，对于妇女经期综合症以及先关的经期疾病如偏头痛和腹部绞痛有着很好地治疗效果。

1.2.3饲料行业

我国是一个畜牧业大国，因此对于牲畜饲料的需求变得尤为的紧迫和庞大，我国在世界上饲料的产量位居次席。而且近些年来产量仍然以很快的速度飞速增长，同时饲料的质量与成分配比也显得尤为重要。添加了赖氨酸的动物饲料有着很好地品质，能够提高牲畜的蛋白质利用率，增加肉料比，而且动物很容易消化。我国畜牧业发展迅猛，在动物饲料中添加赖氨酸同样有着很严格的