【正文】 D： 離開系統(tǒng)物料重量（ kg） 7 W： 損失的物料重量（ kg） （二） 總物料平衡計(jì)算 各工序收率指標(biāo) 淀粉含量 85％ 糖酸轉(zhuǎn)化率 ％ 糖化收率 109％ 清糖液含量 300g/L 產(chǎn)酸率 110g/L 發(fā) 酵液的相對(duì)密度 提取收率 95％ 分離 后 氨酸含量 80％ 理論糖化率 111% 理論糖酸轉(zhuǎn)化率 % 一份純淀粉（ 1000kg）理論上可以制得 100%谷氨酸量： 1000 111%（理論糖化率） %（理論糖轉(zhuǎn)化率） = kg 一份純淀粉實(shí)際上可以制得 100％谷氨酸量： 1000 109%（糖化率 ） %(糖酸轉(zhuǎn)化率 ) 95% = 一份工業(yè)淀粉（含量 85％）實(shí)際上可以制得 100％谷氨酸量： 85%= kg 淀粉單耗（計(jì)算生產(chǎn) 1t 谷氨酸量需要的淀粉量） ① 生產(chǎn) 1t 純 谷氨 酸實(shí)際消耗工業(yè)淀粉量 1t 100% 谷氨酸 247。 == ② 生產(chǎn) 1t 谷氨 酸消耗純淀粉量 1t 100% 谷氨酸 247。 = ③ 1t100%谷氨酸理論消耗工業(yè)淀粉 1t 100%谷 氨酸 247。= ④ 1t100%谷氨酸理論消耗純淀粉 1t 100%谷氨酸 淀粉含量 85%= 總收率（淀粉到谷氨酸的總率） 1t 純淀粉實(shí)際產(chǎn) 100％谷氨酸量 247。 100% = % 生產(chǎn)過程損失率 ?淀粉的利用率： 1t 谷氨酸理論上消耗工業(yè)淀粉量 247。100%=% ?淀粉的損失率： 100%% =% 原料及中間品計(jì)算（按每天量計(jì)算） 日產(chǎn)谷氨酸 純 產(chǎn)品量： 50000247。80%=發(fā)酵車間日產(chǎn)谷氨酸量： 247。95%247。109%247。98%= 日交給提取的發(fā)酵液體積： 106247。（ %%） = 每天需 純糖 量： 247。60%= 補(bǔ)加純糖量： 40%= 補(bǔ)加 450g/L 糖液量： 103247。 300 = 提取谷氨酸量（按每天量計(jì)算）： 100%谷氨酸量： 95%= 80%谷氨酸量： 247。 %= 分離母液數(shù)量： 247。 初始發(fā)酵液的純糖量占 60%， 補(bǔ)加的純糖量占 40%， 配制的種子培養(yǎng)基密度為 ， 種子液密度為 ， 發(fā)酵的接種量為 10%， 配制的發(fā)酵培養(yǎng)基密度為 ，發(fā)酵液的密度為 耗氨量： 1噸谷氨酸耗氨量為 250 kg， 其中：種子培養(yǎng)階段的耗氨量為 25 kg，發(fā)酵階段的耗氨量為 225 kg。 種子培養(yǎng)基 初糖濃度為 50 g/L， 糖蜜用量為 15 g/L， 玉米漿用量為 25 g/L， 硫酸鎂用量為 g/L， 磷酸二氫鉀用量為 g/L， 空氣帶走水分量占種子液的 %，取樣 、殘留等損失量占種子液的 % 發(fā)酵基礎(chǔ)培養(yǎng)基 糖蜜用量為 2 g/L， 玉米漿用量為 5 g/L， 硫酸鎂用量為 g/L， 氯化鉀用量為 2 g/L， 磷酸用量為 g/L 蒸汽冷凝水量為培養(yǎng)基的 12% 空氣帶走水分量占發(fā)酵液的 %，取樣、殘留等損失量占發(fā)酵液的 % 10 第三章 糖化車間 糖化工藝的選擇 一般選擇雙酶法，雙酶法糖化工藝，是以作用專一的（耐高溫 α －淀粉酶和糖化酶作為催化劑，反應(yīng)條件溫和，復(fù)合分解反應(yīng)較少，因此采用雙酶法生產(chǎn)葡萄糖，提高了淀 粉或大米等原料的轉(zhuǎn)化率及糖液濃度，改善了糖液質(zhì)量，是目前最為理想的制糖方法。 