普鲁兰多糖
年产100吨普鲁兰多糖生产车间设计
摘要普鲁兰多糖是一种新型的微生物多糖、目前已广泛的应用于医药、食品、轻工、化工等行业中、本设计的题目为年产100吨普鲁兰多糖生产车间工厂设计。
为满足生产任务的要求，通过查阅相关的书刊文献，收集普鲁兰多糖发酵生产、提取资料，进而设计出经济合理的普鲁兰多糖发酵生产路线。
随后对工艺流程中所涉及的物料和水电汽等进行了衡算，同时完成对主要生产设备和辅助设备的合理选型以及对公用系统和三废处理提出正确可行的设计方案。
此外，本设计还绘制出了厂区总平面布置图、发酵车间的平面布置图、全厂的工艺流程图、发酵罐的结构图和精馏塔的结构图，本项目以玉米淀粉为原料，采用出芽短梗霉发酵法，运用乙醇沉淀、超滤、流化床干燥等技术可使普鲁兰糖转化率达65%。
关键词：普鲁兰多糖；发酵；车间设计AbstactPullulan polysaccharides is a new kind of microbial polysaccharide which has been widely used in medicine, food, light industry, chemical industry, etc, the topic of this graduation projectis anannual output of100 tons of pullulan polysaccharides fermentation plant design. To meet the requirements of the production tasks.by consulting related books and documents, after fermentation production, extraction of pullulan polysaccharides information collection, and then design a economic and reasonable pullulan polysaccharide fermentation production line. Involved in the subsequent process of the material and water vapor to the balance, and completed the rational selection main production equipment and auxiliary equipment as well as to the utility system and "three wastes" treatment feasible design scheme is put forward. In addition, this design also draw out of the factory general layout, the fermentation workshop flat 65 %Key words:pululan polysaccharides；fermentantion；plant design第1章绪论1.1设计内容与要求1.1.1课题来源本设计为齐鲁工业大学大学生工学院下达的任务，年产100吨普鲁兰糖生产车间的设计。
高分子量普鲁兰多糖
高分子量普鲁兰多糖
高分子量普鲁兰多糖是一种天然高分子聚合物，主要由葡萄糖单元连接而成。
它具有多种特殊性质和广泛的应用，其分子量高，平均分子量可达40-2000KDa，甚至更高。
这种多糖的结构独特，由麦芽三糖通过α-1，6-糖苷键结合形成，并通过α-1，4－糖苷键连接三个葡萄糖形成麦芽三糖，进一步形成了高分子量的线形多糖。
其中α-1，4-糖苷键与α-1，6-糖苷键的比例为2：1，聚合度为200-5000。
普鲁兰多糖具有优秀的生物相容性和生物可降解性，对人体无毒副作用，因此在医药领域应用广泛。
它可以用作医用敷料、药物缓释剂、注射剂、骨修复材料和人工血管等。
此外，普鲁兰多糖还可以作为食品添加剂，具有增稠、稳定乳化等功能。
在食品工业中，普鲁兰多糖因其良好的成膜性能、氧气隔绝性能以及稳定性，被广泛用于胶囊成型剂、增稠剂、粘合剂、食品包装等。
普鲁兰多糖作为培养基原料
普鲁兰多糖作为培养基原料
普鲁兰多糖（Pullulan）是一种由出芽短梗霉（Aureobacidium pullulans）发酵产生的细胞外纯天然高分子多糖。
