【正文】 度為 3034℃，產(chǎn)生谷氨酸的最適溫度為 3438℃。因此，當(dāng)葡萄糖值達(dá)到最高時(shí)，應(yīng)當(dāng)停止酶反應(yīng)（可加熱 100℃， 5min 滅酶），否則葡萄糖值由于葡萄糖經(jīng)α 1? 6 鍵起復(fù)合反應(yīng)而降低，復(fù)合反應(yīng)發(fā)生的程度與酶的濃度及底物濃度有關(guān)，提高酶的濃度，將加快糖化速度，縮短糖化時(shí)間，最終葡萄糖值也高。根據(jù)酶的特性，盡量選用較高的溫度糖化。 工藝流程 全廠工藝流程 各工段工藝流程： 4 西北輕工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 糖化工段： 淀粉 →溶解→ 調(diào)漿 → 液化 → 滅酶 → 調(diào) pH 值 → 加糖化酶 → 保溫糖化 → 滅酶 → 過(guò)濾 → 糖液 發(fā)酵工段： 糖化液→過(guò)濾→配料→連續(xù)滅菌→發(fā)酵罐→夾層進(jìn)汽（ 90℃）→三路進(jìn)汽 106℃，保壓 5min降溫到 34℃→接種（ 35h）→放罐 種子培養(yǎng)流程：二級(jí)種子→種 子罐→夾層進(jìn)汽（ 90℃）→三路進(jìn)汽（ 115℃），保壓 7min→降溫（ 33℃）接種（ 6– 7h）→二級(jí)種子成熟→發(fā)酵罐 提取工段 主要工藝條件及論證 糖化工段： 操作工藝條件 一般糖化酶加入量通常為 100 單位 /g 干淀粉，本設(shè)計(jì)加糖化酶為淀粉乳 ％，糖化時(shí)的 pH 值控制在 左右，糖化開(kāi)始攪拌 15min，然后靜置保溫，保持反應(yīng)溫度 45℃，糖化時(shí)間一般在 24h 左右。但這兩種工藝在國(guó)內(nèi)并不成熟，可借鑒的經(jīng)驗(yàn)不多，故仍采用一次高中糖發(fā)酵工藝。但是，由于初糖濃度高，環(huán)境滲透壓高，發(fā)酵周期相對(duì)較長(zhǎng)，故應(yīng)首先 選育耐高糖、耐高滲透壓的優(yōu)良菌種。 各種糖化方法的比較 : 發(fā)現(xiàn)采用不同的水解制糖工藝，各有其優(yōu)點(diǎn)及存在問(wèn)題。 Ⅳ 酶解法用 20～ 30Be 淀粉乳，而且可用粗淀粉原料。 ⑶酶解法：它是通過(guò)淀粉酶液化和糖化酶糖化將淀粉轉(zhuǎn)化為葡萄 糖的工藝。該法具有工藝簡(jiǎn)單，水解時(shí)間短，生產(chǎn)效率高，設(shè)備周轉(zhuǎn)快的優(yōu)點(diǎn)。它是用淀粉酶和糖化兩種酶將淀粉轉(zhuǎn)化為葡萄糖的工藝，可分為兩個(gè)過(guò)程：第一是液化過(guò)程，即利用α 淀粉酶將淀粉液化，轉(zhuǎn)化為糊精及低聚糖，使蛋白質(zhì)分離。 盡量減少三廢排放量，有完善的三廢治理措施，以減少可消除對(duì)環(huán)境的污染，并做好三廢的回收和綜合利用。 工藝流程設(shè)計(jì)原則 工藝路線的選擇是發(fā)酵工廠設(shè)計(jì)的關(guān)鍵步驟，一般要求對(duì)可選擇的各種生產(chǎn)方法進(jìn)行全面的比較分析，從中選擇技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的工藝路線，以保證項(xiàng)目投產(chǎn)后能達(dá)到高產(chǎn)、低耗、優(yōu)質(zhì)和安全運(yùn)轉(zhuǎn)。 主要材料估算表等。 1． 3． 1． 6 車間的問(wèn)題及解決問(wèn)題的建議。 1． 3． 1． 2 設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想、建設(shè)規(guī)模和 產(chǎn)品方案。 1． 2． 5 發(fā)酵工廠設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮微生物發(fā)酵的獨(dú)特要求，既要注意到周圍環(huán)境（包括空氣 、 水源）的清潔衛(wèi)生，又要注意到工廠內(nèi)車間之間對(duì)衛(wèi)生 、 無(wú)菌 、 防火等條件的相互影響。