反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，設(shè)備要求較高，且酶是蛋白質(zhì)，易引起糖液過濾困難。 發(fā)生葡萄糖復(fù)分解反應(yīng)，生成的有色物及復(fù)合糖類，降低了淀粉的轉(zhuǎn)化率及糖液質(zhì)量。 結(jié)果匯總 如下 表 液 化 工 藝 調(diào)漿濃度 3035% 耐高溫淀粉酶量 % PH ~ 溫度 105~1100C 時(shí)間 60120 min 滅酶溫度 115~1200C 滅酶時(shí)間 5~10min 液化 DE 12~18% 糖 化 工 藝 糖化酶量 % PH ~ 溫度 58~620C 時(shí)間 25h 滅酶溫度 850C 左右 時(shí)間 5~10min 糖化 DE 96%~98% 脫 色 脫色 PH ~ 脫色時(shí)間 ~1h 脫色溫度 55~600C 13 糖化車間物料衡算（以 1000kg 工業(yè)淀粉計(jì)算） 本車間物料平衡 圖為： 淀 粉水液 化 液液 化 酶 ＋ 氯 化 鈣 ＋ 硫 酸糖 化 液 （ 糖 化 酶 ＋ 燒 堿 ）蒸 汽清 糖 液 糖 濾 渣 淀粉及加水量：淀粉 ： 水 =1： 1000kg工業(yè)淀粉產(chǎn)淀粉漿： 1000（ 1+） =2800kg 加水量為 1000 =1800kg 粉漿濃度： 1000 85%247。 300 = 液化酶量： 2800 %=7kg 氯化鈣量： 2800 %=7kg 硫 酸用量： 2800 %=7kg 糖化酶量： 2800 %=7kg 添加活性炭和珍珠巖助濾劑量 ： % = 濾渣產(chǎn)量（含水按照 70％計(jì)算）： 247。 （Ｉ λ） 式中Ｇ ： 淀粉漿量（ kg/h) Ｃ ： 淀粉漿比熱容［ kJ/(kg 24 2800 = , 粉漿干物質(zhì)濃度： 247。 100%= % 粉漿比熱 C可按下式計(jì)算： C=C0X 247。 100 式中 C0： 淀粉質(zhì)比熱容，取 (kg K) 得 : 粉漿比熱 C= 247。 100= kJ/(kg （Ｉ－λ） 得 D= 3 .62 （ 10550） 247。 （Ｉ－λ）， 得： D 滅 = 3. 62 （ 115105） 247。 10= kg/h 以上兩項(xiàng)合計(jì)，平均量為： +=高峰用量： +=每日用量： 24=（糖化液滅酶通過板式換熱器在液化液降溫時(shí)實(shí)現(xiàn)，無需蒸汽） 16 實(shí)際工業(yè)化生產(chǎn)中可以充分考慮 循環(huán)經(jīng) 濟(jì)而用不同料液的熱交換達(dá)到不用蒸汽的目的。一方面液化料進(jìn)入糖化罐需要降溫（從 95－ 100℃降到 55－ 60℃ ）。所以可以用一臺(tái)交換器實(shí)現(xiàn)熱的交換，而不需要外加能源。冷卻水進(jìn)水溫度為 20℃，出水溫度為 58℃，需冷卻水量： W=（ +） （ 8560） 247。 = 30h，其 中糖化時(shí)間為 25h，糖化罐 100m3， 裝填系數(shù)為 75%，需糖化罐： 247。 24） =，取 7臺(tái) 使用板式換熱器，使糖化液（經(jīng)滅酶后）由 85℃降至 60℃。（（ 5020） ） =要求 2h把 75 m3糖液冷卻至 60℃，高峰用水量： 17 247。 2=每日糖化罐同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)： 25247。