【正文】 。發(fā)酵前期， OD 長的快，耗糖越快，風(fēng)量提得越高。本設(shè)計提取谷氨酸采用等電點(diǎn)法 ,為了提取工序節(jié)省酸的用量 ,放罐時 pH 控制在 ~。 若長菌期溫度偏高 ,菌體在短時間內(nèi)生長可能會快 ,但容易衰老 ,表現(xiàn)為發(fā)酵前期短時間內(nèi)耗糖快 ,且耗糖速度很快就會下降 ,發(fā)酵周期要延長 ,谷氨酸生成少 。本設(shè)計采用純生物素、玉米漿、糖蜜三者作為谷氨酸發(fā)酵用生物素，具體比列要視情況而調(diào)整。 ③ 鉀鹽 ： 它是許多酶的激活劑。碳氮比對谷氨酸發(fā)酵的影響很大，一般情況下，發(fā)酵工序生產(chǎn) 1t 谷氨酸耗用液氨量是 260~300kg. 玉米漿 、 生 物素和液氨是本設(shè)計的主要氮源 . （ 3） 無機(jī)鹽 ： ① 磷酸鹽：磷是某些蛋白質(zhì)和核酸的組成成分，參與一系列的代謝反應(yīng)， ADP、 ATP 是重要的能量傳遞者。由于滅菌過程中蒸汽冷凝水和接種后成熟種子液的加入，會使培養(yǎng)基的各成分濃度降低，所以，在培養(yǎng)基配制時，應(yīng)充分使培養(yǎng)基在定容后的葡萄糖含量適當(dāng)并能滿足發(fā)酵初糖濃度的要求。采用流加液氨作為氮源的工藝，只要生物素的濃度和殘留的葡萄 糖 濃度足夠，可適當(dāng)延長培養(yǎng)時間，以爭取更大菌體濃度，有利于提高二級種子量，目前生 產(chǎn)上通常在 10~14 小時。 (1)培養(yǎng)基組成 葡萄糖 % 尿素 % 硫酸鎂 % 磷酸氫二鉀 % 玉米漿 ~%（按質(zhì)增減） 硫酸亞鐵，硫酸錳各 2ppm （培養(yǎng)基成分可因菌種不同酌情增減） (2)培養(yǎng)條件 三角瓶裝 200mL 培養(yǎng)基 左右、頻率 100 次 /min 左右的往復(fù)式搖床上振蕩 32~330C 振蕩培養(yǎng) 9~10h。 擴(kuò)培流程：斜面菌 種 一級種子搖床培養(yǎng) 二級種子培養(yǎng) 發(fā)酵大罐 菌種室 發(fā)酵車間 1） 斜面菌種的培養(yǎng)： 斜面培養(yǎng)基必須有利于菌種生長 ,以多含有機(jī)氮而不含或少含糖為原則 。 c. 菌種選擇、分純，保存 （ 1）選菌： 通過誘變劑進(jìn)行育種，篩選優(yōu)良菌種。 ⑷其他特征：脲酶活力強(qiáng)，需生物素作為生長因子但不需促進(jìn)因子，對于氯化銨，硫酸銨，磷酸銨，尿素均能利用，在 5%NaCL 的肉汁培養(yǎng)基中生長良好。 ㈡ 肉汁瓊脂斜面：菌落圓形，黃色，表面光滑，邊緣整齊。 3. 空氣制備： 空氣進(jìn)入壓縮機(jī)壓縮，溫度升高，壓縮機(jī)的潤滑油進(jìn)入壓縮空氣中形成油霧，需進(jìn)行冷卻，大部分的水，油結(jié)成顆粒較大，濃度較高的霧粒，冷卻后又會析出大量的冷卻水，先用棉花過濾除油霧和冷凝水， 再 用膜過濾器進(jìn)行除菌，提高空氣的無菌程度，制備的壓縮空氣供發(fā)酵和培養(yǎng)種子，分別進(jìn)入發(fā)酵罐和種子罐。 2）接種：菌種先經(jīng)過一級種子擴(kuò)大培養(yǎng)，再經(jīng)過二級種子擴(kuò)大培養(yǎng)后菌種量達(dá)到要求后再進(jìn)入發(fā)酵罐進(jìn)行接種，發(fā)酵。（ +） 75000 247。（ 100 75%）（ 30247。 （二）水平衡計算 配料用水量：日投淀粉 ，加水比 1: = 液化液冷卻用水（使用二次水） 液化液滅酶后，溫度達(dá) 115℃，用糖化液降至 85℃（糖化液滅酶），然后用水降溫，有 85℃降至 60℃。 