它是一种水溶性粘质多糖，由葡萄糖通过O-1,4-糖苷键连
接的麦芽三糖重复单位组成。
普鲁兰多糖具有较高的分子量（一般在4.8×10^4至
2.2×10^6之间），结构富有弹性，溶解度较大。
普鲁兰多糖在医药、食品、轻工、化工和石油等领域具有广泛的应用。
在食品行业，它被用作稳定剂、增稠剂和被膜剂等。
在医药领域，普鲁兰多糖由于其独特的物理和化学性质，被用作药物载体、药物控释系统和生物材料等。
当普鲁兰多糖作为培养基原料时，它可以为微生物提供碳源和能量。
由于普鲁兰多糖具有良好的水溶性和生物相容性，它可以促进微生物的生长和代谢。
此外，普鲁兰多糖还可以通过调节培养基的粘度和成膜性，改善微生物培养的条件。
在实际应用中，研究者可以通过改变培养基中普鲁兰多糖的浓度来调控微生物的生长特性。
例如，在发酵过程中，提高普鲁兰多糖浓度可以促进高分子量普鲁兰多糖的产生。
同时，通过研究普鲁兰多糖发酵过程中基因的转录差异，可以揭示影响普鲁兰多糖分子量调控的关键基因，为优化培养基配方提供依据。
总之，普鲁兰多糖作为一种培养基原料，在微生物培养中具有重要作用。
通过调整普鲁兰多糖浓度和探究其对微生物生长特性的影响，可以为发酵工艺优化和产率提高提供支持。
普鲁兰多糖国家标准
普鲁兰多糖国家标准普鲁兰多糖，又称多糖肽，是一种具有多种生物活性的多糖类化合物，广泛存在于天然植物和动物体内。
它具有增强免疫力、抗氧化、抗肿瘤、抗炎等多种保健功能，因此备受关注。
为了规范普鲁兰多糖产品的生产和质量控制，制定普鲁兰多糖国家标准势在必行。
普鲁兰多糖国家标准的制定，旨在规范普鲁兰多糖产品的生产工艺、质量要求、检测方法等方面的内容，以保证产品的安全、有效和稳定性。
标准的制定需要充分考虑普鲁兰多糖的生物活性、提取纯度、分子量、结构特征等因素，确保产品的质量和功效。
在普鲁兰多糖国家标准中，应包括对普鲁兰多糖产品的生产工艺要求，包括原料的选择、提取工艺、纯化工艺、成品的包装、储存等方面的规定。
同时，还应明确普鲁兰多糖产品的质量指标，如多糖含量、蛋白质含量、水分含量、重金属和有害物质的限量标准等。
此外，还需要规定普鲁兰多糖产品的检测方法，确保产品质量的可控性和可比性。
普鲁兰多糖国家标准的制定，对于行业发展和消费者权益保护具有重要意义。
一方面，标准的制定可以规范市场秩序，防止劣质产品充斥市场，保护消费者的合法权益。
另一方面，标准的制定可以推动行业技术进步，提高产品质量，促进行业的健康发展。
在制定普鲁兰多糖国家标准的过程中，需要充分听取行业内外专家的意见，结合国内外相关标准和法规的要求，制定科学、合理的标准体系。
同时，还需要加强对标准的宣传和推广工作，提高行业从业人员的标准意识，推动标准的落地和执行。
总之，普鲁兰多糖国家标准的制定，是行业发展和产品质量保障的需要，也是对消费者负责的表现。
只有通过制定科学合理的标准，才能推动普鲁兰多糖产品行业的健康发展，保障产品质量和消费者权益，促进行业的可持续发展。
希望各方共同努力，推动普鲁兰多糖国家标准的顺利制定和实施，为行业发展和社会福祉做出积极贡献。
普鲁兰多糖产品介绍
普鲁兰多糖品名：普鲁兰多糖、普鲁兰糖、茁霉多糖、短梗霉多糖、普鲁兰、支链淀粉、出芽短梗酶多糖、出芽短梗孢糖普鲁兰多糖英文名称：Pullulan
普鲁兰多糖CAS号：9057-02-7
普鲁兰多糖分子式：(C37H62O30)n
普鲁兰多糖颜色和性质：普鲁兰多糖为白色固体粉末。
普鲁兰多糖是一种水溶性粘质多糖，成品为白色固体粉末。
由于普鲁兰多糖具有良好的成膜、成纤维、阻气、粘接、易加工、无毒性等特性，已广泛应用于食品、轻工、化工和石油等领域。
安泰生物科技有限公司是以销售食品添加剂为主的公司，从事多种食品添加剂产品的销售。
公司坚持"质量为本，科技创新"的宗旨，从原料采购、工艺操作到品质检验，都严格遵守国际质量标准进行管理，竭诚服务于广大新老客户。
普鲁兰多糖溶解方法
普鲁兰多糖普鲁兰多糖（普鲁兰糖/茁霉多糖/短梗霉多糖/出芽短梗酶多糖/出芽短梗孢糖/普鲁兰多糖/PULULAN）收载于《已使用化妆品原料名称目录》，因其工业生产主要由出芽短梗霉发酵得来，故收载名称为出芽短梗酶多糖。
普鲁兰多糖是由葡萄糖残基组成的直链状同型多聚糖葡萄糖以 α-1, 4-糖苷键连接成麦芽三糖，麦芽三糖由 α-(1→6) 糖苷键连接形成高分子普鲁兰多糖[1]。