經(jīng)連消系統(tǒng)滅菌，降溫至接種溫度后進(jìn)行接種。 3）發(fā)酵時(shí)間為 32h，輔助時(shí)間為 8h，發(fā)酵過程中通過流加液氨控制 pH，通過冷卻系統(tǒng)（冷卻 塔和冷機(jī)）控制溫度，流加糖液控制殘?zhí)橇浚ㄟ^無菌空氣控制通氣量 。殘?zhí)橇靠刂圃?－ 。 一般采用以下流程制備無菌空氣： 1234567891 0 采用黃色短桿菌 T613菌株，由于該菌株較其 他菌株的性能粗放，并能在較高的溫度下正常發(fā)酵， 全國 各廠普遍用于生產(chǎn)，是目前生產(chǎn)上使用較廣的一 種 優(yōu)良菌株。 ： ㈠ 普通肉汁瓊脂斜面：劃線培養(yǎng) 24小時(shí)，呈中度生長(zhǎng)，菌苔線狀隆起，沒黃色，隨培養(yǎng)時(shí)間而顏色加深，表面濕潤(rùn)光滑，有光澤，不透明，不產(chǎn)生色素?cái)U(kuò)散。 ： ⑴溫度： 26～ 37℃生長(zhǎng)良好，發(fā)酵時(shí)能耐較高溫度，發(fā)酵前期溫度達(dá) 32～ 34℃，發(fā)酵后期達(dá) 36～ 40℃，產(chǎn)酸理想。 ⑶對(duì)氧要求：好氧或兼性厭氧。在含 2%尿素的普通肉汁瓊脂培養(yǎng)基上生長(zhǎng)良好，淀粉可水解。脲酶反應(yīng)呈 強(qiáng)陽性，液氨濃度 %：能強(qiáng)烈利用醋酸產(chǎn) L谷氨酸，產(chǎn)率在 5%以上，對(duì)醋酸轉(zhuǎn)化率為 50%以上。 （ 2）分離純化： 分兩步操作：第一步進(jìn)行平板劃線分離：第 2步挑選菌落，移接于試管斜面培養(yǎng)基上，分別用三角瓶進(jìn)行搖瓶發(fā)酵試驗(yàn)（初篩，復(fù)篩），比較產(chǎn)酸，選擇產(chǎn)酸高的菌株供生產(chǎn)使用。如果要長(zhǎng)期保藏則必須定期進(jìn)行移種 或采用沙土罐等載體吸附法進(jìn)行菌種長(zhǎng)期保藏。 斜面菌種要求絕對(duì)純 ,不得混有任何雜菌和噬菌種 ,培養(yǎng)條件應(yīng)有利于菌種繁殖 。 2） 一級(jí)種子培養(yǎng) ： 一級(jí)種子接著的目的在于大量繁殖活力強(qiáng)的菌體，培養(yǎng)基組成應(yīng)以少含糖分、多含有機(jī)氮為主，培養(yǎng)條件從有利于菌體生長(zhǎng)考慮。 (3)一級(jí)種子質(zhì)量要求 種齡 9~10h； pH凈增 OD650值 ；殘?zhí)亲笥?；無噬菌體污染；鏡檢要求菌體生長(zhǎng)均勻、粗壯，排列整齊，革蘭氏陽性反應(yīng)。 3） 二級(jí)種子培養(yǎng) (1)培養(yǎng)基組成 玉米漿 ~% 水解糖 % 磷酸氫二鉀 % 尿素 % 硫酸鎂 % 二價(jià)鐵離子 2mg/l (2)培養(yǎng)條件 接種量： % 培養(yǎng)溫度： 31~330C 攪拌轉(zhuǎn)速：攪拌轉(zhuǎn)速 150r/min，通風(fēng)量為 ~（ m3/min） 培養(yǎng)時(shí)間：培養(yǎng)時(shí)間長(zhǎng)短根據(jù)生產(chǎn)中采用的培養(yǎng)工藝與培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)成分及濃度而定。 培養(yǎng) pH ：一般控制 pH ~，初始 pH 左右，在培養(yǎng)過程中通過流加液氨來維持 pH ~，同時(shí)供給菌體生長(zhǎng)所需的氮源，通常在培養(yǎng)基殘?zhí)墙档椭?～ %時(shí)結(jié)束培養(yǎng)。 