黑曲霉生产纤维素酶工艺设计
1. 维素酶
1.1 纤维素酶的组分
纤维素酶是水解纤维素及其衍生物生成葡萄糖的一组酶的总称，是由多种水解酶组成的一个复杂酶系。纤维素酶是起协同作用的多组分酶系，国内外多数根据纤维素酶的底物及作用的位点和释放的产物将其分为三类:（1）葡聚糖内切酶 (endo-l，4-D-glueanase，EC3.2.1.4)来自真菌的简称EG，又称CMC一Na酶;来自细菌的简称Lne)。这类酶不能水解结晶纤维素如棉花和微晶纤维素等，主要作用于纤维素内部的非结晶区和一些可溶性的底物如羧甲基纤维素和羟乙基纤维素，随机降解β-1，4糖苷键，将长链纤维素分子截短，产生大量带非还原性末端的小分子纤维素、纤维二糖和葡萄糖, 其分子量大小约23-146KD。(2) 葡聚糖外切酶(exo-1，4-β-D-glucanase，来自真菌简称CBH;来自细菌简称Cex)。作用于纤维素线状分子末端，分解1，4-β-D糖苷键，每次从底物的非还原端切下一个纤维二糖分子，故又称纤维二糖水解酶，可以水解无定形纤维素和微晶纤维素，对棉花有微弱的作用分子量约38-118KD。(3)β-葡萄糖苷酶(β-D一glucosidase，简称BG)纤维素大分子首先在GE酶和CBH酶的作用下降解为纤维二糖，再由BG酶水解成二个葡萄糖分子。其分子量约为76KD。
1.2纤维素酶的作用机制
目前对纤维素酶的分子机制大致有3种假说:改进的Cl一Cx假说、顺序作用假说和竞争吸收模型。它们都认为，纤维素酶降解纤维素时，先吸附到纤维素表面，然后其中的内切酶在葡聚糖链的随机位点水解底物产生寡聚糖，外切酶从葡聚糖链的还原或非还原端进行水解产生纤维二糖，β-葡萄糖苷酶水解纤维素二糖为葡萄糖。在纤维素溶解糖化过程中内切酶和外切酶的比值会显著地影响纤维素溶解活力，而且在纤维素糖化过程中β-葡萄糖普酶组分的加入会使这种协同作用大大加强[1]，应该注意的是，这种协同作用不仅作用顺序不是绝对的，而且各酶的功能也不是简单、固定的。研究表明，GE和CHB都能引起纤维素的分散和脱纤维化 (沿纤维素的经度轴方向分层，形成更薄更细的亚纤维)，这样纤维素的结晶结构被打乱，导致变形，使纤维素酶能深入纤维素分子界面之间，从而使纤维素孔壁、腔壁和微裂隙缝的压力增大，水分子的介入又使纤维素分子之间的氢键被破坏，产生部分可溶性的微结晶，利于进一步被降解。
1.3纤维素酶在实际生产中的应用
据统计，1995年，世界工业酶的销售量大于10亿美元;而1999年实际达到16亿美元。工业酶总供应量的60%来自于欧洲，其余40%来自于美国和日本，而且大约75%的工业酶是水解酶，其中糖营水解酶居第二位[17]。目前纤维素酶的应用还主要集中在微生物纤维素酶的应用上。现在纤维素酶已被广泛地应用于食品、酿酒、饲料加工、纺织、洗衣、农业、医药等多个领域中。
1.3.1纤维素酶在食品加工行业的应用
纤维素酶在食品加工行业应用极为广泛。在果蔬加工行业中，纤维素酶用来软化植物组织。和一般的加热蒸煮、酸碱处理等方法相比，采用纤维素酶处理可以避免营养物质特变是维生素的流逝。采用纤维素酶水解法对海藻粉进行前处理可以提高海藻脂质的抽提率，充分获取海藻中的脂质资源，同时降低生产成本。在油料作物加工中，传统的压榨法和有机溶剂法生产的油制品存在质量差产量点的缺点。用纤维素酶代替有机溶剂进行加工，可以避免有机溶剂的残留，因而能提高产品质量;另外酶反应条件温和，可以避免剧烈条件对产品质量的影响，同时也降低了生产成本。在酿酒行业中，原材料中纤维素含量很高，加入纤维素酶，使纤维素能转换为糖，原料利用率大大提高，且残渣相对锐减，不仅提高了产量，同时使残渣处理的工作量减少，极大的提高了经济效益。
1.3.2纤维素酶在饲料工业中的应用
由于家禽家畜一般难消化利用纤维素和半纤维素。而在饲料中加入纤维素酶制剂后，使纤维素和半纤维素转化为易吸收利用的糖类，使饲料得以充分的利用，同时也避免纤维素和半纤维素在动物体内累积，促进动物的消化吸收。
1.3.3纤维素酶在纺织工业中的应用
近年来，人们通过微生物工程技术，利用纤维素酶对纺织品进行后处理。因为纤维素酶能使麻、棉这类富含纤维素的物质表面剥离和纵向复合细胞间层侵蚀，使纤维梢丝束化或者脱落，因此，经纤维素酶处理过的织物比较蓬松、丰满、柔软、滑爽，且悬垂性好，吸湿性强，具有一定的丝光效果。有效地提高了棉麻织物的服用性能及产品的档次。
1.3.4环境保护和纤维素废料处理
自然界和工农业生产中都有大量含纤维素的废物，如木屑、废纸等纤维滤渣，这些废料经理化方法处理后易于酶解[17]，就可以用纤维素酶将其水解。如利用纤维素酶处理秸杆、蔗渣等农业废料生产葡萄糖，再经过发酵可生产甲醇、乙醇等工业物质，这些不仅是重要的化工原料，还可以替代汽油等作为燃料解决日益紧张的能源问题。
1.3.5在医药中的应用
中草药所含成分十分复杂，既有有效成分，又有无效成分和有毒成分。为了提高中草药的治疗效果，就要尽最大限度提取有效成分，去除无效成分及有毒成分。因此，中草药提取对于提高中药制剂的内在质量和临床疗效最为重要。但常用的提取方法(如煎煮法、回流法、浸渍法、渗流法等)在保留有效成分，去除无效成分方面，存在着有效成分损失大、周期长、工序多等缺点。近年来，用于中药提取方面研究较多的是纤维素酶，该方法的应用，使得中草药提取既符合传统的中医理论，又能达到提高有效成分的收率和纯度的目的。大部分的中药材的细胞壁是由纤维素构成，植物的有效成分往往包裹在细胞壁内，用纤维素酶酶解可以使植物细胞壁破坏，有利于有效成分的提取。
1.4纤维素酶的分离纯化
基本用于分离蛋白质的方法都可以用来分离纤维素酶。纤维素酶常用的分离纯化方法有:有机试剂沉法、盐析法、电泳法、离子交换层析法、分子筛层析法等。无水乙醇和丙酮是最常用来沉淀的有机溶剂，沉淀再经离心分离、风干，即得到较纯的酶制剂。盐析常用的试剂为硫酸按，操作简单，缺点是存在酶活的损失，且除盐困难[15]。电泳法和离子交换法都是依据物质的酸碱性、极差的差异，通过离子间的交换吸附实现组分分离的方法，缺点是当杂质与所要分离的物质具有相类似的极差时，难以分离出杂质。分子筛层析是利用具有一定孔径的分子筛对物质按分子大小进行分离，方法简便，缺点是当杂质和所分离物质分子大小接近时，达不到分离的目的。除了以上常用的分离方法外，双水相萃取技术、色谱技术也应用于纤维素酶的分离。双相萃取技术又称水溶液两相分配技术，分离过程温和，酶不易被破坏，且不需要苛刻的条件[16]。纤维素酶本身就是一个多组分的酶系统，实际生产中又不可避免得引入一些杂质，因此，要得到纯组分的纤维素酶，往往需要多种分离手段联合应用才能实现。
2.产生纤维素酶的微生物
纤维素酶的来源很广泛，真菌，细菌，放线菌等均有能产生纤维素酶。
细菌有纤维粘菌(CytoPHaga)和纤维杆菌(Cellulomonas)等。
放线菌主要有玫瑰色放线菌 (A.Roseus)和纤维放线菌 (A.Cellulase)，链霉属放线菌等。不同微生物合成的纤维素酶在组成上有显著的差异，对纤维素的酶解能力也不大相同。放线菌的纤维素酶产量极低，研究很少。细菌的产量也不高，主要是葡聚糖内切酶，且大多数对结晶纤维素没有活性，所产生酶是胞内酶或吸附在菌壁上，很少能分泌到细胞外，增加提取纯化难度，在工业上很少应用。
目前国内外最主要的还是利用真菌来发酵产纤维素酶。真菌具有产酶的诸多优点:产生纤维素酶为胞外酶，便于酶的分离和提取;产酶效率高，且产生纤维素酶的酶系结构较为合理;同时可产生许多半纤维素酶、果胶酶、淀粉酶等。真菌纤维素酶主要有木霉 (Trichoderm)青霉(penicillium)、曲霉(Aspergillus)以及腐质霉(Humicola)等。其中研究得比较深和透彻的是木霉属(Trichoderma)和曲霉 (Aspergillus)，绿色木霉和黑曲霉被公认是产纤维素酶最稳定和无毒安全的菌种，且其产生的是胞外酶对研究纤维素酶的性质以及分离纯化等都比较方便。
2.1绿色木酶简介
绿色木霉(Trichoderma viride)为腐生菌，主要存在于朽木、枯枝、落叶、土壤、有机肥、植物残体和空气中。其分生抱子通过空气传播。
