【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 生產(chǎn)方法介紹 ,1 固體培養(yǎng)法 固體培養(yǎng)法的培養(yǎng)基以 麩皮 、米糠等為主要原料，加入其他必要的營(yíng)養(yǎng)成分，制成固體或半固體的 麩曲 ，經(jīng)過(guò)滅菌冷卻后，接種產(chǎn)酶微生物菌株，在一定條件下進(jìn)行發(fā)酵，以獲得所需的酶。固體培養(yǎng)法的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便， 麩曲 中酶的濃度較高，特別適用于各種霉菌中的培養(yǎng)和發(fā)酵產(chǎn)酶。其缺點(diǎn)是勞動(dòng)強(qiáng)度較大，原料利用率較低，生產(chǎn)周期較長(zhǎng)。 液體深層培養(yǎng)法 液體深層培養(yǎng)法是采用液體培養(yǎng)基，置于生物反應(yīng)器中，經(jīng)過(guò)滅菌、冷卻后，接種產(chǎn)酶細(xì)胞，在一定條件下，進(jìn)行發(fā)酵，生產(chǎn)得到所需的酶。液體深層培養(yǎng)法不僅適合于微生物細(xì)胞發(fā)酵生產(chǎn)也可用于植物細(xì)胞和動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)。液體深層培養(yǎng)法的機(jī)械化程度較高，技術(shù)管理 較嚴(yán)格，酶的產(chǎn)率較高，質(zhì)量較穩(wěn)定，產(chǎn)品回收率較高。 以上兩種方法， 是目前酶發(fā)酵生產(chǎn)的主要方式。 生產(chǎn)方法的選擇 選擇生產(chǎn)方法的主要依據(jù) []有： 1，原料來(lái)源、種類(lèi)和性質(zhì)。 本次設(shè)計(jì)的原料采用市場(chǎng)上來(lái)源比較廣泛的玉米淀粉， 2，產(chǎn)品的質(zhì)量和規(guī)格 。罐發(fā)酵單位為 600u/mL，終產(chǎn)物產(chǎn)品規(guī)格為 4000u/g， 3，生產(chǎn)規(guī)模 。設(shè)計(jì)生產(chǎn)規(guī)模為 50000t/a。 年產(chǎn) 5 萬(wàn)噸α淀粉酶工廠生產(chǎn)車(chē)間的設(shè)計(jì) 6 4，技術(shù)水平 。生產(chǎn)方式采用較易掌握的間歇式生產(chǎn)。 5，建廠地區(qū)的自然環(huán)境 。南陽(yáng)地區(qū)地處溫帶地區(qū)，無(wú)需配套的冷凍系統(tǒng)即可滿(mǎn)足正常發(fā)酵的溫度要求 6，經(jīng)濟(jì)合理性 。 結(jié)合以上原則和生產(chǎn)方法的比較，本設(shè)計(jì)決定采用液體深層發(fā)酵法進(jìn)行生產(chǎn)， 設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為 50000t/a,終產(chǎn)物活力單位為 4000u/g的α淀粉酶工廠生產(chǎn)車(chē)間。 