設(shè)計(jì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)以達(dá)到或超過(guò)國(guó)內(nèi)同類型工廠生產(chǎn)實(shí)際平均先進(jìn)水平以宜。 1． 2 設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想 1． 2． 1 設(shè)計(jì)工作要圍繞現(xiàn)代化建設(shè)這個(gè)中心，為這個(gè)中心服務(wù)。谷氨酸發(fā)酵的關(guān)鍵在于發(fā)酵培養(yǎng)期間谷氨酸生產(chǎn)菌細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)與功能上的特異性變化，使細(xì)胞膜轉(zhuǎn)變成有利于谷氨酸向膜外滲透的模式細(xì)。生物素作為催化脂肪酸生物合成限速反應(yīng)的關(guān)鍵酶 乙酰輔酶 COA 羧化酶的輔酶參與脂肪酸的合成，從而影響磷脂合成及細(xì)胞膜的形成，因此為了形成有利于谷氨酸向外滲透的細(xì)胞膜，須使磷脂合成不充份，因而必須要控制生物素亞矢量。首先要有加速社會(huì)主義四個(gè) 現(xiàn)代化早日實(shí)現(xiàn)的明確的指導(dǎo)思想，做到精心設(shè)計(jì)，投資省，技術(shù)新，質(zhì)量好，效益快，回收期短，使設(shè)計(jì)工作符合社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)的總原則。 1． 2． 3 要解放思想，積極采用新技術(shù)，力求設(shè)計(jì)在技術(shù)上具有現(xiàn)實(shí)性和先進(jìn)性，在經(jīng)濟(jì)上具有合理性，并根據(jù)設(shè)備和控制系統(tǒng)在資金和 供貨可能情況下，盡可能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，逐步實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，自動(dòng)化。 1． 2． 6 設(shè)計(jì)工作必須加強(qiáng)計(jì)劃性，各階段工作要有明確的進(jìn)度。 1． 3． 1． 3 生產(chǎn)方法及工藝流程的比較、選擇的闡述。 設(shè)計(jì)圖紙 生產(chǎn)流程圖。 設(shè)計(jì)的生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo) 年產(chǎn) 3000 噸 95%的谷氨酸 工藝流程設(shè)計(jì)在整個(gè)工藝設(shè)計(jì)中最先開(kāi)始，但隨著工 藝及其他專業(yè)設(shè)計(jì)的展開(kāi)，通常需要對(duì)初步的工藝流程設(shè)計(jì)進(jìn)行局部修改，所以幾乎最后才完成。進(jìn)行工藝流程設(shè)計(jì)，必須考慮以下幾項(xiàng)原則： 保證產(chǎn)品質(zhì)量符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，外銷產(chǎn)品還必須滿足銷售地區(qū)的質(zhì)量要求。 確保安全生產(chǎn)，以保證人身和設(shè)備的安全。第二是糖化過(guò)程，即利用糖化酶將液化了的糊精及低聚糖進(jìn)一步水解轉(zhuǎn)化為葡萄糖。缺點(diǎn)是在水解過(guò)程中副反應(yīng)生產(chǎn)的副產(chǎn)物多，影響糖液純度，使淀粉轉(zhuǎn)化率降低。與其他方法比較，具有較高的優(yōu)越性，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： Ⅰ 由于酶具有較高的專一性，淀粉水解的副產(chǎn)物少，因而水解糖液純度高， DE 值可達(dá) 98﹪以上，使糖液得到充分利用。