【正文】 （ 6018） 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 37 頁 共 63頁 Q損失 = ? ?0 . 1 5 9 5 4 . 1 8 0 . 4 7 6 0 4 . 1 8 1 9 5 9 . 7 6 1 8 4 . 1 8 4 4 8 . 9 5? ? ? ? ? ? ? ? ? KJ/kg 水 ⊿ =184. = KJ/kg 水 設(shè) X2= I2= I1+⊿ （ X2 X1） =+（ ）（ ） =空氣耗量為： 13 6. 91 76 06 1. 110. 01 08 0. 00 9 Kg??/h 80℃ 空氣比熱 m179。KJ 2 計(jì)算蒸汽用量 每罐用氣量：熱損失按 5%計(jì)算 D=4671010179。=47610179。10+10179。KJ 需外界供給熱量： Q=Q+Q 母 =蒸 + Q 出晶 （ Q原料 + Q 晶 + Q 晶熱 + Q水） =10179。=10179。=70210179。=10179。取 26 罐 （一） 熱平衡與計(jì)算加熱蒸汽量： 每罐投入 14 m179。10179。妝液量 146 m179。填料 80%，日運(yùn)轉(zhuǎn) 5 臺，投放料 3次 a 罐體加熱 所需蒸汽量 18 m179。耗用熱量 D損 = ? ?2 1 0 . 7 4 4 3 . 4 7 0 2 0 2 0 6 . 7 32 7 4 3 1 2 7 4 . 1 8? ? ? ??? Kg （ 4） 罐壁附著洗滌水升溫的蒸汽消耗 ? ?2 1 0 . 7 4 0 . 0 0 1 1 0 0 0 1 2 7 2 0 4 . 1 8 4 1 . 7 92 7 4 3 1 2 7 4 . 1 8 Kg? ? ? ? ? ??? 式中 ― 附壁水平均厚度（ 1mm） （ 5） 滅菌過程蒸汽泄露，取總氣消耗量的 5%，空罐滅菌蒸汽耗量： 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 33 頁 共 63頁 10 90 .7 3 54 6. 79 20 6. 73 41 .7 9 0. 05??? ??Kg/h 每空罐蠛軍一小時(shí)，用蒸汽量； 1 ?? Kg/h 每日用蒸汽量： 1 9 8 5 .3 1 9 1 7 8 6 7 .7 9 /Kg d?? 平均 量： 1 7 8 6 7 .7 9 2 4 7 4 4 .4 9?? Kg/h 4 發(fā)酵過程產(chǎn)生的熱量及冷卻水用量 由經(jīng)驗(yàn) Qmax=? 7500=31350KJ/ m179。計(jì)算 所需蒸汽量 D空 =Vp 其中 V―發(fā)酵罐自由全容積， p― 加熱蒸汽密度 所以 D空 = 2 3 0 2 .3 7 3 5 4 6 .7 9 Kg?? ⑶ 滅菌過程的熱損失：輻射與對流聯(lián)合給熱系數(shù) r，罐外壁溫度 70℃。= ? ?1 3 4 7 8 3 . 3 9 1 2 0 7 8 8 5 6 . 1 62 7 4 3 1 2 0 4 . 1 8? ? ? ??? Kg/h 每日用蒸汽量： 0 .8 5 6 1 6 9 3 2 3 .1 2? ? ? t/d 高峰量： ： ⑶每日用蒸汽量： += t/d 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 32 頁 共 63頁 平均每小時(shí)用蒸汽量： +=高峰量： +=2培養(yǎng)基冷卻用水量 120℃ 熱料通過與生料進(jìn)行熱交換，降 到 80℃ ，再用水冷卻到 35℃ 。 糖濃度為 %Kg/L， P= 滅菌加熱過程用 蒸汽（表壓） I=2743 KJ/Kg，使用板式換熱器，將物料由 20℃預(yù)熱到 78℃ ，再加熱到 120℃ ，冷卻水由 20℃ 升到 45℃ ，沒罐滅菌時(shí)間為 3 小時(shí)，輸料流量： 179。