【正文】 可減少雜菌感染的可能性，采用較低的 pH值，可使糖化液顏色變淺。 酶的選擇及用量與淀粉乳濃度、糖化時間、溫度、 pH 值之間相互關(guān)系 不同來源的葡萄糖淀粉酶對糖化時溫度和 pH 值方面的要求存在差別。糖液的還原糖含量可達(dá) 30％左右， DE 值可達(dá)到 96％以上。這樣既可避免等電點收率低，又可減少樹脂用量，還可以獲得較高的提取收率，即提取收率可達(dá) 90％以上。 提取工段 本設(shè)計采用等電點 離子交換法提取谷氨酸。國外普遍采用的是高生物素添加青霉素，流加糖發(fā)酵工藝，與生物素亞適量工藝比較，具有產(chǎn)酸速度快、產(chǎn)酸高、轉(zhuǎn)化率高、發(fā)酵周期短、設(shè)備利用率高等優(yōu)點。 另外，國內(nèi)比較先進(jìn)的工藝是采用亞適量生物素流加糖發(fā)酵工藝。該工藝有利于提高谷氨酸產(chǎn)量和設(shè)備利用率，也有利于節(jié)約原材料與能源消耗。本設(shè)計從水解糖液的質(zhì)量及降低糧耗，提高原料利用率方面來考慮，選擇雙酶法淀粉水解工藝。 Ⅵ 雙酶法工藝同樣適用于大米或粗淀粉原料，可以避免淀粉在加工過程中的大量流失，減少糧食消耗。由于酶制劑中菌體細(xì)胞的自溶，使糖液營養(yǎng)豐富，可以簡化發(fā)酵培養(yǎng)基，少加甚至不加生物素，有處于糖液的充分利用。 Ⅲ 可以在較高的淀粉濃度下水解，水解糖液的還原糖含量可達(dá)到 30﹪以上。與其他方法比較，具有較高的優(yōu)越性，主要表現(xiàn)在以下幾個方面： Ⅰ 由于酶具有較高的專一性，淀粉水解的副產(chǎn)物少，因而水解糖液純度高， DE 值可達(dá) 98﹪以上，使糖液得到充分利用。該法適用于大米或粗淀粉原料，可省去大米或粗淀粉原料加工成精制淀粉的生產(chǎn)過程，避免淀粉在加工過程中的大量流失，與加工成精制淀粉比較，一般可提高原料利用率 15％左右。缺點是在水解過程中副反應(yīng)生產(chǎn)的副產(chǎn)物多，影響糖液純度，使淀粉轉(zhuǎn)化率降低。它是利用無機(jī)酸為催化劑，在高溫高 3000t/a 谷氨酸工廠的生產(chǎn)設(shè)計 3 壓 下，將淀粉水解轉(zhuǎn)化為葡萄糖的方法。第二是糖化過程，即利用糖化酶將液化了的糊精及低聚糖進(jìn)一步水解轉(zhuǎn)化為葡萄糖。 各階段工藝方案及論證 糖化工段 本設(shè)計采用雙酶法制糖工藝。 確保安全生產(chǎn)，以保證人身和設(shè)備的安全。努力提高原料利用率，提高勞動生產(chǎn)率，降低水、電、汽及其他能量消耗，降低生產(chǎn)成本，使工廠建成后能迅速投產(chǎn)，在短期內(nèi)達(dá)到設(shè)計生產(chǎn)能力產(chǎn)品質(zhì)量要求，并做到生產(chǎn)穩(wěn)定、安全、可靠。進(jìn)行工藝流程設(shè)計，必須考慮以下幾項原則： 保證產(chǎn)品質(zhì)量符合國家標(biāo)準(zhǔn)，外銷產(chǎn)品還必須滿足銷售地區(qū)的質(zhì)量要求。其二是繪制工藝流程圖。 設(shè)計的生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo) 年產(chǎn) 3000 噸 95%的谷氨酸 工藝流程設(shè)計在整個工藝設(shè)計中最先開始，但隨著工 藝及其他專業(yè)設(shè)計的展開，通常需要對初步的工藝流程設(shè)計進(jìn)行局部修改，所以幾乎最后才完成。 主要生產(chǎn)設(shè)備的發(fā)動機(jī)一覽表。 設(shè)計圖紙 生產(chǎn)流程圖。 1． 3． 1． 5 主要設(shè)備的選型及計算。 1． 3． 1． 3 生產(chǎn)方法及工藝流程的比較、選擇的闡述。 