由于酶制劑中菌體細(xì)胞的自溶，使糖液營(yíng)養(yǎng)豐富，可以簡(jiǎn)化發(fā)酵培養(yǎng)基，少加甚至不加生物素，有處于糖液的充分利用。本設(shè)計(jì)從水解糖液的質(zhì)量及降低糧耗，提高原料利用率方面來(lái)考慮，選擇雙酶法淀粉水解工藝。 另外，國(guó)內(nèi)比較先進(jìn)的工藝是采用亞適量生物素流加糖發(fā)酵工藝。 提取工段 本設(shè)計(jì)采用等電點(diǎn) 離子交換法提取谷氨酸。糖液的還原糖含量可達(dá) 30％左右， DE 值可達(dá)到 96％以上。這樣糖化速度加快，也可減少雜菌感染的可能性，采用較低的 pH值，可使糖化液顏色變淺。但酶濃度過(guò)高，反而能促進(jìn)復(fù)合反應(yīng)的發(fā)生，導(dǎo)致葡萄糖值降低。在谷氨酸發(fā)酵前期長(zhǎng)菌階段應(yīng)采用與種子擴(kuò)大培養(yǎng)時(shí)相應(yīng)的溫度，以滿足菌體生產(chǎn)最適溫度；若溫度過(guò)高，菌體容易衰老，生產(chǎn)上常出現(xiàn)前勁大后勁小，后期產(chǎn)酸緩慢，菌體衰老自溶、周期長(zhǎng)、產(chǎn)酸低，并影響提??；若前期溫度過(guò)低，則菌體繁殖緩慢，周期長(zhǎng)，必要時(shí)可補(bǔ)加玉米漿，以促進(jìn)生物生長(zhǎng)。谷氨酸生產(chǎn)菌的最適 pH 值，因菌株而異，一般為 pH 值 。發(fā)酵前期 pH 值偏低，菌體生長(zhǎng)旺盛，消耗營(yíng)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。在將近放罐時(shí)，為了后工序提取谷氨酸， pH 值 為好。如果接入發(fā)酵的種子所處的生長(zhǎng)階段是處于活力旺盛的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，則種子活力強(qiáng)，可縮短發(fā)酵適應(yīng)期；若種齡過(guò)長(zhǎng)，則菌種活力減低，代謝產(chǎn)物增多。種量過(guò)少，菌體增長(zhǎng)緩慢，導(dǎo)致發(fā)酵周期拉長(zhǎng)，容易染菌，不利于提取；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。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。通常情況下，培養(yǎng)基營(yíng)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(yíng)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。發(fā)酵前期，采用低風(fēng)量；發(fā)酵中期﹙細(xì)胞開(kāi)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。 戊二酸還原氨基化成谷氨酸?？己藰?biāo)準(zhǔn)：（淀粉）袋自殘留不得高于 。以上要求目的是保 質(zhì)保量，避免浪費(fèi)和損失。） 調(diào) PH值使之精確達(dá)到 177。 噴解液化（液化工 5 人） 首先打開(kāi)蒸汽閥門預(yù)熱，噴射器及層流罐到 100℃ 開(kāi)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(kāi) 1 號(hào)， 2 號(hào)排氣閥。 ： （當(dāng)二次液化結(jié)束后，立即降溫到 60℃177。若液化完全，開(kāi)始降溫糖化，反之若液化不完全，復(fù)調(diào) 177。 1℃，并取樣測(cè)總糖，還原糖， OP 及透光率，同時(shí)調(diào) PH 到 至 ，加 11000 毫升 10 萬(wàn)單位的糖化酶，糖化開(kāi)始，攪拌 1h 后，停止攪拌。 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)。 