【正文】 3), V 種子罐自由空間 ， 即全體積 (m3) （ 6） 滅菌過程的熱損失 :輻射與對流聯(lián)合給系數(shù)α ,罐外壁溫度 700C α =+ (7020)=[kg/()] 28 14 m3種子罐的表面積為 ： S=4π R2+2π RH==4π (247。谷氨酸的等電點為 。 （ 2） 發(fā)酵液放罐后經(jīng)過預(yù)熱進(jìn)入蒸發(fā)濃縮。連續(xù)加濃縮液，連續(xù)加酸。 85%= （ 3） 晶種量 （ 發(fā)酵液量的 %w/v計 ） ： 580000 %=1450kg 晶種只是起底料時需要添加，正常流加過程中均不需要再添加晶種。θ /φ （ 4）設(shè)備主要尺寸的確定 維持罐考慮返混問題，取 H/D = ~3 可取 H=3D V維 = 2V封 + V筒 = 2 x π /24D3+ D2 x 3D （ 5）設(shè)備材料的選擇 選用普通鋼材。 十一、 濃縮蒸發(fā)器 發(fā)酵車間濃糖蒸發(fā)器，處理量： 20200L /h；型號 RNJMO33150； 提取車間發(fā)酵液蒸發(fā)器，型號 RNJMO46300； 十二、 化學(xué)品罐 酸，堿罐型號，材質(zhì)：不銹鋼。 [3] 《化工工業(yè)手冊 (第二版上卷 ) 》時鈞等主編 , 化學(xué)輕工業(yè)出版社 ,1996年第二版 。 參考文獻(xiàn) [1] 《氨基酸發(fā)酵生產(chǎn)技術(shù)》 鄧毛程主編，中國輕工業(yè)出版社 出版， 2020年 1月 。 數(shù)量：種子罐與發(fā)酵罐對應(yīng)上料 （要預(yù)留多 1－ 2只，以防染菌時急用） 九、 發(fā)酵罐 材質(zhì)：碳鋼； 容積：一般來說單罐容量越大，經(jīng)濟(jì)性能越好，但風(fēng)險也越大，要求技術(shù)管理水平也越高，在技術(shù)管理水平允許的范圍內(nèi)，盡量取較大容量了的發(fā)酵罐，本設(shè)計發(fā)酵罐采用 200 m3 加熱方式：蒸汽加熱； 攪拌：谷氨酸發(fā)酵過程有補料操作，對混合要求較高，因此選用六彎葉渦輪攪拌器； 冷卻面積：按發(fā)酵生成熱量高峰、一年中最熱的半個月的氣溫下，冷卻水可能達(dá)到最高溫度的惡劣條件下，設(shè)計冷卻面積，計算冷 卻面積使用牛頓傳熱定律公式，即： F=Q總 /KΔ tm； 通風(fēng)管：采用加環(huán)型或直管型空氣分布器，對于通氣量大的發(fā)酵罐，則使用單管通風(fēng)。 （ 2）數(shù)量 一般規(guī)模取一個；只有其容量大于 8m3， 時才改為 2～ 3個。 物料衡算 （ 1） 發(fā)酵液量 580000L，發(fā)酵終止時數(shù)量 609000kg （ 2） 谷氨酸產(chǎn)量： 1）分離前： 100%谷氨酸量： 580000 110g/L247。同時，開大降溫使溫度維持在 22℃左右，硫酸 硫酸硫酸 30 流加過程中，要連續(xù)加酸，不斷攪拌和不斷降溫 。得到谷氨酸則為我們的成品。 24= 29 第五 章 提取車間 提取工藝方法 采用連續(xù)流加工藝。 K),用 (表壓 )蒸汽滅菌 :使發(fā)酵罐在 (表壓 )下 ,由 200C升到 1250C其蒸汽量為 : D=(3015+500) (12520) 247。 4， 14=13π D3247。 (2718125 )= 式中 : (mm) （ 5）滅菌過程蒸汽滲漏 ,去總氣消耗量的 5%,空罐滅菌蒸汽消耗量為 : (+++) 247。 K),用 (表壓 )蒸汽滅菌，使發(fā)酵罐在 (表壓 )下 ,由 200C升到 1250C。 12+ D2 解得： D=,H= 橢圓封頭的體積 :V=π D2(hb+D/6）247。 4=152250kg= （ 4） 滅菌加熱過程中用 (表壓 ),I=2743kJ/ 500C熱至 950C再加熱至 200C升至 450C,每罐滅菌的時間為 2h,輸料流量 : 247。 1000= 液氨量 ： 225=14355kg 消泡劑量 ： = 300g/L糖液量 ： （ 50247。 