設(shè)計的主要內(nèi)容如下： 設(shè)計文件 設(shè)計文件主要解決所有生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題，對以下問題重點說明： 2 西北輕工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 1． 3． 1． 1 設(shè)計依據(jù)及設(shè)計范圍。 1． 2． 6 設(shè)計工作必須加強(qiáng)計劃性，各階段工作要有明確的進(jìn)度。工廠生產(chǎn)規(guī)模，產(chǎn)品品種的確定，要適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)的需要，要考慮資金來源，建廠地點，時間，三廢綜合利用等條件，并適當(dāng)保留發(fā)展余地。 1． 2． 3 要解放思想，積極采用新技術(shù)，力求設(shè)計在技術(shù)上具有現(xiàn)實性和先進(jìn)性，在經(jīng)濟(jì)上具有合理性，并根據(jù)設(shè)備和控制系統(tǒng)在資金和 供貨可能情況下，盡可能提高勞動生產(chǎn)率，逐步實現(xiàn)機(jī)械化，自動化。要學(xué)會查閱文獻(xiàn)，收集設(shè)計必需的技術(shù)基礎(chǔ)資料，加強(qiáng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)的分析工作，深入調(diào)查，與同類型廠先進(jìn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)作比較，要善于從實際出發(fā)去分析研究問題。首先要有加速社會主義四個 現(xiàn)代化早日實現(xiàn)的明確的指導(dǎo)思想，做到精心設(shè)計，投資省，技術(shù)新，質(zhì)量好，效益快，回收期短，使設(shè)計工作符合社會主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)的總原則。淀粉溶解調(diào)漿好以后泵入液化罐在 90～ 105 下液化，再在 45 下進(jìn)行糖化，糖化液經(jīng)過濾得到的糖液再經(jīng)配料、連消后泵入發(fā)酵罐經(jīng)發(fā)酵，發(fā)酵液經(jīng)等電、結(jié)晶、沉淀后，經(jīng)過離心最后干燥包裝成成品 . 1．概論 1． 1 設(shè)計依據(jù) 本設(shè)計主要以指導(dǎo)老師批準(zhǔn)的設(shè)計計劃書規(guī)定的生產(chǎn)綱領(lǐng)為依據(jù)，根據(jù)原材料的特性和產(chǎn)品的質(zhì)量要求，以及廠址的現(xiàn)場條件，并結(jié)合國內(nèi)設(shè)備制造供應(yīng)條件和引進(jìn)國外技術(shù)與裝備的可能性，盡量采用先進(jìn)的工藝技術(shù)和裝備。生物素作為催化脂肪酸生物合成限速反應(yīng)的關(guān)鍵酶 乙酰輔酶 COA 羧化酶的輔酶參與脂肪酸的合成，從而影響磷脂合成及細(xì)胞膜的形成，因此為了形成有利于谷氨酸向外滲透的細(xì)胞膜，須使磷脂合成不充份，因而必須要控制生物素亞矢量。 3000t/a 谷氨酸工廠的生產(chǎn)設(shè)計 1 年產(chǎn) 3000 噸谷氨酸廠的生產(chǎn)設(shè)計 摘要 谷氨酸產(chǎn)生菌糖代謝的一個重要特征就是α 酮戊二酸氧化能力弱。谷氨酸發(fā)酵的關(guān)鍵在于發(fā)酵培養(yǎng)期間谷氨酸生產(chǎn)菌細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)與功能上的特異性變化，使細(xì)胞膜轉(zhuǎn)變成有利于谷氨酸向膜外滲透的模式細(xì)。谷氨酸發(fā)酵培養(yǎng)基包括碳原、氮原、無機(jī)鹽、生長因子、水等。 1． 2 設(shè)計的指導(dǎo)思想 1． 2． 