【正文】 的生產(chǎn)設(shè)計(jì) 5 谷酰胺。谷氨酸在不同階段對 pH 值的要求不同。發(fā)酵前期，幼齡菌對氮的利用率高， pH值變化大。發(fā)酵前期 pH 值偏低，菌體生長旺盛，消耗營養(yǎng)成分快，菌體轉(zhuǎn)入正常代謝，繁殖菌體而不產(chǎn)谷氨酸。如果 pH 值過高，抑制菌體生長，糖代謝緩慢，發(fā)酵時(shí)間延長。故谷酸發(fā)酵在正常情況下，為了保證足夠的氮源，滿足谷氨酸合成需要，發(fā)酵前期控制 pH 值 左右。發(fā)酵中期 pH 值 左右，發(fā)酵后期 。在將近放罐時(shí)，為了后工序提取谷氨酸， pH 值 為好。本設(shè)計(jì)用流加液氨來控制 pH 值。 種齡與種量 種齡是指種子培養(yǎng)的時(shí)間。種齡長短關(guān)系到種子活力強(qiáng)弱。如果接入發(fā)酵的種子所處的生長階段是處于活力旺盛的對數(shù)生長期，則種子活力強(qiáng)，可縮短發(fā)酵適應(yīng)期；若種齡過長，則菌種活力減低，代謝產(chǎn)物增多。所以一般一級種子種齡 912h，二級種子種齡 78h。種量是培養(yǎng)好的種子液數(shù)量占接入發(fā)酵培養(yǎng)基數(shù)量的百分比，本設(shè)計(jì)種量為 10％。種量的多少顯著影響發(fā)酵適應(yīng)期的延續(xù)時(shí)間、開始 產(chǎn)酸的時(shí)間及發(fā)酵周期的長短。種量過少，菌體增長緩慢，導(dǎo)致發(fā)酵周期拉長，容易染菌，不利于提??；種量增加時(shí)，適應(yīng)期縮短，發(fā)酵周期短，設(shè)備利用率高。 通風(fēng) 發(fā)酵過程中通風(fēng)量的大小，對谷氨酸發(fā)酵有明顯的影響，谷氨酸發(fā)酵的需氧量較大，在菌體呼吸充足時(shí)顯示最大的產(chǎn)量，氧滿足程度為 。谷氨酸發(fā)酵的效率，希望在菌體生長期，糖的消耗最大限度地用于合成菌體；希望在谷氨酸生成期，糖的消耗最大限度地用于合成谷氨酸。在菌體生長期，供氧必須滿足菌體呼吸的需氧量，否則菌體呼吸受到抑制，而影響生長；但并非越大越好， 當(dāng) PL$時(shí)，供氧滿足菌體的需氧量，菌體生長速率達(dá)最大值；如果再提高供氧，高的氧水平抑制生長，并不能有效地產(chǎn)生谷氨酸。故只要根據(jù)細(xì)胞繁殖數(shù)量的增加適當(dāng)增加供氧即可。在谷氨酸生成期要求充分供的氧，以滿足細(xì)胞轉(zhuǎn)化﹑細(xì)胞最在呼吸的需氧，谷氨酸高產(chǎn)；若供氧不足，低氧水平會(huì)阻礙 NAD(P)H2 的再氧化，顯著影響谷氨酸生成。故高氧水平的危害在長菌期，低氧水平的危害在產(chǎn)酸期。 一般地說，耗氧速度與菌種性能﹑培養(yǎng)條件等有關(guān)，不同的種齡﹑種量﹑不同培養(yǎng)成分和不同的發(fā)酵階段，對氧的需求是不同的。通常情況下，培養(yǎng)基營養(yǎng)豐富，糖濃 度高，生物素含量大，通氣量適當(dāng)加大；培養(yǎng)基營養(yǎng)貧乏，糖濃度低，生物素含量少，需氧量小，通風(fēng)量要適當(dāng)減少。 設(shè)計(jì)中，攪拌轉(zhuǎn)速固定不變，通常用調(diào)節(jié)通氣量來調(diào)節(jié)供氧。控制通氣量兩頭小﹑中間大，開始分 2 級或 3 級提風(fēng)到最大后，保持十幾個(gè)小時(shí)最高風(fēng)量，再分 2 級或 3 級降風(fēng)，形成梯子形通風(fēng)。根據(jù)菌體生長速度﹑菌體生長數(shù)量﹑菌體形態(tài)變化﹑耗糖速度﹑產(chǎn)酸情況﹑耗尿變化情況，成梯形控制升風(fēng)﹑降風(fēng)。