裝料系數(shù) 75%，裝料250*75%= m179。 產(chǎn)生放罐母液； 16*= m179。加入底料原液為 14 m179。 其含量為： （ MSG） 2 每天需濃縮結(jié)晶的原液量 m179。 母液： = m179。 交換效率按 75% 計(jì) ，每 次 上 柱 量 ： *75%= m 179。 含 Glu ： 419*%*（ 195%%） /*100%=% 小 于 % 8 離子交換柱：選用 732強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂，填料系數(shù)為 75%，兩柱并聯(lián)。 后流量 P=*3= m179。/d 3 加入流水的量按 20%計(jì)： *20%= t/d， P=1，即體積為 m179。/d （ 2） 菌體含水量和菌體總體積： 419*8%/50%= m179。 磷酸氫二鉀 硫酸鎂 尿素 所需水量 需 31%黏液 四 提取車間物料衡算 現(xiàn)以一天為基準(zhǔn)進(jìn)行物料衡算 （一） 除菌體 1. 發(fā)酵液 179。+ V185。 + V178。 消泡劑： %V 放罐殘留及其他損失為 %V 即 185。升 ∴產(chǎn)酸為 %，糖酸轉(zhuǎn)化率為 58% ∵ 最 終 糖 液 濃 度 ： %/58%=% 1000kg 玉 米 淀 粉 制 成 純 糖 為 ：1000*84%**98%= 轉(zhuǎn)化成 %的糖液質(zhì)量： %*V= V= 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 23 頁 共 63頁 %的糖液密度 p=*= 甘蔗糖蜜： % V185。amp。Beamp。sup3。物料衡算是進(jìn)入系統(tǒng)的全部物料重量等于離開該系統(tǒng)的全部物 料重量，即∑ F = ∑ D + W 式中 F— 進(jìn)入系統(tǒng)物料量（ kg） D— 離開系統(tǒng)的物料（ kg） W— 損失的物料量 生產(chǎn)過程中總物料衡算 （一） 生產(chǎn)能力 年產(chǎn) 6萬噸 MSG， 99%的 MSG占 80%， 80%的 MSG占 20%，工作日為 320 天 1 折合 100%的味精 60000 80%99%+ 60000 20%80%= 57120t/年 2日產(chǎn)商品 MSG 60000／ 320= 80%=150t/d 80%的 20%=3日產(chǎn) 100%的 MSG： 57120/320=（二） 總物料衡算 1. 1000Kg 純淀粉理論上產(chǎn) 100%的 MSG 的量： 淀粉 111%→葡萄糖 %→谷氨酸 %→ MSG（理論值） 1000111%%%= 2. 1000kg 純淀粉實(shí)際產(chǎn) 100%的 MSG 參數(shù)確定：糖酸轉(zhuǎn)化率： 58%；粉糖轉(zhuǎn)化率： 98%；提取收率； 95%；精制收率： %； 100098%58%95%%%= 3. 1000kg 工業(yè) 淀粉（含量 84%的玉米淀粉）產(chǎn) 100%的 MSG： 84%= 4. 淀粉單耗 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 20 頁 共 63頁 1000kg100%的 MSG 實(shí)際消耗純淀粉量 1000/= 1000kg100%的 MSG 實(shí)際消耗工業(yè)淀粉量 1000/= 1000kg100%的 MSG 理論上消耗純淀粉的量 1000/115305= 1000kg100%的 MSG 理論上消耗工業(yè)淀粉量 100%= 2% 6淀粉利用率 247。