4 工藝計(jì)算 工藝技術(shù)指標(biāo) 枯草桿菌發(fā)酵工藝流程示意圖 枯草桿菌發(fā)酵采用液體深層發(fā)酵、 鹽析 法提取的工藝，其工藝流程如下圖 ： 圖 工藝流程圖 工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù) ⑴ 主要技術(shù)指標(biāo)如下所示： 年產(chǎn) 5 萬(wàn)噸α淀粉酶工廠生產(chǎn)車(chē)間的設(shè)計(jì) 7 表 α 淀粉酶 發(fā)酵工藝技術(shù)指標(biāo) 指標(biāo)名稱(chēng) 單 位 指 標(biāo) 數(shù) 指標(biāo)名稱(chēng) 單 位 指 標(biāo) 數(shù) 生產(chǎn)規(guī)模 t/a 50000 發(fā)酵初糖 Kg/ m3 150 生產(chǎn)方法 深層發(fā)酵， 鹽析 提取 產(chǎn)品 規(guī)格 U/g 4000 年生產(chǎn)天數(shù) d/a 300 提取總收率 % 82 發(fā)酵周期 h 72 倒罐率 % 產(chǎn)品日產(chǎn)量 t/d 麥芽糖化轉(zhuǎn)化率 % 95 罐發(fā)酵單位 u/ml 600 淀粉糖化轉(zhuǎn)化率 % 95 發(fā)酵罐裝料系數(shù) % 75 接種量 % 8 ⑵ 種子培養(yǎng)基：水解糖 25g/l（由麥芽糊精提供，約占培養(yǎng)基 %）； (NH4)SO4 %；Na2HPO4 %；消泡劑 %。 上述百分?jǐn)?shù) 均為質(zhì)量百分?jǐn)?shù) ⑶ 發(fā)酵培養(yǎng)基：水解糖 150g/l (由玉米淀粉提供，約占培養(yǎng)基 20%)；豆餅粉 %； (NH4)SO4 %； Na2HPO4 %；消泡劑 %。 上述百分?jǐn)?shù) 均為質(zhì)量百分?jǐn)?shù) （ 4）補(bǔ)料液：水解糖 150g/l（由玉米淀粉提供，約占培養(yǎng)基 25%）； 豆餅粉 %；消泡劑 %。上述百分?jǐn)?shù) 均為質(zhì)量百分?jǐn)?shù) α 淀粉酶發(fā)酵車(chē)間的物料衡算 首先計(jì)算生產(chǎn) 1000kg 規(guī)格為 4000 u/g 的 α 淀粉酶需耗用的原輔材料及其他物料量。 ⑴ 放罐成熟 發(fā)酵液量 V0=1000kg 4000 u/g247。( 600u/ml 82%99% )=（ m3） 式中 82%—— 提取總收率 99%—— 除去倒罐率 1%后的發(fā)酵成功率 ⑵ 放罐 發(fā)酵 成熟 液 V0分為以下三部分： 底 料： V1= 80%= （ m3） 種液量： V2= 8%=（ m3） 補(bǔ)料量： V3= 12%=（ m3） （ 3）發(fā)酵液底料配置需水解糖量： m1=150 V1=150 = (kg) 種子培養(yǎng)液配置需水解糖量： m2=25 V2=25 = (kg) 補(bǔ)料液配置需水解糖量： m3=150 V3=150 = (kg) （ 4）以 玉米 為 淀粉原料 作為水解糖來(lái)源 理論上， 100kg淀粉轉(zhuǎn)化生成葡萄糖量為 111kg，故理論上耗用玉米淀粉量為： 年產(chǎn) 5 萬(wàn)噸α淀粉酶工廠生產(chǎn)車(chē)間的設(shè)計(jì) 8 m 底料 = 247。(80% 95% 111%)= (kg) m 補(bǔ)料 = 247。(80% 95% 111%)= (kg) m 淀粉 =+= kg 式中 80%—— 玉米淀粉原料含純淀粉量 95%—— 淀粉糖化轉(zhuǎn)化率 （ 5） 豆餅粉耗用量 m 豆餅粉 =247。2 0% %+247。2 5% 7%=(kg) （ 6） 麥芽糊精耗用量 理論上， 100㎏麥芽轉(zhuǎn)化為 140㎏葡萄糖，故理論上耗用淀粉量為： m 麥芽 =247。(80% 95% 140%)=(kg) 式中 80%—— 麥芽糊精原料含純麥芽量 95%—— 麥芽糖化轉(zhuǎn)化率 （ 7） 玉米漿耗用量 m 玉米漿 =247。