交換器流程設(shè)計為： 13 液 化 料糖 化 終 了 液降 溫 后液 化 料滅 酶 后糖 化 料1 2 降 溫 后糖 化 料糖 化 罐中 和 脫色 罐冷 卻 水 進(jìn)冷 卻水 出冷 卻 塔圖中 2為螺旋式熱交換器 上圖中 的工藝 可以實(shí)現(xiàn) 如下結(jié)果 ：經(jīng)過閃蒸后的液化料液溫度為 95－ 100℃ ，糖化終了料液溫度為 55－ 60℃ 。 （ 2738 442） = kg/h 滅酶時將液化液由 105℃加熱至 115℃，在 115℃時，λ為 485KJ/kg； 由公式 D=GC（ T1T2） 247。 100+ (100 ) 247。 100 + C 水 （ 100X） 247。 K) ］ T1： 漿料初溫（ 50+273=323K） T2： 液化溫度（ 105+273=378K） I： 加熱蒸汽焓， 2738KJ/kg(,表壓 ) λ ： 加熱蒸汽結(jié)水的焓，在 378K 時為 442KJ/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 ）： 247。 2800 100%=% 糖化液產(chǎn)量（ 300g/L）： 1000 85%（工業(yè)淀粉） 109%（糖化率） 247。 酸法 適合原料廣泛，得到糖化液過濾性好。 消泡劑量： 1 噸谷氨酸加消泡劑量為 6 kg， 其中：種子培養(yǎng)階段用量為 kg，發(fā)酵階段的耗氨量為 kg。 85%= 母液中殘留谷氨酸量：（ 6380060610）247。95%247。85%247。95%= 日投 工業(yè)淀粉（含量 85%）量： 247。 1t 谷氨酸實(shí)際消耗工業(yè)淀粉量 6 247。1t 純淀粉理論產(chǎn) 100%谷氨酸 量 1000 247。 1t 工業(yè) 淀粉實(shí)際產(chǎn) 100%谷氨酸量 1000 247。330= 淀粉水解為葡萄糖的總反應(yīng)式： （ C6H10O5 ) n + H2O → C 6H12O6 162 180 淀粉水解為葡萄糖理論糖化率為： 180 247。因?yàn)殡x子交換工藝 不但要消耗大量的酸堿、更重要的是會產(chǎn)生大量的廢水，環(huán)保治理非常困難，難于實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。 十 三 、能源循環(huán)考慮 液化降溫和糖化終料升溫的熱量互換；蒸發(fā)器水用于調(diào) 粉漿；閃蒸罐排汽料用于清糖或發(fā)酵培養(yǎng)基料加熱；發(fā)酵培養(yǎng)基滅菌生熟料熱量互換；提取分離母液用于發(fā)酵罐出爐降溫；發(fā)酵空消排水用于蒸發(fā)器入料升溫或配料等；發(fā)酵過程取樣回放于連消培養(yǎng)基。發(fā)動職工群眾對事故隱患進(jìn)行舉報，設(shè)立舉報箱，公布舉報電話，為廣大職工舉報安全健康重大隱患提供便利。 隨著社會的發(fā)展環(huán)保越來越重要，一個企業(yè)的生存與環(huán)保直接掛鉤。 七、 建廠的規(guī)模和產(chǎn)品方案： （ 1） 建廠規(guī)模：年產(chǎn) 2 萬噸，生產(chǎn)天數(shù) 330 天， 3 班連續(xù)生產(chǎn) （ 2） 生產(chǎn)方案：以淀粉為主要原料； 產(chǎn)品為 80％的谷氨酸； 質(zhì)量指標(biāo)及技術(shù)指標(biāo)； 糖化率 109% 提取率 95% 糖酸轉(zhuǎn) 化率 60% 發(fā)酵周期 40h 糖化罐糖化周期 30h 產(chǎn)品含量 80% 八、 公用工程： （ 1） 供熱：由電熱廠供給蒸汽，自備鍋爐 （ 2） 供電：由電廠供給，自備發(fā)電機(jī) （ 3） 供水：由本廠附近水源和水廠共同供給 （ 4） 壓縮空氣和制冷：由本廠工務(wù)（動力）車間制備（空氣壓縮機(jī)和制冷設(shè)備） 九、 環(huán)保處理： （ 1） 廢氣的處理 煙塵排放主要通過加高煙囪高度和采用靜電或噴淋堿液除塵器等干式機(jī)械除塵。 （ 4） 所選廠址應(yīng)盡量接近原料產(chǎn)地，交通方便。 （ 2） 工廠周圍應(yīng)清潔衛(wèi)生，廠區(qū)應(yīng)居民下風(fēng)側(cè)，河流上游，遠(yuǎn)離有毒工廠和有機(jī)廢料、化學(xué)廢料堆放地區(qū)及感染中心地點(diǎn)。 （ 5） 要注意到周圍環(huán)境的清潔衛(wèi)生，又要注意到工廠內(nèi)車間之間的衛(wèi)生、無菌、防火等條件的相互影響。首先要有加速社會主義四個現(xiàn)代化早日實(shí)現(xiàn)的明確指導(dǎo)思想，做到精心設(shè)計，投資省，技術(shù)新，質(zhì)量好，收效快，收回期短，使設(shè)計工作符合社會主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)的總原則。 第一章 總論 一、 設(shè)計 項(xiàng)目： （ 1） 設(shè)計課題： 年產(chǎn) 2 萬噸谷氨酸發(fā)酵工廠的初步設(shè)計 （ 2） 廠址 ：內(nèi)蒙古通遼市 （ 3） 重點(diǎn) 工段：糖化 （ 4） 重點(diǎn)設(shè)備：糖化罐 二、 設(shè)計范圍： （ 1） 廠址選擇及全廠概況介紹（地貌、資源、建設(shè)規(guī)模、人員）； （ 2） 產(chǎn)品的生產(chǎn)方案、生產(chǎn)方法、工藝流程及技術(shù)條件的制定； （ 3） 重點(diǎn)車間詳細(xì)工藝設(shè)計、工藝論證、 設(shè)備選型及計算； （ 4） 全廠的物料衡算； （ 5） 全廠的水、電、熱、冷、氣的衡算； （ 6） 車間的布置和說明； （ 7） 重點(diǎn)設(shè)備的設(shè)計計算； （ 8） 對鍋爐、電站、空壓站等提出要求及選型； （ 9） 對生產(chǎn)和環(huán)境措施提出可行方案。 （ 2） 我國現(xiàn)行的有關(guān)設(shè)計和安裝的設(shè)計規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn) （ 3） 廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品系下達(dá)的畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 五、 設(shè)計原則： （ 1） 設(shè)計工作要圍繞現(xiàn)代化建設(shè)這個中心，為這個中心服務(wù)。 （ 4） 設(shè)計必須結(jié)合實(shí)際，因地制宜，體現(xiàn)設(shè)計的通用性和獨(dú)特性相結(jié)合，工廠生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品品種的確定，要適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)的需求，要考慮資金的來源，建廠的地點(diǎn)、時間、三廢綜合利用等條件， 1 并適當(dāng)留有余地。 六、 廠址的選擇要求： （ 1） 符合國家方針政策，廠址要求滿足生產(chǎn)需要，盡量不占用良田，節(jié)約用地，又有發(fā)展余地。同時還應(yīng)該注意當(dāng)?shù)氐臍庀?資料和一些地震等自然災(zāi)害。