成品得率 50% 第五章 空氣凈化系統(tǒng) Glu 發(fā)酵液態(tài)深層好氣性發(fā)酵 ,產(chǎn)生菌是好氧性微生物 ,在培養(yǎng)過程中需要大量無菌壓縮空氣 ,一般工業(yè)生產(chǎn)以大氣中空氣作氧源 ,但空氣中喊有多種微生物及灰塵 ,泥土等 ,在適宜條件下 ,其中的雜菌也會大量繁殖 ,消耗大量營養(yǎng)物質(zhì) ,產(chǎn)生各種代謝產(chǎn)物 ,影響發(fā)酵正常進(jìn)行 ,因此凈化是一相當(dāng)重要的環(huán)節(jié) . 一般考慮以下幾條 : 1減少進(jìn)口空氣雜菌數(shù)目 :采風(fēng)口應(yīng)設(shè)在主導(dǎo)風(fēng)上方 。 放罐濃度：放罐前用結(jié)晶水調(diào)整 amp。sup1。sup2。 晶核形成有三種方法：自然起晶法，刺激起晶法，晶種起晶法 b影響結(jié)晶速度的因素： 過飽和度，液膜厚度，溶液黏度，溶液濃度，溫度，真空度；稠度，晶種質(zhì)量 ⑶結(jié)晶工藝條件控制 投入結(jié)晶罐內(nèi)一定量脫色液進(jìn)行濃縮，達(dá)到濃度后，加入晶種。sup2。洗脫劑和再生劑濃度低時(shí)，效果增加不明顯，造成浪費(fèi)。料 / Mamp。那樣就影響了設(shè)備的利用率，生產(chǎn)中控制加碳后攪拌 30 分鐘達(dá)脫色飽和。 二脫色 1粉碳脫色控制操作： ⑴溫度 在一定范圍內(nèi)，溫度升高，分子運(yùn)動加快，溶液黏度降低，有利于吸附，當(dāng)溫度高時(shí)分子運(yùn)動加劇，反而使解析色素速度增大，綜合溫度對吸附解吸的影響，一般控制在 65 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 17 頁 共 63頁 ℃左右。ordm。而且加堿過快，導(dǎo)致局部 PH過高，發(fā)生消旋反應(yīng)，影響收率和產(chǎn)品質(zhì)量。+離子百分率高，造成 Glu 溶液不徹底，影響精制收率，還造成過濾困難，使后面操作不易進(jìn)行。若 PH 超過 7， GLuamp。 減少， GLUamp。作為晶種投入溶質(zhì)不會被溶解，也不會產(chǎn)生刺激起晶，全部作為晶核而不產(chǎn)生新晶核，從而達(dá)到控制晶體數(shù)量的目的。因此采用減壓真空濃縮法。 結(jié)晶原理：固體物質(zhì)溶于溶液中達(dá)到飽和，就處于一個(gè)相平衡。此種吸附特點(diǎn)速度快， 吸附量與溫度成正比，吸附熱小，容易吸附，另一種化學(xué)吸附，吸附速度慢，其速度與溫度成正比，吸附熱大，吸附具有選擇性。 除鐵檢測方法： A. 取加過量的硫化鈉的中和液滴加硫化鈉溶液，若無黑色沉淀說明鐵已除凈。 生產(chǎn)原料原因，特別是設(shè)備腐蝕游離出較多的鐵離子，此外中和液中還含有錳，鋅等離子，一同除去。 的形式時(shí)，即為中和生成谷氨酸鈉的等電點(diǎn)。/h. 8洗脫劑的處理 前流 :泵回到等電罐或上清液儲罐 ,以備下次重新上柱 . 高流 :調(diào) PHWEI 以供下次等電液調(diào)酸使用 . 9上柱廢液的處理 廢液泵到廢水處理廠 ,經(jīng)處理后可制氮肥 . 10離心機(jī) 離心機(jī)處理量 810mamp。/h. 5水洗 用 4560℃水正洗樹脂可除去部分雜質(zhì)和升高樹脂溫度 . 6反沖 用等電母液從下部反沖樹脂使樹脂稀疏 . 7洗脫劑配置 洗脫劑使用液氨 +水 +后流分配制 ,調(diào) PH 值約為 — 12,洗脫時(shí) 10mamp。/h,菌體分離濃度 50%. 2等電液 離心后的發(fā)酵液打入等電罐中 ,先使用高流分調(diào) PH 約為 后 ,緩慢調(diào)酸至 ,維持穩(wěn)定 ,攪拌 10h 以上 ,靜止 78h 后放料 3上柱母液 用硫酸將上清液調(diào)到 PH 為 ,準(zhǔn)備上柱 . 4上柱 上柱量 10mamp。