賴氨酸的生產(chǎn)工藝

1TPM賴氨酸分離提取工藝設(shè)計學(xué)生姓名：學(xué)號：指導(dǎo)教師：專業(yè)名稱：生物工程完成時間：2011年11月目錄目錄 1第一章項目總論 3賴氨酸的簡介 3賴氨酸的性質(zhì) 3賴氨酸的作用 3賴氨酸的生產(chǎn)方法 4二步發(fā)酵法 4直接發(fā)酵法 4賴氨酸的提取精制 4生物工業(yè)下游技術(shù)的一般工藝過程 5離子交換原理 5第二章技術(shù)方案 1產(chǎn)品方案 1發(fā)酵工藝流程示意圖 1發(fā)酵過程工藝流程 1發(fā)酵法 1發(fā)酵液的預(yù)處理 1賴氨酸的提取 1濃縮和結(jié)晶 1工藝技術(shù)指標及基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 1主要技術(shù)指標如下表： 1主要原材料質(zhì)量指標 2二級種子培養(yǎng)基 2發(fā)酵培養(yǎng)基 2賴氨酸發(fā)酵車間的物料衡算 2熱量衡算 1發(fā)酵過程中的冷卻水耗量計算 1發(fā)酵過程中的無菌空氣耗用量的計算 1第三章發(fā)酵車間設(shè)備設(shè)計與選型 1發(fā)酵罐的選型 1發(fā)酵罐容積和臺數(shù)的確定 1主要尺寸的計算 1.3發(fā)酵罐冷卻面積的計算 1發(fā)酵罐攪拌器的設(shè)計 1電機的確定 13.2.1計算 1計算不通氣時的攪拌軸功率PO 1計算通風(fēng)時的軸功率Pg 1求電機功率 1發(fā)酵罐設(shè)備結(jié)構(gòu)的工藝設(shè)計 1空氣分布器 1檔板 1密封方式 13.3.4冷卻管布置 1發(fā)酵罐設(shè)備材料的選擇 1種子罐的選型 1種子罐容積和數(shù)量的確定 1種子罐主要尺寸確定 1種子罐型號確定 1賴氨酸提取的樹脂設(shè)計 1第四章防污措施 1廢水的處理 1廢渣的處理 1第五章結(jié)語 1參考文獻 1

第一章項目總論賴氨酸，化學(xué)結(jié)構(gòu)簡式為H2N（CH2）4CH(NH2)COOH。賴氨酸是構(gòu)成\o"蛋白質(zhì)"蛋白質(zhì)的基本單位，是組成人體蛋白質(zhì)的21種\o"氨基酸"氨基酸之一，氨基酸除了\o"脯氨基酸"脯氨酸為\o"亞氨基酸"亞氨基酸外，其他氨基酸均為\o"α氨基酸"α氨基酸。L—賴氨酸是人體必需氨基酸，能促進人體發(fā)育、增強免疫功能，并有提高中樞神經(jīng)組織功能的作用，而又是人體內(nèi)不能合成的八種氨基酸(色氨酸，苯丙氨酸，賴氨酸，蘇氨酸，蛋氨酸，亮氨酸、異亮氨酸及纈氨酸等，這八種氨基酸稱營養(yǎng)必需氨基酸)之一缺少時則產(chǎn)生蛋白質(zhì)代謝障礙和機能障礙。而且在人們的主食大米和面粉蛋白質(zhì)中賴氨酸含量極少。如缺乏則引起蛋白質(zhì)代謝障礙及功能障礙，導(dǎo)致生長障礙。由于谷物食品中的賴氨酸含量甚低，且在加工過程中易被破壞而缺乏，故稱為\o"第一限制性氨基酸"第一限制性氨基酸。如在小麥面粉中添加0.2腸的賴氨酸，則可使其蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值從原來的47帕帕。作為食品強化劑賴氨酸的營養(yǎng)強化作用已受人們的極大重視。目前，國內(nèi)外氨基酸的工業(yè)生產(chǎn)中，除谷氨酸外，產(chǎn)量最大的就數(shù)L—賴氨酸。白色或近白色自由流動的\o"結(jié)晶性"結(jié)晶性粉末。