發(fā)酵前期，采用低風(fēng)量；發(fā)酵中期﹙細(xì)胞開始轉(zhuǎn)型到高產(chǎn)酸期﹚以高風(fēng)量為宜；發(fā)酵后期又應(yīng)適當(dāng)減少風(fēng)量，以促進(jìn)已產(chǎn)生的α – 酮戊二酸還原 氨基化成谷氨酸。當(dāng)菌體生長緩慢， pH 值偏高 ﹑ 耗糖慢時(shí)，應(yīng)減少通氣或停止攪拌 ﹑ 小通風(fēng)，以利長菌；當(dāng)菌體生長快 ﹑ 糖耗過快時(shí)，應(yīng)適當(dāng)提高風(fēng)量，前期 OD 長得越快，耗糖越快，風(fēng)量提得越高。 本設(shè)計(jì)中根據(jù) OD 凈增 值 (△ OD)值來控制升﹑降風(fēng)時(shí)機(jī)。當(dāng)發(fā)酵 45h，△ OD 時(shí)，因菌體細(xì)胞繁殖增加，升一次風(fēng)；發(fā)酵 78h，△ OD 值 左右時(shí)，第二次升風(fēng)；發(fā)酵 810h，△ 時(shí)，第三次升風(fēng)到最在風(fēng)量，促進(jìn)細(xì)胞轉(zhuǎn)型并產(chǎn)酸；之后控制總△ OD 在6 西北輕工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 ，穩(wěn)定不動(dòng)，保持最大風(fēng)量十幾個(gè)小時(shí) ；發(fā)酵 2224h， RG 降到 3﹪時(shí)，第一次降風(fēng)；發(fā)酵 2628h， RG 降到 2﹪以下時(shí)，第二次降風(fēng)；發(fā)酵 3032h， RG 降到 1﹪以下，第三次降風(fēng)到與發(fā)酵零小時(shí)通氣量相近，到發(fā)酵結(jié)束。 戊二酸還原氨基化成谷氨酸。當(dāng)菌體生長緩慢， pH 值偏高 ﹑ 耗糖慢時(shí)，應(yīng)減少通氣或停止攪拌 ﹑ 小通風(fēng)，以利長菌；當(dāng)菌體生長快 ﹑ 糖耗過快時(shí)，應(yīng)適當(dāng)提高風(fēng)量，前期 OD 長得越快，耗糖越快，風(fēng)量提得越高。 各車間操作規(guī)程 制糖車間的工藝操作規(guī)程 . 投料組（ 投料工 20人） （淀粉）必須投干凈。 （ 1）投料過程中袋子必須抖干凈。考核標(biāo)準(zhǔn)：（淀粉）袋自殘留不得高于 。 （ 2）室內(nèi)地面的殘留原料要回收干凈。 要求范圍（淀粉）投完后要求將投料房地面、罐沿、里外窗臺、配電柜上下、門口設(shè)備上的死角等殘留全部回收到投料缸中?？己藰?biāo)準(zhǔn)：（淀粉）要求范圍內(nèi)以捏不起淀粉為準(zhǔn)。以上要求目的是保 質(zhì)保量，避免浪費(fèi)和損失。 淀粉投料工要確保缸中的料液濃度適當(dāng)，以防攪欄擱住或損壞，造成淀粉沉淀，耽誤生產(chǎn)。 投料完畢后，淀粉人員必須檢查水閥（不論大?。┦欠耜P(guān)閉，設(shè)備運(yùn)行是否正常，當(dāng)確保無誤將大罐交于調(diào)漿人員并填寫記錄之后方可離去。 （調(diào)漿工 4 人） 測好調(diào)漿濃度（淀粉 16B232。） 調(diào) PH值使之精確達(dá)到 177。 1 調(diào) PH 用硫酸和純堿調(diào)節(jié)。 淀粉漿每立方米漿加 2 萬單位的高溫淀粉酶 110ml，攪拌 10 分鐘后復(fù)測 PH 值，待噴射液。 酶的使用及要求 （ 1）使用前振蕩搖勻（ 2）每桶用完之后，淀粉酶用清水洗凈，糖 化酶用水解液沖凈把蓋配齊擺放整齊（ 3）加酶計(jì)量要準(zhǔn)。 