菌株在马铃薯一葡萄糖琼脂培养基上广铺，最初为白色致密的基质菌丝，而后出现棉絮状气生菌丝，并形成密实产抱丛束区，常排成同心轮纹。深黄绿色至深蓝绿色的产抱区，菌落反面无色，老的培养基散发一股椰子气味，菌丝透明，壁光滑，有隔，分枝繁复，直径1.5~12μm，透明。厚垣抱子间生于菌丝中顶生于短侧枝上，多数为球形，极少为椭圆形，透明，壁光滑，直径可达14μm，通常在基底菌丝中产生.分生抱子梗的特征同属的特征。小梗瓶形或锥形，基部稍窄，中部较宽，从中部以上变窄成长颈，近于直或中部弯曲，8~14×2.5~4.5μm，分生抱子大多为球形，直径25~4.5μm，少数抱子为短倒卵形，4~5×3.5~4μm，抱壁具明显的小扰状突起，在显微镜下单个抱子淡绿色。在分生抱子梗分枝上聚成的孢子头8~9林μm。
绿色木霉生产纤维素酶产量比较高，可以通过物理或化学诱变获得高产菌株，能够稳定地用于生产;该霉菌要求的生长环境粗放，适应性较强，易于控制，便于管理;绿色木霉产生的纤维素酶稳定性比较好，培养和控制比较容易;该霉菌分泌的纤维素酶是胞外酶，易于分离纯化;另外，绿色木霉及其代谢物安全无毒，不会对操作人员和环境造成不良的影响。因此，绿色木霉是目前用于纤维素酶生产的最普遍的菌种之一。
2.2黑曲霉简介
黑曲霉是半知菌亚门，丝孢纲，丝孢目，丛梗孢科，曲霉属的一种常见真菌（曹澍泽等，1992）。广泛分布于植物性产品、籽实和土壤中，可生产淀粉酶、酸性蛋白酶、纤维素酶、果胶酶、单宁酶、葡萄糖氧化酶、柠檬酸、葡糖酸和没食子酸等，是一种重要的发酵工业菌种。
目前, 国内外对纤维素酶的研究多集中于木霉。但是木霉毒性嫌疑大, 在食品发酵工业和饲料工业中的应用受到限制,而黑曲霉被认为是不会产生毒素的纤维素酶产生菌。现已被许多国家批准作为食品用酶制剂生产菌，国外已实现黑曲霉酶制剂商品的工业化生产[3]
3.生产纤维素酶的工艺介绍
纤维素酶的生产主要有固体发酵和液体发酵两种方法，生产原料有麸皮、秸秆粉、废纸、玉米粉和无机盐等。
3.1纤维素酶的发酵工艺
3.1.1固态发酵
随着固体发酵生产线的相继建成投产，以及市场竞争对低成本高产出的迫切需求，固体发酵已日益受到注目。固态发酵是指利用不溶性原料作为固体支持物和营养物质，体系无自由流动液体，在其上进行的任何发酵过程[4]。固态发酵历史悠久，应用广泛，是人类利用微生物生产产品历史最悠久的技术之一。自20世纪90年代以来，随着能源危机和环境问题的日益严重，人们重新开始审视固体发酵的优点，并不断在原料、工艺和设备等方面进行大量深入的研究，使固态发酵在酶制剂领域取得了长足的进展[5]。其工艺流程如下
斜面试管→小三角瓶培养→大三角瓶培养→种子罐培养
↓
原料→ 粉碎→ 配料 →混合—蒸煮灭菌→冷却接种
（稻草等） （麸皮、营养盐等） ↓
成品←包装←干燥←过滤←盐析←浓缩←过滤←浸提←固体发酵
3.1.2液体发酵
液体发酵法是将玉米秸杆粉碎至20目以下进行灭菌处理，送入发酵釜内发酵，同时加入纤维素酶菌种，发酵时间约70h，温度低于60℃。采用无菌空气从釜底通入进行通气搅拌，发酵完的物料经压滤机压滤，超滤浓缩和喷雾干燥后制得纤维素酶产品。其生产工艺流程下图所示。
斜面试管→小三角瓶培养→大三角瓶培养→种子罐培养
↓
原料→ 粉碎→ 配料 →混合→蒸煮灭菌→冷却接种
（稻草等） （麸皮、营养盐等） ↓
成品←包装←喷雾干燥←超滤浓缩←压滤←液体深层发酵
此法具有原料利用率高、生产条件易控制、劳动强度小、产品质量稳定、不易染菌、生产效率高等特点，但缺点是动力消耗大、设备要求高。
目前，应用于生产纤维素酶的菌种主要是木霉、黑曲霉和变异青霉等，其中木霉应用最广泛。纤维素酶的生产和其它酶制剂一样，可采用液体培养(包括液体浅盘培养和深层通气培养)和固体培养(包括固体浅盘培养和厚层通风培养)两种。美国在原有的液体培养方法的基础上发展出了流加培养法、分批发酵法、连续发酵法、二次发酵法以及细胞循环法等等[6]。从现有的研究结果来看，纤维素酶的生产以固态发酵居多，而且较为经济合理。其原因主要有以下几个方面:
(1)固态发酵能耗低，一般不需搅拌，只需通入少量低压无菌空气。液态发酵的通气量比固态发酵大得多，而且进气压力也较高。另外培养液粘度大，氧的传质困难，需要消耗大量的动力做搅拌功;
(2)固态发酵原料及培养条件比较粗放，成本较低;
(3)固态发酵设备投资少，后处理简单，基本无污染。液态发酵设备投资大，技术要求高，需要排放大量污水。
(4)大量的实验表明，由于丝状真菌的菌丝体在固态发酵中能够很好地与纤维质原料结合，因此，固态发酵的酶活要比液态发酵高。
当然，固态发酵也存在着一些不足:机械化程度低，劳动强度大;产品质量不稳定，重复性差等。
3.2工艺条件对纤维素酶活性的影响
3.2.1原料的影响
微生物生长需要从外界获得营养物质，这些物质包括碳源，氮源，无机盐，生长因子和水分。作为发酵培养基的原料必须提供微生物生长所需的全部营养物质，才能保证生长发酵过程的实现。常用的碳源有玉米芯，鼓皮，秸秆，稻草粉，可溶性淀粉等;常用的氮源有硝酸按，硫酸按，酵母膏，尿素，蛋白陈等。杨盛等分别以玉米芯鼓皮比例为2:1-6:1，采用绿色木酶与黑曲霉混合发酵，实验结果表明在玉米芯与鼓皮比例为4:1时酶活最高，而且鼓皮比例越高酶活越低，以此推断出鼓皮只能作为添加碳源，加入过多会对纤维素酶的形成产生抑制，加入越多，抑制越强。以鼓皮和玉米芯为碳源，酵母膏为氮源，研究发现，当碳氮比为5:1时，酶活最高[7]。
原料营养物质的结构对微生物生长同样存在影响，对营养物质的结构进行有效的改造往往能提高整个微生物生长发酵过程的效率。通常的预处理方法包括物理法、化学法、生物法及上述方法的综合利用[8]。预处理提高发酵效率的同时也引入了新的工序，因此应从经济效益出发，选择合理的预处理方法。许宪松等研究发现，将稻壳通过300W的微波处理7min候发酵，可以得到最高的酶活。但以单位能耗产生的德酶活增加量记，以处理5min时产生的酶活增加量为最高[9]。
3.2.2温度的影响
各种菌种都有其相适应的生长温度。大多数霉菌生长最适宜的温度为25一30℃，在0℃以下，生长缓慢甚至处于休眠状态，而温度过高时会使其生长繁殖受抑制甚至死亡。王仪明等在不同的温度下利用绿色木霉固态发酵，结果显示在35℃时酶活最高，产Cl酶活力最大为2.38Umg，产CMC酶活力最大为1.97U
mg，FPA酶活力最大为0.47Umg，产β-葡萄糖营酶活力最大为0.32umg[10]。
混菌发酵中存在多种菌种，其生长产酶的适宜温度又不尽相同。因此必须通过实验，选择合适的温度，使各菌种之间得以协调，达到互相补充互相促进的目的。有的菌种在不同的生长阶段所需的事宜温度也不同，以至于需要采用变温培养。刘薇等采用串珠霉与链霉菌混合发酵，通过4种
方案
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考查温度对混菌发酵的影响:第1组:始终28℃;第2组:始终37℃;第3组:先37℃发酵绪论4d，再28℃发酵Zd;第4组:先28℃发酵4d，再37℃发酵2d。均在发酵第6d测酶活。结果显示第3组方案的酶活最高:CMC酶、FPA酶和pG酶酶活分别为 3162IUmL、1151IUmL、2148lUmL[11]。
3.2.3pH值的影响
和温度一样，微生物生长有其适宜的酸碱环境。细菌生长环境的pH值为6.5-7.5，放线菌适宜生长的pH值为7.5-8.0，酵母菌和霉菌的适宜pH值大约为6.0-6.5。pH过高过低都会抑制微生物的生长繁殖，超过一定范围甚至能导致微生物死亡。邝哲师等利用玉米秸秆和玉米芯为原料，采用里氏木霉固态发酵的方法考察其发酵条件，结果表明，在自然pH值(pH=5.5-6.0)和弱酸的环境下 (pH=4.5-5.5)时，产纤维素酶滤纸酶活较高，达到3200~3500UmL的水平;而在偏碱(pH=7.0-7.5)的环境下，产纤维素酶滤纸酶活较低，为2500~2800Uml[12]。林捷等以木薯渣为原料，设计正交试验考察初始pH值，培养温度，培养基装量，接种量对纤维素分解菌混合发酵产酶的影响，通过极差分析显示，初始pH对产酶的影响最大 [13]。
3.2.4水分的影响