二是等電提取后 ,以上清夜加入鋅 . 特點(diǎn) :工藝簡單 ,操作方法提取收率穩(wěn)定 ,但對環(huán)境不利 . 4鹽酸法 谷氨酸在濃冷 HCL 中 溶解度小 ,易生成晶體 ,可提純再加堿中只至等電點(diǎn) ,使其析出 特點(diǎn) :此工藝收率高 ,但流程長而復(fù)雜 ,堿酸耗量大 ,設(shè)備要求勞動強(qiáng)度大 . 5滲透膜分離法 根據(jù)滲透膜對各種離子的選擇滲透性不同 ,將谷氨酸分離 .如電析法 ,要求滲析液清 ,耗電多 ,且滲透膜質(zhì)量不穩(wěn)定 . 6溶劑抽提方法 谷氨酸在有機(jī)劑中溶解度小 ,可在除菌的 Glu 中加某種有機(jī)劑而提純 Glu 但此法對有機(jī)劑的選擇和產(chǎn)品食用的安全性尚在研究中 . 三 提取方法選擇 綜上所述聯(lián)系實(shí)際 ,現(xiàn)選用一次等電點(diǎn) ,離子交換 ,全母回流洗脫工藝 .本工藝操作簡單 ,設(shè)備要求不高 .提取收率高 ,對 環(huán)境污染小優(yōu)點(diǎn) ,所以 選擇此新工藝 ,產(chǎn)生廢水少 ,改變了以從沖工藝中產(chǎn)生大量廢水的弊端 . 2節(jié) 工藝流程及工藝控制 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 13 頁 共 63頁 一 . 工藝流程敘述 二 . 工藝控制 1除菌體 采用碟片式離心機(jī) ,處理量為每臺 15Mamp。等電點(diǎn)法 .離子交換法 .鋅鹽法 .鹽酸法 .滲透膜分離法 .溶劑提取法 . 1 等電點(diǎn)法 將發(fā)酵液和硫酸調(diào) PH值到 Glu的等電點(diǎn) ,使其析出其收率可達(dá) 50%80%,一般有常溫等電法 ,低溫等電法及濃縮等電法 . 其特點(diǎn) 。發(fā)酵中期染菌：可加大風(fēng)量，加速產(chǎn)酸，降低 PH值 發(fā)酵后期染菌：提前放罐。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 11 頁 共 63頁 （三） 發(fā)酵中期染菌：將嚴(yán)重干擾生產(chǎn)菌的代謝，影響產(chǎn)物的生成 （四） 發(fā)酵后期染菌：影響產(chǎn)量，產(chǎn)物提取和產(chǎn)品質(zhì)量。 4） 定容控制：開始時(shí)定容 4550℅ ，以便留出較大的流加糖室間，最后定容 75℅ 5） CO2 的控制 6） 泡沫控制：加消泡劑進(jìn)行控制，加入量與時(shí)間以產(chǎn)生泡沫量為依據(jù)。 室內(nèi)無菌空氣檢查，每周一次，方法采取在接種操作的同時(shí)打開平板10min，經(jīng) 37℃ 無菌培養(yǎng) 24h，菌落不超過 2個(gè)。 操作前必須先洗手，換上無菌衣帽和鞋子，戴上口罩，用 75℅ 酒精擦雙手。 優(yōu)點(diǎn)：（ 1）解除底物的抑制，產(chǎn)物反饋抑制和葡萄糖分解阻遏效應(yīng) （ 2）減少菌體生成長量，提高有用產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率。 （ 4） 3233℃ ，恒溫培養(yǎng) 2226h作生產(chǎn)用培養(yǎng) 48h 保存。 發(fā)酵周期短，對營養(yǎng)要求粗放。 糖液含湯量 ℅kg/l 第二章 發(fā)酵工藝 第一節(jié) 工藝選擇 選用亞適量生物素流加糖發(fā)酵工藝，該工藝具有產(chǎn)酸高，轉(zhuǎn)化率高，周期短，糖耗速率快等特點(diǎn)。 2節(jié)、工藝流程及工藝控制 一 、工 藝流程 淀粉 +水 +γ 淀粉酶 —— 調(diào)漿罐 —— 一次噴射 —— 層流維持罐 —— 閃蒸罐 —— 糖化罐 —— 滅酶 —— 壓濾 —— 糖化液貯罐