噴解液化（液化工 5 人） 首先打開蒸汽閥門預(yù)熱，噴射器及層流罐到 100℃ 開回流閥門，啟動(dòng)液體泵，然后同時(shí)調(diào)整進(jìn)料閥、蒸汽閥、噴射閥使料壓達(dá)到 ,蒸汽壓力達(dá)到 ,層流罐溫度保持在 100℃（金屬溫度計(jì)控制在 102℃即可） 以上調(diào)整穩(wěn)定后，立即打開 1 號， 2 號排氣閥。 進(jìn)料到出料（三號層流罐底部取樣口）控制在 50 分鐘左右，每 5 分鐘 至 6 分鐘抽一噸漿。 . 噴射期間，及時(shí)與鍋爐取得聯(lián)系，蒸汽總壓不得低于 。 噴射人員要配合調(diào)漿人員勘測 PH 值，勤看料液的變化。 ： （當(dāng)二次液化結(jié)束后，立即降溫到 60℃177。 1℃并取樣測） 、首先關(guān)閉糖化底罐部閥門，然后在液化進(jìn)料前預(yù)熱糖化罐至 90℃以上，并打開 3000t/a 谷氨酸工廠的生產(chǎn)設(shè)計(jì) 7 進(jìn)料閥門。 、當(dāng)?shù)矸鬯庖哼_(dá)到取樣值時(shí)開始攪拌。 、當(dāng)噴射結(jié)束水解液全部進(jìn)入糖化時(shí)罐，立即作碘化反映，看是否液 化完全。若液化完全，開始降溫糖化，反之若液化不完全，復(fù)調(diào) 177。 ,溫度應(yīng)控制在 94℃177。 1℃，繼續(xù)液化。 糖化（糖化工 8 人） 、當(dāng)二次液化結(jié)束后，立即降溫到 60℃177。 1℃，并取樣測總糖，還原糖， OP 及透光率，同時(shí)調(diào) PH 到 至 ，加 11000 毫升 10 萬單位的糖化酶，糖化開始，攪拌 1h 后，停止攪拌。 、糖化過程中在 16 小時(shí)前每 4 小時(shí)送測一次樣，在 16 小時(shí)后每 2 小時(shí)送測一次樣，取樣前必須攪拌 10 分鐘，方可取樣，每個(gè)樣必須測 OD,透光及 還原糖。 、當(dāng)糖化周期到 12小時(shí)時(shí)，再追加 6000毫升 100 萬單位的糖化酶，攪拌 40 分鐘。 、糖化期間要勤看溫度，勘測 PH 值，確保罐溫 60 ℃177。 1℃和 ～ 中途升溫一律采用排管升溫，糖化周期控制在 28 小時(shí)以內(nèi)。 、待 OD值（指糊精含量）小于 ，必須用無水酒精檢驗(yàn)，測定無糊精存在時(shí)方可升溫滅酶。 、滅酶溫度為 80℃以上保溫 20分鐘，降溫到 68℃至 70℃并將 PH 調(diào)到 左右，待濾。 、要求準(zhǔn)時(shí)送料，認(rèn)真及時(shí)記錄。 、糖化接到人員首先復(fù)查進(jìn)料和底部閥（含排污閥）使該開的要開，該關(guān)的要關(guān)，確保生產(chǎn)順利進(jìn)行。 、糖化工必須在進(jìn)料罐升溫，降溫，加酶，取樣等工作之前開攪拌，不能亂程序。 、為了安全，泵硫酸由白天糖化人員來完成，晚班禁止泵硫酸。 壓濾（壓濾工 8 人） .壓濾前必須征得糖化工的同意，并在開閥門和壓濾泵之前，必須對其他糖化底罐部閥門和貯糖罐有關(guān)閥門（含排污閥門）進(jìn)行全面檢查 核實(shí)后方可壓濾。 .壓濾糖化溫度為 68～ 70℃溫度過高，糖液渾濁，透光低，影響指標(biāo)，溫度過低不利壓濾。 .過濾時(shí)先將閥門開小一點(diǎn)，使料液在板框內(nèi)形成濾餅，然后再將閥門開大一些。 .過濾期前，認(rèn)真觀察糖液以及漏渣，影響透光，并勘查看糖化缸到制糖之罐間的管道，閥門及壓濾泵，杜絕漏料。 .壓濾結(jié)束應(yīng)用 60℃的水沖洗壓濾機(jī)，確保糖液體積，然后用空氣吹干壓濾機(jī)。 .