普鲁兰多糖具有水溶性、可食用性、成膜性、阻气性[2]，因此在医药行业作为胶黏剂、胶囊材料，普鲁兰多糖在日本作为食品添加剂已有 20 多年历史, 普鲁兰多糖已被美国药典和日本药典收录。
广泛应用于医药工业，食品工业、化妆品、保健品领域。
普鲁兰多糖是一种生物多糖，因该多糖有良好的水溶性、分散性、成膜性、吸湿性和无毒害性、可以作为化妆品中的粘性填加物：不仅效果与透明质酸相差无几，而且在价格方面远比用于化妆品的透明质酸要低廉。
现在被广泛应用到化妆品当中，促进细胞再生，属于天然健康化妆品原料。
一.普鲁兰多糖的性质1.1 黏附性普鲁兰多糖与一般多糖相比，具有明显的黏附特性，易于在皮肤表面附着。
因该多糖有良好的水溶性、分散性、成膜性、吸湿性和无毒害性，可以作为化妆品中的黏性填加物。
1.2 无毒性与安全性根据普鲁兰多糖的急性、亚急性和慢性毒性试验、变异源性试验结果，即使普鲁兰多糖的投用量达到 LD50(半致死剂量)的界限量 15g/kg，普鲁兰多糖都不会引起任何生物学毒性和异常状态的产生，所以用于化妆品十分安全。
1.3 稳定性普鲁兰多糖的分子呈线状结构，因此与其他多糖类相比，普鲁兰多糖水溶液黏性较低，不易形成胶体，是黏附性强的中性溶液。
普鲁兰多糖溶解性好，在冷水中即可迅速溶解，且溶液长期稳定，无“老化”现象，不易受 pH 值或各种盐类影响。
普鲁兰多糖的糖苷键在强酸加热或普鲁兰酶作用下发生水解，常温环境中理化性质稳定。
普鲁兰多糖自身黏度性质已有研究：其水溶液在 20-70 ℃、 pH1-12 条件下，多糖分子构象稳定，比浓黏度基本保持不变；不同金属离子的加入可不同程度增加比浓黏度[1]。
普鲁兰多糖资料
普鲁兰多糖简介普鲁兰多糖是一种以玉米为原料发酵而成的胞外水溶性粘质多糖，又名短梗霉多糖、茁霉多糖，英文名Pulullan ，它是1938年由R ． Bauer 发现的一种特殊的微生物多糖。
该多糖主要是由麦芽三糖通过α-1， 6糖苷键连接而成。
由于该多糖独特的结构和性质，在医药、食品、石油、化工等行业具有广泛的应用前景。
因其在自然界可被微生物降解利用，不会引起环境污染，故被誉为无公害塑料。
2006年5月19日．国家卫生部发布了第8号公告，普鲁兰多糖为新增四种食品添加剂产品之一，可在糖果、巧克力包衣、膜片、复合调味科和果蔬汁饮料中用作被膜剂和增稠剂。
CAS 号 9057-2-7分子式 (C37H62O30)n一、生产工艺二、普鲁兰多糖的性质 普鲁兰多糖是无色、无味、无臭的高分子物质，非晶体的白色粉末，是非离子性、非还原性多糖，性质可以表现于以下几个方面。
1、 无毒性、安全性 玉米 淀粉 葡萄糖 发酵 粗制 精制 烘干 菌种普鲁兰多糖成品根据普鲁兰多糖的急性、亚急性和慢性毒性试验、变异源性试验结果，即使普鲁兰多糖的投用量达到LD50(半致死剂量)的界限量15g／kg，普鲁兰多糖都不会引起任何生物学毒性和异常状态的产生，所以用于食品和医药工业十分安全。
2、溶解性普鲁兰多糖能够迅速溶解于冷水或温水，溶解速度比羧甲基纤维素、海藻酸钠、聚丙烯醇、聚乙烯醇等快二倍以上，溶液中性，不离子化、不凝胶化、不结晶。
可与水溶性高分子如羧甲基纤维素、海藻酸钠和淀粉等互溶，不溶于乙醇、氯仿等有机溶剂。
但其酯化或醚化后，其理化性质将随之改变。
根据置换度不同，可分别溶于水和丙酮、氯仿、乙醇及乙酸乙酯等有机溶剂。
3、稳定性普鲁兰多糖的分子呈线状结构，因此与其他多糖类相比，普鲁兰多糖水溶液粘性较低，不会形成胶体，是粘附性强的中性溶液。
不易受pH值或各种盐类影响，尤其对食盐维持稳定的粘度。
此外， pH值在 3以下时若长时间加热，会与其他多糖一样，部分分解，从而导致溶液粘度下降。
0.5%的普鲁兰多糖粘度
普鲁兰多糖（Pullulan）是一种由出芽短梗霉（Aureobasidium pullulans）发酵产生的水溶性多糖。
它具有许多优良的性质，如高粘度、低毒性、良好的生物降解性和可再生性等，因此在食品、医药、化妆品等领域有着广泛的应用。
0.5%的普鲁兰多糖粘度，粘度是流体流动阻力的一种度量，通常用泊（poise）或帕斯卡·秒（Pa·s）来表示。
在实际应用中，我们通常会使用粘度计来测量溶液的粘度。
测量普鲁兰多糖溶液粘度的方法如下：
1. 准备一个已知粘度的标准溶液，例如水的粘度为1 mPa·s。
2. 将标准溶液和待测溶液分别倒入两个粘度计的样品容器中。
3. 将粘度计的转子放入样品容器中，使其完全浸没在液体中。
4. 打开粘度计的电源，设置合适的转速，使转子开始旋转。