水分是微生物生长不可或缺的物质。而在固态发酵中，水分的量是有限的。选择合适的水分比例，在固态发酵中显得尤为重要。由于固体发酵是好氧发酵，水分过多，会影响透气性，使培养基内部散热难，且易造成杂菌污染，制曲发酵困难，产品酶活力下降。水分过小，则可能会满足不了菌种生长的需要，造成产酶活力低下。刘海德等通过实验对纤维素酶菌与蛋白酶菌混合培养的条件进行优化，结果显示在培养基含水量为40%-50%时，酶活较低，纤维素酶活为4930Ug，木聚糖酶活为 4013Ug;在培养基含水量为51%-55%时，酶活力大幅度提高，纤维素酶活为7946Ug，木聚糖酶活为4054Ug;而当培养基含水量上升到60%时，酶活力略有下降，纤维素酶活为7761Ug，木聚糖酶活为3896Ug。培养基含水量的选取和原料纤维素的含水量有关。张冬艳等通过研究发现以麦秸为原料时，料水比1:1.5的条件下产酶活力最高，而玉米秸产最高酶活的料水比为1:2，酒糟产最高酶活的料水比为1:1[14]。
4.存在问题
纤维素酶的工业化生产技术在我国尚属起步阶段, 市售产品均为粗制酶, 而精制酶基本上依靠进口。造成这一现象主要是因为纤维素酶发酵菌种活力不高, 发酵后处理技术不够成熟。纤维素酶生产过程中浓缩工艺前承浸提工艺, 后接溶剂提取工艺, 是重要的生产环节。如果生产产品为液体酶, 则生产工艺将直接至浓缩环节结束。因此, 浓缩技术已成为影响我国纤维素酶精制的原因之一。
5.改进办法
5.1浓缩方式的选择
在浓缩工艺设计中, 以下2 个基本问题值得我们重视:
（1）由于酶浸提液中纤维素酶的摩尔分数仅为8 ‰~9‰ , 而要从如此低浓度的混合物中分离出纯纤维素酶, 则需要消耗较大的能量。因此, 必须寻找一种操作可行且能耗较低的浓缩方式来浓缩纤维素酶浸提液, 以减少浓缩过程的能耗。
（2）由于酶是一种具有高度催化活性的特殊蛋白质, 在浓缩操作中, 还必须严格防止酶的变性失活, 以最大限度地提高产品收率。
目前, 酶液的浓缩方法主要有3 种: 试剂浓缩、减压浓缩法和超滤浓缩法。试剂浓缩工艺可用聚乙二醇( PEG) 吸收酶液中的水分, 该法简便、效率高, 但试剂价格较贵, 作为工业化生产因成本问题则不予考虑; 减压蒸发浓缩法采用减压装置使待浓缩酶液在一定的真空度和温度下进行, 对酶液等热敏性物质, 减压装置多采用离心薄膜蒸发器和刮板式蒸发器; 超滤浓缩法是在常温、无相变时的浓缩过程, 在加压条件下, 将浓缩液通过一层只允许水分子等小分子选择性透过的微孔超滤膜, 而酶大分子被滞留, 从而达到酶液浓缩的目的。
5.2 超滤工艺
5.2.1 超滤浓缩原理及影响因素
超滤膜具有不对称结构( 称为不对称膜) 。表面为活性层, 起过滤作用, 孔隙直径约为100 nm, 厚度为012~ 015 Lm; 底部为支撑层, 起支持活性层的作用, 孔隙直径为011~ 110 Lm, 厚度为50~ 100 Lm。由于活性层很薄, 流体阻力较小且不易使孔道阻塞,因而, 颗粒就被截留在膜的表面。膜分离实质是由于物质通过膜的传递速度的不同而得到分离。超滤过程是一种以压力为推动力的膜分离技术, 溶质或悬浮物料按粒径大小不同进行分离, 比膜孔小的物质和溶剂( 水) 一起透过膜, 而较大的物质则被截留。能否采用超滤浓缩工艺, 与膜
的特性( 空隙度、圆柱形孔道直径、厚度) 、操作条件 (膜两侧压力差、温度) 、溶液性质( 浓度、黏度、pH)等均有直接关系。此外, 对于生物高分子酶, 会因强力搅拌或高速冲刷而使酶活力损失[ 3- 4] , 故只能根据酶的特性适当控制流速。
5.2.2 工业化生产纤维素酶使用超滤浓缩的可行性
超滤浓缩在常温或略偏低温且无相变的情况下进行, 操作压力为低压( 约0125MPa) , 对热敏性物质的影响很小, 可保证酶不易失活。影响超滤浓缩的压力、温度、pH、流体剪力等均可以通过适当的工艺流程设计和操作控制来满足生产要求, 防止对酶活力的影响。
而就溶质分子大小来看, 纤维素酶中的C1、Cx酶的相对分子质量为45 000~ 75 000, 相当于球形直径为350~ 760 nm, 而超滤适用阻截溶质的相对分子质量为500~ 300 000, 溶质直径相当于100~4 800 nm, 纤维素酶分子恰在超滤膜的切割范围之内。就工业化生产而言, 超滤具有能耗低、生产成本低等特点, 适合于生产酶制剂。因此, 只要选择合适的膜及其膜组件, 采用超滤法浓缩纤维素酶浸提液应当是完全可行的。
5.2.3 超滤组件的选用
目前应用在酶制剂浓缩工艺上的超滤组件主要有外压管式、卷式和中空纤维式3 种。通过对过滤膜表面积、操作难易程度和价格等方面的比较, 设计选用中空纤维式超滤组件。中空纤维超滤装置的特点是运用成束( 千根以上) 坚实的中空纤维, 每根纤维内腔直径为012 mm。这些纤维是由惰性的非离子聚合物制成, 具有独特的多向异性的结构, 故有非常高的流率和抗阻塞性能, 当介质以轴流形式通过管腔时, 将会在超滤膜面上形成剪切力。因此, 在截留溶质分子的同时, 可以将浓差极化降到最低限度。
目前用于超滤过程的膜材料主要有: 醋酸纤维 (CA) 、聚砜( PS) 、聚氯乙烯( PVC) 、聚丙烯腈( PAN)和聚砜酰胺( PSA) 等。从膜的耐温、纯水透过量、酶液透过量、使用寿命以及强度等多方面综合考虑, 宜选用聚砜酰胺膜。
5.2.4 工艺流程设计
超滤膜及其组件确定后, 根据超滤膜浓缩的原理、影响因素以及酶的生物特性, 为保证酶活力的前提下最大限度地提高碱性纤维素酶的收率, 在工艺流程设计中从以下方面采取了一定措施:
(1) 采用低温超滤以减少酶失活, 选用具有冷却装置的循环罐;
(2) 将料液预过滤以除去较大的粒子, 减少膜的负荷及减轻污染, 同时设置清洗设施;
(3) 为避免经过泵的剪切力使酶失活, 选用剪切力低的泵代替离心泵, 如采用工业软管泵等;
(4) 配置稀碱和醋酸罐, 以便调节酶液pH, 避免pH 对酶的阻流率和活性的影响;
(5) 在管道配置方面, 酶液循环管口需由上部向下插入循环罐液面, 避免产生泡沫而引起酶的界面失活。
2.产品方案及工艺流程
2.1产品与产量的确定
产品方案明细表
产品名称
年产量 t
日产量 t
全年生产天数 d
酒精工业用酶
250
0.758
330
饲料添加酶
250
0.758
330
2.2工艺流程
2.2.1原辅料及菌种
（1）原料：玉米秸秆、麦麸
（2） 辅料：酵母膏、木质纤维、蛋白胨、(NH4) 2SO4、泡敌、CaCl2·2H2O、Tween-80、KH2 PO4
（3）菌种：黑曲霉
2.2.2工艺流程图
2.2.3操作要点
（一）菌种培养
（1）菌种及菌种保存
一般选用的菌种为黑曲霉，发酵周期为90h左右，纤维素酶产量高且稳定性好，产生的纤维素酶为胞外产物，容易分离纯化。一般黑曲霉菌种用马铃薯琼脂（PDA）培养基保藏。
（2）菌种活化[5]
马铃薯琼脂（PDA）培养基灭菌冷却至30℃左右时，在无菌条件下将保藏的原菌接种到培养基中，在28~30℃的恒温培养箱中培养72h，取出后于0~4℃保存备用。
（3）种子培养基及种子罐培养
玉米秸秆粉(20目筛) 1%、酵母膏 0.05%、木质纤维1%、蛋白胨0.3%、MgSO4·7H2O 0.03%、 KH2 PO4 0.4%、CaCl2·2H2O 0.03% 、(NH4) 2 SO4 0.2% 、Tween-80 0.02%（体积比）,121℃下灭菌30min后使用。
菌种活化后按7%的接种量接种到一级种子罐中通气培养，培养48h后再接种至二级种子罐中，培养48h后按7%的接种量接种至发酵培养基中进行发酵[6]。
（二）发酵过程
（1）发酵培养基的配制
① 发酵培养基的组成[5]
玉米秸秆粉19.5%、麦麸5%、酵母膏 0.05%、蛋白胨0.3%、MgSO4·7H2O 0.03%、KH2 PO4 0.4%、CaCl2·2H2O 0.03% 、(NH4) 2 SO4 1.5% 、Tween-80 0.8%（体积比）,121℃下灭菌30min后使用。
② 配制培养基的注意事项[1]
I．碳源 纤维素酶发酵大多采用含有纤维素的原料作为碳源。一般是将玉米秸秆粉碎至20目以下后与麦麸等其他辅料混合。麦麸对菌种产酶的影响是双面的：它一方面为产酶提供必要的生长因子；另一方面，其含量增加又会降低培养基的蓬松程度，使通气量降低，从而影响产酶。对于黑曲霉，当玉米秸秆与麦麸之比为4:1时纤维素酶的产量最高[7]。