幾乎無臭。263～264℃熔化并分解。通常較穩(wěn)定，高溫度下易結(jié)塊，稍著色。相對濕度60%以下時穩(wěn)定，60%以上則生成二水合物。與\o"維生素C"維生素C和\o"維生素K3"維生素K3共存則著色。堿性條件及直接與還原糖存在下加熱則分解。易溶于水（40g/100ml,35℃）,水溶液呈中性至微酸性，與磷酸、鹽酸、氫氧化鈉、離子交換樹脂等一起加熱，起外消旋作用。賴氨酸的作用包括建立肌肉組織，從創(chuàng)傷或受傷恢復(fù)，并幫助更有效吸收鈣。它還有助于身體產(chǎn)生抗體，酶和激素。有時候，賴氨酸補充劑也用于治療皰疹病毒爆發(fā)。其作用主要包括：(1)調(diào)節(jié)人體代謝平衡；(2)有助于身體產(chǎn)生抗體；(3)控制人體生長的重要物質(zhì)；(4)有效吸收鈣，防止骨質(zhì)流失。二步發(fā)酵法又稱前體添加法,50年代初開發(fā)的二步發(fā)酵法以賴氨酸的前體二氨基庚二酸為原料，借助微生物生產(chǎn)的酶（二氨基庚二酸脫羧酶），使其脫羧后轉(zhuǎn)變?yōu)橘嚢彼帷?0年代后，日本采用固定化二氨基庚二酸脫羧酶或含此酶的菌體,使內(nèi)消旋2，\o"6-二氨基庚二酸"6-二氨基庚二酸脫羧連續(xù)生產(chǎn)賴氨酸，改進了這一工藝。盡管這樣,該工藝仍較復(fù)雜,現(xiàn)已被直接發(fā)酵法取代。直接發(fā)酵法一種廣泛采用的賴氨酸生產(chǎn)法。常用的原料為\o"甘蔗"甘蔗或\o"甜菜"甜菜制糖后的廢糖蜜、淀粉水解液等廉價糖質(zhì)原料。此外，\o"醋酸"醋酸、\o"乙醇"乙醇等也是可供選用的原料。直接發(fā)酵法生產(chǎn)賴氨酸的主要微生物有谷氨酸棒狀桿菌、黃色短桿菌、乳糖發(fā)酵短桿菌的突變株等3種。70年代以來，由于育種技術(shù)的進展，選育出一些具有多重遺傳標記的突變株，使工藝日趨成熟，賴氨酸的產(chǎn)量也得到成倍增長。工業(yè)生產(chǎn)中最高產(chǎn)酸率已提高到每升發(fā)酵液100～120g,提取率達到80～90％左右。1.5賴氨酸的提取精制賴氨酸的提取精制主要方法有鹽析法、有機溶劑萃取法和離子交換法。通常情況下根據(jù)被提取物質(zhì)的理化和生物學(xué)特性選擇兩種方法結(jié)合使用，賴氨酸采用離子交換和有機溶劑萃取的方法。1.6生物工業(yè)下游技術(shù)的一般工藝過程由于工業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)品眾多，原料廣泛，產(chǎn)品性質(zhì)多樣，用途各異，因而分離、提取、精制的技術(shù)，生產(chǎn)工藝及相關(guān)裝備也是多種多樣的。根據(jù)不同的對象，可采用在生物工業(yè)中行之有效的化工單元操作技術(shù)，也可采用生物工業(yè)中特有的下游新技術(shù)。按生產(chǎn)過程劃分，生物工業(yè)下游技術(shù)大致可分為4個階段，即預(yù)處理、提取(初步分離)、精制(高度純化)、產(chǎn)品制作。1.7離子交換原理離子交換技術(shù)長期以來用于水的處理、食品、生物制品的提取精制及金屬的回收。在生物工業(yè)中，離子交換廣泛用于氨基酸、有機酸、抗生素等工業(yè)，尤其是在抗生素工業(yè)中，將發(fā)酵液中的抗生素通過離子交換的方法結(jié)合在離子交換樹脂上，然后在適當?shù)臈l件下洗脫下來，這樣可以使目的分子從大量的溶液中濃縮到一個小的體積內(nèi)，體積縮減到原液的幾十分之一，同時雜質(zhì)分子液大量的被除去，得到純度較高的抗生素。