【正文】 降溫 換熱器 斜面 一級種子 培養(yǎng) 發(fā)酵罐 調(diào)酸 起晶 晶種 停酸育晶 上離子交換柱 緩慢調(diào)酸 鹽酸或硫酸 水洗及疏松樹脂 等電點(diǎn) 熱水預(yù)熱 攪拌育晶 堿液 洗脫 再生 母液 離心分離 后流分 高流分 前流分 濕谷氨酸 用酸調(diào) 上離子交換柱 活性劑 助濾劑 工藝循環(huán)水 淀粉酶 硫酸 氯化鈣 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 6 圖示：谷氨酸生產(chǎn)工藝流程示意圖 三、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。 1t 純 淀粉實(shí)際產(chǎn) 100%谷氨酸量 1000 247。330= 折算成含量為 80％的谷氨酸量： 247。110=106L 日交給提取的發(fā)酵液的量： 106=609000kg 日發(fā)酵液的量： 609000247。 = = (三 )總物料衡算結(jié)果以表格形式表示 項(xiàng)目 數(shù)量 工業(yè)淀粉 t 清糖液 300g/L 谷氨酸 80％ 含 %分離母液量 m3 9 各工序相關(guān)參數(shù)指標(biāo)： 葡萄糖液濃度為 300 g/L，其密度為 葡萄糖液濃度為 450 g/L，其密度為 淀粉酶用量為 %，糖化酶用量為 %， 氯化鈣用量為 %，硫酸用量為 %， 助濾劑和活性炭用量為 %，濾渣含水 70%。 對設(shè)備要求高，對環(huán)境影響大 工藝流程 淀粉 滅酶 過濾 脫色 調(diào)漿罐 降溫、調(diào) pH 清糖液 噴射液化 糖化罐 去發(fā)酵 高溫維持 糖化 閃蒸罐 滅酶 維持罐 降溫、調(diào) pH 活性劑 助濾劑 工藝循環(huán)水 淀粉酶 硫酸 氯化鈣 糖化酶 11 設(shè)備流程 （液化部分） 調(diào)漿罐 泵 噴射器 維持罐 閃蒸罐 泵 臥式隔板層流管 工藝參數(shù) a、 調(diào)漿水使用工藝循環(huán)水： 5055℃ b、 調(diào)漿： 3035% c、液化： pH： ~，溫度： 105110 0c，高溫維持時(shí)間： 3－ 7min,液化維持罐時(shí)間60120 min d、滅液化酶： 115120℃ ，從 降到 e、糖化：糖化酶量： % 糖化 pH： ，溫度： 58620c，時(shí)間： 1640h f、滅糖化酶：溫度： 850c 左右，時(shí) 間： 510min g、脫色： pH： ，溫度： 55600c，時(shí)間： ~1h 工藝流程簡述：在配料罐內(nèi)，用工藝循環(huán)水（溫度 50－ 55℃ ）把淀粉調(diào)到 12— 18′ Be， pH用硫酸或磷酸調(diào)至 ，并加入 % 氯化鈣，作為淀粉酶的保護(hù)劑和激活劑，加入耐高溫 α淀粉酶，料液攪拌均勻后用泵把粉漿打入液化噴射器，在噴射器中粉漿和蒸汽瞬間接觸，溫度自動(dòng)控制 105110℃ ，從噴射器中出來的液料，經(jīng)過 3－ 5min 的高溫維持后進(jìn)入閃蒸罐，溫度降到95－ 100℃ ，然后進(jìn)入層流 罐保溫 60－ 120min， DE 值達(dá)到 12－ 18％后，與糖化終了料液進(jìn)行熱交換進(jìn)入糖化罐溫度降低至 58－ 62℃ ，并用酸調(diào)節(jié) pH至 ，加入糖化酶保溫 30h，用無水酒精檢測無糊精存在時(shí)，將料液 pH調(diào)淀粉+ 水+ 酶12347蒸汽二次蒸汽5 6去糖化 +硫酸 +氯化鈣 12 至 ，同時(shí)將料液加熱或與液化料進(jìn)行熱交換至 80℃ ，然后降溫至60℃ ，添加 ％助濾劑，視料液情況添加活性炭，攪拌 1小時(shí)開始過濾。 24 10008 5% 247。 K) 每小時(shí)蒸汽用量：由公式： D=GC（ T1T2） 247。另一方面糖化終了料液需要升溫滅酶（溫度從 55－ 60℃ 升到 80－ 85℃ ）。使用二次水，冷卻水進(jìn)水溫度為 20℃，出水溫度為 50℃，平均用水量： （ +） （ 8560）247。 4）發(fā)酵結(jié)束后，經(jīng) 泵進(jìn)入發(fā)酵液貯罐，供提取車間用。 ⑵ PH： PH 6～ 8，生長良好， PH 5較弱， PH 4或 PH 11均可能生長。 （ 3）保藏： 菌種移接于斜面后，于 31℃ 下培養(yǎng) 20~24h，待長滿黑褐色孢子后，放在 2~4℃冰箱中保藏，此法可保藏 1~2 個(gè)月。 (4)通常將每批培養(yǎng)好的一級種子液取樣倒雙層平板進(jìn)行染菌檢查，以便生 產(chǎn)跟蹤分析，為下批一級種子培養(yǎng)的預(yù)防染菌工作提供參考。 （ 2） 氮源：氮源是合成菌體蛋白質(zhì)、核酸等含氮物質(zhì)和 合成谷氨酸氨基的來源。 ④ 微量元素 ： 錳是某些酶的激活劑， 羧化反應(yīng)必需酶。 2） PH 控制：在正常情況下 ,為了保證足夠的氮源 ,滿足菌體生長和谷氨酸合成的需要 ,通常將發(fā)酵 pH控制在稍微堿性的狀態(tài) 。 4）流加糖的控制 ： 雙酶法糖經(jīng)濃縮后含糖 50%，總糖量為 40~45%作 為流加糖量。取 10%為好。 發(fā)酵車間 物料衡算 日耗純糖量 ： 247。 = （ 300g/L）糖液量 : 50247。 1000= 玉米漿量 ： 5247。 75%= 247。 ( ) = t/h 每天用蒸汽量 : 2 4=高峰量 :平均量 :247。 (2[? ]tP)+G1+C2 = 3900247。 