【正文】 36~38℃。發(fā)酵開始 3~4h，凈增 OD 時升一次風(fēng)； 發(fā)酵 6~7h，凈增 OD 左右時升第 二 次風(fēng)；發(fā)酵 6~8h 時，凈增 OD ~ 時第三次風(fēng)升至最大風(fēng)量，之后控制凈增 OD ~ 左右， 18 保持最大風(fēng)量十幾小時，發(fā)酵 18~20h， RG 降到 3%時，第一次降風(fēng)； 發(fā)酵 22~23h， RG 降到 2%以下，第 2次降風(fēng)； 發(fā)酵 25~26h， RG 降到 1%以下時，第三次降風(fēng) ， 到發(fā)酵零小時通風(fēng)量接近，至發(fā)酵結(jié)束。 種量：指培養(yǎng)好的種子液量占接入發(fā)酵培養(yǎng)基數(shù)量的百分比。 2）菌體含量：發(fā)酵液中約含有 5~8%濕菌體，細(xì)菌的比重為 ，大小約為 ~ m 3） 菌呈穩(wěn)定懸浮狀態(tài) 。 （ 1+12%） = 配制種子培養(yǎng)基的體積 ： 247。 = L 糖蜜量 ： 2247。 450 = 蒸汽冷凝水量 ： 12%= kg 20 空氣帶走水分量及取樣、殘留等損失量 ： 1%= kg 發(fā)酵基礎(chǔ)培養(yǎng)基的加水量 ： = 衡算結(jié)果用表格表示 進(jìn)入系統(tǒng) 離開系統(tǒng) 項(xiàng)目 日投料量 /kg 項(xiàng)目 日產(chǎn)料量 /kg 300g/L 糖液 發(fā)酵液 609000 450g/L 糖液 排氣、取樣等 糖蜜 玉米漿 硫酸鎂 磷酸二氫鉀 氯化鉀 磷酸 液 氨 15950 消泡劑 蒸汽冷凝水 補(bǔ)加水 累計(jì) 累計(jì) 連續(xù)滅菌和發(fā)酵工序熱量衡算 5. 噴射器 6. 換熱器 培養(yǎng)液連續(xù)滅菌用蒸汽量 （ 1） 每天需發(fā)酵罐容積（ 75%裝填率）： 580m3247。 — 水的比熱容 D= (12095) 247。 (2 105 ) = 取 24mm 查表得 ,封頭重量為 3182kg 內(nèi)壓圓筒厚度 :δ =PD247。ρ =200 = 式中 : ρ 加熱蒸汽的密度 (kg/ m3), 表壓為 V發(fā)酵罐自由空間即全體積 (m3) （ 3）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)=[kJ/(m2 75%= m3 247。 6) π247。 2)2+ =40 m2 耗用蒸汽量 : D 損 =40 (7020) 247。加硫酸調(diào)節(jié) pH，將 pH 先調(diào)整至 停止加酸與攪拌 2h。采用 四效降膜式真空蒸發(fā)器將發(fā)酵液濃縮，濃度從 %到28%。經(jīng)過繼續(xù)調(diào)節(jié) pH 到 、溫度到 10℃以下，攪拌并等電點(diǎn)育晶 8h 以上。 26 （ 4） 使發(fā)酵液 pH 由 降至 所用高流分量（ pH=）： V 高 +V 發(fā) =（ V 高 +V 發(fā) ） V 高 = 使發(fā)酵液與高流分的混合液（ pH=）調(diào)至 所需 98%硫酸的量 （ V 高 +V 發(fā) ） =（ V 高 +V 發(fā) ） + V 硫 10 V 硫 = 98%硫酸的相對密度為 ： = （ 5） 則所需的母液量（母液密度為 ） W 發(fā) +W 晶 +W 高 +W 硫 =609000+1450++= （ 6） 分離母液數(shù)量： = 247。 （ 6）雖然維持罐的內(nèi)壓較小，為安全計(jì)，考慮誤操作，設(shè)計(jì)壓力仍取 P = 三、換熱器 糖化車間因?yàn)樘腔隙嘣菀装l(fā)生堵噻，選用螺旋式交換器，通道大，不易堵噻；而發(fā)酵連消和提取車間選用熱效率高的板式交換器。 十三、 CIP 清洗罐 每個車間設(shè)置一個 CIP 罐工車間容器清洗，材質(zhì)：不銹鋼；大?。?20m3。 [4] 《化工工藝設(shè)計(jì)手冊 (第二版上冊 ) 》國家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設(shè)計(jì)院編 ,1996 年 1 月第二版 。