用離子交換法分離提純各種生物活性代謝物質(zhì)具有成本低，工藝操作方便，提煉效率較高，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，以及節(jié)約大量的有機溶液等優(yōu)點。第二章技術(shù)方案.本文要研究淀粉水解糖發(fā)酵液的預(yù)處理，離子換樹脂提取，洗脫和脫色的工藝條件。。要增加賴氨酸的產(chǎn)量，設(shè)法提高分離精制收率是重要的一環(huán)。賴氨酸的分離精制包括發(fā)酵液的預(yù)處理，離子交換樹脂提取，洗脫，脫色，濃縮和結(jié)晶幾個步驟。L-賴氨酸最初是蛋白質(zhì)（酪蛋白、血纖維蛋白或血漿）的酸水解物中分離得到。目前L-賴氨酸主要是以微生物發(fā)酵法生產(chǎn)。發(fā)酵法通常以各種淀粉水解湯或甘蔗糖蜜為碳源，以銨鹽，氨或尿素為氮源進行的，PH值基本維持中性。一般通過流加氨或尿素的控制方式。其生產(chǎn)工藝流程為：2.3發(fā)酵過程工藝流程.1發(fā)酵法發(fā)酵法是工業(yè)生產(chǎn)賴氨酸最重要的方法。其原理是利用微生物的某些營養(yǎng)缺陷型菌株，通過代謝控制發(fā)酵，人為地改變和控制微生物的代謝途徑來實現(xiàn)L-賴氨酸的生產(chǎn)。目前用于工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)的菌株主要是棒狀桿菌和短桿菌等細菌的各種變異株，其誘變方法是以紫外線、x射線、氮芥和亞硝基酯等為主的處理方法，也有用細胞融合和基因工程等生物工程技術(shù)來育種的。主要原料為淀粉、糖蜜，玉米等淀粉類原料需經(jīng)糖化轉(zhuǎn)化為葡萄糖后才可用，且發(fā)酵液配方中需再補充生物素。.2發(fā)酵液的預(yù)處理——8克——110克/升樹脂相比，居于中等水平.洗脫回收率在95%以上..3賴氨酸的提取要從成熟的發(fā)酵液中提取賴氨酸，必須對發(fā)酵液進行過濾或離心分離除去菌體和碳酸鈣。全世界絕大多數(shù)賴氨酸生產(chǎn)廠都采用離子交換方法從發(fā)酵成熟液中提取賴氨酸，然后制成含量在98．5％以上的賴氨酸單鹽酸鹽成品。離子交換樹脂為強酸陽性離子交換樹脂，洗脫劑為氨水。.4濃縮和結(jié)晶賴氨酸濃縮液經(jīng)用鹽酸調(diào)節(jié)pH后成為單鹽酸鹽溶液，在結(jié)晶器中結(jié)晶。賴氨酸濕晶含有的結(jié)晶水須在干燥工序中除去。本次生產(chǎn)中采用單層流化床干燥器生產(chǎn)，其中采用德國Vagon公司的床內(nèi)設(shè)置加熱器的流化床干燥器技術(shù)較為先進2.4工藝技術(shù)指標及基礎(chǔ)數(shù)據(jù).1主要技術(shù)指標如下表：指標名稱單位指標數(shù)生產(chǎn)規(guī)模㎏/d50（賴氨酸）生產(chǎn)方法雙酶法，中糖發(fā)酵，離子交換提取月生產(chǎn)天數(shù)d/m20倒罐率%1發(fā)酵周期h40淀粉糖化轉(zhuǎn)化率%95糖酸轉(zhuǎn)化率%48賴氨酸提取率%80發(fā)酵初糖㎏/m31502.4.2主要原材料質(zhì)量指標淀粉原料的淀粉含量為80%，含水14%。2.4.3二級種子培養(yǎng)基水解糖25，糖蜜20，尿素3.5，磷酸氫二鉀1.0，硫酸鎂0.5，玉米漿5～10，泡敵，硫酸錳2mg/l,硫酸亞鐵2mg/l。