5. 当转子稳定旋转后，记录下此时粘度计显示的数值。
这个数值就是待测溶液的粘度。
6. 通过比较待测溶液和标准溶液的粘度值，可以计算出待测溶液的相对粘度。
例如，如果待测溶液的粘度为0.5 mPa·s，而标准溶液的粘度为1 mPa·s，那么待测溶液的相对粘度为0.5。
7. 最后，根据实际需要，可以将相对粘度转换为百分比形式。
例如，0.5%的普鲁兰多糖溶液的相对粘度为0.5。
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胆固醇改性普鲁兰多糖作为药物纳米粒载体的初步评价
Abstract
To further develop cholesterol-modified pullulan self-aggregated nanoparticles (CHSPNs) as a drug nanocarrier, CHSP was synthesized and characterized. Its cholesterol degree determined by 1H NMR was 5.2 cholesterol groups per hundred glucose units. CHSPNs were prepared in aqueous media and characterized by dynamic laser light-scattering (DLS), zeta potential and transmission electron microscopy (TEM). These nanoparticles were almost spherical in shape, and the zeta potentials of CHSPNs were near zero in aqueous media. CHSPNs can be stable at least 2 months with no significant size and zeta potential changes.
普鲁兰多糖，一种非常重要的中性和线性天然多糖， 作为大分子药物载体具有许多优点，例如，高度水溶性，无 毒，非致突变性，可食用，缺乏免疫原性和作为血浆扩张剂 的有用性，多个羟基化学改性。许多研究报道，一些两亲性 普鲁兰多糖衍生物可形成自聚集的NPs，用作药物递送的载 体。作为两亲性普鲁兰多糖衍生物之一的胆固醇修饰的普鲁 兰多糖（CHP）可以通过胆固醇和普鲁兰多糖之间的反应使 用1,6-己基二异氰酸酯来合成，并且其自聚集的CHP 纳米粒 子可以用作药物递送系统。
Pullulan, a very important neutral and linear natural polysaccharide, has many advantages as a macromolecular drug carrier, e.g. highly water-soluble, non-toxic, nonmutagenic, edible, lacks immunogenicity, and usefulness as a plasma expander, multiple hydroxyl groups that can readily be modified chemically. Many investigations have reported that some amphiphilic pullulan derivatives can form self-aggregated NPs to be used as the carrier for drug delivery . Cholesterol-modified pullulan (CHP), as one of amphiphilic pullulan derivatives, can be synthesized using 1,6-hexyldiisocyanate linkages by the reaction between cholesterol and pullulan , and its selfaggregated CHP NPs can be used as drug delivery systems or artificial molecular chaperones .