II．氮源 可用无机氮，也可用有机氮，二者差别不大。黑曲霉的最适氮源为硫酸铵和谷氨酸钠，硫酸铵价格较便宜，因此选用硫酸铵，用1.5%浓度效果较佳。
III. 细胞通透性 增加细胞通透性对提高纤维素酶活性有一定的作用。一般认为Tween-80可以提高黑曲霉的纤维素酶的产量，添加量为0.8%。
培养基的配制是在拌料罐中进行的。预先在拌料罐中添加所需质量的各种成分，然后加入培养基中所有用水量的60%左右，使最终两个发酵罐中的装料量为14.26 m3。用搅拌桨搅匀后用往复泵泵入两个发酵罐中。
（2）发酵培养基的灭菌[8]
由于发酵罐的体积较小，因此可采用实罐灭菌的方式进行灭菌。灭菌过程采用蒸汽压为196kPa（表压）的蒸汽通入发酵罐中，利用蒸汽冷凝释放的热量加热培养基，以达到灭菌的目的。实罐灭菌过程共分为三个阶段：
① 升温阶段
采用直接将活蒸汽通入发酵罐中的方式把培养基由室温加热到灭菌温度。此过程中通入的蒸汽冷凝形成的水可直接补充配制培养基时未加足的水。
② 保温阶段
蒸汽从与培养基相接触的管道连续进入，从不与培养基相接触的管道连续排出。维持一定的灭菌时间，以到达灭菌的目的。
③ 冷却阶段
完成保温时间后，关一路排汽，再关一路进汽（次序不能颠倒），最后排汽与进汽全部关闭。然后引入无菌空气，再打开蛇管的冷却水，使培养基的温度降低到合适的温度，以进行接种。
（3）发酵过程中的条件控制
① 温度
发酵前期，培养温度应稍高些，以有利于菌体的生长，黑曲霉一般控制前期培养温度为30℃（即最适生长温度），大约保持12h；进入产酶期后，应适当降低培养温度，黑曲霉产酶期培养温度一般为28℃，较低的温度有利于提高酶的稳定性，延长细胞产酶时间[9]。
② pH
黑曲霉发酵生产纤维素酶的最适pH为4.6～5。在实际的发酵过程中，随着微生物的代谢活动，发酵液的pH值在不断变化，要根据其变化严格控制pH值[1]。
③ 通风量
发酵早期，菌体刚刚萌发，数量较少，呼吸强度较弱，耗氧速度较低，应控制通气量为1:0.2～0.3；进入对数生长期以后，菌体代谢旺盛，呼吸强度提高，细胞大量分裂，细胞浓度迅速增加，因此耗氧速度较快，应控制通气量为1:1；产酶时期，细胞分裂完全，细胞浓度最大，形成大量的酶蛋白，也消耗大量的氧气，应控制通气量为1:1[1]。
④ 搅拌
纤维素酶液体深层发酵中还需要搅拌，以利于热交换、营养物质与菌体均匀接触，降低细胞周围的代谢产物，从而有利于酶的合成。所以，应控制整个生产过程的搅拌速度为100～150rpm。
⑤ 泡沫控制
发酵中往往产生较多的泡沫，其存在阻碍CO2排出，影响溶解氧量。生产上一般采用聚氧丙烯甘油醚或泡敌（聚环氧丙环氧乙烷甘油醚）消泡。
⑥ 产酶量的测定
发酵过程中要定时取样测定产酶量，一旦发现到达最大酶活产量时要及时停止发酵。
（4）发酵终点的判断
一般利用黑曲霉进行纤维素酶发酵的周期为70h左右。当发酵液的pH上升至5左右，镜检观察到菌丝自溶、断裂，80%以上的菌丝染色着色浅或染不上色时，可以放罐[6]。一般发酵的产酶率为6.5%。
（二）纤维素酶的分离与提取
（1）发酵液的预处理
发酵结束后要向冷却蛇管内通入蒸汽，使发酵液温度升高至90℃维持10min，灭活菌体并有利于后续的过滤过程。加热结束后将发酵液转移至发酵液储罐中。同时准备使用板框过滤机对发酵液进行过滤，以除去菌体和未发酵的培养基原料。
（2）发酵液过滤
在黑曲霉生产纤维素酶的过程中，在常压下滤饼形成后，一般采用加压至0.3～0.4MPa来过滤。滤液储存于储罐中，分四批进行后续的提取过程。生产中常采用以压力泵或压缩空气为过滤推动力的压滤机来进行过滤。经过滤后滤液中的纤维素酶的收率为95%。
（3）浓缩
将板框过滤后的滤液调到pH4.5，在40℃、2.0kPa的条件下利用三效真空蒸发仪将滤液浓缩至原体积的30～40%[1]，此过程的酶的收率约为95%。
（4）沉淀与酶泥的重新溶解
在酶制剂的生产过程中，一般采取盐析法进行纤维素酶的分离。首先向浓缩酶液中加0.2饱和度的硫酸铵，静置1小时后利用板框过滤机进行过滤，弃去沉淀。然后向收集的清液中加入0.6饱和度的硫酸铵，再静置1小时后过滤弃去清液，得到纤维素酶的粗品。对于应用于饲料工业中的酶制剂，由于硫酸铵沉淀法析出的酶沉淀，含有大量的无机盐，不适合用于食品行业。因此在其生产过程中，应该采用有机溶剂法进行纤维素酶的分离。常用纤维素酶沉淀分离的有机溶剂为乙醇。乙醇的最适浓度为70%。提取酶制剂过程中容易引起酶的变性失活，所以必须在4℃左右的低温下进行操作，沉淀析出后要立即分离。有机溶剂用量一般为酶液体积的2倍左右，而且，要将酶液的pH值调至纤维素酶的等电点附近，再用0.02～0.05molL的磷酸缓冲液溶液溶解后进行进一步的纯化。沉淀过程的酶的收率为94%，过滤过程的收率为95%[1]。
（5）纤维素酶的纯化
单宁是纤维素酶的天然抑制剂，用单宁结合活化的琼脂糖做成亲和层析柱，用蒸馏水平衡，再将上一步得到的酶液过柱，使单宁专一性结合纤维素酶，蒸馏水平衡后，用0.02～0.05molL的磷酸缓冲液洗脱出来，就可得到纯化的液态纤维素酶[1]。酶的亲和层析一般控制在较低的温度下进行，以防止由于温度的升高而使酶在纯化过程中变性失活。经过该过程后酶的损失率为7%。
（6）洗脱液的浓缩
由于黑曲霉生产的纤维素酶在60℃以上活性迅速下降，所以在真空蒸发浓缩时，应控制浓缩系统的真空度，使蒸发温度在60℃以下。在纤维素酶的生产中一般采用真空蒸发器，在50℃进行真空浓缩，除去约23的水分。浓缩后的收率为90%。
（三）酶的成品与包装[10]
（1）液体酶的混合与包装
向经浓缩后的液体酶加入1,2-丙二醇，以维持酶制剂的活性。最终产品的颜色为棕色，密度为1.05~1.1gcm3，粘度为50 Pa·s，装于有环氧树脂涂覆的容量为200kg的铁桶中以及容量为25g的手提桶中。
（2）固体酶的造粒与包装
将浓缩后的酶液用喷雾干燥法干燥，形成粉状的酶。固体酶制剂的包装外要刷明标记，包括成品名称、生产厂家名称、厂址、生产日期、保质期、使用方法、成品
标准
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编号等。
（四）成品的储存
包装后的成品经过水平皮带输送机运到成品库中，再由叉车搬运到存放的位置。成品库要求低温干燥通风，库内温度在0~25℃范围内，保质期为半年。避免在30℃以上长期储存，避免日光暴晒和雨淋。
（五）成品质量检测[11]
酶制剂的成品各项指标要符合《工业酶制剂通用检测规定和标志、包装、运输、贮存》QBT 1804-93的要求。并按照下述的测定纤维素酶活力的方法测定其CMC酶、FPA（滤纸糖）酶和BG酶活性，并用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法来测定该酶制剂的纯度与分子量。
I．CMC酶活的测定
5%CMC溶液（pH4.5、0.025molL柠檬酸，0.05molL磷酸氢二钠）1.0mL，适当稀释后的酶液1.0mL，40℃恒温水浴60min，用3,5-二硝基水杨酸法测定还原糖；
II．FPA酶活的测定
取适当稀释后的酶液0.1mL，再加入0.2mL磷酸缓冲液（pH6.0）和0.5×0.5滤纸条1张，其余同CMC测定。
III．BG（β-1,3-葡萄糖苷酶）酶活的测定
取适当稀释酶液0.5mL，加入0.5ml1%水杨酸溶液（溶于pH4.8、0.1molLHAc和NaAc缓冲液），50℃反应30min，加入3mLDNS试剂测糖。
3.物料衡算
黑曲霉的发酵时间为90h左右，考虑到装料、实消、放料、清洗需要一部分时间，因此确定整个发酵周期为5d，在330d的工作日内，共有66个生产周期。由设备计算（3.4.1）可得，生产中共需要30 m3的发酵罐8个。发酵罐的装料系数为70%，发酵产率为6.5%，提取率为70%，种子罐的装料系数为75%，发酵液密度约为1020 kgm3。
主要技术参数：发酵时间：90h 生产周期：5d 生产天数：330d
年产量：500t 预设发酵罐个数：8个
发酵罐装料系数：70% 发酵产率：6.5% 酶提取率：70%
FPA酶活：4626～4781 IU g
3.1原料计算
（1）玉米秸秆
