【正文】 5110℃，約 610min。 發(fā)酵控制 主要指發(fā)酵條件的管理，包括溫度、通氣、 PH 值與泡沫的控制。在發(fā)酵條件控制和嚴(yán)格無菌操作方面是非常重要的。不同酶促反應(yīng)所需的溫度不同。前期（ 012h）主要是合成細(xì)胞物質(zhì)，菌體大量增殖階段。不同菌種對溫度的敏感性也不一樣，故應(yīng)視菌種進(jìn)行溫度控制。主要是通過培養(yǎng)基配比及發(fā)酵條件的控制，使其適宜于生產(chǎn)菌的 PH 值。發(fā)酵中后期，應(yīng)滿足催化谷氨酸合成的酶對 pH 的要求，故將其發(fā)酵 pH 控制在 ⑶ 谷氨酸產(chǎn)生菌（谷氨酸棒桿菌）屬兼性好氣菌，在供氧充足與不足的條件下都可生成，但其代謝產(chǎn)物不同。如果通氣量大，葡萄糖在菌體內(nèi)被氧化成丙酮酸。 攪拌可以提高通風(fēng)效果，使空氣變成小氣泡，增加氣液接觸面積，提高溶解氧量。 （ 4） 在谷氨酸發(fā)酵中， 由于強(qiáng)烈的通風(fēng)與菌體代謝所產(chǎn)生的二氧化碳，使培養(yǎng)液產(chǎn)生大量的泡沫，在泡沫過多時(shí)，會(huì)使培養(yǎng)液溶解氧減少，氣體交換受阻，影響菌的呼吸和代謝。一是機(jī)械消泡法。另一種是化學(xué)消泡法，即采用化學(xué)消泡機(jī)進(jìn)行消泡，一般發(fā)酵中采用天然油脂、聚酯類、醇類、硅酮等消泡劑。一般低糖（ 10%12%）發(fā)酵，其發(fā)酵時(shí)間在 3638h。谷氨酸的提取方法有五種：等電點(diǎn)法、離子交換法、鋅鹽法、滲透膜法和溶劑抽提法。 等電點(diǎn)法提取谷氨酸的工藝流程如下： 鹽酸 發(fā)酵液 調(diào)酸 停酸育晶 等電攪拌 靜置沉降 離心分離 谷氨酸 （ ）（ 2h） （ ） 1. 調(diào)節(jié)等電點(diǎn) 將發(fā)酵結(jié)束的醪液引入等電點(diǎn)桶或等電點(diǎn)池中，待醪液溫降至 30℃后加鹽酸調(diào) pH，大約 2h 左右將發(fā)酵液 pH 調(diào)至 時(shí)，觀察晶核是否形成，若已經(jīng)形成晶核，就應(yīng)停止加酸，育晶 12h，使晶核增大，然后慢慢地將 pH 調(diào)節(jié)至 為止，此時(shí)繼續(xù)攪拌 20h。底部谷氨酸結(jié)晶取出送離心機(jī)分離，所得濕谷氨酸供精制使用。物 料衡算是進(jìn)入系統(tǒng)的全部物料質(zhì)量等于離開系統(tǒng)的全部物料質(zhì)量，即： 式中 F—— 進(jìn)入系統(tǒng)物料量，㎏ D—— 離開系統(tǒng)的物料量，㎏ W—— 損失的物料量，㎏ 生產(chǎn)能力 已知：年工作日 d=330，年產(chǎn)商品味精（ 99%） 12 萬噸，所以日產(chǎn)商品味精（ 100%） 商品味精年產(chǎn)量： 120kt/a，則純谷氨酸鈉年產(chǎn)量為： 120220 =118800 t/a 商品味精日產(chǎn)量： 120220/330= t/d 純谷氨酸鈉日產(chǎn)量： 120220 99%247。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè) 計(jì)說明書 8 計(jì)算指標(biāo)（以淀粉質(zhì)為原料） 表 21 計(jì)算指標(biāo)見表 淀粉糖化轉(zhuǎn)化率 98% 發(fā)酵產(chǎn)酸率（濃度） % 發(fā)酵對糖轉(zhuǎn)化率 % 培養(yǎng)菌種耗糖為發(fā)酵耗糖 % 谷氨酸提取收率 % 精制收率 % 玉米中淀粉含量 % 發(fā)酵周期（含輔助時(shí)間） 40h 全年工作日 330d 物料衡算（以單位 1t 的玉米計(jì)算） ⑴ 1000 ㎏玉米產(chǎn)谷氨酸 鈉量： 1000（ 1+%） 98% %（ 100%－ %） % % %= ㎏ 式中 %—— 發(fā)酵產(chǎn)酸率 98%—— 淀粉糖化轉(zhuǎn)化率 %—— 發(fā)酵對糖的轉(zhuǎn)化率 %—— 培養(yǎng)菌種耗糖為發(fā)酵耗糖的百分?jǐn)?shù) %—— 谷氨酸提取收率 %—— 精制收率 %—— 玉米中淀粉含量 —— 147187 ??