【正文】 四、冷凍站的選擇 制冷記的選擇：發(fā)酵工廠普遍使用的制冷劑為氨，因?yàn)榘钡膯挝蝗莘e產(chǎn)冷量比較大，價(jià)格低廉。 )=179。 710 kwh 式中 Wn年電能消耗量 Z全年產(chǎn)品總量 Wo 單位產(chǎn)品耗電量，味精廠一般為 4000—— 4200kw/t 查表選擇電站鍋爐型號(hào)為： 三、空氣站及空壓機(jī)的選擇及核算 全發(fā)酵車間有 5 臺(tái)發(fā)酵罐，沒臺(tái)裝液量為 150m179。 洗脫流速的控制： 一般說洗脫流速要比上柱流速慢，使檸檬酸高峰集中，拖尾少。繼續(xù)通入無離子水，至堿液全部流出。 上柱液流速的控制： 上柱流速的控制應(yīng)根據(jù)交換柱大小，上柱方式（ 正交換還是反交換等具體情況而定）根據(jù)實(shí)際操作，一般流速為 SV（單位時(shí)間通過每立方米樹脂液體體積），以 m3/（ m3*h）表示。因此將發(fā)酵過濾液再經(jīng) DJ— 40 型或 PAC— 5 型微孔過濾機(jī)進(jìn)行復(fù)濾，除去在職和可溶性大分子蛋白質(zhì)膠體物質(zhì)，以防污染樹脂。通電后注意淡、濃水出現(xiàn)的變化情況，要隨時(shí)調(diào)節(jié)。但在離子遷移過程中非檸檬酸的其他陰離子如： SO4 Cl和其他有機(jī)雜酸以及因膜的孔隙作用而有少量的糖類物質(zhì)也伴隨著檸檬酸 根 (Ci3)一起進(jìn)入濃縮室而并未與檸檬酸分離。帶鈉電荷的 Cl、SO4草酸等有機(jī)雜酸根及部分 帶負(fù)電荷的色素，膠體物仍有可能和檸檬酸一起吸交。 一般來說被檸檬 酸根交換下為的 OH擴(kuò)散到溶液中，經(jīng)吸交后前期的流出液的 pH 較高，維持 pH8~，交換柱中可交換的 OH逐漸減少，流出液的 PH 也會(huì)逐漸下降。而影 響離子擴(kuò)散的因素主要有： ① 溶液流速：膜擴(kuò)散隨溶液流過柱的速度（或靜態(tài)攪拌速度）的增加而增加，而粒內(nèi)擴(kuò)散基本不受流速或攪拌影響。 發(fā)酵液中的檸檬酸根離子在通過弱堿性 OH型離子交換柱時(shí)，其吸交過程為： （ 1） 檸檬酸根離子從溶液中向樹脂擴(kuò)散，并通過樹脂表面液膜或邊界層，到達(dá)樹脂表面： （ 2） 檸檬酸根離子樹脂表面向樹脂孔道中擴(kuò)散，并到達(dá)有效位置上（ OH位置上） （ 3） 在吸交點(diǎn)上，檸檬酸根離子和樹脂交換基團(tuán) RN(CH3)2+、 OH上的 OH離子進(jìn) 行吸交反應(yīng)； （ 4） OH離子從樹脂內(nèi)部擴(kuò)散到樹脂表面； （ 5） OH離子穿過樹脂表面進(jìn)入水溶液中。和弱堿性陰離子交換樹脂相比，強(qiáng)酸性陰離子交換樹脂對(duì)比檸檬酸性更強(qiáng)的硫酸、鹽酸、草酸等酸根陰離子的吸交更顯著， 而弱酸性陰離子交換樹脂對(duì) OH、檸檬酸根吸交更好，且洗脫亦容易。 、降低了個(gè)人的勞動(dòng)強(qiáng)度 原“鈣鹽法”工藝半成品是固體檸檬酸鈣，需要工人從檸檬酸鈣抽濾槽中鏟出，送入檸檬酸分解罐，生成的硫酸鈣又需要從硫酸鈣抽濾槽中鏟出，運(yùn)送到垃圾場(chǎng)，耗費(fèi)大量人力、物力，特別是北方漫長(zhǎng)的冬季夜班卸渣困難。 2 提高了檸檬酸的收得率 原‘鈣鹽法’提取工藝，由于工藝本身的缺憾，如中和時(shí)溶液中所含有的檸檬酸不能完全被中和或不能完全在短時(shí)間內(nèi)生成檸檬酸鈣而分離出來，提取收率不高，“中和酸解”收得率一般在 88%左右； 總提取收率最高在 %。我國(guó)人將此工藝用于從檸檬酸發(fā)酵液中提取檸檬酸，但所得檸檬酸產(chǎn)品易炭化物含量較高，其含量?jī)H符合工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。