酶、脂肪酶组成复合制剂使用。通常淀粉酶或复合制剂都是制成片剂，以口服方式给药。
2.4 α-淀粉酶的氨基酸组成
α-淀粉酶是由511个氨基酸组成的单个多肽链。机体中胰腺含量最多，由腺泡细胞合成后通过胰管分泌入小肠，唾液腺也可分泌大量淀粉酶入口腔开始消化多糖化合物，此外还可见于卵巢、肺、睾丸、横纹肌和脂肪组织中。
唾液、猪胰、米曲霉（1954）、枯草杆菌（1956、1959）、嗜热芽孢杆菌（1961）以及黑曲霉（1969）、谷芽（1967）的α-淀粉酶的氨基酸组成不同（见表2.3）。其中天冬氨酸和谷氨酸含量较多，含硫氨基酸含量特别低。枯草杆菌液化型α-淀粉酶缺乏胱氨酸与半胱氨酸，因此它不含-SH键与二硫键。酶蛋白的肽链是靠氢键、疏水键与其他键折叠成为紧密的结构。
α-淀粉酶的分子量约50，000左右。枯草杆菌液化型α-淀粉酶结晶的分子量为96，900，用葡聚糖凝胶过滤，可得到分子量约为50，000和约为100，000的两个成分。分子量50，000的成分是α-淀粉酶的单聚体，在有锌存在下，二个单体交连而成含一原子锌的二聚体，EDTA可使二聚体解离为单体。嗜热脂肪芽孢杆菌α-淀粉酶的某些菌株，它的α-淀粉酶分子量只有15，000，但另一些菌株的分子量也有50，000左右。嗜热脂肪芽孢杆菌所产α-淀粉酶，用DEAE纤维素可分成两个分子量稍有不同的同工酶，α-淀粉酶Ⅰ分子量为46，000，α-淀粉酶Ⅱ为43，000。枯草杆菌与脂肪嗜热芽孢杆菌α-淀粉酶之间结构相似。
霉菌α-淀粉酶的一个特征是含有碳水化物。米曲霉他卡淀粉酶中含3%糖类，主要是甘露糖、葡萄糖、N-乙酰氨基葡萄糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖，其分子比是1：1：2：1.6：0.8：0.5，N-乙酰氨基葡萄糖与酶蛋白中的天冬酰胺相结合。由于糖类残基的不同使α-淀粉酶具有不同的性状。动物α-淀粉酶中也含糖，糖对酶的稳定性是有影响的。
组氨酸及氨基是α-淀粉酶表现其活性所必需的。
枯草杆菌糖化型α-淀粉酶只含一个半胱氨酸，其SH基以掩蔽状态存在。天然的酶不受PCMB（对氯汞苯甲酸）的抑制，米曲霉α-淀粉酶中含几个胱氨酸分子，尚有一个掩蔽的半胱氨酸残基。酶蛋白中缺乏暴露SH基或二硫键，也许这是一些α-淀粉酶耐热、耐碱性的原因。酪氨酸对米曲霉与枯草杆菌的α-淀粉酶活性甚为重要，它的酚基中的OH与酶稳定性有关[4]。
表2.3 几种α-淀粉酶的氨基酸组成（每100克蛋白质中克数） 枯草杆菌
氨基酸
液化型MW 48875
天冬氨酸 苏氨酸 丝氨酸 谷氨酸 脯氨酸 甘氨酸 丙氨酸 缬氨酸 蛋氨酸
15.09 6.36 6.24 13.46 4.14 5.64 6.02 5.55 1.26
糖化型MW 41000 19.15 6.12 8.57 11.64 2.58 4.90 6.21 4.65 1.96
脂肪嗜热芽孢
杆菌 MW 15600 9.30 6.20 4.24 20.36 16.27 4.24 4.77 8.53 2.66
米曲霉 MW 51500 16.53 10.86 6.48 6.95 4.18 6.59 6.80 6.69 2.20
黑曲霉 耐酸非耐酸性 13.4 6.8 5.6 7.6 3.2 4.8 4.7 5.6 1.9
性 15.3 8.2 6.8 8.1 4.8 5.5 6.0 5.7 2.4
麦芽 MW 4800 15.7 4.2 3.4 9.9 4.5 7.0 6.6 5.4 1.4
唾液 MW 50000 19.3 4.5 7.8 9.6 3.6 6.82 4.43 6.89 2.4
猪胰 MW 45000 14.5 3.9 4.1 10.5 3.6 6.7 6.9 7.8 2.1
6
异亮氨酸 亮氨酸 酪氨酸 苯丙氨酸 组氨酸 赖氨酸 精氨酸 色氨酸 胱氨酸
3.97 6.42 8.31 5.85 3.80 7.30 6.78 6.19 0
6.12 6.18
6.37 4.39 3.19 4.63 5.64 4.76 0.34
6.05 7.22 2.96 6.40 4.33 5.22 3.36 / 3.42
5.20 8.30 9.55 4.25 2.02 5.94 2.72 3.97 1.6