、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(kāi)的要開(kāi)，該關(guān)的要關(guān)，確保生產(chǎn)順利進(jìn)行。 .壓濾糖化溫度為 68～ 70℃溫度過(guò)高，糖液渾濁，透光低，影響指標(biāo)，溫度過(guò)低不利壓濾。 .壓濾人員在壓濾開(kāi)泵之前，要將糖液回流閥搗至 下批待濾糖化罐中，方可停泵。噴射溫度 112～115℃。在培養(yǎng)基裝入之前，種子罐開(kāi)始空消，空消要徹底，不留任何死角，空消蒸汽壓力自打開(kāi)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(kāi)排汽小閥，不能有死角。當(dāng)發(fā)酵差不多時(shí)是否該放罐，以后期 PH是否回升為準(zhǔn)，當(dāng) PH 降到 后又回升，證明糖已快完，應(yīng)停止產(chǎn)酸，就要放罐，有時(shí)缸不正常，雖還有 %以上的糖，但 PH值已回升，應(yīng)需放罐， PH 回升不要高于 ，因?yàn)?PH 高了可使谷氨酸轉(zhuǎn)化成谷氨酸胺，降低產(chǎn)酸，同時(shí)對(duì)提取不利，發(fā)酵所需時(shí)間 34h 殘?zhí)呛?～%，放罐時(shí)開(kāi)頂風(fēng)將料液從發(fā)酵罐底壓出。 、育晶兩小時(shí)至三小時(shí)，育晶中不降溫也不升溫。 、測(cè)上清液含酸，排上清液。 操作步驟 、上柱液準(zhǔn)備：將上清液用硫酸 調(diào)至 ，此時(shí)谷氨酸陽(yáng)離子最強(qiáng)。 、進(jìn)洗脫劑及收集：開(kāi)始要慢一點(diǎn)，約為進(jìn)上柱液 1/3 的流速 ，開(kāi)始流出為水，PH 值在 以上，前流階段。值為 6。等電罐排料進(jìn)入沉淀池沉淀 1 小時(shí)，先將上面母液排入母液槽，然后靠人力用鏟撈出，放入離心分離機(jī)，離心 1 分鐘，每臺(tái) 1t/h,將離心分離好的濕谷氨酸進(jìn)行干燥。 96% = t 每年生產(chǎn)用工業(yè)淀粉量為： 300 = 6330 t 總收率 實(shí)際產(chǎn)量 /理論產(chǎn)量 =472247。（ 106 8%） 106 = 124 m3/t 發(fā)酵液密度為 = t/d 純 Glu 量 96% = % t/d 折算為何 5%的 Glu 為 10 噸 母液（以排出廢母液含 %g/dl 計(jì)算） （ — ）247。 ＝ 加珍珠巖量：為糖液的 % 3512 %= 濾渣量：含水 70% 247。 76018 70%）） = 水 / Kg 干空氣 12 西北輕工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 通風(fēng)比 1： ，帶走水量 5448 60 36 =27Kg 式中 為 32℃時(shí)干空氣的密度。（ Iλ） 式中 G 淀粉漿量 （ Kg/h） C – 淀粉漿比熱 KJ/（ Kg*K） T 1 漿料初溫 ℃ T 2 液化溫度 ℃ I 加熱蒸汽焓， 2738 KJ/㎏（表壓下在 MＰ表壓下） λ 加熱蒸汽凝結(jié)水的焓，在 363 K 時(shí)為 377 KJ/Kg 淀粉漿量 G：根據(jù)物料衡算，日投工業(yè)淀粉 ；連續(xù)液化 （ t/h），加水量為 1： ，粉漿量為 =（ t/h） =3080Kg/h 粉漿干物質(zhì)濃度 :（ 880 86%）247。 20=140 （ Kg/h）。 糖化工序熱量衡算 日產(chǎn) 24%的糖液 噸，即 247。 使用板式換熱器 ,使糖化液 (經(jīng)滅菌后 )由 85℃降到 60℃ ,用二次水冷卻進(jìn)口溫度 45℃ ,平均用水量為 ((3080+) (85 60))247。 2)=34518 ㎏ /h。 連續(xù)滅菌和發(fā)酵工序熱量衡算 發(fā)酵罐 100m2 裝料系數(shù) ，每罐產(chǎn) 100% Glu 為 100 8% 96% 95%= 噸 247。 48） =