【正文】 圍內(nèi)，溶液尚有40%的谷氨酸來生產(chǎn)谷氨酸鈉，谷氨酸溶解不完全，～，～，但脫色后需加堿調(diào)。本設計采用減壓真空濃縮的方法，晶種起晶法。 當中和液PH值超過7后，隨著PH升高，溶液中GA離子漸多，生成谷氨酸二鈉越多，而它無鮮味，防止此物質(zhì)生成，同時中和液PH值超過7后，還會使L谷氨酸轉變成DL谷氨酸鈉的消旋反應使成品質(zhì)量下降。⑻.洗脫劑的處理前流：泵回到等電罐或上清液貯罐，以備下次重新上柱。Ⅵ.溶劑抽提方法：谷氨酸在有機溶劑中溶解度小，可在除菌的谷氨酸中加某種有機溶劑而提純谷氨酸，但此法對有機溶劑選擇及產(chǎn)品食用的安全性上在研究中。其特點：工藝簡單，操作方便，設備簡單，環(huán)境污染不利于三廢處理。⑵.發(fā)酵前期染菌：應迅速重新滅菌，補充必要的營養(yǎng)成分，重新接種進行發(fā)酵。⑸.泡沫控制：加消泡劑進行控制，加入量與時間以產(chǎn)生泡沫量為依據(jù)。⑷.接種要充分利用火焰滅菌，盡可能保持在焰口操作，動作迅速，時間不宜過長。②減少菌體生長成量，提高有用產(chǎn)物的轉化率。 二級種子培養(yǎng)⑴．培養(yǎng)基組成% % % % % Fe2+2ppm Mn2+ 2ppm ～⑵.培養(yǎng)條件～% 培養(yǎng)溫度32～34℃ 培養(yǎng)時間7～8小時 通風量1： 攪拌轉數(shù)80r/min 谷氨酸生物合成途徑①GDH（谷氨酸脫氫酶） ②異CA脫氫酶 ③CH合成酶 ④磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶 ⑤丙酮酸羧化酶 ⑥⑦蘋果酸脫氫酶+和成酶 ⑧異CA裂解酶 ⑨α酮戊二酸脫氫酶 合成谷氨酸⑴．GDH α酮戊二酸+NH3+NADH Glu +H2O+NADP⑵．轉氨酶催化 α酮戊二酸+α氨基酸 Glu+α酮酸⑶．谷氨酸合成酶 α酮戊二酸+Glu 菌種選育模型⑴．生物缺陷型 ⑵.油酸缺陷型 ⑶.甘油缺陷型 ⑷.溫度敏感突變株 發(fā)酵工藝⑴．一次性高糖發(fā)酵 ⑵.亞適量生物素流加糖發(fā)酵工藝 ⑶.高生物素添加青霉素流加糖工藝 ⑷.溫度敏感型生物素是控制L谷氨酸積累量高低的重要因素，為了形成有利用谷氨酸向外滲透的細胞膜，須使磷脂合成不充分，因此必須要控制生物素亞適量。，對營養(yǎng)要求粗放。 工藝選擇現(xiàn)在綜合考慮水解糖液的質(zhì)量及降低糖耗，提高原料利用率等方面考慮，則是雙酶法最好，故本設計選用雙酶法制糖工藝。淀粉的“液化”和“糖化”都是在微生物酶的作用下進行的，故也稱為雙酶水解法。（二）酸酶法即事先將淀粉酶水解稱糊精或低聚糖，然后再用糖化酶將其水解為葡萄糖的工藝。在谷氨酸發(fā)酵中，淀粉糖濃度質(zhì)量的高低，往往直接關系到谷氨酸生產(chǎn)菌的生長速度及谷氨酸的積累。 原料規(guī)格⑴．玉米淀粉 含淀粉86%⑵．工業(yè)H2SO4 ≥98%⑶．液氨 ≥99%⑷．鹽酸 ≥31%⑸．燒堿 固體≥98%，液體≥30%⑹．硫化堿 ≥%，使用時15～20B233。特此深表感謝！2. 設計總論 設計的目的和要求本設計是河北科技大學生物工程與食品科學學院生物工程專業(yè)的畢業(yè)設計，對于即將走上工作崗位的大學生來說是為了把四年來學的知識作一次總結，同時也是對我們所學知識的一次檢查，檢查學生對理論和實際的聯(lián)系能力，并有助于進一步鞏固所學知識，通過畢業(yè)設計對所學知識加深，同時為發(fā)酵工藝有較深的研究，提高工藝指針能力，培養(yǎng)分析能力。到1992年達到340000噸，占世界產(chǎn)量的百分之三十七點五，成為世界產(chǎn)味精最多的國家之一。1908年日本人從海帶汁中提取出谷氨酸，并開始制造商品味之素。在設計前期通過查閱大量資料，首先完成長達三千漢字相關專業(yè)的外文翻譯，并且初步確定設計方案。 設計要求，技術經(jīng)濟指標 本設計根據(jù)畢業(yè)設計任務中的要求進行的，在設計中注意對畢業(yè)實習中所見新工藝新設備的合理采納。