The unusual physic-chemical properties of NPs are attributable to their small size, chemical composition, surface structure, solubility, shape and aggregation. The biological impacts and the biokinetics of NPs are dependent on their physicochemical parameters, which can modify cellular uptake, protein binding, clearance, metabolism, translocation from portal of entry to the target site. However, the properties may also cause new side effects and differential toxicity profiles. The pharmacokinetic profiles of the parent drug and the drug encapsulated in the NPs are often different. In vivo systems are extremely complicated and the data of nanotoxicity from the cell culture systems are imperfect. Therefore, it is very important to understand the relationship between the NP’s physic-chemical properties and its behavior in vivo . surface structure：表面结构 biokinetics：生物动力学 parameters：参数 metabolism：代谢 parent drug：母体药物 encapsulate：包封 纳米粒子的不寻常的物理化学性质归因于它们的小尺寸， 化学组成，表面结构，溶解性，形状和聚集。 NPs的生物学影响 和生物动力学取决于其物理化学参数，其可以改变细胞摄取，蛋 白质结合，清除，代谢，从入口到目标位点的转运。然而，性质 也可能引起新的副作用和不同的毒性特征。母体药物和包封在 NPs中的药物的药代动力学概况通常是不同的。体内系统是非常 复杂的，并且来自细胞培养系统的纳米毒性的数据是不完美的。 因此，理解NPs的物理化学性质和其在体内的行为之间的关系是 非常重要的。
Single dose toxicity test in mice was investigated for the safety evaluation of CHSPNs as a drug nanocarrier, and the result showed CHSPNs were well tolerated at the dose of 200mg/kg in e. Epirubicin (EPI)-loaded CHSPNs (EPI-CHSPNs) were prepared and the in vivo pharmacokinetics and biodistribution were studied. Compared with the EPI solution, EPI-CHSPNs have exhibited higher plasma drug concentration, longer half-life time (t1/2) and the larger area under-the-curve (AUC). Moreover, the drug level of EPICHSPNs increased in liver and decreased in heart. The results indicated that CHSPNs were stable, safe and may be a promising drug delivery carrier.
toxicity：毒性的 EPI：表柔比星 pharmacokinetics：药代动力学 biodistribution：生物分布 plasma：血浆 ACU：曲线下面积
对小鼠的单剂量毒性试验进行了关于胆固醇改性的普鲁兰多 糖自聚集纳米粒子作为药物纳米载体的安全性评价的研究，结果 显示CHSPNs在小鼠中以200mg / kg的剂量耐受性良好。加载表柔 比星（EPI）制备CHSPNs（EPI-CHSPNs），并且进行体内药代 动力学和生物分布研究。与EPI溶液相比，EPI-CHSPNs显示更高 的血浆药物浓度，更长的半衰期(t1/2)和更大的曲线下面积 （AUC）。此外，EPI-CHSPNs的药物水平在肝脏中增加并在心 脏中减少。结果表明，CHSPNs是稳定，安全的，可能是一个有 希望的药物传递载体。
CHSP：胆固醇琥珀酰基普鲁兰 synthesize：合成 characterized：表征 aqueous media：水性介质 DLS：动态激光散射 TEM：透射电镜 为了进一步开发胆固醇改性的普鲁兰多糖自聚集纳米粒 子（CHSPNs）作为药物纳米载体，合成和表征CHSP。通过 核磁共振H谱测定的其胆固醇度为每100个葡萄糖单位5.2个胆 固醇基团。 CHSPNs在水性介质中制备，并通过动态激光散射 （DLS），ζ电位和透射电镜（TEM）表征。这些纳米粒子几 本都是球形的，并且CHSPN的ζ电位在水介质中接近零。 CHSPNs可以稳定至少2个月，没有明显的大小和ζ电位变化。
Keywords
Cholesterol-modified pullulan epirubicin nanoparticles 胆固醇改性的普鲁兰多糖 表柔比星 纳米颗粒
pharmacokinetics
stability toxicity
药代动力学