1 設(shè)計工作要圍繞現(xiàn)代化建設(shè)這個中心，為這個中心服務(wù)。 1． 2． 2 設(shè)計工作必須認(rèn)真進(jìn)行調(diào)查研究。設(shè)計的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)以達(dá)到或超過國內(nèi)同類型工廠生產(chǎn)實際平均先進(jìn)水平以宜。 1． 2． 4 設(shè)計必須結(jié)合實際，因地制宜，體現(xiàn)設(shè)計的通用性的獨特性相結(jié)合的原則，不能千廠一貌。 1． 2． 5 發(fā)酵工廠設(shè)計還應(yīng)考慮微生物發(fā)酵的獨特要求，既要注意到周圍環(huán)境（包括空氣 、 水源）的清潔衛(wèi)生，又要注意到工廠內(nèi)車間之間對衛(wèi)生 、 無菌 、 防火等條件的相互影響。 1． 3 設(shè)計任務(wù)及主要內(nèi)容 設(shè)計工作的基本任務(wù)是要作出體現(xiàn)國家有關(guān)方針政策，切合實際，安全適用，技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)效益好的設(shè)計，為我國社會主義現(xiàn)代化服務(wù)。 1． 3． 1． 2 設(shè)計指導(dǎo)思想、建設(shè)規(guī)模和 產(chǎn)品方案。 1． 3． 1． 4 主要生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的生產(chǎn)定額。 1． 3． 1． 6 車間的問題及解決問題的建議。 車間設(shè)備布置圖，比例采用 1∶ 100。 主要材料估算表等。其主要任務(wù)包括兩個方面：其一是確定由原料到成品的各個生產(chǎn)過程及順序，即說明生產(chǎn)過程中物料的能量發(fā)生的變化及流向，應(yīng)用了哪些生物反應(yīng)或化工過程及設(shè)備。 工藝流程設(shè)計原則 工藝路線的選擇是發(fā)酵工廠設(shè)計的關(guān)鍵步驟，一般要求對可選擇的各種生產(chǎn)方法進(jìn)行全面的比較分析，從中選擇技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的工藝路線，以保證項目投產(chǎn)后能達(dá)到高產(chǎn)、低耗、優(yōu)質(zhì)和安全運轉(zhuǎn)。 盡量采用成熟、先進(jìn)的技術(shù)的設(shè)備。 盡量減少三廢排放量，有完善的三廢治理措施，以減少可消除對環(huán)境的污染，并做好三廢的回收和綜合利用。 生產(chǎn)過程盡量采用機(jī)械化的自動化，實現(xiàn)穩(wěn) 定、高產(chǎn)。它是用淀粉酶和糖化兩種酶將淀粉轉(zhuǎn)化為葡萄糖的工藝，可分為兩個過程：第一是液化過程，即利用α 淀粉酶將淀粉液化，轉(zhuǎn)化為糊精及低聚糖，使蛋白質(zhì)分離。 工藝方案論證： 根據(jù)原料淀粉的性質(zhì)及采用的水解液催化劑不同，水解淀粉為葡萄糖的方法有下列三種： ⑴酸解法：是一種常用的也是傳統(tǒng)的水解方法。該法具有工藝簡單，水解時間短，生產(chǎn)效率高，設(shè)備周轉(zhuǎn)快的優(yōu)點。 ⑵ 酶酸法：酶酸法工藝主要是將淀粉乳先用 а – 淀粉酶液化，然后用酸水解成葡萄糖的工藝。 ⑶酶解法：它是通過淀粉酶液化和糖化酶糖化將淀粉轉(zhuǎn)化為葡萄 糖的工藝。 Ⅱ 淀粉水解是在酶的作用下進(jìn)行的酶解反應(yīng)，條件較溫和，因而不需耐高溫、高壓、耐酸的設(shè)備。 Ⅳ 酶解法用 20～ 30Be 淀粉乳，而且可用粗淀粉原料。 Ⅴ 雙 酶法制得的糖液顏色淺，較純凈，無苦味，質(zhì)量高，有利于糖液的充分利用。 各種糖化方法的比較 : 發(fā)現(xiàn)采用不同的水解制糖工藝，各有其優(yōu)點及存在問題。 