純谷氨酸相對分子質(zhì)量 純味精相對分子質(zhì)量 ⑵ 淀粉單耗 1t 谷氨酸鈉實(shí)耗玉米量： 1000/= t/t 第二章 物料衡算 9 ⑶ 總收率： %%100% %%%)(%%98 ??????? 式中 %—— 谷氨酸對糖的理論轉(zhuǎn)化率 ⑷ 原料及中間品計(jì)算 ① 1t 谷氨酸鈉實(shí)耗商品淀粉量： 1000/= t/t 商品淀粉日用量： 360 = t/d ② 淀粉漿量： 1560（ 1+） =4368 kg 式中 —— 淀粉加水比例為 1： ③ 純糖量 ： 1560 % 98%= kg ④ 糖化液量： 將純糖轉(zhuǎn)為 30%或 34g/dL 糖液 ⑤ 發(fā)酵液量 發(fā)酵液中純谷氨酸量： % (100%%)= kg 折算為含谷氨酸 11g/dl 的發(fā)酵液量： 7794/= 式中 —— 發(fā)酵液相對密度 ⑥ 產(chǎn)味精量 產(chǎn)谷氨酸 : %= 折算為 99%味精： 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè) 計(jì)說明書 10 %%100280 0 % 0 ??? 總物料衡算結(jié)果 表 22 總物料衡算結(jié)果匯總表 原料 規(guī)格 玉米淀粉原料 生產(chǎn) 1t 谷氨酸鈉 玉米淀粉 /t 86% 糖液 /t 30% 谷氨酸 /t 100% 味精 /t 100% 糖化工段物料衡算 圖 21 制糖工序物料衡算圖 淀粉漿量及加水量 在工業(yè)生產(chǎn)中，淀粉加水比例為 1: ① 1000kg 工業(yè)淀粉產(chǎn)淀粉漿： M=1000（ 1+） =2800 kg ② 1000kg 工業(yè)淀粉加水量： M=1000 =1800 kg ⑵ 粉漿干物質(zhì)的濃度： 配料水 商品淀粉 液化酶 CaCl2 糖化酶 蒸汽冷凝水及洗水量 30%糖液 濾渣 糖化工段 第二章 物料衡算 11 液化酶量 使用耐高溫 α淀粉酶（ 20220U/ml），加酶量 10U/g 干淀粉。 CaCl2 量 一般加量為干淀粉的 %，即 1000kg 干淀粉加 CaCl2： 1000 %= kg 糖化酶量 一般加糖化酶量為 120U/g干淀粉，如液體糖化酶為 100000U/ml，則每 1000kg干淀粉加糖化酶量 : 1 0 0 0 1 0 0 0 1 2 0 1 2 0 0 m L 1 .2 L100000?? ?? 糖化酶質(zhì)量約為 。 =2752 L 過濾糖渣量 濕渣（含水 70%） 10kg，折干渣量 : 10（ 170％） =3 kg 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè) 計(jì)說明書 12 生產(chǎn)過程進(jìn)入的蒸汽冷凝水及洗水量 +=1332 kg 衡算結(jié)果匯總 表 23 制糖車間工序的物料衡算匯總表 進(jìn)入系統(tǒng) 離開系統(tǒng) 項(xiàng)目 物料比例 /kg 日投料量 /t 項(xiàng)目 物料比例 /kg 日產(chǎn)料量 /t 商品淀粉 1000 30%糖液 3125 1755 配料水 1800 濾渣 10 液 化酶 CaCl2 糖化酶 蒸汽冷凝水及洗水量 1332 累計(jì) 3135 發(fā)酵工段物料平衡計(jì)算 發(fā)酵配料、連續(xù)滅菌和發(fā)酵工序的物料衡算 發(fā)酵培養(yǎng)基和用糖量 1000kg 商品淀粉，可產(chǎn) 100%糖量： kg9 3 7%% 0 0 0 ???? 