如廠址遠(yuǎn)離熱電源，則應(yīng)自建鍋爐房為最好，但要掌握燃料的來源，燃料的發(fā)熱值及數(shù)量，以求降低氣耗和燃耗。 2）化學(xué)法：主要通過添加化學(xué)物質(zhì)使廢液中的污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)， 3）生物法：是我國普遍采用處理廢液的方法，主要是利用微生物的生理生化作用，使廢液中溶解性和膠體態(tài)的有機(jī)污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化為簡單穩(wěn)定的物質(zhì)，將有害物質(zhì) 轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。對于事故隱患和嚴(yán)重職業(yè)危害應(yīng)當(dāng)建檔查備，發(fā)放隱患通知，并跟蹤督促企業(yè)整改。 十 二 、生產(chǎn)方法 發(fā)酵采用中初糖流加高濃度糖液的生物素“超亞適量”工藝，發(fā)酵液采用帶菌體真空濃縮，提取采用連續(xù)濃縮等電點(diǎn)工藝、采用雙酶法并糖化采用連續(xù)噴射液化器形式。其次，提取工藝本文選擇連續(xù)濃縮三級等電點(diǎn)工藝，而未采用傳統(tǒng)的離子交換工藝。物料衡算是進(jìn)入系統(tǒng)的全部物料衡算重量等于離開該系統(tǒng)的全部物料重量，即 Σ F=Σ D＋ W 式中： F――進(jìn)入系統(tǒng)的物料重量（ Kg） D――離開系統(tǒng)物料重量（ Kg） W――損失的物料重量（ Kg） 活性劑 助濾劑 消泡劑 高濃度糖液 液氨 消泡劑 水 無機(jī)鹽 糖蜜 玉米漿 純維生素 消泡劑 水 無機(jī)鹽 糖蜜 玉米漿 純維生素 硫酸 硫酸 4 FDW可 預(yù) 見 和不 可 預(yù) 見 （一） 生產(chǎn)能力 生產(chǎn)規(guī)模： 2 萬噸 /年（產(chǎn)品含量以 80%計） 生產(chǎn)天數(shù)： 330 天 生產(chǎn)能力： 20xx0247。物料衡算是進(jìn)入系統(tǒng)的全部物料衡算重量等于離開該系統(tǒng)的全部物料重量，即 Σ F=Σ D＋ Σ W 式中： F： 進(jìn)入系統(tǒng)的物料重量（ kg） D： 離開系統(tǒng)物料重量（ kg） W： 損失的物料重量（ kg） （二） 總物料平衡計算 各工序收率指標(biāo) 淀粉含量 85％ 糖酸轉(zhuǎn)化率 ％ 5 糖化收率 109％ 清糖液含量 300g/L 產(chǎn)酸率 110g/L 發(fā)酵液的相對密度 提取收率 95％ 分離 后 氨酸含量 80％ 理論糖化率 111% 理論糖酸轉(zhuǎn)化率 % 一份純淀粉（ 1000kg）理論上可以制得 100%谷氨酸量： 1000 111%（理論糖化率） %（理論糖轉(zhuǎn)化率） = kg 一份純淀粉實(shí)際上可以制得 100％谷氨酸量： 1000 109%（糖化率 ） %(糖 酸轉(zhuǎn)化率 ) 95% = 一份工業(yè)淀粉（含量 85％）實(shí)際上可以制得 100％谷氨酸量： 85%= kg 淀粉單耗（計算生產(chǎn) 1t 谷氨酸量需要的淀粉量） ① 生產(chǎn) 1t 純 谷氨 酸實(shí)際消耗工業(yè)淀粉量 1t 100% 谷氨酸 247。 = ③ 1t100%谷氨酸理論消耗工業(yè)淀粉 1t 100%谷氨酸 247。 100% = % 生產(chǎn)過程損失率 ?淀粉的利用率： 1t 谷氨酸 理論上消耗工業(yè)淀粉量 247。80%= t/d 發(fā)酵車間日產(chǎn)谷氨酸量： 247。109%247。（ %%） = 每天需 純糖 量： 247。 30