壓濾人員在壓濾開泵之前，要將糖液回流閥搗至 下批待濾糖化罐中，方可停泵。 對于糖化液的質(zhì)量要求 色澤：淡黃色透明液 糊精反映：無 還原糖含量： 25～ 38% ED值： 95～ 99% 透光率： 80%以上（用 581G 型光電比色計(jì)， 420nm 濾光片） 8 西北輕工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 PH值 ～ 淀粉轉(zhuǎn)化率： 98% 糖化車間的工藝流程： 淀粉 → 調(diào)漿 → 調(diào)漿罐 → 緩沖罐 → 液化罐 → 糖化罐 → 板框過濾糖液 →濾渣 發(fā)酵車間工藝流程： 雙酶糖液 +培養(yǎng)基 → 種子配料罐 → 種子罐 +接一級種子 → 二級種子培養(yǎng)完畢 雙酶糖液 → 配料罐 → 連消器 → 發(fā)酵罐← 發(fā)酵車間工藝操作 :(24人 ) 糖化車間送來的糖液，打入配料缸中，添加適量無機(jī)鹽類，充分?jǐn)嚢?，與此同時(shí)，開始進(jìn)行空消，對整個(gè)空消系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)料前的滅菌。溫度 110℃， 30 分鐘，發(fā)酵罐也進(jìn)行空消，蒸汽150℃，壓力 ～ ,每缸需加甲醛 2kg,不可過多，空消 1h后，排壓先由底部排至壓力為 ，再通風(fēng)，同時(shí)流加少量氮，用水沖一下罐內(nèi)殘留的甲醛，后再排壓力至 ㎏ /cm 即可。空消完畢，將配料罐的 料液用噴射加熱器打入連消器內(nèi)進(jìn)行連消。噴射溫度 112～115℃。連消 5 小時(shí)后，通入室外的空氣對連消罐內(nèi)進(jìn)行降溫。連消管采用夾層裝置，夾層內(nèi)部是冷卻水，外層是料液，冷卻需 30 分鐘。連消完畢，將料液打入發(fā)酵罐進(jìn)行實(shí)消，溫度 107～108℃，三路通蒸汽，一路底部進(jìn)蒸汽，一路頂部通蒸汽，另一路是移動(dòng)管路進(jìn)汽，需 3 小時(shí)實(shí)消完畢，然后通冷卻水進(jìn)排管冷卻料液，溫度降至 34℃，用液氨調(diào)節(jié) PH 值到 ～ 。在培養(yǎng)基裝入之前，種子罐開始空消，空消要徹底，不留任何死角，空消蒸汽壓力自打開排汽小閥后， 維持 1 小時(shí)， 維持 40分鐘，時(shí)間不能縮短，壓力不能降低，開排汽小閥，不能有死角。當(dāng)開始進(jìn)汽時(shí)，就要打開流量計(jì)，同步升溫，防止壓力升高后，炸裂玻璃管，空消完畢，將種子配料罐中的培養(yǎng)基用泵抽到種子罐中進(jìn)行實(shí)消 113℃，保壓 7 分鐘之后降至30～ 40℃無菌接種 ,混種瓶抱來后，要檢查壓蓋螺絲是否拴緊，否則導(dǎo)致染菌，檢查完畢后，先將罐壓降到 ,然后在火焰封閉下快速套上接種膠管，用繩扎緊，防止充壓后脫落，打開閥門，此時(shí)瓶內(nèi)充壓 ,如不提前降壓到 ,會(huì)因疏忽充壓高于 ,炸瓶傷人 ，種子培養(yǎng)溫度 32℃， ,0 時(shí)種子罐所需空氣由分濾器提供，攪拌轉(zhuǎn)速 100 轉(zhuǎn) /分，培養(yǎng) 7～8h 后可接入發(fā)酵罐， 0 時(shí)大罐發(fā)酵溫度 33℃， PH 用液氨調(diào)節(jié) ～ 。谷氨酸發(fā)酵為中糖發(fā)酵，初糖太高，滲透壓高，不利于菌體生長，因此初糖不高于 %為好，但為產(chǎn)酸提高，則中途須加糖，流加時(shí)間在 12~20 小時(shí)之間，即在菌體活力旺盛之時(shí)，高溶氧能控制 OD 增長和降低耗糖速度，對產(chǎn)糖有利，為此前期保糖主