其中初始發(fā)酵定容用糖占 53%，即 937? 53%=497kg 100%糖 流加補(bǔ)料用糖占 47%，即： 937? 47%=440kg 100%糖 第二章 物料衡算 13 初糖用 30%的糖液配料： kg1657%30497 ? 即： LdLg kg 146 2/34497 ? 初唐配 13g/dL，初定： LdLg kgV 38 23/13497 ?? 13g/dL 糖液相對密度 ，則： 3823? =4014 kg 流 加補(bǔ)糖用 60g/dL 濃糖漿（相對密度 ），則： LdLg 733/60440 ? 733? =897kg 發(fā)酵配料 每噸商品淀粉產(chǎn) 100%糖 937kg，發(fā)酵配料用各種營養(yǎng)物質(zhì)比例見下表。種子液相對密度 ，則： ? = kg 連續(xù)滅菌過程進(jìn)入的蒸汽及補(bǔ)水量 = kg ① 1t 商品淀粉可產(chǎn) 100%谷氨酸的質(zhì)量 M=937 % 98% %= kg ② 發(fā)酵過程消耗的液氨量 M= = kg 式中 —— 工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)酵耗氨量占谷氨酸量的百分比 V=247。 第二章 物料衡算 15 干空氣水進(jìn)出 kg/% %% 100% ??? ???? ???X根據(jù)發(fā)酵反應(yīng)式，發(fā)酵產(chǎn)生的水分為： ??? 式中 18—— 水的相對分子質(zhì)量 147—— 谷氨酸的 相對分子質(zhì)量 長菌過程產(chǎn)生水分， 1g 菌體產(chǎn)酸 11g，應(yīng)產(chǎn)生水分為： ??? 以上合計(jì)產(chǎn)生水： += kg 發(fā)酵液的質(zhì)量 參考味精工業(yè)手冊根據(jù)設(shè)計(jì)可確定發(fā)酵液的數(shù)量大約為 5000 發(fā)酵過程從排風(fēng)帶走的水分 ① 出進(jìn)空氣的濕含量差： 式中 —— 進(jìn)罐空氣的壓力為 大氣壓 27—— 排風(fēng)為 32℃，相對濕度 100%時(shí)，水蒸氣分壓為 27mmHg 100%—— 排風(fēng)為 32℃時(shí)，相對濕度為 100% 18—— 進(jìn)風(fēng)為 25℃，相對濕度 70%時(shí)，水蒸氣分壓為 18mmHg 70%—— 進(jìn)風(fēng)為 25℃時(shí)，相對濕度為 70% ② 帶走的水分量： M=5000 60 32 =37kg 式中 5000—— 發(fā)酵液的數(shù)量為 5000 —— 通風(fēng)比為 1: 60— — 60min 32—— 發(fā)酵時(shí)間 —— 32℃時(shí)的干空氣密度， kg/m3 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè) 計(jì)說明書 16 發(fā)酵過程化驗(yàn)取樣、放罐殘留及其他損失 參考味精工業(yè)手冊，估算確定出發(fā)酵過程的損失量為 13kg。 = L 式中 —— 發(fā)酵液相對密度 衡算結(jié)果匯總 年產(chǎn) 100kt 谷氨酸鈉，以商品淀粉（ 86%） 1000kg 為單位計(jì)算，配料、連續(xù)滅菌和發(fā)酵工序的物料衡算匯總見表 25。 洗水量 為 90%Glu 量的 %，即： %= kg 第二章 物料衡算 19 母液（上清液）數(shù)量 ++= kg 物料衡算匯總 表 26 谷氨酸等電工段物料衡算匯總表 進(jìn)入系統(tǒng) 離開系統(tǒng) 項(xiàng)目 1t 商品淀粉及相應(yīng)物料 /kg 每天進(jìn)入系統(tǒng)的物料 /（ t/d） 項(xiàng)目 1t 商品淀粉及相應(yīng)物料/