【正文】 熱滅菌 介質(zhì)過濾除菌 靜電除塵 現(xiàn)介紹介質(zhì)過濾除菌 工業(yè)發(fā)酵染菌防治 一 染菌的危害 （一）種子培養(yǎng)期染菌：染菌后將造成發(fā)酵罐染 菌。 （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。 （二）解決方法： 種子培養(yǎng)期染菌：棄去，并對(duì)種子罐，管通進(jìn)行檢查和徹底滅菌。 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。 2廢液 味精企業(yè)的廢水分為低，中，高三種濃度，其中谷氨酸母液屬高濃度有機(jī)廢水是味精廠主要污染源，冷卻水是低濃度廢水，其它為濃度有機(jī)廢水。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) 。二是等電提取后 ,以上清夜加入鋅 . 特點(diǎn) :工藝簡(jiǎn)單 ,操作方法提取收率穩(wěn)定 ,但對(duì)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?cè)偌訅A 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(dòng)強(qiáng)度大 . 5 滲透膜分離法 根據(jù)滲透膜對(duì)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(duì)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(jiǎn)單 ,設(shè)備要求不高 .提取收率高 ,對(duì)環(huán)境污染小優(yōu)點(diǎn) ,所以 選擇此新工藝 ,產(chǎn)生廢水少 ,改變了以從本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 12 頁 共 58 頁 沖工藝中產(chǎn)生大量廢水的弊端 . 工藝流程及工藝控制 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(tái) 15m179。/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 10m179。 /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) 10/h,2 m179。/h. 8 洗脫劑的處理 前流 :泵回到等電罐或上清液儲(chǔ)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 810 m179?？諌赫九c發(fā)酵車間盡可能遠(yuǎn)些 ,防止染菌 ,同時(shí) 原理提取車間 。 采風(fēng)口位置一般高于 30m 2 設(shè)計(jì)安裝除菌效果交好的過濾器 3 保證過濾介質(zhì)在干燥情況下過濾 4 合理設(shè)計(jì)空氣過濾系統(tǒng)流程 4 精制車間工藝說明 從發(fā)酵液中提取到的谷氨酸 ,僅僅是味精生產(chǎn)中的半成品 ,谷氨酸與適量的堿進(jìn)行中和反應(yīng) ,生產(chǎn)谷氨酸鈉 ,其溶液經(jīng)過脫色 ,除鐵 ,除去部分雜質(zhì) ,最后經(jīng)過減壓 ,濃縮 ,結(jié)晶及分離 ,得到較純的 谷氨酸鈉的警惕 ,不僅酸味消失 ,而且有很強(qiáng)的鮮味 ,谷氨酸鈉的商業(yè)名是味精或味之素 . 工藝論證 一 . 中和 Glu+NaOH → Glu?Na+H 2O 在 Glu的中和操作中，先把谷氨酸加如入水中，成為飽和溶解液 PH 為 ，然后加堿進(jìn)行中和，溶液的 PH 逐漸升高谷氨酸的電離平衡逐漸發(fā)生移動(dòng)。的形式時(shí)，即為中和生成谷氨酸鈉的等電點(diǎn)。 谷氨酸在常溫下溶解度很小，因此中和時(shí)先底水，加熱到 65℃ 堿液加入在谷氨酸之后 ；如果先加堿后加谷氨酸，若中和溫度高會(huì)影響谷氨酸鈉的形成，故必須嚴(yán)格控制條件。 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。 硫化堿的加入要適量，不能過多或過少。 除鐵檢測(cè)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。 中和除鐵液泵入板框過濾機(jī)，經(jīng)過濾除去雜質(zhì)及沉淀以達(dá)到除鐵的目的。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。 四 濃縮結(jié)晶 結(jié)晶是提取的有效方法，只有同類分子或離子才能結(jié)合成晶體。 