1） 培養(yǎng)基： （ 1） 碳源：采用淀粉水解糖液作為碳源，根據(jù)發(fā)酵初糖要求配制成為適當(dāng)葡萄糖含量的培養(yǎng)基。根據(jù)流加糖液是高濃度的糖液，為了避免淀粉水濃縮出來的糖液不再特意滅菌，對(duì)發(fā)酵無影響，且可明顯減少葡萄糖液的加熱損失。谷氨酸的碳氮比為 100：（ 13~30）， 當(dāng)碳氮比在 100： 11 以上才開始累積谷氨酸。微生物對(duì)于磷的需要量一般為 ~② 硫酸鎂：鎂是某些細(xì)菌和葉綠素的組成成分，它的離子狀態(tài)是許多重要的酶的激活劑。一般革蘭氏陽性菌對(duì) Mg2+的最低要求量是 25mg/L。菌體生長(zhǎng)需 K+約為 ~，谷氨酸生成需 K+約~。 （ 4） 生長(zhǎng)因子 ： 凡是微生物生長(zhǎng)不可缺少的微量的有機(jī)物質(zhì)，如氨基酸、嘌呤、嘧啶、 維生素等均稱為生長(zhǎng)因子。 為了保證連續(xù)滅菌時(shí)每批發(fā)酵液定容體積準(zhǔn)確，將配料水與培養(yǎng)基料液分別單獨(dú) 進(jìn)行滅菌再混合。具體料液循環(huán)見下： 定 容 罐維 持 罐1 ＃ 交換 器2 ＃ 交換 器蒸 汽冷 卻 水 箱冷 卻 水 塔去 發(fā) 酵 罐 發(fā)酵罐發(fā)酵條件控制： 1）溫度控制：在谷氨酸發(fā)酵前期是 長(zhǎng)菌期階段 ， 應(yīng)滿足菌體生長(zhǎng)所需的最適溫度 。 在發(fā)酵中期 ,即菌體轉(zhuǎn)型階段 ,應(yīng)將溫度提高到最適產(chǎn)酸溫度 ， 即發(fā)酵前期溫度控制在 33~34℃ ，中 后期控制在 36~38℃。 故前期 ， 8h后 ~， 20~~，通過流加液氨進(jìn)行調(diào)節(jié)發(fā)酵 pH。 3）通風(fēng)與 OD： 在菌體生長(zhǎng)期 ,希望糖的消耗最大限度的用于合成菌體 ,谷氨酸生成期 ,希望糖的消耗最大限度地用于合成谷氨酸 。 一般根據(jù)凈增 OD來控制通風(fēng)。發(fā)酵開始 3~4h，凈增 OD 時(shí)升一次風(fēng)； 發(fā)酵 6~7h，凈增 OD 二 次風(fēng)；發(fā)酵 6~8h時(shí)，凈增 OD ~時(shí)第三次風(fēng)升至最大風(fēng)量，之后控制凈增 OD ~ 左右，保持最大風(fēng)量十幾小時(shí)，發(fā)酵 18~20h， RG降到 3%時(shí)，第一次降風(fēng)； 發(fā)酵 22~23h， RG降到 2%以下，第 2次降風(fēng)； 發(fā)酵25~26h， RG降到 1%以下時(shí)，第三次降風(fēng) ， 到發(fā)酵零小時(shí)通風(fēng)量接近，至發(fā)酵結(jié)束。 T613 菌種，流加液氨與 pH的控制為：第一次流加： pH達(dá)高峰后下跌至 ~， 流加量為 %； 第二次流加： pH達(dá)高峰后下跌至 ~， 流加量為 %。 5） 泡沫的控制 ： 發(fā)酵過程中，采用化學(xué)消泡為主，機(jī)械消泡為輔的消泡方法。使用時(shí)先用水進(jìn)行勾兌，比例為 1： 3。 種量：指培養(yǎng)好的種子液量占接入發(fā)酵培養(yǎng)基數(shù)量的百分比。 ： 1）污染菌的檢查： 產(chǎn)菌球散開、菌絲變形、產(chǎn)酸不正常甚至不產(chǎn)酸或“倒酸”、而糖卻大量消耗等。只有防得嚴(yán)才能消除或降低染菌因素。 防止染菌措施： ； ； ，保持高的設(shè)備完好率； ； ； 。 2）菌體含量：發(fā)酵液中約