1000= kg 磷酸二氫鉀用量 ： 247。 = L 種子培養(yǎng)階段 每天接入的種子培養(yǎng)液體積 ： 10%= L 每天接入的種子培養(yǎng)液的量 ： = 每天種子液總量 ： 247。疏于防而重于治 則必事倍而功半?；瘜W(xué)消泡劑用 BAPE 非離子表面活性劑，消泡能力強，用量少毒性低且使用方便。 供氧必須滿足菌體的需要量 。 滅菌采用生熟料用交換器互換流程， 可以大大降低蒸汽和冷卻水用量。 21 如果鎂離子含量太 少，就會影響基質(zhì)的氧化。 (3)二級種子的質(zhì)量要求 種齡：視培養(yǎng)工藝而定，一般在 10h以上； OD值：視培養(yǎng)工藝而定 ，一般凈增 pH ： ； 殘?zhí)牵?% ； 噬菌體檢查：無； 鏡檢：菌體生長均勻、粗壯，排列整齊，革蘭氏陽性反應(yīng)。 (1)斜面培養(yǎng)基組成 葡萄糖 % 蛋白胨 % 牛肉膏 % 氯化鈉 % 瓊脂 ~% ~（傳代和保藏斜面不加葡萄糖） (2)培養(yǎng)條件 谷氨酸斜面菌種一般在 30~32℃ 培養(yǎng) 18～ ，要仔細(xì)觀察菌苔生長情況、菌苔顏色和邊緣等特征，確認(rèn)正常后存入冰箱備用。過氧化氫酶屬于陽性，可產(chǎn)生硫化氫和吲哚， VP 試驗呈陽性反應(yīng)。 1） 形態(tài)： 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 19 T613 菌株細(xì)胞典型的短，兩端鈍圓，大小為（ ~） x（ ~）微米，屬革蘭氏陽性菌，不形成芽孢而且不運動。 30= 罐 每日冷卻水用量： 2 = 18 第四 章 發(fā)酵車間 工藝流程： 葡萄糖液 配料罐 定容罐 定容罐 配料罐 液氨 二級種子罐 蒸汽混合器 實消 維持罐 降溫 換熱器 斜面 一級種子 培養(yǎng) 發(fā)酵罐 2. 工藝簡述 1）糖化車間制備的糖化液和其他營養(yǎng)成分 ：工業(yè)淀粉、 生物素等按要求配制成培養(yǎng)基，定容。 （（ 5820） ） = 糖化工序熱量衡算 日產(chǎn) 300g/L 糖液 ，即 247。 （ 2738485） =要求在 10min內(nèi) 使 液化液由 105℃加熱至 115℃，則蒸汽高峰量為： 60247。 K) X： 粉漿干物質(zhì)含量， % C 水 ： 水的 比熱容 kJ/(kg （ 170%） = 生產(chǎn)過程中進(jìn)入系統(tǒng)的蒸汽： %= 1洗水量： + = 14 衡算結(jié)果用表格表示： 進(jìn)入系統(tǒng)量 離開系統(tǒng)量 項目 物料比例 kg 日 產(chǎn) 量 kg 項 目 物料比例 kg 日 產(chǎn) 量 kg 工業(yè)淀粉 1000 117100 糖液 配料水 1800 210780 濾渣 液化酶 7 硫酸用量 7 氯化鈣量 7 糖化酶 7 珍珠巖量 洗水量 蒸汽量 累計 累計 15 糖化車間熱量衡算 （一） 噴射液化器加熱耗 蒸 汽量 加熱蒸汽消耗量 （ D）可 按 下 式 計算 ： D=GC（ T1T2） 247。 酸法和酶法優(yōu)缺點： 特點方法 優(yōu)點 缺點 酶法 反應(yīng)條件溫和，不需耐高溫或耐高壓及耐腐朽的設(shè)備；副反應(yīng)少，水解糖液純度高，淀粉轉(zhuǎn)化率高；制得糖液質(zhì)量好，有利于糖液的充分利用。450= 日耗氨量： 250=15950kg 日耗消泡劑量： = 糖化液產(chǎn)量（ 300g/L）： 1000 85% 109%247。60%247。 1t 純淀粉理論上產(chǎn) 100%谷氨酸量： 8 247。 180 100%= % 生產(chǎn)過程的總物料衡算 物料衡算是根據(jù)質(zhì)量守恒定律而建立起來的。首先原料選擇來源廣闊、工藝比較 穩(wěn)定 、設(shè)備腐蝕性低、容易實行工業(yè)化、綜合效益好。 