發(fā)酵工段： 本設(shè)計選用一次高中糖發(fā)酵工藝。但是，由于初糖濃度高，環(huán)境滲透壓高，發(fā)酵周期相對較長，故應(yīng)首先 選育耐高糖、耐高滲透壓的優(yōu)良菌種。該工藝提高了產(chǎn)酸與設(shè)備利用率，經(jīng)濟(jì)效益明顯。但這兩種工藝在國內(nèi)并不成熟，可借鑒的經(jīng)驗不多，故仍采用一次高中糖發(fā)酵工藝。該工藝是在經(jīng)等電點提取谷氨酸后，將母液通過離子交換柱，雙柱串聯(lián)吸附，洗脫回收，使洗脫 所得的高流分與發(fā)酵液合并，進(jìn)行等電點提取。 工藝流程 全廠工藝流程 各工段工藝流程： 4 西北輕工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 糖化工段： 淀粉 →溶解→ 調(diào)漿 → 液化 → 滅酶 → 調(diào) pH 值 → 加糖化酶 → 保溫糖化 → 滅酶 → 過濾 → 糖液 發(fā)酵工段： 糖化液→過濾→配料→連續(xù)滅菌→發(fā)酵罐→夾層進(jìn)汽（ 90℃）→三路進(jìn)汽 106℃，保壓 5min降溫到 34℃→接種（ 35h）→放罐 種子培養(yǎng)流程：二級種子→種 子罐→夾層進(jìn)汽（ 90℃）→三路進(jìn)汽（ 115℃），保壓 7min→降溫（ 33℃）接種（ 6– 7h）→二級種子成熟→發(fā)酵罐 提取工段 主要工藝條件及論證 糖化工段： 操作工藝條件 一般糖化酶加入量通常為 100 單位 /g 干淀粉，本設(shè)計加糖化酶為淀粉乳 ％，糖化時的 pH 值控制在 左右，糖化開始攪拌 15min，然后靜置保溫，保持反應(yīng)溫度 45℃，糖化時間一般在 24h 左右。糖化結(jié)束，升溫到 100℃ ，保持 5min，以滅酶。根據(jù)酶的特性，盡量選用較高的溫度糖化。 糖化酶制劑用量，決定于酶活力高低，酶活力高，則用量少，液化液濃度高，加酶量少，液化濃度高，加酶量要多。因此，當(dāng)葡萄糖值達(dá)到最高時，應(yīng)當(dāng)停止酶反應(yīng)（可加熱 100℃， 5min 滅酶），否則葡萄糖值由于葡萄糖經(jīng)α 1? 6 鍵起復(fù)合反應(yīng)而降低，復(fù)合反應(yīng)發(fā)生的程度與酶的濃度及底物濃度有關(guān)，提高酶的濃度，將加快糖化速度，縮短糖化時間，最終葡萄糖值也高。液化濃度大，也使復(fù)合反應(yīng)增加，影響葡萄糖的得率。 發(fā)酵工段 溫度 谷氨酸生產(chǎn)菌的最適生產(chǎn)溫度為 3034℃，產(chǎn)生谷氨酸的最適溫度為 3438℃。一般控制在發(fā)酵開始的溫度上，每隔 56h 長 1℃即可。不同種類的微生物 的 pH 值的要求不同。 谷氨酸生產(chǎn)菌在中性和微堿性條件下積累谷氨酸，在酸性條件下形成谷酰胺和 N乙酰 3000t/a 谷氨酸工廠的生產(chǎn)設(shè)計 5 谷酰胺。發(fā)酵前期，幼齡菌對氮的利用率高， pH值變化大。如果 pH 值過高，抑制菌體生長，糖代謝緩慢，發(fā)酵時間延長。發(fā)酵中期 pH 值 左右，發(fā)酵后期 。本設(shè)計用流加液氨來控制 pH 值。種齡長短關(guān)系到種子活力強(qiáng)弱。所以一般一級種子種齡 912h，二級種子種齡 78h。種量的多少顯著影響發(fā)酵適應(yīng)期的延續(xù)時間、開始 產(chǎn)酸的時間及發(fā)酵周期的長短。 通風(fēng) 發(fā)酵過程中通風(fēng)量的大小，對谷氨酸發(fā)酵有明顯的影響，谷氨酸發(fā)酵的需氧量較大，在菌體呼吸充足時顯示最大的產(chǎn)量，氧滿足程度為 。在菌體生長期，供氧必須滿足菌體呼吸的需氧量，否則菌體呼吸受到抑制，而影響生長；但并非越大越好， 當(dāng) PL$時，供氧滿足菌體的需氧量，菌體生長速率達(dá)最大值；如果再提高供氧，高的氧水平抑制生長，并不能有效地產(chǎn)生谷氨