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。不僅包括物質(zhì)分子的凝結(jié)，而且包括這些分子有規(guī)律的排列成晶格，這種排列與分子表面化學(xué)鍵力有關(guān)，即要結(jié)晶就要有表面張力 作功，當(dāng)溶液濃度達(dá)到一定飽和度時(shí)，使得溶質(zhì)能相互吸引自然聚在一起形成一種微細(xì)顆粒，即晶核，晶核表面吸附溶質(zhì)分子。因此采用減壓真空濃縮法。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 15 頁 共 58 頁 本設(shè)計(jì)采用晶種起晶法這種起晶法可以控制晶體數(shù)目和大小。作為晶種投入溶質(zhì)不會(huì)被溶解，也不會(huì)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。 粗頭大片，＞ 8 目粉碎，制晶種或打粉摻入 80%味精 812 目 作晶種 粉碎成 1230 目 1230 目 成品 99%MSG 30 目以上 作為晶種或用結(jié)晶鍋重新結(jié)晶 生產(chǎn)工藝采用直接混合，加食鹽得 80%MSG 工藝控制 一 . 中和 操作中，先將 Glu加到升溫至 65℃ 的底水中，成為飽和溶液，酸度接近 ，溶液中的谷氨酸大部分以 GLu177。減少， GLU177。若 PH 超過 7， GLu￣逐漸增多，即 PH越高，生成谷氨酸鈉越多，而谷氨酸鈉有很強(qiáng)的鮮味，谷氨酸二鈉卻沒有，此時(shí) PH超過 7 后，還會(huì)促進(jìn)消旋反應(yīng)的發(fā)生， LGluNa 向 DLGluNa 轉(zhuǎn)變，若 PH 低于 7，則溶液中的 GLu+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。 2 中和的速度 中和的速度不應(yīng)太快，要緩慢進(jìn)行。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。 環(huán)化反應(yīng)如下： 4 中和加水 中和過程加水過多，中和液濃 度低，給結(jié)晶帶來困難。Be39。 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(dòng)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(dòng)加劇，反而使解析色素速度增大，綜合溫度對(duì)吸附解吸的影響，一般控制在 65℃ 左右。 ⑶時(shí)間 色素分子向活性炭表面擴(kuò)散及吸附均需一定量時(shí)間，只有充分接觸，才能充分發(fā)揮脫色效力。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。吸附效果差，經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為進(jìn)料為碳體積的 23 倍，效果好，速度 23m179。碳 .h ⑵上柱液質(zhì)量對(duì)碳柱影響 若透光 率低，色素雜質(zhì)多，碳交換量顯著下降，因此一般先粉碳脫色除去大部分雜質(zhì)，透光率達(dá) 60%以上再上柱。洗脫劑和再生劑濃度低時(shí)，效果增加不明顯，造成浪費(fèi)。 NaOH和 HCL 溶液再生較為理想。 Sd GluNa g/100g 溶液 t溫度 ℃ 含結(jié)晶水的可按下式： Sc=++ tamp。 ScMSGg/100g溶液 t溫度 ℃ 可用飽和曲線表示 由實(shí)驗(yàn)得關(guān)系圖可分為三個(gè)區(qū)但關(guān)系不明顯 ⑵結(jié)晶與影響結(jié)晶的因素 a 結(jié)晶過程包括形成飽和溶液，晶核形成（本設(shè)計(jì)采用加晶種）和晶體成長三階段。結(jié)晶過程不斷補(bǔ)充物料，控制適宜的過飽和度，盡量避免假晶。 真空度 600mmHg 溫度 6070℃ ，底料 5565%，取 3m178。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 18 頁 共 58 頁 時(shí)間 6570177。 補(bǔ)料：應(yīng)使蒸發(fā)速度，結(jié)晶速度協(xié)調(diào)一致，使?jié)舛瓤刂圃诮榉€(wěn)區(qū)。成品得率 50% 5 計(jì)算工藝 物料衡算 物料衡算是根據(jù)質(zhì)量守恒定律而建立起來的。100%=% ： 100%%=% ⑴淀粉用量 日產(chǎn)量 =⑵ 糖化液量 A：純糖量： 84%98%=B：折算成 %的糖液 ⑶發(fā)酵液量 A純 GLu量： 58%=B折算成 90%的 GLu量： 。