5.5 7.9 9.7 3.5 1.7 2.2 3.1 3.9 1.0
6.0 7.5 10.1 4.1 2.0 5.1 3.4 3.9 0.7
6.7 7.9 6.0 6.2 5.0 5.2 5.8 / 0.4
5.80 5.77 5.51 7.20 3.24 6.33 8.75 7.2 4.4
11.5 5.3 10.1 3.9 4.9 5.8 6.7 2.3
注：MW 为分子量
3 工艺流程设计原则、范围和依据
3.1 概述
工艺流程设计和车间布置设计是工艺设计的两个主要内容，是决定工厂的工艺计算、车间组成、生产设备及其布置的关键步骤。
生产工艺流程设计的主要任务包括两个方面：其一是确定由原料到成品的各个生产过程及顺序，即说明生产过程中物料和能量发生的变化及流向，应用了哪些生物反应或化工过程及设备。其二是绘制工艺流程图。
在发酵生产过程中，原料往往不是直接变成产品，而是通过一系列的半成品或中间产品再变成成品，同时还有副产品和废液、废渣等生成，“三废”必须严格治理。
因为工艺流程设计最关键的是设计，与其他专业设计息息相关，所以需要由浅入深，分阶段进行。同时必须经过反复推敲，精心安排和计算，不断修改和完善，才能完成设计任务。
生产工艺流程的设计往往经历三个阶段，即：生产工艺流程示意图→生产工艺流程草图→生产工艺流程图。
具体地说，生产方法和生产规模确定后就可以开展设计生产工艺流程示意图。工艺流程示意图作出后，就可以进行物料衡算和能量衡算以及部分设备计算和选型。待设备设计全部完成后，再修改、充实工艺流程草图，根据流程草图和设备设计进行车间布置设计。根据车间布置图再来修改工艺流程草图，最后得出生产工艺流程图。
当然上面介绍的示意图→草图→流程图的设计程序并非一成不变，还需要根据设计项目的难度、技术的成熟程度、设计人员水平及实践经验等多方面因素决定[5]。
3.2 工艺流程的设计原则
进行工艺流程设计，必须考虑以下几项原则：
⑴ 保证产品质量符合国家标准，外销产品还必须满足销售地区的质量需求。
⑵ 尽量采用成熟的、先进的技术和设备。努力提高原料利用率，提高劳动生产率，降低水、电、汽及其他能量消耗，降低生产成本，使工厂建成后能迅速投产，在短期内达到设计生产能力和产品质量要求，并做到生产稳定、安全、可靠。
⑶ 尽量减少三废的排放量，有完善的三废治理措施，以减少或消除对环境的污染，并做好三废的回收和综合利用。
⑷ 确保安全生产，以保证人身和设备的安全。
⑸ 生产过程尽量采用机械化和自动化，实现稳产和高产。
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3.3 工艺流程的设计范围 6万t/a α-淀粉酶工厂生产车间。 3.4 工艺流程的设计依据
⑴ 设计任务书（可行性研究报告）；
⑵ 项目工程师或项目总负责人下达的设计工作提纲和总工程师作出的技术决定；
⑶ 若引进新原料品种，新技术和新设备时，必须在技术上有切实把握并且依据了正式的试验研究报告和设计鉴定书，经设计院领导核准后方可作为设计依据[6]。 4 车间布置设计
4.1 车间布置设计的目的和重要性
车间布置设计的目的是对厂房的配置和设备的排列作出合理的安排，并决定车间、工段的长度、宽度、高度和建筑构型式，以及各车间之间与工段之间的相互联系。
车间布置设计是工艺设计中的重要组成部分，它关系着整个车间的命运。即使有了先进的生产工艺流程及正确的设备选型和设计，而没有合理的车间布置相配合，生产也难以正常、顺利地进行，将会影响整个生产管理。诸如：对设备的操作和维修带来的困难；造成人流、货流的紊乱；使车间动力介质造成不正当的损失；增加输送物料的能耗；增加建筑和安装费用；对于发酵工厂，还容易引起成品、半成品的污染损失等。它的牵涉面大，影响到整个车间甚至于几个车间。因此，车间布置设计是一项涉及面广，复杂而细致、重要的设计内容。它不仅要求工艺设计人员要了解生产操作、设备维修和具有一定的安装知识，而且要具备一定的土建、电力、自控仪表、安全、卫生等其他专业的基本知识。在布置时要做到深思熟虑、仔细推敲，提出不同方案进行比较，以取得一个最佳方案。
车间布置设计是以工艺为主导，并在其他专业，如总图、土建、设备、安装、电力、暖风、外管等密切配合下完成的。因此在进行车间布置设计时，要集中各个方面的意见，最后由工艺人员汇总完成[7]。