十、 勞動保護(hù) 發(fā)酵工段要佩戴 耳塞 、 安全帽；提取要佩戴防護(hù)眼鏡和 耳塞 ；糖化車間要有防暑降溫的設(shè)備和空調(diào)室以及防塵口罩；倒粉處要有防壓皮鞋和防塵口罩；壓力設(shè)備要注意定期檢查，規(guī)范操作。 必須有充足的電源和水源，滿足生產(chǎn)和生活的用電用水的要求。 （ 6） 設(shè)計過程中必須加強計劃性，各階段工作都要明確的進(jìn)度，使畢業(yè)設(shè)計工作能如期完成，通過畢業(yè)設(shè)計提高自身的分析解決的能力。 四、 設(shè)計依據(jù)： （ 1） 批準(zhǔn)的設(shè)計任務(wù)書 和 附件可行性報告，以及可靠的設(shè)計基礎(chǔ)資料。 （ 2） 要學(xué)會查閱文獻(xiàn)，收集設(shè)計必要的技術(shù)基礎(chǔ)資料，要善于從實際出發(fā)去分析研究問題，加強技術(shù)經(jīng)濟(jì)的分析工作。 （ 3） 在廠址范圍內(nèi)不應(yīng)有地下礦藏、流沙、淤泥和古墓。 生產(chǎn)中使用的和工藝流程中生產(chǎn)的 SO HCL、 H2S、 NH HCHO、 H2SO4等氣體通過設(shè)備密封，使用液體石蠟與空氣隔離等措施防止其溢出，對于泄露的少量廢水通過機(jī)械排氣和風(fēng)筒高空排氣等方式，做到不超標(biāo)。 十 一 、工作制度及車間定員 根據(jù)谷氨酸發(fā)酵的特點，一般按照 2－ 3個班次 /天來安排工人上班，一般糖化、發(fā)酵、提取都是安排 3個班 /天，即每人每天上 8小時，實行 4班 3倒制。淀粉糖化采用目前比較先進(jìn)的連續(xù)噴射液化器工藝，淀粉酶和糖化酶都 應(yīng)用進(jìn)口諾維信酶，確保糖液質(zhì)量。 == ② 生產(chǎn) 1t 谷氨 酸消耗純淀粉量 1t 100% 谷氨酸 247。100%=% ?淀粉的損失率： 100%% =% 原料及中間品計算（按每天量計算） 日產(chǎn)谷氨酸 純 產(chǎn)品量： 50000247。98%= 日交給提取的發(fā)酵液體積： 106247。 %= 分離母液數(shù)量： 247。 發(fā)生葡萄糖復(fù)分解反應(yīng)，生成的有色物及復(fù)合糖類，降低了淀粉的轉(zhuǎn)化率及糖液質(zhì)量。 24 2800 = , 粉漿干物質(zhì)濃度： 247。 100= kJ/(kg一方面液化料進(jìn)入糖化罐需要降溫（從 95－ 100℃降到 55－ 60℃ ）。 24） =，取 7臺 使用板式換熱器，使糖化液（經(jīng)滅酶后）由 85℃降至 60℃。 3）發(fā)酵時間為 32h，輔助時間為 8h，發(fā)酵過程中通過流加液氨控制 pH，通過冷卻系統(tǒng)（冷卻 塔和冷機(jī)）控制溫度，流加糖液控制殘?zhí)橇?，通過無菌空氣控制通氣量 。 ： ⑴溫度： 26～ 37℃生長良好，發(fā)酵時能耐較高溫度，發(fā)酵前期溫度達(dá) 32～ 34℃，發(fā)酵后期達(dá) 36～ 40℃，產(chǎn)酸理想。 （ 2）分離純化： 分兩步操作：第一步進(jìn)行平板劃線分離：第 2步挑選菌落，移接于試管斜面培養(yǎng)基上，分別用三角瓶進(jìn)行搖瓶發(fā)酵試驗（初篩，復(fù)篩），比較產(chǎn)酸，選擇產(chǎn)酸高的菌株供生產(chǎn)使用。 (3)一級種子質(zhì)量要求 種齡 9~10h； pH凈增 OD650值 ；殘?zhí)亲笥?；無噬菌體污染；鏡檢要求菌體生長均勻、粗壯，排列整齊，革蘭氏陽性反應(yīng)。根據(jù)流加糖液是高濃度的糖液，為了避免淀粉水濃縮出來的糖液不再特意滅菌，對發(fā)酵無影響，且可明顯減少葡萄糖液的加熱損失。菌體生長需 K+約為 ~，谷氨酸生成需 K+約~。 在發(fā)酵中期 ,即菌體轉(zhuǎn)型階段 ,應(yīng)將溫度提高到最適產(chǎn)酸溫度 ， 即發(fā)酵前期溫度控制在 33~34℃ ，中 后期控制在 36~38℃。發(fā)酵開始 3~4h，凈增 OD