2 0% %+247。4. 0% %=(kg) （ 8） 4 2 4()NH SO 耗用量 247。2 0% %+247。4. 0% %=3 （ kg） （ 9） 24NaHPO 耗用量 247。2 0% %+247。4. 0% %=（ kg） （ 10） CaCO3耗用量 247。2 0% %=（ kg） （ 11）消泡劑 耗用量 247。2 0% %+247。4. 0% %+247。2 5% %=(kg) 年產(chǎn) 5 萬(wàn) t/aα 淀粉酶工廠發(fā)酵車(chē)間的物料衡算表 由上述生產(chǎn) 1000 kgα 淀粉酶（ 規(guī)格為 4000 u/g）的物料衡算結(jié)果，可求得 5 萬(wàn)t/aα 淀粉酶工廠發(fā)酵車(chē)間的物料平衡計(jì)算。具體計(jì)算結(jié)果如下表所示。 表 5 萬(wàn) t/aα 淀粉酶工廠發(fā)酵車(chē)間的物料衡算表 物料 名稱(chēng) 生產(chǎn) 1t α 淀粉酶（ 5000u/ml）物料量 5 萬(wàn) t/a α 淀粉酶 生產(chǎn)的物料量 每日物料量 發(fā)酵液 m3 10 5 1368 年產(chǎn) 5 萬(wàn)噸α淀粉酶工廠生產(chǎn)車(chē)間的設(shè)計(jì) 9 種液量 m3 10 4 玉米淀粉 kg 10 7 10 5 豆餅粉 kg 10 7 10 4 玉米漿 kg 10 6 10 4 麥芽糊精 kg 10 5 2572 (NH4)2SO4 kg 10 6 5060 Na2HPO4 kg 10 5 3048 CaCO? kg 10 6 10 4 消泡劑 kg 10 6 4371 生產(chǎn)車(chē)間的熱量衡算 糊化用水耗熱量 Q1 根據(jù)物料衡算的結(jié)果， 料水比為 1:4， 糊化鍋加水量為： m1=（ +） 4=（ kg） 則 m 混合酪 =++= 式中， 為生產(chǎn) 1000kgα 淀粉酶所需要的玉米淀粉量， 為糊化鍋加入的豆餅粉量 。 自來(lái)水平均溫度取 1t =20℃ ，而糖化配料用水溫度 2t =50℃ ，故耗熱量為 Q1=m1 CW(t2－ t1)= ℃ （ 50℃ 20℃ ） =10 5（ kJ） 混合 醪煮沸耗熱量 2Q 2 2 2 2Q Q Q Q? ?????? ? ? 0t 加熱至 100℃ 耗熱 2Q? 00m ( 1 0 0 )Q C t? ??混 合 醪 混 合 醪 ⑴ 計(jì)算 混合 醪的比熱容 C混 合 醪 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式 0 .0 1 [ (1 0 0 ) 4 .1 8 ]0C w C w? ? ?谷 物 【 1】 {參考文獻(xiàn)來(lái)自發(fā)酵工廠設(shè)計(jì) P79} 式中 ： W為含水百分率 ， 豆餅粉為 6； 玉米淀粉為 13； 0C 為絕對(duì)谷物比熱容， (kgk) 進(jìn) 行計(jì)算。 年產(chǎn) 5 萬(wàn)噸α淀粉酶工廠生產(chǎn)車(chē)間的設(shè)計(jì) 10 C 豆餅粉 =[(1006) +6]=1. 71[kJ/( kg℃)] C 玉米粉 =[(10013) +13]=[k J /(kg℃)] 111m c + m c + m c= m + m + mC 玉 米 粉 玉 米 粉 豆 餅 粉 豆 餅 粉混 合 酪玉 米 粉 豆 餅 粉 1 3 4 3 . 0 8 1 . 8 9 + 4 2 8 . 6 1 . 7 1 + 7 0 8 6 . 7 2 4 . 1 8= 1 3 4 3 .