玉米秸秆需经过粉碎后才能用于发酵。在粉碎过程中随着运输、粉尘等会有原料损失，按10%的损失率及3tt(原酶)的投料比计算，可得每次发酵周期需要的原料玉米秸秆量为：
m1 = 发酵液总质量×产酶率×玉米秸秆投料比÷（1﹣损失率）
= [8×30×70%﹢5×3×75%]×1020×6.5%×3÷（1﹣10%）
=39.61t
则年用量:
M1 = 39.61×66
= 2614.26t
（2）麦麸
碳源中玉米秸秆与麦麸的比例为4:1时纤维素酶的产量最高。由此麦麸的用量为：
m2 = 玉米秸秆投料量÷4
= 39.61÷4
= 9.90t
年用量:
M2 = 9.90×66
= 653.4t
（3）酵母膏
一个发酵周期中的培养基的总质量为：
[8×30×70%﹢5×3×75%]×1020
= 182.835t
酵母膏的用量为0.05%，则一个发酵周期中酵母膏的用量为：
m3 = 182.835×0.05%
= 91.42Kg
年用量：
M3 = 91.42×66
= 6.03t
（4）木质纤维
木质纤维在种子培养基中充当碳源，在发酵培养基中作为产酶诱导剂，其用量为1%。
一个发酵周期中木质纤维的用量为：
m4 = 182.835×1%
= 1.828t
年用量：
M4 = 1.828×66
= 120.65t
（5）蛋白胨
蛋白胨在培养基中的用量为0.3%，一个发酵周期中蛋白胨的用量为：
m5 = 182.835×0.3%
= 0.549t
年用量：
M5 = 0.549×66
= 36.20t
（6）MgSO4·7H2O
MgSO4·7H2O 的用量为0.03%，一个发酵周期中MgSO4·7H2O的用量为：
m6 = 182.835×0.03%
= 0.055t
年用量：
M6 = 0.055×66
= 3.63t
（7）KH2 PO4
KH2 PO4 的用量为0.4%，一个发酵周期中KH2 PO4的用量为：
m7 = 182.835×0.4%
= 0.731t
年用量：
M7 =0.731×66
= 48.27t
（8）CaCl2·2H2O
CaCl2·2H2O的用量为 0.03% ，一个发酵周期中CaCl2·2H2O的用量为：
m8 = 182.835×0.03%
= 0.054t
年用量：
M8 = 0.054×66
= 3.564t
（9）Tween-80
发酵培养基中添加量为0.8%（体积比），种子培养基中添加量为0.02%。一个发酵周期中的使用量为m9 = 8×30×70%×0.8%﹢5×3×75%×0.02%
= 1.3463 m3
年用量：
M9 = 1.3463×66
= 88.85 m3
3.2辅料计算
（1）硫酸铵
在整个生产工艺中硫酸铵有两种用途：一种是作为氮源；另一用途是在纤维素酶的沉淀粗提中作为沉淀剂。作为氮源的添加量为1.5%，作为沉淀剂的用量为20%的饱和度和60%的饱和度。由此进行计算：
① 氮源用量：
(NH4) 2 SO4在发酵培养基中的用量为1.5% ，在种子培养基中的用量为0.2%。一个发酵周期中 (NH4) 2 SO4的用量为：
M10 = 8×30×70%×1020×1.5%﹢5×3×75%×1020×0.2%
= 2.593t
= 2.6t
年用量：
M10 = 2.6×66
= 171.6t
② 沉淀剂用量：
在燃料乙醇工业用酶制剂的生产过程中使用的沉淀剂为硫酸铵，一个发酵周期中共有4个发酵罐用于该酶的生产。在提取过程中，发酵液经过过滤后会有部分体积损失，且过滤后的滤液经过真空浓缩。因此可估计过滤后的滤液体积为
30×70%×4×80%×40%= 26.88 m3。
在用盐析法分离纤维素酶的过程中，处理液的(NH4) 2 SO4初始饱和度为0，欲达到20%的饱和度，在25℃条件下，需向1m3溶液中加入114kg的(NH4) 2 SO4。经静置、过滤处理后，再向滤液中加入(NH4) 2 SO4，使(NH4) 2 SO4的饱和度由20%上升至60%，此过程应向滤液中加入262kg的 (NH4) 2 SO4[12]。则提取过程中(NH4) 2 SO4的用量为：
m11 = 26.88×114﹢26.88×90%×262
= 9403kg = 9.41t
年用量：
M11 = 9.41×66
= 621.06t
(NH4) 2 SO4的总用量为171.6﹢621.06 = 792.66t
（2）乙醇
乙醇作为饲料添加用酶的沉淀剂，一个发酵周期中共有4个发酵罐用于该酶的生产。可估计过滤后的滤液体积也为26.88 m3。沉淀过程中用的为70%的乙醇，用量为处理液体积的两倍。因此乙醇用量为：
m12 = 26.88×2×70%×789
= 29.7t
年用量：
M12 = 29.7×66
= 1960.2t
（3）泡敌
发酵培养基中泡敌的添加量为0.03%，一个发酵周期中的使用量为：
m13 = 8×30×70%×0.03%
= 0.0504 m3
年用量：
M13 = 0.039×66
= 3.4m3
3.3计算结果
生产物料衡算表
项目
名称
指标
每次发酵周期实际量
年用量
原料
玉米秸秆
3tt(原酶)
39.61t
2614.26t
麦麸
0.75 tt(原酶)
9.90t
653.4t
酵母膏
0.05%
91.42Kg
6.03t
木质纤维
1%
1.828t
120.65t
蛋白胨
0.3%
0.549t
36.20t
MgSO4·7H2O
0.03%
0.055t
3.63t
KH2 PO4
0.4%
0.731t
48.27t
CaCl2·2H2O
0.03%
0.054t
3.564t
Tween-80
0.02%0.8%
1.3463 m3
88.85 m3
辅料
硫酸铵
114262 kg m3
9.41t
792.66
乙醇
1.4 m3 m3
29.7t
1960.2t
泡敌
0.03%
0.0504m3
3.4 m3
包装材 料
纤维板圆筒
40Kg桶
70个
6127个
环氧树脂涂覆的圆桶
25Kg桶
120个
9840个
4.生产设备选型
4.1主要生产设备生产能力计算
由物料衡算表可知：为提高后处理过程中使用的设备的利用率，四组发酵罐（每两台发酵罐为一组，生产同一种酶）采用循环式投料生产。
（1）玉米秸秆粉碎机及20目振动筛分器
年用量÷处理时间 =2620×1000÷300÷8 = 1091.6kg （按260 m3min进行后续计算）
① 吸风塔[14]
吸风塔设计高度应在10~12m左右。进管至空气压缩机一段的管路，要求直管连接，避免弯管或多弯管。本次设计中将吸风塔的高度定为11m，空气在吸风塔内的截面流速设计为6ms。则吸风塔的截面半径为：
R =（Vν·π）12 = (260÷60÷6÷3.14) 12 = 0.48m
空气的实际流速
ν= VπR2 = 260÷60÷0.422÷3.14 = 7.82ms
② 前置预过滤器[8]
选择高效前置过滤器，其外形像一只大型的集装箱。内部设计有两道过滤介质层：前层称粗过滤层，采用绒布作为过滤介质；后道称亚高效过滤层，采用涤晴-无纺布作为过滤介质。设计流速为0.5 ms。设备外型半径为：
R =（Vν·π）12 = (260÷60÷0.5÷3.14) 12 =2.48m（取2.5m）
实际流速：
ν= VπR2 = 260÷60÷2.52÷3.14 = 0.20ms
③ 空压机
由计算可得发酵工艺所需的最大空气流量为260 m3min。因此选择日本寿力公司生产的TRX系列离心式空压机。其输出功率为900kW到1800kW ，容量范围为175~360 m3min，排气压力为2~16Pa。
20℃的空气经空气压缩机的压缩，其出口压强表压为0.2MPa.则压缩后的空气温度为：
T2= T1（P2 P1）K-1K
= (273+20) ×[(0.2+0.101)0.101] 1.3-11.3
= 293×30.23 = 377.5K = 104.5℃
其中：P1 = 0.101 MPa，K = 1.3。
④ 冷却器
压缩空气由管道经沿程冷却输送到空气冷却器，此时空气的温度已大大低于空气压缩机出口的温度。空气冷却器的作用是使压缩空气除水减湿。冷却器选用列管式换热器，冷却水走管程，压缩空气走壳程。要求压缩空气由104℃被冷却至25℃，冷却介质为20℃的循环水，冷却水的出口温度为28℃.