2.4.4發(fā)酵培養(yǎng)基水解糖150，糖蜜4，硫酸鎂，氯化鉀，磷酸氫二鈉，硫酸亞鐵2mg/l，硫酸錳2mg/l，尿素（總尿）40，植物油。接種量為2%。2.5賴氨酸發(fā)酵車間的物料衡算（1）發(fā)酵液量V1(m3)式中150—發(fā)酵培養(yǎng)基初糖濃度（kg/m3）48%—糖酸轉(zhuǎn)化率80%—賴氨酸提取率99%—除去倒罐率1%后的發(fā)酵成功率（2）發(fā)酵液配制需水解糖量以純糖算，G1=V1×150=2631(kg)（3）二級種液量V2=2%V1=0.351(m3)（4）二級種子培養(yǎng)液所需水解糖量G2=25V2=25×0.351=8.775(kg)式中25—二級種液含糖量（kg/m3）（5）生產(chǎn)1000kg賴氨酸需水總量G=G1+G2（kg）（6）耗用淀粉原料量理論上，100kg淀粉轉(zhuǎn)化生成葡萄糖量為111kg，故理論上耗用淀粉量為G淀粉=2639.8÷（80%×95×111%）（kg）式中80%—淀粉原料含純淀粉量95%—淀粉糖化轉(zhuǎn)化率（7）尿素耗用量二級種液耗尿素量為V2（kg）發(fā)酵培養(yǎng)基耗尿素量為40V1（Kg）故共耗尿素量為（kg）（8）甘蔗糖蜜耗用量二級種液耗用糖蜜量為20V2（Kg）發(fā)酵培養(yǎng)基耗用糖蜜量為（kg）合計耗糖蜜。（9）氯化鉀耗量Gkcl1=0.8×17.54=14.032(kg)（10）磷酸氫二鉀耗量G31=3.508(kg)（11）硫酸鎂用量0.6（V1+V2）=10.73(kg)（12）消泡劑用量0.6V1=10.524（kg）（13）植物油耗用量1.5V1=26.31（kg）（14）發(fā)酵液賴氨酸含量G1×48%×（1-1%）=1250.3（kg）實際生產(chǎn)的賴氨酸（提取率為80%）為：1250.3×80%=1000.24（kg）滿足生產(chǎn)2.6熱量衡算2.6.1發(fā)酵過程中的冷卻水耗量計算已知發(fā)酵過程中的發(fā)酵熱為kJ/m3?h，1m3的發(fā)酵罐一般裝料量為m=已知m3的種子罐（填充系數(shù)0.85），裝料量為將發(fā)酵段水衡算列入下表發(fā)酵車間冷卻水衡算表生產(chǎn)工序平均耗水量(Kg/h)日耗水量(t/d)年耗水量(t/a)發(fā)酵罐用水558種子罐用水合計2.6.2發(fā)酵過程中的無菌空氣耗用量的計算（1）單罐發(fā)酵罐用無菌空氣量：根據(jù)無菌空氣用量的計算公式：V=發(fā)酵罐體積×通氣速率×填充系數(shù)已知：發(fā)酵罐體積為1填充系數(shù)為90%則：m3/h（2）單個種子罐用無菌空氣量：取種子罐的空氣消耗量為發(fā)酵過程空氣耗量的30%，則：m3/h（3）將發(fā)酵車間蒸汽衡算列入下表發(fā)酵車間無菌空氣用量衡算表設(shè)備名稱單罐每小時用氣(m3/h)單罐每日用氣量(m3/d)單罐每年總用氣量(m3/a)發(fā)酵罐1167種子罐0.049354總用量1521第三章發(fā)酵車間設(shè)備設(shè)計與選型機械攪拌通風(fēng)式發(fā)酵罐。3發(fā)酵罐容積和臺數(shù)的確定（1）生產(chǎn)能力的計算：現(xiàn)每天產(chǎn)100%純度的賴氨酸50kg，賴氨酸發(fā)酵周期為40h（包括發(fā)酵罐清洗、滅菌、進出物料等輔助操作時間）。則每天需糖液體積為V糖。每天產(chǎn)純度為100%的檸檬酸50kg，每噸100%的檸檬酸需糖液17.54m3m3設(shè)發(fā)酵罐的填充系數(shù)90%，則每天需要發(fā)酵罐的總?cè)莘e為Vo(發(fā)酵周期為40h）。