4.2 车间布置设计的依据
车间布置设计必须在充分调查的基础上，掌握必要的资料作为设计的依据或供参考。这些资料包括： （1）生产工艺流程图。
（2）物料衡算数据及物料性质，包括原料、半成品、成品、副产品的数量及性质；三废的数量及处理方法。
（3）设备资料，包括设备外形尺寸、重量、支撑形式、保温情况及其操作条件，设备一览表等。 （4）公用系统耗用量，供排水、供电、供热、冷冻、压缩空气、外管资料等。 （5）土建资料和劳动安全、防火、防爆资料。 （6）车间组织及定员资料。
（7）厂区总平面布置，包括本车间与其他生产车间、辅助车间、生活设施的相互联系，厂内人流物流的情况与数量。
（8）有关布置方面的一些规范资料。 4.3 发酵工厂主要车间组成
根据α-淀粉酶生产的工艺要求，结合实际生产情况，需要以下建筑或构建物。 （1）发酵车间
发酵车间是枯草杆菌的发酵场地和α-淀粉酶的生产区。原料经杀毒灭菌等初步加工以后，配制成培养基，为优良菌种提供营养和能量，菌种经种子罐，发酵罐，产出α-淀粉酶，过滤，沉淀，干燥，最终得成品。发酵产酶是生产最重要的环节，占地面积13255.2m2。
（2）提炼车间
紧邻发酵车间，对α-淀粉酶进行精加工、提纯。占地面积5342.4m2。
（3）原料仓库
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建于发酵车间内，储存各种原、辅材料，并提供必要的储存条件。收购的原料如不能及时进行加工生产，就放置于此，且可保证生产持续进行，面积1221.4m2。根据实际生产情况和原料销售市场的情况，决定原、辅材料购进量的多寡，这样可以随材料市场价格和生产需要，随时调整储量，节约了原料费用和运输成本，节省开支。
（4）种子扩大培养区
位于发酵车间内，便于管道输送。为枯草杆菌的大量繁殖提供条件，有利于下一步发酵的良好进行，面积1309.0m2。
（5）动力设施
围绕生产车间，包括锅炉房、空压站、蓄水池、动力室、变配电室等，为生产车间的发酵生产提供蒸汽、压力、水、电力等，通过管路，线路等直通车间，总占地面积3662m2。 （6）包装车间
紧邻提炼车间，设有包装材料库、成品仓库、检验室等，包装完毕后直接入库。面积约3915.3m2。 （7）化验室
位于生产办公区内的第二、三层，用于进行原料和产品的质量检验，总面积709.3m2。 （8）更衣室、卫生间
位于进入各个车间的必经之地，分左右男女更衣室，不同工段的工人可以分别从不同更衣室进入不同的车间，避免交叉污染，更衣室、卫生间总面积依各车间实际情况而定。 （9）机修车间
紧邻生产区，用于对现有的生产设备维修及定期维护，占地面积1047.9m2。 （10）污水站
建于厂区西北角，用于对工业污水及生活污水的集中净化处理，占地面积1067.5m2。 4.4 车间布置设计的原则
一个优良的车间布置设计应该是，技术先进、经济合理、节省投资、操作维修方便、设备排列简洁、紧凑、整齐、美观。要达到这样的要求，在进行具体的车间布置设计时，必须从工艺、操作、安全、维修、施工、经济、美观及扩建上考虑。为使车间布置设计能符合上述提出的基本要求，设计时应遵循以下原则：
1. 车间布置应符合生产工艺的要求
车间设备布置必须按流程的流向顺序依次进行设备的排列，以保持物料顺畅地向前输送，按顺序进行加工处理，保证水平方向和垂直方向的连续性。不使物料和产品有交叉和往复的运动。尽可能利用工艺位差，对于有压差的设备，应充分利用高位差布置，以节省动力设备及费用。
一般来说，凡计量设备、高位槽等布置在最高层，主要设备如啤酒厂糖化锅、煮沸锅，布置在中层，贮槽、发酵罐等布置在底层。这样既可利用位差进出物料，又可减少楼面的荷重，降低造价。
2. 车间布置应符合生产操作的要求
（1）每一个设备都要考虑一定地位，包括设备本身所占地位，设备附属装置所占地位，操作地位，设备检修拆卸地位以及设备与设备、设备与建筑物间的安全距离等。
（2）设备布置应考虑为操作工人能管理多台设备或多种设备创造条件。凡属相同的几套设备或同类型的设备或操作性质相似的有关设备，应尽可能集中布置，使之彼此靠近，以便统一管理，集中操作，方便维修及部件的互换。