h 4= m3 選 20 m3的種子罐 （ 2）一個(gè)種子罐的操作周期為 16h，一天能生產(chǎn) 24247。 4= 封頭厚度 δ =PD247。 (2718125 )= （ 7） 罐壁附著洗滌水升溫的蒸汽消耗 ： 40 1000 (12520) 247。保證晶體增長。蒸發(fā)器出來的濃縮液降溫至 40℃。 （ 5） 育晶好的麩酸懸浮液用泵送至中轉(zhuǎn)槽，再落入離心機(jī)進(jìn)行固液分離。 = 母液中殘留谷氨酸量：（ 6380060610）247。（均要采用不銹鋼材質(zhì)） 四、連消塔 連消塔的形式有噴孔型、螺旋形、氣液混合型等一般 操作條件：培養(yǎng)基 在塔內(nèi)停留時(shí)間，根據(jù)實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，一般取 15~20s，而長度在 1m至 。 空氣過濾系 統(tǒng) 33 發(fā)酵用空氣采用的過濾系統(tǒng)方式： 高 空 采 風(fēng) 空 氣 壓 縮 機(jī)預(yù) 過 濾 除 油 水冷 卻加 熱棉 花 總 過 濾 器粗 纖 維 過 濾（ P T F E 0 . 3 μ m ）精 纖 維 過 濾（ P T F E 0 . 0 1 μ m ）無 菌 空 氣種 子 罐發(fā) 酵 罐流 加 糖 系 統(tǒng)消 泡 油 罐菌 種 室 所有設(shè)備自控儀表所用儀表空氣系統(tǒng)為： 空 氣 壓 縮 機(jī) 除 油 水干 燥 ， 冷 卻儲(chǔ) 罐總 過 濾 器發(fā) 酵 車 間 各 自 控閥 門 ， 儀 表 等蒸 發(fā) 器 各 自 控閥 門 ， 儀 表 等其 他 自 控 儀 表 設(shè)備選型：發(fā)酵用空壓機(jī)選 100m3/h，臺(tái)數(shù) 8，其他儀表用空壓機(jī)選 20m3/h一臺(tái)（最好兩臺(tái)，以備用，設(shè)備要盡量噴備有備用機(jī)，以防突發(fā)事件要急用） 十四、 制冷機(jī) 選用 制 冷壓縮機(jī)，谷氨生產(chǎn)中以選用氨制冷式活塞壓縮機(jī)為主，輔之選用溴化鋰吸收制冷機(jī)，選型： 6AW10。 [5] 《發(fā)酵工廠工藝設(shè)計(jì)概論》吳思方主編 ,中國輕工業(yè)出版社 ,2020年 8月第一版 。在完成本設(shè)計(jì)的期間，得到了教師的悉心指導(dǎo)和同學(xué)們的熱情幫忙，在此對各位指導(dǎo)老師和同學(xué)們表示感謝。 七、 連續(xù)噴射液化器 選用中壓噴射器，型號： SLJ91II型；處理量： 15～ 50m3/h。 二、 維持罐 盡量采用高而瘦的圓柱型，高徑比為（ 5～ 8）： 1，串聯(lián)形式連接 （ 1）維持罐的選型 維持設(shè)備有維持罐和維持管兩種。濕谷氨酸進(jìn)行精制或干燥。 （ 3） 濃縮液適當(dāng)降溫后連續(xù)流加入上步調(diào)好的 GA懸浮液底料中進(jìn)行連續(xù)起晶。谷氨酸沉淀后用離心泵送到離心機(jī)進(jìn)行分離。 (15%)=每空罐滅菌 30min用蒸汽量 : 30247。 (2 105 )=， 取10mm 查表得 ,1m高筒體鋼板重量為 3015kg 種子罐筒體重 量為： 3015 =19296kg 取列管換熱面積比為 1: H列管 =14 247。 = 選用 4個(gè) 20 m3的種子罐 （ 3）種 子罐 14m3，裝料系數(shù) ~，罐數(shù)為 4臺(tái)。 2)2+ =239 m3 耗用蒸汽量 : D 損 =239 (7020) 247。 (108π247。 [ (4520)]=每 天用水量 : 2 4=發(fā)酵罐空罐滅菌蒸汽用量 查表得 HB=40mm,取 D:H=1:4 200=π D2[HD+2（ hb+D/6） ] 247。 40=， 4247。 1000= kg 硫酸鎂量 ： 247。 1000= kg 玉米漿用量 ： 25247。 60%= 補(bǔ)加純糖量 ： 40%= 補(bǔ)加糖液的量 ： 103247。 2）防、治染菌措施：解決發(fā)酵工業(yè)的染菌問題，不言而喻，應(yīng)以防為主。 22 發(fā)酵主期液氨流加：要求 pH 控制在 以下，流加量視殘?zhí)橇亢?pH 量而定，約每 1%殘?zhí)橇骷?%計(jì)，后期流加每次不超過 %。本設(shè)計(jì)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(shí) pH控制在 ~。本設(shè)計(jì)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。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(jì)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。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(shí)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(shí)。 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 。 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。 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