7H2O ≥98%，精制鹽≥99%⑾．BAPE ～,分子量3000～4000,微黃色油狀液體,濁點12～14℃⑿．VB1 99%⒀．732樹脂： 交換容量 柱度 16～50≥45% 真比重 ～～ 水分 40～50% 活性基團 —SO3— 離子型 Na+ GH—10（K—15）粒狀活性炭： 粒度 1024目，2842目，4060目強度 ≥90% PH ～灰分 ≤40% 鐵鹽 ≤%填充比重 ～% 干燥失重 ≤10%⒁．α淀粉酶：高溫活力2000μ/g，用量12μ/g干淀粉中溫活力4000μ/g，⒂．糖化酶：活力105μ/g，用量80～100μ/g，取90μ/g干淀粉⒃.粉末狀活性炭：粒度80目顆粒狀活性炭：～，顆粒長度5～20mm 制糖工藝 制糖的作用到目前為止，所發(fā)現(xiàn)的谷氨酸生產(chǎn)菌都不能直接利用淀粉，也不能利用糊精作為碳源。 制糖的方法目前制糖的方法由四種：酸法、酸酶法、酶酸法、雙酶法。（三）酶酸法即事先將淀粉乳采用α淀粉酶液化到一定程度，然后用酸水解成葡萄糖的工藝。（3） 可在較高淀粉乳濃度下水解20～30176。⑵.一次噴射105℃ （表）蒸汽⑶.層流維持100℃ 維持90分鐘⑷.滅酶 130℃ 25分鐘⑸.閃蒸90℃⑹.糖化57～60℃⑺.滅酶85℃⑻.過濾 用板框壓濾機正壓過濾，然后到糖貯罐中，應保持在60～70℃，防止糖液變壞，及時用完。擴大培養(yǎng)的流程：斜面培養(yǎng) 一級培養(yǎng) 二級培養(yǎng) 發(fā)酵罐 斜面菌種的培養(yǎng)⑴.培養(yǎng)基 ：% % % % ～% ～⑵.培養(yǎng)（1）每支試管中裝培養(yǎng)基4～5ml，滅菌冷卻55～60℃。到發(fā)酵16～20小時時，生物素基本消耗完，完成了谷氨酸非積累型，細胞向谷氨酸積累型轉變，對于20～36小時正常谷氨酸發(fā)酵。⑵.流加糖 流加糖一般在發(fā)酵10小時后補加，濃度為30%。影響因素：⑴.溫度：開始溫度33～34℃，不超過35小時，并超過ΔOD，12小時以保持一定的溫度36～37℃為宜，28小時后提高到37～38℃。一． 染菌的危害（一） 種子培養(yǎng)期染菌：染菌后將造成發(fā)酵罐染菌。⑴.廢氣：因生產(chǎn)中使用的工藝過程中產(chǎn)生的HCl,H2S,NH3,HCHO,H2SO4等氣體通過使設備密閉，使用液體石蠟與空氣隔離等措施防止其逸出，對于泄漏的少量廢氣通過機械排風和風筒高空排放。二是通過等電提取后，以上清液加入鋅。所以選擇此新工藝產(chǎn)生廢水少，改變了對以往工藝中產(chǎn)生大量廢水的特點。⑼.上柱廢流的處理廢液泵到廢水處理廠，經(jīng)處理后可制氮肥。 經(jīng)過濾的濾液打入炭柱，進行第二次脫色，活性炭具有很大的表面積，其吸附作用分為物理和化學吸附兩種，活性炭表面和色素分子之間范德華引力為物理吸附作用。⑵.中和速度中和速度不應太快，要緩慢進行中和。炭晶核形成三種方法：自然起晶，刺激起晶，晶種起晶。⑷.接種要充分利用火焰滅菌，盡可能保持在焰口操作，動作迅速，時間不宜過長。 工藝論證 中和 Glu + NaOH → Glu?Na + H2O在Glu的中和操作中，先把谷氨酸加入水中，成為飽和溶解液PH=，然后加入堿進行中和，溶液的PH值逐漸升高，谷氨酸的電平衡發(fā)生移動。硫化堿加入量不可過多也不可過少，一般稍過量，加硫化堿的溫度要控制在50℃以下，因溶液在偏酸或高溫時有H2S氣體逸出，其密度比空氣大，人吸入含有1/2000的空氣，是以引起嚴重中毒。由水合作用，溶質(zhì)以溶液中成為有一定晶形水合體析出，商品味精帶一個結晶水，溶液到晶體生成的過程有形成飽和溶液，晶核形成，晶體形成。粗頭大片，〉8目粉碎，制晶種或打粉摻入80%味精8～12目，做晶種，粉碎成12～30目12～30目，成品，99%的MSG30目以上，作為晶種或用結晶鍋重新結晶。 中和的速度中和的速度不應太快，要緩慢進行中和。 