此外，由于本人的水平有限 和經(jīng)驗(yàn)有限，設(shè)計(jì)書 難免 存在 不當(dāng)和遺漏 之處，敬請?jiān)?，在這里也懇請教師和同學(xué)們指導(dǎo)和糾正。 (根據(jù)物料衡算，每小時處理的粉漿量來選擇流量大小 ) 八、 種子罐 材質(zhì)：由于種子罐較小，而且對無菌要求較高，多用不銹鋼如 A3 鋼； 容積： H： D=2： 1，種子罐的總?cè)萘堪?V 總 =2V 封 +V 筒 計(jì)算； 加熱方式：利用夾套蒸汽加熱的方式。管式對保證先進(jìn)先出、防止滑漏是有利的，但是阻力比較大；罐式容易安裝，但就是滯留滑漏現(xiàn)象比較復(fù)雜。 （ 7） 母液可以與濃縮液進(jìn)行熱交換，降低濃縮液的溫度，起節(jié)省能源作用，經(jīng)換熱后的分 離母液可利用其他的方法進(jìn)一步提取谷氨酸，或綜合利用生產(chǎn)副產(chǎn)品（如肥料）。然后保持加酸調(diào)節(jié)懸浮液pH，使 pH 保持在至 左右。得到濕谷氨酸和母液。 60=每日用蒸汽量 : 4=平均量 :247。 (π 76 )= 查表得 :列 管重量為 列管重量為 =500kg （ 4） 種子罐體加熱 ,14 m31Cr18Ni9 種子罐體重為 3015kg，冷卻排管重 500kg， 1Cr18Ni9 的比熱容為(kg 查表得， hb=40mm， 取 D： H=1： 4 V=π D2[HD+2（ hb+D/6） ] 247。 (2718125 )= （ 4） 罐壁附著洗滌水升溫的蒸汽消耗 ： 239 1000 (12520) 247。 1000)=708m 查表得 ,鋼管的重量為 列管的重 量為 7264kg （ 1）發(fā)酵罐發(fā)熱： 200 m31Cr18Ni9 的發(fā)酵罐體重 42597kg,冷卻排管重 7264kg， 1Cr18Ni9 的比熱容為(kg 4， 14=13π D3247。 = 個發(fā)酵罐 選用 7 個 200 m3的發(fā)酵罐 12456蒸汽蒸汽換熱器1換熱器23789 去發(fā)酵罐 21 （ 3） 每罐裝料量，即初始體積： 609000247。 1000= 磷酸量 ： 247。 1000= 硫酸鎂用量 ： 247。 450 = 每天發(fā)酵耗氨量 ： 225=14355 kg 每天發(fā)酵消泡劑用量 ： = kg 初始 基礎(chǔ)培養(yǎng)液的量： = 初始 基礎(chǔ)培養(yǎng)液體積 ： 247。只有防得嚴(yán)才能消除或降低染菌因素。 5） 泡沫的控制 ： 發(fā)酵過程中，采用化學(xué)消泡為主，機(jī)械消泡為輔的消泡方法。 3）通風(fēng)與 OD： 在菌體生長期 ,希望糖的消耗最大限度的用于合成菌體 ,谷氨酸生成期 ,希望糖的消耗最大限度地用于合成谷氨酸 。 為了保證連續(xù)滅菌時每批發(fā)酵液定容體積準(zhǔn)確，將配料水與培養(yǎng)基料液分別單獨(dú)進(jìn)行滅菌再混合。微生物對于磷的需要量一般為 ~② 硫酸鎂：鎂是某些細(xì)菌和葉綠素的組成成分，它的離子狀態(tài)是許多重要的酶的激活劑。 培養(yǎng) pH ：一般控制 pH ~ 如果是采用流加液氨作為氮源的工藝，初始 pH 左右，在培養(yǎng)過程中通過流加液氨來維持 pH ~，同時供給菌體生長所需的氮源，通常在培養(yǎng)基殘?zhí)墙档椭?～ %時結(jié)束培養(yǎng)。 斜面菌種要求絕對純 ,不得混有任何雜菌和噬菌種 ,培養(yǎng)條件應(yīng)有利于菌種繁殖 。在含 2%尿素的普通肉汁瓊脂培養(yǎng)基上生長良好，淀粉可水解。 一般采用以下流程制備無菌空氣： 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 15 1234567891 0 采用黃色短桿菌 T613 菌株，由于該菌株較其他菌株的性能粗放，并能在較高的溫度下正常發(fā)酵， 全國 各廠普遍用于生產(chǎn)，是目前生產(chǎn)上使用 較廣的一 種 優(yōu)良菌株。 2=每日糖化罐同 時運(yùn)轉(zhuǎn)： 25247。冷卻水進(jìn)水溫度為 20℃，出水溫度為 58℃，需冷卻水量： W=（ +） （ 8560） 247。 （Ｉ－λ）， 得： D 滅 = 3. 