%=1305 mamp。/d 總物料衡算結(jié)果， 原料 /項(xiàng)目 淀粉質(zhì)原料（玉米淀粉） 生產(chǎn)兩萬噸 100%MSG（ t） t/d 工業(yè)原料（ t） 104 糖液（ %）（ t） 104 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 20 頁 共 58 頁 Glu（ 90%）（ t） 104 MSG（ 100%）（ t） 104 排含 %GLu廢液 104 制糖工序的物料衡算 1 淀粉漿量及加水量 淀粉乳濃度 為 17176。 ，由附表 3 可得其干基淀粉濃度為 %，則 1000kg工業(yè)淀粉產(chǎn)淀粉乳： 100084%/%= 設(shè)淀粉與水比為 X則 100（ 1+X） = X= 即淀粉加水比例為 1： 加水量為 = 2 加酶量 （ 1） 選高溫 γ淀粉酶，活力 20210u/g 用量為 12u/g干淀粉 100084%100012/20210=504g 中溫液化酶：活力 4000u/g ，用量 100084%10002）糖化酶，活力 100000u/g用量 115u/g 干淀粉 100084%1000115/100000=966g 3 糖化液產(chǎn)量 100084%98%/%= %的糖液的相對(duì)密度為 ，糖液體積為： 4 生產(chǎn)過程中進(jìn)入的蒸汽和洗水量 （ 504++966） /+ 70%= kg 5 氯化鈣的用量 ： 1000 84% %= 6 純堿用量： 按 7 加珍珠巖量： 為糖液的 %， %= 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 21 頁 共 58 頁 8 濾渣產(chǎn)量： 含水 70%的廢珍珠巖， 制糖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） 日投料量（ kg） 項(xiàng)目 物料比例（ kg） 日產(chǎn)料量（ kg） 工業(yè)淀粉 1000 98440 糖液 配料水 濾渣 糖化酶 液化酶 氯化鈣 珍珠巖 洗水和蒸汽 累計(jì) 累計(jì) 發(fā)酵工序和連續(xù)滅菌的物料衡算 1. 發(fā)酵培養(yǎng)基數(shù)量 ⑴ 1000kg 工業(yè)淀粉中，用于種子生長的為 ，那么用于發(fā)酵產(chǎn)酸的工業(yè)淀粉： 1000 1000/（ 1000+） = 則其利用率為 %，可理解為其所選用淀粉為來發(fā)酵產(chǎn)酸的部分 ⑵放罐時(shí)發(fā)酵液量 1000 84% 98% 58%/%= 發(fā)酵液含 Glu為 %的相對(duì)密度 P=質(zhì)量為 = ⑶發(fā)酵過程中從排風(fēng)中帶走的水分 進(jìn)風(fēng) 25℃，相對(duì)濕度∮ =70%，水蒸氣分壓 18mmHg，排風(fēng) 32℃，相對(duì)濕度∮ =100%，水蒸氣分壓 27mmHg，進(jìn)罐空氣的壓力為 （表壓 0，排器 （表壓），出進(jìn)空氣的濕含量差 X出 – X進(jìn) = 27 100%/（ 76027 100%） 18 70%/（ 76018 70%） = /kg 干空氣 通風(fēng)比 1： ，帶走水量 ： 60 36 = 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 22 頁 共 58 頁 2．設(shè) 1000kg 玉米淀粉能得到最終發(fā)酵液的體積為 V升，其中設(shè)處糖 V185。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= %的糖液密度 p= = 甘蔗糖蜜： % V185。 液氨容重為 無機(jī)鹽： % V185。 消泡劑： %V 放罐殘留及其他損失為 %V 即185。+%/ V178。 + V178。= V178。+ V185。= = 即 4種子耗量，接種量 10% ① 水解糖 %計(jì) 10% = 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 23 頁 共 58 頁 ② 需 31%的糖液： ③玉米漿： % 10% %= ④磷酸氫二鉀： %計(jì) 10% %= ⑤硫酸鎂 %計(jì) 10% %= kg ⑥尿素 %計(jì) 10% %= kg ⑦ 所 需 水 量 種 子 液 p= 計(jì) 10% = 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 1t 工業(yè)淀粉匹配物料（ kg） T/d 項(xiàng)目 1t 工業(yè)淀粉匹配物料（ kg） T/d 發(fā)酵過程 % 糖