m3（2）發(fā)酵罐個數(shù)的確定：現(xiàn)選擇公稱容積為1m3的六彎葉機械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐為例，則需要發(fā)酵罐的個數(shù)為查表知公稱容積為1m3的發(fā)酵罐，總?cè)莘e為3則取公稱容積1m3發(fā)酵罐2個，一個備用（3）實際產(chǎn)量驗算：；富裕量：，能滿足產(chǎn)量要求。主要尺寸的計算（1）現(xiàn)按公稱容積1m3的發(fā)酵罐計（m3），封頭折邊忽略不計，以方便計算：則解方程得：（m）取m，m；根據(jù)《發(fā)酵工廠設(shè)計概論》通用發(fā)酵罐系數(shù)表，查得封頭高為(mm)。（2）驗算全容積：3.1.3發(fā)酵罐冷卻面積的計算對賴氨酸發(fā)酵，每1m3發(fā)酵液，每1h傳給冷卻器得最大熱量約為kJ/(m3·h)。采用加套換熱器。取經(jīng)驗值kJ/(m3·h·℃)。平均溫差為：32℃3220℃27125代入得：℃對公稱體積1m3的發(fā)酵罐，每次裝1m2換熱面積=m2 3發(fā)酵罐攪拌器的設(shè)計選用六彎葉渦輪攪拌器。（1）主要尺寸：列該攪拌器的各部尺寸與罐徑D有一定的比例關(guān)系，如下：攪拌器葉徑m，取d=葉寬m弧長m底距m盤徑m葉弦長m葉距m彎葉板厚mm取兩檔攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速N可根據(jù)1m3罐，攪拌器直徑0.315m，轉(zhuǎn)速r/min,以等P0/V為標準放大求得[4]：(r/min)攪拌軸功率：通風(fēng)攪拌發(fā)酵罐，攪拌軸功率的計算有許多方法，現(xiàn)采用修正的脈凱爾式求攪拌軸功率，并由此選擇電機。計算＝式中：－攪拌器直徑，為－攪拌器轉(zhuǎn)速，為(r/s)－醪液密度，kg/m3－醪液粘度，N·s/m2將數(shù)代入上式，得：>104視為湍流，則攪拌功率準數(shù)計算不通氣時的攪拌軸功率PO式中：NP－在湍流狀態(tài)時其值為常數(shù)N－攪拌器轉(zhuǎn)速，為3.79(r/s)D－攪拌器直徑，為ρ－醪液密度，kg/m3代入上式得：kW二檔功率則為：kW計算通風(fēng)時的軸功率PgPg＝kW式中：PO－不通氣時的攪拌軸功率，N－攪拌器轉(zhuǎn)速，為227r/minD－攪拌器直徑(cm)，Q－通風(fēng)量(ml/min)，通風(fēng)比為，取低限，如通風(fēng)量變大，Pg會小，為安全，現(xiàn)取，則：kW求電機功率采用三角帶傳動，滾動軸承，滑動軸承，端面密封增加的功率為1％，代入公式數(shù)值得：kW查取合適電機。發(fā)酵罐設(shè)備結(jié)構(gòu)的工藝設(shè)計空氣分布器本罐使用單管進風(fēng)，風(fēng)管直徑計算見后面的接管設(shè)計。檔板檔板的作用是加強攪拌強度，促使液體上下翻動和控制流型，防止產(chǎn)生旋渦而降低混合與溶氧效果[4]。本罐因有扶梯和豎式蛇管，故不設(shè)檔板。密封方式本罐采用雙面機械密封方式，處理軸與罐的動靜問題。冷卻管布置對于溶劑小于1m3發(fā)酵罐設(shè)備材料的選擇發(fā)酵設(shè)備的材料選擇，優(yōu)先考慮的是滿足工藝的要求，其次是經(jīng)濟性。