由条件可得：
空气的定性温度：(104+25)2 = 64.5℃
水的定型温度：（20+28)2 = 24℃
计算过程[15]为：
查得空气在定性温度下的物性数据：
ρ= 1.0445 kgm3 ； Cp = 1.007 kJ(kg·℃) ；
k = 2.931W( m2·℃)；μ= 2.035×10-3 Pa·s
查得水在定性温度下的物性数据：
ρ= 995.7 kgm3 ；Cp = 4.174kJ(kg·℃) ；
k = 0.618W( m2·℃)；μ= 0.80×10-3 Pa·s
I．热负荷计算
Q = Wh·Cp·(765) = 19.52℃
计算R和P：
R = (T2﹣T1)÷(t2﹣t1) = (104﹣25)÷(28﹣20) = 9.875
P = (t2﹣t1)÷(T2﹣t1) = (28﹣20)÷(104﹣20) = 0.095
由R、P值，查表可得：ф△t = 0.98，因ф△t＞0.8，选用三壳程。
△tm =ф△t·△tm′= 0.98×19.52 = 19.13℃
III．选k值，估计传热面积
由资料，可取 k = 100 w( m2·℃)
S =（Q k·△tm）×1.15 = （3.6×105 ÷100÷19.13）×1.15 = 216.41 m2
IV．初选换热器型号
由于两流体温差大于50℃，可选用浮头式换热器FB500。由计算结果确定换热器为三壳程，因此选用3台相同的换热器串联使用。换热器的主要数据如下：
外壳直径：500mm 公称压力：4.0 MPa 公称面积：65 m2
管长：6m 管子尺寸：ф25×2.5 管子总数：124
管程数：2 管子排列方法：正方形斜转45°排列
S。= n ·π·d·(L－0.1) ·N = 124×3.14×0.025×（6﹣0.1）×3 = 172.3 m2
采用此换热面积的换热器，则要求过程的总传热系数为：
k。=Q×1.15 ÷（S。·△tm）= 3.6×105×1.15 ÷（172.3×19.13）= 125.6W( m2·℃)
⑤ 除水设备
空气经冷却后即有水分析出，为此，冷却的空气需要除水并安装必要的除水设备。丝网除滤器是一种立式圆筒型设备，它具有压降阻力小，除水除沫效率高，使用方便的优点。一般丝网除滤器的设计流速取1~3ms。
设计时取流速为2ms，则除滤器的直径为
D =（4Vν·π）12
= （4×260÷60÷3.14÷2）12
= 1.661m （取1.7m）
除滤器的填料为不锈钢丝网，不锈钢丝的直径为0.25mm，多层重叠，丝网层厚度为100mm，丝网型号：140-400型[14]。
⑥ 总空气过滤器
总空气过滤器是圆筒状设备，空气在过滤器内底筛板一下切线方向进入，在器身下方设置人孔。YUD型空气总过滤器，过滤介质采用涂层式过滤材料组装的滤芯，常采用的滤芯是DMF（聚四氟乙烯聚合膜）。根据发酵车间的空气用量，可选用YUD-Z-4型号的总过滤器(1200×3035mm，配滤芯DMF，总过滤器内有DMF滤芯(350×1000，4个[8]。
⑦ 分过滤器
分过滤器是单台发酵罐的单独空气过滤器。23 m3发酵罐的空气过滤系统设备的计算及设计如下：
根据发酵工艺，每个30 m3发酵罐最大空气用量为
Vf = 30×1 = 30m3min
由于30 m3发酵罐的工作容积在70%左右，因此空气的用量已经含有安全系数。查资料后选择JPF-20型空气膜过滤器，ф230×1196mm，配滤芯JPF-C(聚四氟乙烯微孔膜)，滤芯长20英尺，共5个[8]。
⑧ 蒸汽过滤器
根据已选JPF-20型空气膜过滤器，查阅JLS-F蒸汽过滤器的规格型号，可选JLS-F-080蒸汽过滤器，ф114×530mm一台，配置滤芯JLS-F，ф22×260，共7个[8]。
（6）发酵液储罐
发酵液储罐体积 = 两个发酵罐中的发酵液体积÷装液系数
= 30×0.7×2÷0.85
= 49.4m3（取50 m3）
发酵液储罐主体结构为圆柱体，高度与直径的比例为2.5。则由
V = 3.14 (D2) 2H =50m3可得：
D =2.94m ；H =7.36 m
（7）板框过滤机
发酵结束后需过滤的发酵液的体积VF为32.2 m3，含固量i约为25%。若选用BMY70800-300型号的板框过滤机，则其过滤面积A = 70m3,滤框容量VP = 1056L = 1.056 m3，板框装填系数k为0.75，过滤速度为v = 0.018 m3 m2 ；H = 6.42 m
（9）真空蒸发器：
生产工艺中要求在低于60℃的条件下将滤液中23的水分蒸发掉。处理液量为32.2×0.8×0.75 = 19.32m3，加热方式采用并流加料[8]的方式。要求经过真空蒸发浓缩后目的产物的浓度由0.065上升至0.1625，处理时间为12h。则真空蒸发器生的蒸发能力要求为：
W = F(1﹣0.0650.1625)
= 19.32÷12×（1－0.065÷0.1625）
= 0.966m3 ；H = 2.4m
经过盐析或乙醇沉淀法沉淀出的粗酶经过过滤后要用磷酸重新溶解后过丹宁亲和层析柱进行纯化。考虑到过滤前后处理液的体积较为相似，因此可将粗酶溶解罐和沉淀罐设计成相同的样式。
（11）板框过滤机二
沉淀析出的酶要用板框过滤机分离出来，以进行纯化。此时处理液的含固量
i = 0.065×各单元操作中酶的提取率÷体积浓缩比
= 0.065×0.95×0.95×0.94÷0.4 = 13.8%
处理液的体积为1.932 m3。选用BMY30800-300型号的板框过滤机，则其过滤面积A = 30m3，滤框容量VP = 460L = 0.460m3，板框装填系数k为0.7，过滤速度为v = 0.018 m3 m2 h[8]。则需要的板框过滤机的台数为：
N = VF·i(k·VP)
= 1.932×0.138÷0.7÷0.460 = 0.83台 （取1台）
过滤时间为：
T = VF(1-i)vNA
= 1.932×(1-0.138) ÷0.018÷1÷30
= 3.08h
（12）真空蒸发器二
经过层析后的酶液需进行进一步的浓缩以进行下一步的干燥。在生产工艺中，要求在4h内在低于50℃的条件下将滤液中产物的浓度由0.025上升至0.40。处理液量为4m3，加热方式同样采用并流加料的方式，处理时间为3h。则真空蒸发器生的蒸发能力要求为：
W = F(1－0.0250.40)
= 4÷3×（1－0.025÷0.40）
= 1.25m3h
= 1250kgh
（13）真空干燥器
对于固体酶制剂来说，要求含水率很低。要求真空干燥机在2h内将蒸发后剩余的水分蒸发掉。则真空蒸发的处理量为：4－1.25×3 = 0.25 m3。则真空干燥器的生产能力计算为：
W = Ft
= 0.25÷2
= 125Kgh
4.2主要生产设备选型表
主要设备选型表
序号
设备名称
规格型号
数量
生产能力
1
秸秆粉碎机
1
950kgh
2
配料槽
1
V = 35.011m3
3
一级种子罐
4
V=0.3 m3
4
二级种子罐
4
V=3 m3
5
发酵罐
8
V=23m3
6
前置预过滤器
1
R= 1.5m
7
离心式空压机
TRX-200
1
额定供气175~360m3min
8
空气冷却器
浮头式FB500
3
换热面积1723 m3
9
丝网除滤器
1
D = 1.5m,设计流速2ms
10
总空气过滤器
YUD-Z-4
1
ф1200×3035mm
11
分过滤器
JPF-20
8
ф230×1196mm
12
蒸汽过滤器
JLS-F-080
8
ф114×530mm
13
发酵液储罐
2
V = 38m3
14
板框压滤机1
BMY70800-300
10
过滤面积A = 70m3
15
滤液储罐
2
V = 23m3
16
真空蒸发器1
WZI-1000
2
蒸发量966kgh
17
沉淀罐混合罐
4
V = 2.415m3
18
板框过滤机2
BMY30800-300
2
过滤面积A = 30m3
19
真空干燥器
1
蒸发量125 kgh
20
燃煤蒸汽锅炉
DZH2-1.2
1
T=184℃ V=2 th
21
真空蒸发器2
WZI-1500
1
蒸发量1500-1700Kgh水
5.水电汽平衡
5.1全年用水量计算
⑴ 生产用水
1 空气预处理冷却用水
设备计算中获得的数据中冷却水的耗量为30t(Ac2)
= 1674×30.78÷ln(1.4×4.184)
= 29147.8 Kg[(t1s﹣t2s) ÷(t1f﹣t2s)
= 16410.2×1.4÷29147.8÷(1.4﹣1) ×ln[(120﹣10) ÷(30﹣10)
= 3.36h
其中：t1s为培养基开始冷却时的温度，120℃；
t1f为培养基冷却结束时的温度，30℃；
t2s为冷却水进口温度，10℃；
t1为培养基冷却过程中某时刻的温度，80℃；
t2 为对应t1时冷却水出口温度，30℃。
考虑到冷却水可循环利用，因此可按2%的耗用率计算，则冷却水的总用量为：
G3 = 29.14×3.36×8×66×2%
= 1285t
④ 发酵罐冷却用水
发酵罐放出的热量为Q = Q1﹣Q2﹣Q3 [14]
其中：发酵产热Q1 = 每罐发酵醪液量×酶制剂发酵液的发酵热[2]
= 23×70%×1.88×104
= 302700 kJ,该过程中蒸汽的消耗量为[8]：
s2 = 1.19F·t2(PV) 12
= 1.19× 3.925×10×30× [(105+101) ×103÷0.613]12
= 8.12×105 kg
蒸汽总用水量为
s = (1865+812000) × 8×82÷1000
= 5.34×105 t
锅炉总用水为
S = 1.15×1.25×5.34×105
= 7.68×105 t
（3）生活用水：
w = 2.5×50×(0.0015+0.0025) ×12×328 = 1968 t
全厂年用水量 = 生产用水+锅炉用水+生活用水
= 3.82×104+7.68×105+1968
= 8.082×105 t
5.2全年用电量计算
⑴ 生产用电
① 玉米秸秆粉碎机
每日工作8个小时，功率为7.5kW,机电机功率0.37 kW,引风机电机功率1.1 kW,总用电量为：
(7.5+0.37+1.1)×8×300 = 2.15×106 kW
② 电机
发酵罐、配料罐、混合槽等都有电机带动的搅拌轴，电机的功率为120 W。
发酵罐上的电机每个发酵周期工作70h，其他的电机每天工作1h。总用电量为：
120×70×82×8+120×4×1×328 = 5.67×106 kW
③ 运输设备
生产过程中用到的运输设备有带式输送机（4台，每天平均工作1h，功率为50 kW ,该过程中蒸汽的消耗量为：