脫色 粉炭脫色控制操作：（1）溫度 在一定范圍內(nèi)，溫度升高，分子運動加快，溶液粘度降低，有利于吸附。 顆粒炭脫色 （1）進料速度 炭的吸附量與進料速度密切相關，顆粒炭吸附色素需一定時間，流量大，物料停留時間短，吸附效果差，經(jīng)驗認為進料為炭體積的2～3倍，效果較好，速度 2～3m3料/m3炭h。（2） 結晶與影響結晶的因素a． 結晶過程包括形成飽和溶液，晶核形成（本設計采用加晶種）和晶體成長三個階段?！妗e’,%，則1000千克工業(yè)淀粉產(chǎn)淀粉乳：100086%/%=(kg)設淀粉與水比為x,則1000(1+x)= x=即淀粉加水比例為1:=(kg)(2) 液化酶量使用液體耐高溫α淀粉酶,（酶的密度為1000kg/m3），則加酶量：(3) 糖化酶量使用液體糖化酶，（酶密度為1000kg/m3）則加酶量：(4) 糖化液產(chǎn)量100086%98%/30%=(kg)30%，則：(L) (5)生產(chǎn)過程進入的蒸汽和洗水量 =(kg)表 2 制糖工序物料衡算匯總進入系統(tǒng)離開系統(tǒng)項目物料比例（kg）日投料量（kg）項目物料比例（kg）日投料量（kg）工業(yè)淀粉1000糖液配料水84400液化酶糖化酶洗水和蒸汽14410累計累計根據(jù)總物料衡算， 發(fā)酵工序的物料衡算設初定容體積V0，流加糖體積V1，總體積V，則有以下關系：① ②③由③式解得 V=(1)發(fā)酵過程從排風帶走的水分進風 25℃，相對濕度φ=70%，水蒸氣分壓18mmHg（1mmHg=）。熱平衡方程表示如下：Q1 + Q2 + Q3 = Q4 + Q 5+ Q6式中 Q1——物料帶入的熱量（J）Q2——蒸汽熱量（J）Q3——各種熱效應，如發(fā)酵熱，稀釋熱，溶解熱等（J）Q4——物料帶走熱量（J）Q5——消耗于設備上的熱量（J）Q6——設備向外界散失的熱量（J） 糖化工序熱量衡算(1) 工藝流程調(diào)漿（25℃） 一次噴射（，℃） 層流維持罐（100℃，90min）滅酶（130℃，25min） 閃蒸罐（90℃） 糖化罐（60℃） 滅酶（85℃） 過濾(2) 熱量衡算①液化所需蒸汽量 式中 G——淀粉漿量（kg/h） C——淀粉漿比熱容 t1——漿料初溫 t2——液化溫度 I——加熱蒸汽焓（） ——加熱蒸汽凝結水的焓（ ）a)淀粉漿量G根據(jù)物料衡算，(t/h)，加水比為1：，則粉漿量：1904=(kg/l) 平均用水量為：= (t/h)b)粉漿干物質(zhì)濃度 c)粉漿比熱C 式中 C0——淀粉質(zhì)比熱容，x—— 粉漿干物質(zhì)含量C水——水的比熱容，d)蒸汽用量②．滅酶用蒸汽量 ℃升至130℃，130℃時 ℃升至130℃，則蒸汽高峰量為：60/25=(kg/h) 以上兩項合計，平均量為：+=(kg/h) 每日用量為：24=(t/d) 高峰量：+=(kg/h)③．液化液冷卻用水量 經(jīng)一次噴射后，液化液在閃蒸罐自然冷卻至85℃，進入糖化罐，以冷水降溫至糖化所需溫度60℃，水進口22℃，出口50℃，則需冷水量為： ④糖化工序熱量衡算a)日產(chǎn)30%，即 ( m3/d)糖化操作周期30h，其中糖化時間25h，糖化罐100m3,裝料系數(shù)75%則裝料：需糖化罐個數(shù)：（個）取3個b)糖化液滅酶所需蒸汽量 由6085℃滅酶 （表）蒸汽焓I=，85℃冷凝水，所需蒸汽量為： 需要20min內(nèi)使糖化液由60℃升至85℃，則蒸汽高峰用量為：D=60/20=(kg/h) 每日用量為：24=(t/d) c)糖化液滅酶后需由85℃降溫至60℃，以二次冷卻水冷卻，進口水溫20℃，出口水溫45℃ⅰ平均用水量 ⅱ要求2h內(nèi)把75m3糖化液冷卻至60℃,高峰用水量為： =(kg/h)=(t/h實際V== m3取填料系數(shù)為75%，則每罐實際裝料 %= m3，則所需罐數(shù)為：=， 取3臺，另預留一臺（3） 材料及安裝：選用不銹鋼1Gr18Ni9Ti，底下安裝，敞口。置于地下