2] =68924618kj 菌體燃燒熱： Q=[5%247。24=四、水平衡 培養(yǎng)液冷卻水量 120℃ 熱料通過與生料交換，降至 95℃ ，再用冷水冷到 50℃ ，冷卻水由 20℃ 升到 50℃ ，計(jì)算冷卻水量（ W） : W=20390 （ 9550 ）247。1000） =708m 查表得，鋼管的重量為 列管的重量為 7264kg 200m3lCr18Ni9 的發(fā)酵罐體重 7264kg lCr18Ni9 的比熱容 (),用 蒸汽滅菌，使發(fā)酵罐在 下，由 20℃ 升到 125℃ ，其蒸氣量為： （ 42597+7264） （ 12520） 247。12+ 解得： D= H= 橢圓封頭的體積： V=πD2（ hb+D247。 ③污染曲霉及青霉的處理：如污染米曲霉，當(dāng) pH＜ 危害不大。 （ 2） 搶救染病措施： ①細(xì)菌污染醪的處理：發(fā)酵前期污染細(xì)菌，可加大通風(fēng)量，使發(fā)酵迅速轉(zhuǎn)入產(chǎn)酸階段，當(dāng) pH下降至 以下時(shí)，細(xì)菌可被抑止或自溶死亡（含米曲霉菌）。通風(fēng)量過大菌體過早進(jìn)入衰亡期，也不利于 CO2 的固定，且動(dòng)力浪費(fèi)過多。當(dāng)發(fā)酵進(jìn)入產(chǎn)酸期只要有幾分鐘的缺氧時(shí)間，就會(huì)對(duì)發(fā)酵造成嚴(yán)重影響，甚至完全失敗。這時(shí)候會(huì)有少量的檸檬酸產(chǎn)生，但是由于發(fā)酵醪液固形物較多，原料成分繁雜，其中金屬離子含量較多， 緩沖作用大，再加上檸檬酸是三個(gè)羧基的有機(jī)酸。 黑曲霉對(duì)無機(jī)鹽及微量元素的要求 要求 KH2PO4 含量 /% KCL 含量 MgSO4178。玉米培養(yǎng)基上 NH4NO3 是最好的氮源，在無機(jī)氮中，生理酸性氮比堿性氮好，這是因?yàn)樯硭嵝缘械匿@離子被利用后，使培養(yǎng)基變酸，可以使發(fā)酵中的黑曲霉生長(zhǎng)階段 結(jié)束，轉(zhuǎn)入產(chǎn)酸階段， pH 下降到較低水平有籃球檸檬酸的積累。下床測(cè)定費(fèi) （ 4）孢子懸浮液的制備： 將上述符合質(zhì)量要求的三角瓶麩曲，在無菌操 作下，每瓶加入 500~600ml 無菌水，搖勻，切勿將棉塞打濕，在火焰下并美工或并入接種罐中。用 8層紗布封扎瓶口，在 表壓下滅菌 40~60min，趁熱搖散，冷卻至 35℃，培養(yǎng) 1d。 檸檬酸生產(chǎn)菌的擴(kuò)大培養(yǎng)和種子質(zhì)量的要求 : (1)擴(kuò)培流程：國(guó)內(nèi)檸檬酸生產(chǎn)的菌種擴(kuò)大培養(yǎng)普遍采用 原種→斜面培養(yǎng)→三角麩曲培養(yǎng)→直接接入發(fā)酵罐發(fā)酵 （ 2）斜面菌種的培養(yǎng) :麥芽汁斜面制備，取麥芽粉加 4 倍質(zhì)量的水，在 55~60℃下保溫糖化 3h 左右，時(shí)常攪拌，以碘液檢查黃色為終點(diǎn)。 我國(guó)現(xiàn)用菌種，種子罐與發(fā)酵罐培養(yǎng)配方基本一致，一級(jí)接種從孢子開始一直處于同一生長(zhǎng)條件，生長(zhǎng)環(huán)境隨孢子的成長(zhǎng)而變化，即始終為菌體生長(zhǎng)創(chuàng)造一個(gè)有利的環(huán)境。將上述富集液點(diǎn)布于培養(yǎng)皿中的滅菌濾紙上，在 35~37℃下培養(yǎng)，待長(zhǎng)出菌落，挑到麥芽汁培養(yǎng)7~8d。 ⑩具有很強(qiáng)的側(cè)系呼吸鏈活性，此側(cè)系呼吸鏈不產(chǎn)生 ATP。 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。