s2 = 1.19F t2(PV) 12
= 1.19× 3.925×10×30× [(105+101) ×103÷0.613]12
= 8.12×105 kg
蒸汽总用量为
s = (1865+812000) × 8×82÷1000
= 5.34×105 t
锅炉总生产量为
S = 1.15×1.25×5.34×105
= 7.68×105 t
选用锅炉: 规格型号DZH2-1.2
额定蒸发量2th
蒸汽温度184℃
6.环境保护
本设计的污染物主要是来自生产中产生的废水和废渣，动力设备噪音及锅炉烟尘，排放的二氧化硫和炉渣。废水的主要是提取酶之后的发酵液以及设备清洗用水等，特点是有机物质和悬浮物质含量高，并且由于在提取中经硫酸铵处理后富含大量硫酸铵。因此可作为农业灌溉用水，也可经活性污泥法处理到BOD在200左右后，再经沉淀处理后随冲刷水排放。
废渣为发酵液过滤过程中产生的滤渣。它的主要成分是未发酵的玉米秸秆和麦麸。可加工成农业有机肥销售，增加产品的附加值。也可进行沼气发酵，进行沼气发电。
为防止动力设备噪音，可在机器造型上注意进行防噪音处理，并将动力设备单独设定在封闭的厂房内，以减少噪音污染。
本设计使用的是燃煤锅炉。锅炉采用麻石水膜除尘器，除尘率可达92%，完全满足城市建厂对环保的要求。以氨水为脱硫剂的新式脱硫装置，脱硫率达85%。基本做到零污染。
本设计执行的环境卫生标准有《污水综合排放标准》GB-8978-1996；《工业企业厂界噪音标准》GB-12348-1996；《地面水质量标准》GB-3838-1996;《环境空气质量标准》GB-3095-1996。
废发酵液→初沉淀→调节pH→好氧处理→二次沉淀→污水排放（农业灌溉）
↓ ↓
污泥 → 脱水处理 ←污泥
↓
发酵废渣→ 农业用肥
图3活性污泥法处理污水流程图
锅炉→炉渣→外运
↓
废气
↓ 粉煤灰
麻石水膜除尘器———→外运
↓
脱硫装置
↓
外运
图4 废气废渣处理流程图
7.设计概算
项目总投资2610万元，其中征地费用500万元，土建工程投资400万元，设备及运输安装费用480万元，器具购置及其他工程费用280万元，建设期利息及不可预见费用400万元，流动资金500万元。
资金筹措方案：自筹500万元，申请银行贷款2110万元。
设备费用表
序号
设备名称
规格型号
数量
单价（万元）
总计
万元
1
生化培养箱
SPX-250
2
0.82
1.64
2
摇床
DQHY-2000M
3
2.36
7.08
3
一级种子罐
V=0.3 m3
4
1.0
4.0
4
二级种子罐
V=3 m3
4
3.0
12
5
发酵罐
V=23m3
8
15
120
6
玉米秸秆粉碎机
1
0.8
0.8
7
配料罐
V = 35.011m3
1
3.0
3.0
8
发酵液储罐
V = 38m3
1
4.0
4.0
9
板框压滤机1
BMY70800-300
10
3.0
30.0
10
外循环真空蒸发器
WZI-1000型
2
1.5
3.0
11
沉淀罐混合罐
V = 2.415m3
4
1.5
6.0
12
板框压滤机2
BMY30800-300
2
2.0
4.0
13
外循环真空蒸发器
WZI-1500型
2
2.0
4.0
14
真空干燥器
LGJ-18
1
6.6
6.6
15
单宁琼脂糖层析柱
0.8m×4.5m
20
3
60
16
混合造粒机
1
4.0
4.0
17
液体灌装机
1
4.0
4.0
18
固体颗粒包装机
1
4.0
4.0
19
空气预过滤器
1
0.8
0.8
20
离心式空气压缩机
TRX-200
1
20
20
21
空气冷却器
3
0.5
1.5
22
丝网除滤器
1
0.5
0.5
23
空气总过滤器
YUD-Z-4
1
3.0
3.0
24
空气分过滤器
JPF-20
8
0.8
6.4
25
蒸汽过滤器
JLS-F-080
8
0.8
6.4
26
CIP原位清洗机
HJQ-3000
2
2.1
4.2
27
带式输送机
4
1.1
4.4
28
往复泵
11
1.0
11
29
离心泵
30
0.5
15
30
储水罐
HTG15000
7
3.0
21
31
磷酸储罐
V=10 m3
2
6.0
12
32
离子交换水处理设备
1
7.5
7.5
33
流动床软水器
1
2.0
2.0
34
滤液储罐
V = 23m3
2
4.0
8.0
合计： 410 万元
7.1.工厂成本
7.1.1原辅料总成本（以生产1吨成品酶计）
原辅料成本分析表
项目
名称
单价（元t）
消耗量t
小计元
原料
玉米秸秆
500
5.17
2585
麦麸
1000
1.293
1293
酵母膏
1500
0.012
18
木质纤维素
2800
0.240
672
蛋白胨
2500
0.072
180
MgSO4·7H2O
5000
0.0072
36
KH2 PO4
8000
0.096
768
CaCl2·2H2O
1250
0.0072
9
Tween-80
15000元 m3
0.176m3
2640
辅料
硫酸铵
1200
1.573
1887
乙醇
4500
3.896
17532
泡敌
700元L
6.667L
4667
总计：液体酶1.4755万元固体酶3.1万元
7.1.2包装材料成本
每吨成品酶的包装成本为0.04万元t。
7.1.3水费耗用
每年用水量为8.082×105 t，每吨水1.5元，则用于每吨酶的水费为：
8.082×105 t×1.5÷480 = 0.2526万元t
7.1.4工人工资、动力费、设备折旧费
（1）计算每吨产品需付给工人工资（以工人每月工资1200元，管理及技术人员每月工资1800元计）
（145×1200+40×1800）×12÷480
= 6150元 = 0.615万元t
（2）设备折旧费计算：（按折旧率8%每年计）
设备总价值×8%÷480
= 410×8%÷480 = 0.0683万元t
（3）动力费估算：
每年用电量为每度电为0.8元，动力费为0.8×1.335×107÷10000 = 1068万元。用于每吨成品酶的动力费为2.225万元。
（4）其他费用：
企业管理及车间维修费按每年80万元计，其他不可计费用为40万元。用于每吨成品酶的费用为（80+40）÷480 = 0.25万元
则工厂总成本：
固体酶 = 原辅料总成本+包装材料耗用成本+工人工资+设备折旧费+动力费+水费+其他费用
= 3.1+0.04+0.615+0.0683+2.225+0.25+0.2526 =6.551万元t
液体酶 = 原辅料总成本+包装材料耗用成本+工人工资+设备折旧费+动力费+水费+其他费用
= 1.7455+0.04+0.615+0.0683+2.225+0.25+0.2526 = 5.20万元t
7.2利润
利润率取60%，利润 = 工厂成本×利润率
则每吨固体酶的估计利润为：6.551×60% =3.9306万元t
每吨液体酶的估计利润为：5.20×60% = 3.12万元t
工厂年利润为：3.9306×240＋3.12×240 = 1692万元
7.3税金
税率取30%，则每吨成品固体纤维素酶的税金为：
（工厂成本+利润）÷（1﹣税率）×税率
=（6.551 +3.9306）÷（1﹣30%）×30%
= 4.492万元t
每吨成品液体纤维素酶的税金为：
（工厂成本+利润）÷（1﹣税率）×税率
=（5.20 +3.12）÷（1﹣30%）×30%
= 3.566万元t
年纳税为：4.492×240+566×240 = 1934万元
7.4出厂价格
固体酶出厂价格 = 工厂成本+利润+税金
= 6.551+3.9306+4.492
= 15万元t
液体酶出厂价格 = 工厂成本+利润+税金
= 5.20+3.12+3.566
= 11.9万元t
项目完成之后可年产固体纤维素酶250t，液体纤维素酶250t。项目年销售收入为6456万元，年总成本费用为2820万元，年利税为1934万元，利润为1692万元。还贷期三年，即项目建成投产后第二年末偿还50%，第三年偿还全部本息。
项目建成后一方面可以吸纳当地剩余劳动力，增加当地居民收入。另一方面，该项目还可以解决当地农作物秸秆浪费的问题，增加当地农民的农业收入，生产中产生的废渣还可以作为农业用有机肥。因此，该项目有利于当地农业的发展和农民的利益，有利于社会经济的发展。
学位论文原创性声明
本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经特别注明引用的
内容
财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容
和致谢的地方外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感谢。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者（本人签名）： 年 月 日
学位论文出版授权
书
关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf
本人及导师完全同意《中国博士学位论文全文数据库出版
章程
公司章程范本下载项目章程下载公司章程下载公司章程下载公司章程下载
》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库出版章程》(以下简称“章程”)，愿意将本人的学位论文提交“中国学术期刊（光盘版）电子杂志社”在《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》中全文发表和以电子、网络形式公开出版，并同意编入CNKI《中国知识资源总库》，在《中国博硕士学位论文评价数据库》中使用和在互联网上传播，同意按“章程”规定享受相关权益。
论文密级：
□公开
□保密（___年__月至__年__月）(保密的学位论文在解密后应遵守此协议)
作者签名：_______ 导师签名：_______
_______年_____月_____日 _______年_____月_____日
独 创 声 明
本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。
本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:
二〇一〇年九月二十日
毕业设计（论文）使用授权声明
本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。