有機酸發(fā)酵，考慮到對產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的影響，安全性，后道工序除鐵困難，腐蝕性強等，必須使用加工性能好，耐酸腐蝕的不銹鋼，采用制作發(fā)酵設(shè)備[15]。3.4種子罐的選型種子罐的選型同發(fā)酵罐，采用機械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐。3.4.1種子罐容積和數(shù)量的確定種子罐容積的確定：接種量按10%計算，則種子罐容積V種為：m3式中：——發(fā)酵罐總?cè)莘e（m3）。種子罐個數(shù)確定：種子罐與發(fā)酵罐對應(yīng)上料。發(fā)酵罐平均每天上1罐，需種子罐1個。種子罐培養(yǎng)8h，輔助操作8~10h，生產(chǎn)周期約18h，因此，種子罐1只就足夠。3.4.2種子罐主要尺寸確定種子罐仍采用幾何相似的機械攪拌通風(fēng)罐。H/D=2/1，則種子罐總體積：；簡化計算方程如：m3整理后，→m圓整到推薦的系列尺寸，取則：m查相應(yīng)表得封頭高：mm罐體總高：mm單個封頭容積V’封=圓筒容量：m3不計上封頭容積：m3校核種子罐總?cè)莘e：m3比需要的種子罐容積m3大，可滿足設(shè)計要求。3.4.3種子罐型號確定由上述計算，選用容積為1m3月產(chǎn)1噸賴氨酸酸工廠糖化、發(fā)酵車間設(shè)備一覽表序號設(shè)備名稱規(guī)格與型號臺數(shù)材料備注1發(fā)酵罐公稱容積1m321Gr18Ni9Ti鋼專業(yè)設(shè)備2種子罐公稱容積m3，Φ1A3鋼專業(yè)設(shè)備3預(yù)過濾器JLS-Yu-0452金屬鎳專業(yè)設(shè)備4蒸汽過濾器JLS-F-0351金屬鎳專業(yè)設(shè)備5金屬過濾器JLS-0451金屬鎳專業(yè)設(shè)備6液化醪泵IS80-50-2001機體鑄鐵通用設(shè)備7硫酸銨溶液輸送泵IS80-50-2001機體鑄鐵通用設(shè)備8種子液輸送泵IS80-50-2001機體鑄鐵通用設(shè)備9發(fā)酵醪液輸送泵IS80-50-2001機體鑄鐵通用設(shè)備10自來水輸送泵IS80-50-2001機體鑄鐵通用設(shè)備3.5賴氨酸提取的樹脂設(shè)計陰離子交換樹脂對賴氨酸的交換量低，樹脂的耐久性也差，且成本高，來源困難，故不能采用堿性樹脂提取。在賴氨酸的離子交換法提取和洗脫方法中，根據(jù)不同樹脂對賴氨酸的提取和洗脫的實驗結(jié)果，確定732樹脂是目前用于提取賴氨酸的較好的國產(chǎn)樹脂.732樹脂在酸性范圍內(nèi)不同pH時對賴氨酸的交換量與溶液中的雜質(zhì)有關(guān).對于從發(fā)酵液中提取，在賴氨酸主要呈正二價離子的pH值(<2.0)條件下，賴氨酸離子與可電離雜質(zhì)的競爭有較大的優(yōu)勢，吸附量多、有利于提取，但在生產(chǎn)上，pH過低時須慮設(shè)備管道的腐蝕問題，工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)選擇在pH=2左右第四章防污措施制藥發(fā)酵工業(yè)提取產(chǎn)品后的發(fā)酵液中還含有剩余的培養(yǎng)基，菌體蛋白，脂肪各種生物代謝產(chǎn)物，降解物等。除少數(shù)有毒害作用以外，均可作為污灌，肥料等利用。這種高濃度有機廢水，其有機物污染指標主要是用水中的化學(xué)需氧量（COD）或5天生化需氧量(BOD5)這兩個綜合性指標來衡量。