直徑 50~72um。 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(duì)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。 6 噴射液化器 830m179。填充系數(shù)為 75%，則所需糖化罐數(shù)為： {（ 50179。 = （ 2）日產(chǎn) 30%的糖化液為 68t/d，即 68/（糖液的相對(duì)密度） =179。 100%=% （ 3）粉漿比熱 C可按下式計(jì)算： C=COX/100+C 水（ 100X） /100 式中 CO—— 淀粉質(zhì)比熱容，取 （ kg179。 %=% 濾渣產(chǎn)量（含水 70%廢珍珠巖）： 247。 %=7kg CaCL2 用量： 2800179。 工藝流程 工藝參數(shù) A）調(diào)漿： 17176。對(duì)檸檬酸工業(yè)適用的則是酶法液化。 13%（產(chǎn)酸率） =179。 100%=% 淀粉利用率： 粉量檸檬酸實(shí)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。 %（糖化轉(zhuǎn)化率）179。 %247。二采用玉米為原料生產(chǎn)檸檬酸，產(chǎn)品質(zhì)量好、廢水少且一次性處理即可達(dá)標(biāo)排放，并且脫色的活性炭大大減少。當(dāng)前，大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)檸檬酸，以深層法最有競(jìng)爭(zhēng) 力和優(yōu)越性，表面法次之，固體發(fā)酵法仍有活力，其他工藝仍處于研究開發(fā)階段。生化處理主要采用管道式厭氧消化器和高溫厭氧消化池進(jìn)行處理。另外，食品類工廠還要貫徹國(guó)家食品衛(wèi)生法有關(guān)規(guī)定，充分體現(xiàn)衛(wèi)生、優(yōu)美、流暢的原則。 設(shè)計(jì)過程中必須加強(qiáng)計(jì)劃性，各階段工作都要有明確的進(jìn)度，使畢業(yè)設(shè)計(jì)工作能如期完成，最終 通過畢業(yè)設(shè)計(jì)提高自身的分析和解決問題的能力。上流式厭氧污泥床（ UASB）是國(guó)外主要采用的檸檬酸廢水處理方法。 深層發(fā)酵的優(yōu)點(diǎn)可以簡(jiǎn)單概況如下： 一級(jí) 二級(jí) 三級(jí) 部分用作冷卻水 （ 1） 發(fā)酵體系是均一的液體，傳熱體質(zhì)良好，不存在死亡。因此，以玉米為原料的生產(chǎn)工藝是一種相對(duì)低廢工藝。 300=17t/d （二）、總物料衡算 淀粉水解為葡萄糖的總反應(yīng)式： 61262n5106 )( OHCOHOHC ?? 162 180 淀粉水解為葡萄糖理論糖化率為： 180/162179。 %（提取率） = 1000kg 工業(yè)淀粉（含量 86%玉米淀粉）產(chǎn) 100%檸檬酸量； 179。 179。 發(fā)酵液相對(duì)密度 :179。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。 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(shí)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(shí)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。 %=7kg 第二次液化酶量： 2800179。（ 170%） = 生產(chǎn)過程進(jìn)入的蒸汽量和洗水量： +179。 