（3）设备布置不宜过挤或过松，应尽量对称紧凑，排列整齐，充分利用空间。设备间距离充分考虑工厂操作的要求和交通的便利。车间内要留有堆放原料、成品及排出物和包装材料的空地（能堆放一批或一天的量）以及必要的运输通道。具有运动机械的设备，还要考虑设备安全防护装置的地位。
（4）要考虑相同设备或相似设备互换使用的可能性和方便性。这样可充分发挥设备的潜在力量。 （5）设备的自动测量仪表要集中控制，阀们控制尽量集中，便于工人操作。
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3. 车间布置应符合设备安装、检修的要求
（1）根据设备大小及结构，考虑设备安装、检修及拆卸所需要的空间和面积。
（2）满足设备能顺利进出车间的要求。经常搬动的设备应在设备附近设置大门或安装孔，大门宽度比最大设备宽0.5m，当设备运入厂房后，很少再需整体搬出时，则可设置安装洞，即在外墙留顶留洞口，待设备运入后，再行砌封。
（3）通过楼层的设备，楼面上要设置吊装孔。吊装孔可设计为有盖板或无盖板两种。如无盖板，在孔周围应设可拆的栏杆。一般比较固定的设备，也可在楼层外墙上设置安装洞，设备可在室外吊上，由安装洞口运入。另外，发酵工厂设备通过楼层安装者为数较多。例如酒精厂蒸馏塔，味精厂、柠檬酸厂、酶制剂厂、酒精厂的发酵罐，酒精厂糖化设备，酒母设备等，都是一半在楼下，一半在楼上。凡属此种类型设备安装时，也可直接从设备本身在楼层上的安装孔中吊上，这样安装是比较方便的。
（4）必须考虑设备的检修和拆卸以及运送物料所需要的起重运输设备。起重运输设备的形式可根据使用要求决定。如果不涉及永久起重运输装置时，也应该考虑有安装临时起重运输设备的场地及预埋吊钩，以便悬挂起重葫芦。当厂房内设有永久性起重运输设备时，要考虑物料的起吊和运输设备本身的高度，设备的起吊运输高度，应大于运输途中最高设备的高度。
4. 车间布置应符合厂房建筑的要求
（1）凡是笨重设备或运转时会产生很大振动的设备，如压缩机、粉碎机、大型通风机、离心机等，应该尽可能布置在厂房的底层，以减少厂房楼面的荷载和振动。
（2）有剧烈振动的设备，其操作台和基础不得与建筑物的柱、墙连在一起，以免影响到建筑物的安全。
（3）设备布置时，要避开建筑的柱子及主梁。如设备吊装在柱子或梁上，其荷重及吊装方式需事先告知土建专业人员，并与其协商。
（4）厂房内所有操作台须统一考虑，避免平台支柱零乱重复，影响车间美观、生产操作及检修。 （5）设备不应该布置在建筑物的沉降缝或伸缩缝处。
（6）在厂房的大门或楼梯旁布置设备时，要求不影响开门和行人出入。
（7）在不严重影响工艺流程顺序的原则下，将较高设备尽量集中布置，这样可以简化厂房体形，节约厂房体积，另外还可利用建筑上的有利条件，如利用天窗的空间安装较高设备。
5．车间布置应符合节约建筑投资的要求
（1）凡是可以露天或半露布置的设备，例如发酵厂、啤酒厂的发酵罐，无菌空气设备，贮槽等。可根据使用和操作的特点，与设备设计配合采取露天或半露天布置，减少建筑面积，节约厂房建筑费。
（2）厂房非高层化是近代工厂的设计特点。啤酒厂现代糖化楼设计采用低层建筑，具有设计容易，施工和安装设备简单，建筑费用较低，动力消耗少，操作维修方便等优点。除非在场地特别紧张的地方，不得已才用高层建筑。一般以采用低层建筑为好。
（3）工艺管道应集中布置，要尽可能地缩短设备间管线，供汽、供无菌空气、供电的设备位置应尽量靠近负荷中心，使管线最短，热损量少，减少管线投资和节约能耗。
（4）尽量采用一般的土建结构，非必要时，尽可能少用或不用特殊的土建结构。 （5）设备的操作面尽可能与通道安排在同一侧。 6．车间布置应符合安全、卫生和防腐蚀的要求
（1）发酵工厂车间卫生是正常生产的首要环节。因此，在车间布置设计时，必须考虑到车间卫生条件，特别是种子培养，发酵车间要建在上风区，远离污染源。车间内通风、排废水、废气要安排布置，防止杂菌污染和交叉污染。
（2）要为工人操作创造良好的安全卫生条件。设备布置时尽可能做到工人背光操作，高大设备避免靠窗布置，以免影响采光。对运转时噪声大或粉尘多、有毒气、腐蚀气体的设备，应考虑采取隔断（离）、加强通风除尘等措施，以保证操作人员健康。
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