【正文】 即： 1000kg247。 = ② 1t100%檸檬酸實際消耗工業(yè)淀粉量為： 檸檬酸量工業(yè)淀粉產(chǎn) 檸檬酸 %1001 %100t1t 即： 1000kg247。 = ③ 1t100%檸檬酸理論上小號純淀粉的量： 檸檬酸量純淀粉理論上產(chǎn) 檸檬酸 %1001 %100t1t 即： 1000kg247。 = ④ 1t100%檸檬酸理論上消耗工業(yè)淀粉量為： 原材料含淀粉量 粉量檸檬酸理論上消耗純淀%1 0 0t1 即： 247。 86%= 總收率： 檸檬酸量純淀粉理論上產(chǎn) 檸檬酸量純淀粉實際產(chǎn) %1001 %100t1t 即： 247。 179。 100%=% 淀粉利用率： 粉量檸檬酸實際消耗工業(yè)淀 淀粉量檸檬酸理論上消耗工業(yè)%1001 %100t1 t 即： 247。 179。 100%=69% 1t 淀粉生產(chǎn)檸檬酸過程總損失為： 100%— 69%=31% 原料及中間品計算： ①每天需工業(yè)淀粉用量： 17179。 = ②每天的糖化液量： 純糖： 179。 86%（工業(yè)淀粉含量）179。 %（糖化率） =折算為 30%的糖液： 247。 30%=68t/d ③每天發(fā)酵液量： 生成檸檬酸量： （純糖液）179。 %（糖酸轉(zhuǎn)化率） =折算為 13%的發(fā)酵液： 247。 13%（產(chǎn)酸率） =179。 發(fā)酵液相對密度 :179。 = ④每天的聽取檸檬酸量： 檸檬酸量： （生成純檸檬酸量）179。 %（提取率） =折算未 %的檸檬酸量： 247。 %=⑤檸檬酸廢母液量（采用電滲析 — 離子交換回收法，以排出的廢母液含檸檬酸）：（ — ）247。 %=179。 （三）、總物料衡算結(jié)果 衡算結(jié)果列匯總表。如 表一所示：工業(yè)原料，淀粉含量為 86% 原料 項目 淀粉質(zhì)原料（玉米淀粉） 生產(chǎn) 1t100%檸檬酸 t/d 工業(yè)原料（ t） 糖液（ 30%） 4 68 檸檬酸（ %）（ t） 檸檬酸（ 100%）（ t） 排出含 %檸檬酸廢母液 第三章 糖化車間 一、糖化工藝的選擇 目前，淀粉液化有酸法、酶法和機械液化法三類，而工業(yè)上常用的為酸法和酶法。對檸檬酸工業(yè)適用的則是酶法液化。酶法液化淀粉方法， 按工藝條件可分為：間歇法、半連續(xù)法、連續(xù)法；按設(shè)備條件可分為：罐式、管式、噴射式；按加酶方式可分為：一次、二次、三次加酶多間段液化工藝。檸檬酸工業(yè)用于玉米粉的液化是采用二次加酶二次噴射工藝。 噴射液化是在噴射器中進行瞬間液化，噴射液化器有高壓蒸汽噴射器，器結(jié)構(gòu)是根據(jù)文丘里管的原理設(shè)計的。當(dāng)高壓蒸汽通過噴嘴，使噴射器的內(nèi)腔形成真空，混有а 淀粉酶的淀粉乳，在此力的引吸和泵的推動力作用下，成薄膜狀進入噴射器內(nèi)腔，隨即與蒸汽混合形成湍流，料溫劇升至 100~120℃，瞬間完成了糊化、液化，淀粉糊粘度迅速下降，形成流 體從噴射器下部出料口排至保溫系統(tǒng)，恒溫90℃維持 30~60min，達到需要的液化程度。此法的優(yōu)點是，液化均勻完成，已切斷的淀粉鏈不易重新聚合、蛋白質(zhì)類雜質(zhì)凝固好，過濾性能佳、設(shè)備體積小、可連續(xù)化操作。 選擇二次加酶二次噴射的工藝有利于蛋白質(zhì)類雜質(zhì)進一步凝固，并可使玉米皮松軟，附著其中之一的淀粉大部分可在二次液化氣時被利用。并且噴射液化料液中不溶性淀粉顆粒和過濾性能較好。 工藝流程 工藝參數(shù) A）調(diào)漿： 17176。 Be B）一次液化：淀粉酶量 —— 58 單位 /克干淀粉（ 2/3） 液化 pH—— 液化溫度 —— 90~95℃ 液化維持時間 —— 30~60min C）二次液化：淀粉酶量 —— 58 單位 /克干淀粉（ 1/3） 液化溫度 —— 140145℃ 液化維持時間 —— 30min 二、物料衡算 淀粉漿量加水量：淀粉加水比例 1:， 1000kg 工業(yè)淀粉產(chǎn)淀粉漿： 1000179。（ 1+） =2800kg 加水量為 1000179。 =1800kg 淀粉漿干物質(zhì)濃度： 1000179。 86%/2800179。 100%=% 第一次液化酶量： 2800179。 %=14kg179。 2/3= 4硫酸用量： 2800179。 %=7kg CaCL2 用量： 2800179。 %=7kg 第二次液化酶量： 2800179。 %179。 1/3= 酶化液產(chǎn)量（ 30%）： 1000179。 86%179。 179。 %/30%= 30%糖液的相對密度為 247。 =2787L 加珍珠巖量（含量為糖液的 %）： 179。 %=% 濾渣產(chǎn)量（含水 70%廢珍珠巖）： 247。（ 170%） = 生產(chǎn)過程進入的蒸汽量和洗水量： +179。 = 衡算結(jié)果（年產(chǎn) 5000t 檸檬酸）：根據(jù)總物料衡算：日投工業(yè)淀粉 進入 系統(tǒng) 離開系統(tǒng) 項目 物料比例 日投料量 項目 物料比例 日投料量 工業(yè)淀粉 1000 24310 糖液 配料水 1800 43758 濾渣 一次液化酶 二次液化酶 硫酸用量 7 CaCl2 用量 7 珍珠巖用量 洗水和蒸汽 累計 累計 注：單位： kg 三、熱量衡算 液化加熱蒸汽消耗量（ D）：可按下式計算 D=GC(t2t1)/（ Iλ） 式中 G—— 淀粉漿量（ kg/h） C—— 淀粉漿比熱容 {kJ/（ kg179。 K） } t1—— 漿料初溫（ 20+273=293K） t2—— 第一次液化溫度（ 95+273=368K） t3—— 第二次液化溫度（ 145+273=418K） I—— 加熱蒸汽焓， 2738kJ/kg（ ，表壓） λ —— 家人蒸汽結(jié)水的焓，在 378K 時為 398kJ，在 418K 時為 607kJ/kg （ 1）淀粉漿量 G：根據(jù)物料衡算，日投工業(yè)淀粉 ； 連續(xù)液化每小時投工業(yè)淀粉： 247。 24= 加水量為 1:， 每小時的粉漿量為： 1012（每小時投工業(yè)淀粉）179。 =（ 2）粉漿干物質(zhì)濃度： 1012（每小時投工業(yè)淀粉）179。 86%247。 （每小時粉漿量）179。 100%=% （ 3）粉漿比熱 C可按下式計算： C=COX/100+C 水（ 100X） /100 式中 CO—— 淀粉質(zhì)比熱容，取 （ kg179。 K） X—— 粉漿干物質(zhì)含量， % C 水 —— 水的比熱容， （ kg179。 K） 由公式： C=COX/100+C 水（ 100X） /100 得：粉漿比熱 C=179。 +179。 ()/100=(kg179。 K) 每小時蒸汽用量： 由公式： D=GC（ t1t2） /（ Iλ） 得 第一次： D1=5390179。 （ 9520） /（ 2738398） =第二次： D2=5390179。 （ 14595） /(2738607)=每小時蒸汽用量 D=+=水平衡 （ 1）配料用水量：日投產(chǎn)淀粉： 加水比 1: 每日粉漿量： 179。 = （ 2）日產(chǎn) 30%的糖化液為 68t/d，即 68/（糖液的相對密度） =179。 第一次液化操作周期為 1h，液化時間忽略不計。第二次 液化操作周期 ，其中液化 2h，液化罐 20m179。，填充系數(shù) 75%，需液化罐： 第一次： （ 50179。 75%）179。 1= 取 2 臺 第二次： （ 50179。 75%）179。（ ） 取 3 臺 （ 3）糖化操作時間為 75h，糖化時間為 71h，取糖化關(guān)體積為 50m179。，填充系數(shù)為 75%，則所需糖化罐數(shù)為： {（ 50179。 75%） }179。（ 75/24） = 取兩臺 考慮到生產(chǎn)期中的設(shè)備維修，需 4個糖化罐 貯罐操作周期：進料時間 +出料時間 =4h 設(shè)貯罐為 30m179。，填充系數(shù)為 90% （ 30179。 90%）179。 4/24= 罐 取一個罐 四、所用設(shè)備 工序 設(shè)備名稱 規(guī)格 /容積 數(shù)量 備注 糖化工序 調(diào)漿罐 179。 2 φ 1200179。 3500 液化罐 20m179。 