K） X—— 粉漿干物質(zhì)含量， % C 水 —— 水的比熱容， （ kg179。 第一次液化操作周期為 1h，液化時(shí)間忽略不計(jì)。 75%） }179。/h 2 SLJ79XⅡ型 維持罐 15 m179。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(diǎn)。 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 。 ④在深層液體發(fā)酵培養(yǎng)時(shí)，能形成大量的細(xì)小球體。 （ 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(duì)無菌在目前是不經(jīng)濟(jì)的，發(fā)酵對(duì)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?yàn)槿揪?，而造成損失即可。將分純獲得的菌株，經(jīng)過反復(fù)的搖床 發(fā)酵試驗(yàn)，篩選出高產(chǎn)檸檬酸的菌株。 如培養(yǎng)基或培養(yǎng)條件出現(xiàn)不可預(yù)見的異常因素，則孢子比菌球體更能適應(yīng)。濾去麥芽渣，用水調(diào)至 10176。未發(fā)現(xiàn)氣味異?；蛉揪纯墒褂?。 （ 5）發(fā)酵罐培養(yǎng) ①發(fā)酵培養(yǎng)基： 碳源：碳源除了合成細(xì)胞物質(zhì)和提供維持生命的能量外，主要用于合成代謝產(chǎn)物（檸檬酸）。所以銨鹽既可以調(diào)節(jié)代謝，也可以控制 pH。 7H2O 含量 /% Zn2+ 含量/(mg/L) Mn2+含量/((mg/L) Cu2+含量/((mg/L) S 含量/((mg/L) Fe2+含量/((mg/L) 深層發(fā)酵 ~ ~ ~ ＜ ＜ ＜ ＜ ＜ 2 ②發(fā)酵條件的控制 a 溫度： 黑曲霉發(fā)本地檸檬酸溫度控制在 28~30℃時(shí)，檸檬酸產(chǎn)率最高，發(fā)酵速度也最快，超過 35℃時(shí)，雖初期產(chǎn)酸較高，但最終產(chǎn)酸低于 15%以上。當(dāng)檸檬酸產(chǎn)量和殘?zhí)呛恐偷扔诨蚪咏鹗歼€原糖時(shí)，才提高通風(fēng)量，迅速進(jìn)入產(chǎn)酸期，使pH迅速降至 以下，保證檸檬酸發(fā)酵的正常進(jìn)行。但生產(chǎn)中不可抗拒的意外事故，在所難免。氧的溶解與攪拌轉(zhuǎn)速、罐壓成正比關(guān)系；與溫度和培養(yǎng)基粘度成反比關(guān)系。 發(fā)現(xiàn)較遲，染菌較重，要立刻加檸檬酸母液或濃鹽酸、硫酸等而等將發(fā)酵液 pH 調(diào)節(jié)到＜ 再加風(fēng)量。如污染青霉則危害極大，這些雜菌能在低 pH 醪中生長(zhǎng)，結(jié)果使醪變稠、變黃、粘度增大，嚴(yán)重影響氧的傳遞， 導(dǎo)致發(fā)酵失敗，甚至“倒罐”。6） 247。（ 2718125） =1192kg (2)填充發(fā)酵罐空間需的蒸汽量 。[(5020)]=29048(kg/h)=(t/h) 式中： 20390 為每罐裝料量： 4018 為水的比熱容； 為糖的比熱容 全天用水量： 32=2 種子罐冷卻用水量 14 m3種子罐，裝料量 ，發(fā)酵周期 16h,使用新鮮水，冷卻水，進(jìn)口溫度 20℃ ，出口溫度 34℃ ，冷卻水用量（ W） W=67003247。220900=62724004kj 總熱量： Q 總=122714392+13696696892461862724004=1096735439kj 200m3發(fā)酵罐，裝料量為 150 m3，發(fā)酵周期為 17h,使用新鮮水冷卻水，進(jìn)口溫度20℃ ，出口溫度 34℃ ，