利用微生物方法處理發(fā)酵工業(yè)廢液中的有機物是最經(jīng)濟有效的辦法，它符合自然環(huán)境的生態(tài)循環(huán)規(guī)律。人對水資源的開發(fā)、利用的循環(huán)，是人類活動參與的水循環(huán)。這個循環(huán)主要包括：蓄水——供水——排水——治理污水——再生水利用。把握這一循環(huán)，就要實施水資源的減量開采——高效利用——無害化處理——再生利用。在這一循環(huán)中，治污是短板，是循環(huán)利用鏈條中斷的環(huán)節(jié)，因此加快水污染治理，使污水再生利用，這是構(gòu)建循環(huán)水的又一關(guān)鍵。廢水的處理廢水中含有許多能被微生物分解的物質(zhì)，但微生物分解時需要氧氣，因此，我們可以往水中通入空氣來處理和凈化廢水。如果不通風(fēng)，廢水則被腐爛細菌慢慢分解，這時水解作用首先會產(chǎn)生有機酸，然后通過甲烷化產(chǎn)生沼氣，沼氣能夠燃燒，因而我們又可通過厭氧方式處理廢水。在實際生產(chǎn)中，有氧處理比厭氧處理要簡單，成本低，因而得到廣泛應(yīng)用，本設(shè)計采用有氧處理方式。具體來說本設(shè)計采用帶有固定生物淤泥的反應(yīng)器，在這種反應(yīng)器中生物淤泥又不斷同廢水接觸，同時有氧氣通入。其典型代表是旋轉(zhuǎn)葉片式發(fā)酵器[15]。這時一個水平軸上裝有間隔廢水，表面粗糙，直徑為2-3m的大型塑料葉片。它的40%浸在廢水中，同時進行緩慢的機械運動，這些葉片上滿是需氧微生物，慢慢分解廢水。也可采取水循環(huán)利用的措施，例如：對洗瓶機堿液回收再利用，洗瓶機堿液由于污泥多等需定期排放，而排放時堿液濃度仍然較高，符合正常洗瓶要求，同時含有大量的洗瓶劑、活性霉等具有很高的回收價值，通過用泵將堿液打入沉淀罐，該罐容積略大于堿液容積，沿罐切線方向打入，通過旋渦沉淀后，將澄清液沿切線再打入儲存罐備用，通過兩次沉淀后，洗瓶機堿1換水時，將回收的清液再打入堿1槽，這樣即減少了排放，又節(jié)約了用水和降低了火堿和洗瓶劑的用量，大大降低了洗瓶成本。通過一系列的節(jié)水措施工廠水耗由9.53t/kl降至5.6t/kl；廢水排放量由8.55t/kl降至5.1t/kl。

廢氣的處理在發(fā)酵過程中會產(chǎn)生大量的二氧化碳，若將二氧化碳直接排到大氣中會污染環(huán)境，尤其是在溫室效應(yīng)日益明顯的今天，回收二氧化碳顯得尤為重要。二氧化碳的回收可采用液態(tài)法回收工藝，預(yù)提要經(jīng)過洗滌、凈化、壓縮、干燥、冷卻、液化等過程。回收的二氧化碳可進行綜合利用，主要有以下幾個方面：（1）制備稀釋用水。利用二氧化碳置換作用，制備脫氧水，作為高濃度釀造稀釋用水。（2）二氧化碳洗滌。廢渣的處理發(fā)酵廠廢渣污染問題與廢水，廢氣相比，一般要小的多，廢渣的種類和數(shù)量也比較少。常見的廢渣包括蒸餾殘渣，失活的催化劑，廢活性炭，膠體廢渣，反應(yīng)殘渣等。不合格的中間產(chǎn)品，以及用沉淀，混凝，生物處理等方法產(chǎn)生的污泥殘渣等。一般處理方法：①廢發(fā)酵液經(jīng)回收后送到干燥車間，經(jīng)加工后制成粗飼料賣給飼料廠家。②設(shè)立專門的灰渣池對灰渣進行瀝水與堆放，經(jīng)沉渣池處理后的沖灰渣水通過水泵進行循環(huán)利用。經(jīng)沉渣池處理的鍋爐燃燒煤渣，賣給外單位作制磚材料。③碎玻璃、廢紙皮安排專人收集，賣給玻璃廠與HYPERLINK"://wenwen.soso/z/Sear