6 噴射液化器 830m179。/h 2 SLJ79XⅡ型 維持罐 15 m179。 2 φ 1250179。 4800 板式換熱器 60 m179。 2 1Cr18Mi9/BR20 糖化罐 50 m179。 4 235A/防腐 貯糖罐 100 m179。 4 φ 3800179。 8800 板框壓濾機 60 m179。 2 FBMS/Y4481030 第四章 發(fā)酵車間 一、發(fā)酵工藝的選擇 工藝流程 菌種選擇 根據(jù)生產(chǎn)檸檬酸所用原料為玉米粉和選擇的工藝為深層液化發(fā)酵法，所以選用的菌種為黑曲霉 不但能利用淀粉，而且還對蛋白質(zhì)、纖維素、果膠物質(zhì)等 均有一定分解能力，性能粗放能在較高溫度下正常發(fā)酵，能適應(yīng)南方持續(xù)高溫天氣。他的產(chǎn)酸能力也較高，在生產(chǎn)上比應(yīng)用其他菌種有跟多優(yōu)點。 （ 1）形態(tài)： ①在米曲汁或麥芽汁培養(yǎng)基上菌絲白色，不是絨球狀，凸起，邊緣整齊，菌落較小，帶皺折。在麥汁培養(yǎng)基上生長 4d成熟的孢子呈黑褐色。 ②、在察氏培養(yǎng)基生長較慢，菌落邊緣整齊，分生孢子梗短，分生孢子著生較密。 ③、菌落頂端著生稀疏的大型的黑褐色孢子穗，成熟后呈花狀而崩裂。 ④、孢子柄（ 14~15） umⅹ（ ~2） um。 ⑤、頂囊球形。直徑 50~72um。 ⑥、小 梗分二層，初生小梗和次生小梗區(qū)別明顯，初生小梗（ 30~31） umⅹ 7um,次生小梗大多是 3 根，也有 2根的，大小為（ 9~13） umⅹ 。 ⑦、分生孢子串珠狀著生，黑褐色，表面粗糙且有明顯的刺狀突起，平均直徑為~，成熟后遇到振動易散落。 （ 2）生理特征： ①能耐高濃度的檸檬酸（ 15%以上），而不利用和分解檸檬酸。 ②耐藥性高濃度葡萄糖，能產(chǎn)生和分泌大量的酸性 a淀粉酶和酸化糖化酶。其a淀粉酶在 仍能保持原活力的 80%以上。在 ,40℃下左右 30min 尚不失活，其糖化酶最 適作用 pH 在 ~，最適溫度為 60~65℃。在檸檬酸發(fā)酵條件下，當(dāng) pH下降至 以下時，仍能保持大部分活力。 ③能抗微量金屬離子，尤其能抗較高濃度的錳離子、鋅離子、銅離子。 ④在深層液體發(fā)酵培養(yǎng)時，能形成大量的細小球體。菌球體直徑為 。 ⑤在以葡萄糖為唯一碳源的合成培養(yǎng)基上，生長不好，生成小菌落，孢子形成能力弱。 ⑥在生長，繁殖期，細胞內(nèi)具有較高水平的氨基酸、銨，即銨庫水平高。 ⑦菌絲體含低水平甘油和磷酸酯。 ⑧細胞壁幾丁質(zhì)量高，當(dāng)β 葡萄糖和聚半乳糖含量低。 ⑨在生長和產(chǎn)酸期，細胞內(nèi)蛋白 質(zhì)、核酸水平低。 ⑩具有很強的側(cè)系呼吸鏈活性，此側(cè)系呼吸鏈不產(chǎn)生 ATP。 （ 3）空氣凈化： 好氣性發(fā)酵需要大量無菌空氣，空氣要做到絕對無菌在目前是不經(jīng)濟的，發(fā)酵對無菌空氣的程度的要求是：一般只有在發(fā)酵過程不至于因為染菌，而造成損失即可。對于不同的發(fā)酵，由于菌種生長的活力、繁殖速度、培養(yǎng)基的成分、 pH值的高低、發(fā)酵產(chǎn)物等不同，對雜菌的抑止能力也不同，從而對空氣的無菌要求也有所不同。因而采用兩級冷卻、分離、加熱的空氣除菌流程。它是一個比較完善的流程，可適應(yīng)各種氣候條件，能充分地分離空氣中含有的水分和油霧，使 空氣再低的相對濕度下進入過濾器，保證干過濾效率。通常第一級冷卻至 30~35度，第二級冷卻到 20~25 度，然后再加熱到 35 度左右，使相對濕度降到 50~60%進入過濾器。 菌種的選擇，分純、保存及擴大培養(yǎng) （ 1）選菌：通過誘變劑進行誘變育種，篩選優(yōu)良菌種。其誘變譜系如下： 土壤 ↓ 酸性夾板分離 黑霉菌 628 ↓ 硫酸二乙酯處理 黑霉菌 3008 ↓ %濃度硫酸二乙酯處理 40min，麥芽汁富氮培養(yǎng)基夾板分離 黑霉菌 D417 ↓ 60Cor 射線處理，加富平板及葡萄糖合成培養(yǎng)基平板分離 黑曲霉 Cor827 （ 2）分離純化：將需分純的菌株，接入含有 15%檸檬酸和 10%薯干粉培養(yǎng)基中，