【正文】 當(dāng)加熱：可使除水后的空氣相對濕度由 100%降到 50%～ 60%。濾去塵灰等固體微粒，這對空氣壓縮機(jī)正常運(yùn)行、介質(zhì)除菌有很大幫助。 e. 無菌過濾，空氣除菌系統(tǒng)一般常用兩臺總過濾器（便于交叉使用）和分過濾器（每個(gè)發(fā)酵罐一臺）相結(jié)合的二級過濾裝置，以確保空氣的 ―無菌 ‖。目前采用的是噴射液化法和雙酶法葡萄糖生產(chǎn)工藝。 調(diào)漿 ： 攪拌速度為 10 – 20 r/min，加入工藝水和淀粉原料到淀粉濃度為 25%，升溫到5055 ℃ ，調(diào)節(jié) pH 保持在 之間，加入耐高溫的 α淀粉酶，用量為 10 U/(g 淀粉）。保持出口的溫度在 100105 ℃之間 ，液化的淀粉乳由噴射器下方卸 出，引入維持罐。 南通大學(xué)課程設(shè)計(jì) 4 糖化 ： 淀粉乳經(jīng)糖化后，通過螺旋版換熱器降溫，降至 6062 ℃ ，然后進(jìn)入糖化罐，用10%的 硫酸 調(diào)節(jié)來 pH 至 ，再加入糖化酶，其用量為 100 U/(g 淀粉）。 發(fā)酵工藝 色氨酸 發(fā)酵采用 大腸桿菌 深層發(fā)酵的方式 工藝流程 斜面培養(yǎng) → 三角瓶麩曲 → 孢子懸浮液 → 種子罐 → 發(fā)酵罐 → 升溫絮凝蛋白 → 發(fā)酵液貯罐 培養(yǎng)基成份原料 a : 斜面培養(yǎng)基 （ g/l） 牛肉膏 3g , 蛋白胨 10g , Nacl 10g , 瓊脂 15～ 20g , ～ b : 麩曲培養(yǎng)基 麩曲：水 = 1： 1 c: 種子培養(yǎng)基 （ g/l) (NH4)2SO4 50, 淀粉糖 50， 玉米漿 4ml，豆餅水解液 2ml，MgSO47H2O ， ， PH ~ d : 發(fā)酵培養(yǎng)基 （ g/l) 淀粉糖 50 ，玉米漿 22ml， (NH4)2SO4 40 ， Phe ，Tyr ， MgSO4H2O ， FeSO4g 工藝條件 ： ?制備孢子懸液： 在 1000 ml三角瓶內(nèi)裝入麩皮 40 g和水 40 ml，混勻， 121 ℃ 滅菌 30 min。使用前用無菌水將麩曲中的孢子洗去，倒入接種瓶，接入種子罐。罐溫冷卻至 ℃ 接入孢子懸浮液。min) 南通大學(xué)課程設(shè)計(jì) 5 攪拌轉(zhuǎn)速 200r/min 溫度 ℃ 罐壓 MPa 移種條件： 培養(yǎng)時(shí)間為 18 h； pH下降 到 ，產(chǎn)酸 50 g/l ；鏡檢菌絲，保證生長良好，無孢子、無雜菌 ③ 發(fā)酵罐： 先 投料 ，再 間接用蒸汽加熱，等罐溫升至 8090 ℃后， 改用 3路直接蒸汽， 85 ℃保持 10 min， 待料液溫度至 ℃ 接入種子，接種量 4%。min) 攪拌轉(zhuǎn)速 8090 r/min 培養(yǎng)溫度 ℃ 罐壓 MPa 放罐條件： 發(fā)酵后期進(jìn)行兩次產(chǎn)酸測定，如果相近或有下降趨勢即可；且還原糖基本耗完（小于 g/l)或 者不再消耗還原糖。 三效濃縮是通過蒸發(fā)過程中二次蒸汽的利用減少蒸汽的消耗和減少二次蒸汽量，相應(yīng)地節(jié)約大量的冷卻水，從而提高了蒸發(fā)裝置的經(jīng)濟(jì)效益。 300 = 日產(chǎn) 99%色氨酸 量 t 總物料衡 算 (以淀粉為原料 )： （ 1） 1 t 純淀粉理論上產(chǎn) 100%的 色氨酸 的量： 1000 108% (204/360) = 1000= （ 2） 1 t 純淀粉實(shí)際產(chǎn) 100%的 色氨酸 的量： 1000 108% 15% 85% = kg （ 3） 1 t 工業(yè)淀粉（含量 86%的玉米淀粉）產(chǎn) 100%色氨酸的量： 86% = kg （ 3）淀粉單耗： 1 t 100%的 色氨酸 消耗 工業(yè) 淀粉的量 1000247。 = （ 4）總收率： 247。 = % （ 6）生產(chǎn)過程總損失： 100% % = % （ 7）原料及中間品計(jì)算 ： 日淀粉用量 ： = t/d 日糖化液量 ： 86% 108% = t/d 折合為 24%的糖液 247。 8% = 97 m3 提取 色氨酸 的量（純 色氨酸 的量）： 85%= t/d 色氨酸 廢母液量 (以排出之廢母液含 色氨酸 4 g/l 計(jì)算 )： 南通大學(xué)課程設(shè)計(jì) 8 (－ ) 247。 3500 100% =% 液化酶量： 使用液體α — 淀粉 酶 3500 % = kg CaCl2 量 ： 3500 % = kg 糖化酶量： 用液體糖化酶 3500 % = kg 糖化液產(chǎn)量 1000 86% 108% 247。 = 3551 L 脫色用活性炭用量 ： 為糖液 % 3870 % = kg 濾渣產(chǎn)量（含水 80%的廢活性炭 ）： 247。發(fā)酵 初始 糖濃度為 170 g/l,其數(shù)量為 3870 24% 247。 = L 發(fā)酵過程從排風(fēng)帶走的水分 進(jìn)風(fēng) 25 ℃ ，相 對濕度 σ = 70%，水蒸氣分壓 18 mmHg（ 1 mmHg= Pa），排風(fēng) 32 ℃ ，相對濕度 σ = 100%，水蒸氣分壓 27 mmHg。出進(jìn)空氣的濕含量差： 干空氣）水（進(jìn)出g/%%%%10027KKXX?????????????? 通風(fēng)量為 m3/() 則帶走的水量： 6984 247。） 假設(shè)過程分析、放罐殘留及其他損失 30 kg 發(fā)酵終止時(shí)的數(shù)量 南通大學(xué)課程設(shè)計(jì) 11 5792＋ 74＋ ＋ － － 30 = kg 衡算結(jié)果匯總 年產(chǎn) 2020噸 色氨酸 日投 工業(yè)原料 t，連續(xù)滅菌和發(fā)酵工序的物料衡算匯總表如下： 表 3 連續(xù)滅菌和發(fā)酵工序物料衡算匯總表 進(jìn)入系統(tǒng) 離開系統(tǒng) 項(xiàng)目 物料比例（ kg） t/d 項(xiàng)目 物料比例（ kg） t/d 24%糖液 3870 發(fā)酵液 玉米漿 空氣帶走水分 米糠 無機(jī)鹽 過程分析、放罐殘留及其他損失 30 配料水 滅菌過程進(jìn)蒸汽及水 種量 74 HNO3 消泡劑 累計(jì) 色氨酸提取的物料衡算 發(fā)酵液數(shù)量 ： 6984 L， kg 色氨酸 產(chǎn)量 ： (1) 分離前 100%的 色氨酸 的量： 69848%= kg (2) 分離后 色氨酸 的量： 100%色氨酸 的量： 85% = kg 99%色氨酸 的量： 247。（ 1－ 75%） = 96 kg 濃縮時(shí)蒸發(fā)水量（濃縮后濃度為 40%）： 則 247。 % = 20955 kg 色氨酸 分離水洗量 ： 20% = kg 色氨酸 提取回收加水量 ： 20955＋ ＋ 96＋ ＋ 4289－ － － = kg 物料衡算結(jié)果 ： 根據(jù)以上計(jì)算，再乘以 t 日淀粉數(shù)及得出每日之物料量，匯總列如下表。 ，裝料 80 m179。 1Cr18Ni9的發(fā)酵罐體重約 t，冷卻水排管重約 6 t，比熱容 kJ/(kg?K)，用 Mpa表壓由 20 ℃升至 127 ℃，其蒸汽量為： （ 34300+6000） （ 12720） /（ 2718127 ） = 986 kg 填充發(fā)酵罐空間所需蒸汽量 因 200 m3發(fā)酵罐全容積大于 200 m3，考慮到罐內(nèi)排管、攪拌器所占空間，罐的自由空間仍按 200 m3計(jì)算，填充空間蒸汽用量： D空 = Vρ = 200 = kg V—發(fā)酵罐自由空間即全容積 (m3) ρ—加熱蒸汽密度（ kg/m3） , Mpa表壓下為 滅菌過程的熱損失 ： 輻射與對流聯(lián)合給熱系數(shù) α，罐外壁溫度 70 ℃ α = + （ 7020） = [kJ/（ m2?h?K） ] 200m3發(fā)酵罐發(fā)酵表面積為 m2 ，耗用蒸 i汽量 D損 = （ 7020） /（ 2718127 ） =156 kg 滅菌過程蒸汽滲漏 ： 去總蒸汽消耗量的 5%， 空罐滅菌整齊消耗量為（ 986++156） /（ ） =1544 kg/h 每空罐滅菌 1 h， 用蒸汽量 ： 1544 1 =1544 kg/罐 每日用蒸汽量 ： 1544 4 =6176 kg/d 發(fā)酵過程產(chǎn)生的熱量及冷卻水量 通過冷卻水帶走的熱量進(jìn)行計(jì)算。 = 106 kJ ② 加水 帶入熱量 Q來水 = 35 10179。 年產(chǎn) 2020噸色氨酸，日產(chǎn)濕色氨酸 ，兩班生產(chǎn) 16 h， 干燥水分量 ：（ 1000 2% 1000 %） /16 = 注 2： 20 ℃ 空氣濕含量 υ =70% ,X0 = kg/kg干空氣 ， I0 =50 kJ/kg干空氣 ， 加熱到 70 ℃， I1 = 用公式 ：△ =（ I2I1） /(X2X1)=Q物料 +Q損失 Q初溫 式中 ： △ — 空氣經(jīng)干燥后的熱量變化 ， kJ/kg I1 — 出空氣加熱器之空氣熱焓 ， kJ/kg I2 — 出干燥器之空氣熱焓 ， kJ/kg I0 — 冷空氣熱焓 ， kJ/kg X0 — 空氣濕含量 ， kJ/kg干空氣 X1 — 進(jìn)干燥器之空氣濕含量 ， kJ/kg干空氣 南通大學(xué)課程設(shè)計(jì) 19 X2 — 出干燥器之空氣濕含量， kJ/kg干空氣 Q物料 — 物料初始溫度時(shí)的物料中每 1kg水之熱含量， kJ/kg Q損失 — 加熱物料所耗熱量， [kJ/(kg?K)] Q初溫 — 損失熱量，為有效熱量的 10% Q物料 = 10 （ 5520） Q損失 = (595 + 55 +324 – 20)= kJ/kg水 △ =20 –= – kJ/kg水 設(shè) X2 =， I2 = I1 +△ （ X2X1） =+（ ） （ ） =空氣耗量 ： （ ） = 1500 kg/h 耗用蒸汽量：使用 ，損失按 15%計(jì)算 D =（ ） 1500 （ ） =每日用蒸汽量 ： 16 =平均每小時(shí)用蒸汽量： 生產(chǎn)過程耗用蒸汽衡算匯總 表 5 生產(chǎn)過程耗用蒸汽匯總表 生產(chǎn)工序 日用量 t/d 平均量 t/h 液化 糖化 精制 干燥 南通大學(xué)課程設(shè)計(jì) 20 糖化工具用水 配料用水 日投淀粉 t， 加水比為 1： ， 用水量 ： （ ） = t/d 因連續(xù)生產(chǎn)，平均用水量 = 高峰用水量 = (用新鮮水 ) 液化冷卻水用水量 平均量 =高峰用水量 = t/d（ 用二次水 ） 糖液冷卻用水量 ： 每日冷卻用水量 t/d, 平均量 連續(xù)滅菌工序用水量 配料用水 ： 糖液含糖 24%， 加水配成 20%糖液 137t/h,每罐料需加水 （ 新鮮水 ） 137（ 120%/24%）= t。 要求在 20 min內(nèi)加水 ， 所以高峰量 ： 60 / 20= t/h 冷卻水用量 （ 用二次水 ） 高峰量 5621 t/d,日用量 22484 t/d,平均量 t/h 發(fā)酵工序用水量（使用新鮮水） 日用水 1944 t/d， 平均量 81t/h,高峰量 t/h。精制及動力冷卻水采取循環(huán)使用方法。 ，裝料 80 m179。 = m， H = m 內(nèi)表面積： V1 = π D H2 = m3 筒容積： V2=錯(cuò)誤 !未找到引用源。 + c 式中 ： P — 罐壓（ 1 atm） D——罐的共稱內(nèi)徑 υ——焊縫系數(shù)（ ） [σ]——許用應(yīng)力， [σ]= σ/n 其中 σ：鋼板抗拉強(qiáng)度： 35 Kg/cm3， n = 4（ t〈 250℃ 時(shí)〉 C——腐蝕粘度， CC〈 10 mm時(shí)， C=3 mm。 + 3 = mm 取 6 mm （ 2）冷卻形式： 豎式蛇管冷卻，不 設(shè)擋板 （ 3）攪拌裝置： 漿式攪拌 葉徑： d = = 4800 = 2400 mm 葉寬： h = = 480