62 （ 115105） 247。 100 式中 C0： 淀粉質(zhì)比熱容，取 (kg 300 = 液化酶量： 2800 %=7kg 氯化鈣量： 2800 %=7kg 硫酸用量： 2800 %=7kg 糖化酶量： 2800 %=7kg 添加活性炭和珍珠巖助濾劑量 ： % = 濾渣產(chǎn)量（含水按照 70％計(jì)算）： 247。 種子培養(yǎng)基 初糖濃度為 50 g/L， 糖蜜用量為 15 g/L， 玉米漿用量為 25 g/L， 硫酸鎂用量為 g/L， 磷酸二氫鉀用量為 g/L， 空氣帶走水分量占種子液的 %，取樣、殘留等損失量占種子液的 % 發(fā)酵基礎(chǔ)培養(yǎng)基 糖蜜用量為 2 g/L， 玉米漿用量為 5 g/L， 硫酸鎂用量為 g/L， 氯化鉀用量為 2 g/L， 磷酸用量為 g/L 蒸汽冷凝水量為培養(yǎng)基的 12% 空氣帶走水分量占發(fā)酵液的 %，取樣、殘留等損失量占發(fā)酵液的 % 8 第三章 糖化車間 糖化工藝的選擇 一般選擇雙酶法，雙酶法糖化工藝，是以作用專一的（耐高溫 α － 淀粉酶和糖化酶作為催化劑，反應(yīng)條件溫和，復(fù)合分解反應(yīng)較少，因此采用雙酶法生產(chǎn)葡萄糖，提高了淀粉或大米等原料的轉(zhuǎn)化率及糖液濃度，改善了糖液質(zhì)量，是目前最為理想的制糖方法。60%= 補(bǔ)加純糖量： 40%= 補(bǔ)加 450g/L 糖液量： 103247。95%247。= ④ 1t100%谷氨酸理論消耗純淀粉 1t 100%谷氨酸 淀粉含量 85%= 總收率（淀粉到谷氨酸的總率） 1t 純淀粉實(shí)際產(chǎn) 100％谷氨酸量 247。 162 100% = 111% 葡萄糖轉(zhuǎn)化成谷氨酸的的總反應(yīng)式： C6H12O6 + NH3 + 3/2O2 → C 5H904N+CO2+3H2O 180 147 葡萄糖轉(zhuǎn)化成谷氨酸的理論轉(zhuǎn)化率為： 147 247。 第二章 工藝設(shè)計(jì)及工藝論證 一、谷氨酸生產(chǎn)方法選擇及論證 谷氨酸的制造方法有發(fā)酵、水解和合成法，從生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)作及產(chǎn)品的安全和清潔生產(chǎn)的合理性比較來看，采用發(fā)酵法最優(yōu)越。所以我們現(xiàn)在設(shè)計(jì)工廠時一定要重點(diǎn)考慮。保證異地原料的供應(yīng)和減少成本。要貫徹國家食品衛(wèi)生 法有關(guān)規(guī)定，充分體現(xiàn)衛(wèi)生、優(yōu)美、流暢，并能讓參觀者放心的原則。 三、 要完成的設(shè)計(jì)圖紙 ： （ 1） 全廠工藝流程圖一張； （ 2） 重點(diǎn) 車間工藝流程圖一張； （ 3） 重點(diǎn)車間設(shè)備布置立面圖一張 ； （ 4） 重點(diǎn)車間設(shè)備布置平面圖一張； （ 5） 重點(diǎn)設(shè)備裝配圖一張 。 （ 3） 要解放思想，積極采用技術(shù)，力求設(shè)計(jì)上具有現(xiàn)實(shí)性和先進(jìn)性，在經(jīng)濟(jì)上具有合理性，盡可能做到能提高生產(chǎn)率，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動化，同時兼顧社會和環(huán)境的效益。一般要求廠址的相對標(biāo)高應(yīng)該在最高洪水位的 以上。 （ 2） 低濃度廢水廢液的處理 1）物理法：利用離心機(jī)、濾池、篩網(wǎng)等設(shè)備分離廢液中的懸浮的物質(zhì)，一般在廢液預(yù)處理時采用，有時也可作為處理的主體。包裝車間可以視實(shí)際情況安排 1－ 2 個班 /天；機(jī)修車間基本安排日班，中夜班各安排 1－ 2 名；電房要三班安排人員上班；行政人員安排全日班。 二、谷氨酸總生產(chǎn)工藝流程圖為： 淀粉 閃蒸罐 糖化罐 調(diào)漿罐 維持罐 糖化 工藝循環(huán)水 淀粉酶 硫酸 氯化鈣 3 噴射液化 滅酶 滅酶 高溫維持 降溫、調(diào) pH 降溫、調(diào) pH 脫色過濾 葡萄糖