谷氨酸的生產工藝ppt課件-資料下載頁
2025-05-04 12:55本頁面
【正文】 69頁 第 44頁，共 69頁 Glu發(fā)酵的四個階段 適應期； 對數(shù)生長期； 轉化期； 產酸期。 第 45頁，共 69頁 適應期 細胞利用貯存物質合成大分子物質和所需能 量，菌體個體長大但沒有分裂； 糖等基質基本不耗或很少消耗， pH值稍為上 升是由于尿素分解放出氨所致； 適應期的長短取決于菌種活力、種子量、發(fā) 酵培養(yǎng)基和發(fā)酵條件等一般為 2h左右。但采用 高生物素、大種量、添加青霉素工藝時適應期 非常短。 第 46頁，共 69頁 對數(shù)生長期 長菌階段，極少產谷氨酸，一般發(fā)酵 3—8h或 4—10h； 菌濃度：菌體大量繁殖， OD(光密度 )直線增長； 菌體形態(tài)：與二級種子相同，絕大多數(shù)為 “V”形分裂； 基質變化：耗糖速度逐漸加快，尿素被脲酶分解放出氨 使 pH上升，氨被菌體利用又使 PH下降，這時必須及時流 加尿素，補充氮源和調節(jié) PH值； 溫度：由于菌體代謝活動，放出熱，溫度開始上升，一 般發(fā)酵 5h左右溫度開始上升，應該注意降溫； 通風：排氣中 CO2濃度顯著增加，耗氧量很快增加，培 養(yǎng)液中的溶解氧下降，提高通風量； 但在對數(shù)末期要加大風量供給充足氧和及時施加尿素供 給充分氮源促進增殖型菌體向生產型轉化。 第 47頁，共 69頁 菌體由增殖型向生產型轉化的時期，時間約為 8—14h 或 10—18h； 部分菌體體內生物素含量由 “豐富轉向貧乏 ”，此部分 菌就停止繁殖，在條件適宜時，開始伸長，膨肥形成生 產型細胞，開始積累谷氮酸。 菌體數(shù)量：達到最大值； 菌體形態(tài)： “v”字形和伸長、膨大菌形同時存在，且 伸長菌體不斷增加； 代謝最旺盛階段，耗糖加快，谷氨酸生成迅速增加， 耗氧速率加快，并接近最大值，放熱也達最大值 。 轉化期 第 48頁，共 69頁 發(fā)酵控制：必須充分供氧，通風量達最大值，充分 供給氮源，應注意降溫冷卻，泡沫顯著增加。對發(fā) 酵控制來說，此時期以前的控制是發(fā)酵成敗之關鍵。 此時期的變化受生物素和風量的明顯影響。 當生物素過量時，沒有明顯的轉化期，長菌不產酸， 耗糖快，耗尿快。 若生物素太少，菌的數(shù)量不足，產酸低，周期長； 如果通風不足，菌體的代謝轉積累乳酸。 谷氨酸發(fā)酵中生物素用量與供氧能否巧妙地配合好 在一階段中明顯地反映出來。 第 49頁，共 69頁 菌體完成由增殖型向生產型轉化后，菌形幾乎都 變長、膨大，邊緣不完整，像花生形 。 大量累積谷氨酸，耗糖與產酸相適應，產酸達最 大值，對糖轉化率達 50 ％ ——65％； 應繼續(xù)流加尿素，保證有充足的氮源； pH值維持 ——； 適當提高溫度，一般為 36℃ ——3 7℃ ； 在發(fā)酵后期耗氧量減少，可適當降低風量。流加 尿素以少量為好，控制 pH值 —。當殘?zhí)墙档?1 ％，根據(jù)發(fā)酵情況．可將風量降到最低，促進中間 產物轉化成谷氨酸。 產酸期 第 50頁，共 69頁 六、谷氨酸的提取 發(fā)酵醪液的組成：溶解的谷氨酸、菌體、殘?zhí)恰⑸? 素、膠體物質及其他發(fā)酵副產物。 提取原理：通常利用兩性電解質性質、溶解度、分 子大小、吸附劑的作用、以及谷氨酸的成鹽作用等。 常用方法：等電點法、離子交換法、鋅鹽法等。 為了提高提取收率，有的工廠還采用等電點 —鉀鹽 法，等電點 —離子交換提取工藝。 新技術：電滲析和反滲透法、濃縮等電點法、離子 硅藻土過濾等電點法等。 第 51頁，共 69頁 等電點法 等電點法是提取谷氨酸方法中最簡單的一 種，它具有操作簡便、設備簡單等優(yōu)點，是 日前谷氨酸生產中多采用的方法。 原理： 谷氨酸的等電點 ；將溶液的 pH值調至 ，使谷氨酸析出，然后通過過濾和離心 等操作獲得 Glu。 第 52頁，共 69頁 谷氨酸晶體有兩種，分別是 a型和 β型。 前者的晶軸長短接近，晶體粗壯，顆粒 大，易沉淀分離，是理想晶體；后者晶軸 長短不一，針狀或鱗片狀，晶粒微細。不 易沉淀析出。所以在操作中，需控制條件 以利于形成 a型。 結晶的工藝流程 第 55頁，共 69頁 提取工藝控制 控制點：谷氨酸含量、結晶溫度及降溫速度、加酸、 投晶種與育晶、攪拌、離心分離； 谷氨酸含量：用等電點法提取谷氨酸時，要求谷氨 酸含量在 4%以上，否則可以先濃縮或加晶種后，再 提??； 結晶溫度及降溫速度：谷氨酸的溶解度隨溫度降低 而降低，為了利于形成 a型晶體，溫度要低于 30℃ ，且降溫速度要慢； 加酸：調節(jié)溶液 pH至等電點，在操作時前期 (晶核 ) 形成前要緩，后期加酸要慢，直至降至等電點。 第 56頁，共 69頁 投晶種與育晶：加入一定量晶種，有利于提高谷氨 酸收率。通常谷氨酸含量在 5％， pH在 ~， 加人晶種；谷氨酸含量在 ％ ~％， pH在 ~，投放量約為發(fā)酵液的 ％ ~ ％。 攪拌：在結晶過程中，攪拌有利于晶體的長大，但 也不易過強，否則還會使晶體破碎，一般以 20r/min~30r/min為宜。 離心分離：谷氨酸發(fā)酵液經等電攪拌后，靜置 4h~6h，谷氨酸晶體大多沉淀在設備底部，上清波 (母液 )再回收利用，而底部的固形物通過離心的方法 得到谷氨酸粗品。 第 57頁，共 69頁 其它提取方法 離子交換法：用強酸型陽離子交換樹脂 (732) 氫型吸附谷氨酸形成陽離子后， 4％的 NaOH 洗脫，收集相應流分，再加鹽酸結晶。 鋅鹽法：利用谷氨酸鋅在水溶液中的溶解度 低的原理，將發(fā)酵液中的谷氨酸一次性進行 回收。
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