本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。
（保密论文在解密后遵守此规定）
作者签名:
二〇一〇年九月二十日
致 谢
时间飞逝，大学的学习生活很快就要过去，在这四年的学习生活中，收获了很多，而这些成绩的取得是和一直关心帮助我的人分不开的。
首先非常感谢学校开设这个课题，为本人日后从事计算机方面的工作提供了经验，奠定了基础。本次毕业设计大概持续了半年，现在终于到结尾了。本次毕业设计是对我大学四年学习下来最好的检验。经过这次毕业设计，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析问题的能力、合作精神、严谨的工作作风等方方面面都有很大的进步。这期间凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感谢。没有他们的帮助，我将无法顺利完成这次设计。
首先，我要特别感谢我的知道郭谦功老师对我的悉心指导，在我的论文书写及设计过程中给了我大量的帮助和指导，为我理清了设计思路和操作方法，并对我所做的课题提出了有效的改进方案。郭谦功老师渊博的知识、严谨的作风和诲人不倦的态度给我留下了深刻的印象。从他身上，我学到了许多能受益终生的东西。再次对周巍老师表示衷心的感谢。
其次，我要感谢大学四年中所有的任课老师和辅导员在学习期间对我的严格要求，感谢他们对我学习上和生活上的帮助，使我了解了许多专业知识和为人的道理，能够在今后的生活道路上有继续奋斗的力量。
另外，我还要感谢大学四年和我一起走过的同学朋友对我的关心与支持，与他们一起学习、生活，让我在大学期间生活的很充实，给我留下了很多难忘的回忆。
最后，我要感谢我的父母对我的关系和理解，如果没有他们在我的学习生涯中的无私奉献和默默支持，我将无法顺利完成今天的学业。
四年的大学生活就快走入尾声，我们的校园生活就要划上句号，心中是无尽的难舍与眷恋。从这里走出，对我的人生来说，将是踏上一个新的征程，要把所学的知识应用到实际工作中去。
回首四年，取得了些许成绩，生活中有快乐也有艰辛。感谢老师四年来对我孜孜不倦的教诲，对我成长的关心和爱护。
学友情深，情同兄妹。四年的风风雨雨，我们一同走过，充满着关爱，给我留下了值得珍藏的最美好的记忆。
在我的十几年求学历程里，离不开父母的鼓励和支持，是他们辛勤的劳作，无私的付出，为我创造良好的学习条件，我才能顺利完成完成学业，感激他们一直以来对我的抚养与培育。
最后，我要特别感谢我的导师赵达睿老师、和研究生助教熊伟丽老师。是他们在我毕业的最后关头给了我们巨大的帮助与鼓励，给了我很多解决问题的思路，在此表示衷心的感激。老师们认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我收益匪浅。他无论在理论上还是在实践中，都给与我很大的帮助，使我得到不少的提高这对于我以后的工作和学习都有一种巨大的帮助，感谢他耐心的辅导。在论文的撰写过程中老师们给予我很大的帮助，帮助解决了不少的难点，使得论文能够及时完成，这里一并表示真诚的感谢。
本科生毕业设计（论文）规范化要求
第一部分 学生应遵守以下规范要求
一、毕业设计论文说明
1. 毕业设计论文独立装订成册，内容包括：
（1） 封面（题目、学生姓名、指导教师姓名等）
（2） 中、外文内容摘要
（3） 正文目录（含页码）
（4） 正文（开始计算页码）
（5） 致谢
（6） 参考文献
（7） 附录
2. 中、外文内容摘要包括：课题来源，主要设计，实验方法，本人主要完成的成果。要求不少于400汉字，并译成外文。
3. 毕业设计论文页数为45页-50页。
4. 纸张要求：毕业设计说明书（论文报告）应用标准B5纸单面打字成文。
5. 文字要求：文字通顺，语言流畅，无错别字。
6. 图纸要求：毕业设计图纸应使用计算机绘制。图纸尺寸标注应符合国家标准。图纸应按“规范”叠好。
7. 曲线图表要求：所有曲线、图表、流程图、程序框图、示意图等不得徒手画，必须按国家规定标准或工程要求绘制。
8. 参考文献、资料要求：参考文献总数论文类不少于10篇、，应有外文参考文献。文献应列出序号、作者、文章题目、期刊名、年份、出版社、出版时间等。
二、外文翻译
1. 完成不少于2万印刷符的外文翻译。译文不少于5千汉字。
2. 译文内容必须与题目（或专业内容）有关，由指导教师在下达任务书时指定。
3. 译文应于毕业设计中期2月底前完成，交指导教师批改。
4. 将原文同译文统一印成B5纸规格装订成册，原文在前，译文在后。
三、形式审查
5月15日前，将毕业设计论文上交指导教师，审查不合格者，不能参加答辩。
四、准备答辩
答辩前三天，学生要将全部材料（包括光盘、论文）统一交指导教师。
关于毕业论文格式的要求
为方便统一、规范论文格式，现将学院的相关要求做如下强调、补充：
1. 基本要求
纸型： B5纸（或16开），单面打印；
页边距： 上2.54cm，下2.54cm，左2.5cm，右2.5cm；
页眉：1.5cm，页脚1.75cm，左侧装订
正文字体：汉字和标点符号用“宋体”，英文和数字用“Times New Roman”，字号小四；
图号1-1，指第1章第1个图
在图的前部要有文字说明（如图1-1所示）
表号3-5，指第3章第5个表
在表的前部要有文字说明（如表3-5所示）
图、表的标注字体大小是五号宋体
行距： 固定值20；
页码： 居中、小五、底部。
2. 封面格式
封皮： 大连理工大学城市学院（二号、黑体、居中）
本科生毕业设计（论文）（二号、黑体、居中）
学 院：（四号、黑体、居中、下划线：电子与自动化学院）
专 业：（四号、黑体、居中、下划线、专业名字之间无空格）
学 生：（四号、黑体、居中、下划线，名字是2个字的中间空1个字、3个或3个以上字的中间无空格）
指导教师：（四号、黑体、居中、下划线，名字是2个字的中间空1个字、3个或3个以上字的中间无空格，两位指导教师的中间用顿号“、”）
完成日期：（四号、黑体、居中、下划线，如：2009年5月25日）
（注意：5个下划线两端也是对齐的，单倍行距）
内 封：大连理工大学城市学院本科生毕业设计（论文）（四号、黑体）
题目 （二号、黑体、居中）；
总计 毕业设计（论文） 页（五号、宋体）
表格 表（五号、宋体）
插图 幅 （五号、宋体）
（注意：页数正常不少于40页，优秀论文原则上不少于45页）
3. 中外文摘要
中文摘要：标题“摘 要” （三号、黑体、居中、中间空1个字）
正文（不少于400字）
关键词 （五号、黑体）：3-5个主题词（五号），中间用分号“；”隔开。
外文摘要 （另起一页）：标题“Abstract” （三号、黑体、居中）
正文 （必须用第三人称）
关键词： Key words（五号、黑体）：3-5个主题词（五号）与中文关键词对应，中间用分号“；”隔开。
4. 目录
标题 “目录”（三号、黑体、居中）；
章标题（四号、黑体、居左）；
节标题（小四、宋体）；
页码 （小四、宋体）；
二、三级目录分别缩近1和2个字；
四级目录不在“目录”中体现，在正文中也不是单独一行，可以黑体（没有句号），然后空2个字接正文；
注意：正文中每章开头要另起一页；
“目录”下方中间的页码和摘要一样统一用罗马字，顺接摘要的。
摘要 目录加页眉
5. 论文正文
页眉： 论文题目（居中、小五、黑体）；
章标题（三号、黑体、居中）；
节标题（四号、黑体、居左）；
正文
程序用“Times New Roman”，字号小四；
6. 参考文献
标题：“参考文献”（小四、黑体、居中）
参考文献的著录，按文稿中引用顺序排列，并注意在文内相应位置用上标标注，如：……的函数。
示例如下：（字体为五号、宋体）
期刊类：[序号]作者1，作者2，……作者n。文章名。期刊名（版本），出版年，卷次（期次）。页次
图书类：[序号]作者1，作者2，……作者n。书名。版本。出版地：出版者，出版年。页次
会议论文集：[序号]作者1，作者2，……作者n。论文集名。出版地：出版者，出版年。页次
网上资料：[序号]作者1，作者2，……作者n。文章名。网址。发表时间
7. 其它
量和单位的使用：必须符合国家标准规定，不得使用已废弃的单位（如高斯(G和Gg)、亩、克分子浓度（M）、当量能度（N）等）。量和单位不用中文名称，而用法定符号表示。
图表及公式：插图宽度一般不超过10cm，表名（小四）置上居中，图名（小四）置下居中。标目中物理量的符号用斜体，单位符号用正体，坐标标值线朝里。标值的数字尽量不超过3位数，或小数点以后不多于1个“0”。如用30Km代替30000m，用5µg代替0.005mg等，并与正文一致。图和表的编号从前至后顺序排列，图的编号及说明位于图的下方，居中；表的编号及说明位于表的上方，居中。公式编号加圆括号，居行尾。图表中的字体不应大于正文字体。注意：图表标题中的数字也是“Times New Roman”。
8．论文依次包括：封皮、内封、中文摘要、英文摘要、目录、正文、结论、致谢、参考文献、（附录），不要落项。
9．注意：上面没有说“加粗”的“黑体”，均为“黑体不加粗”。
补充：
1．答辩要求：自述15分钟，回答问题10分钟，自述要求使用PPT
答辩内容:
1）.论文题目
2）.设计内容
3）.设计方案
4）.如何完成设计
工作原理
软件或硬件设计
制作\调试\安装
5）.存在不足,今后努力的方向
6).致谢
3．最后上交学生装订好的论文、光盘、记录表、成绩单
4．光盘里的文件夹命名为：学号_姓名_年级专业班级
文件夹里包括的文件有：论文、ppt、英文翻译
1） 论文的文件名格式：学号_姓名_年级专业班号_题目（论文）_完成日期doc
2） ppt的文件名格式：学号_姓名_年级专业班号_题目（ppt）_完成日期ppt
3) 英文翻译的文件名格式：学号_姓名_年级专业班号_题目（英文翻译）_完成日期doc
例如：
答辩问题5个， 侧重总体思路一个
软件或硬件一个
翻译一个
其他2个
固体粗酶制剂
粗制酶粉
粉碎、过筛
喷粉（添加充料）
液体酶制剂
真空浓缩
稀释酶液
添加稳定剂
防腐剂
精制酶粉
粉碎、过筛、加填料
干燥
加粘合剂
粒状酶制剂
沉淀酶
盐析加Na2SO4或硫酸铵
浓缩后加溶剂
过滤、离心
添加澄清促进剂
酶液
用水抽提
弃去滤渣
防腐剂、助滤剂（或凝聚剂）除菌体（倾析、过滤、离心）
培养（发酵）
发酵液
成品曲
发酵池（固体发酵）
配制培养基
（灭菌）
麸皮等原料
发酵罐（液体发酵）
种子罐培养
摇瓶等分级扩大培养
试管斜面培养（活化）
原始菌种
配制培养基
（灭菌）
水解
净化、粉碎
按不同原料
做不同处理
淀粉质原料
饼粕等原料原料
原料
37
浙公网安备 33021202002483