【正文】 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純淀粉實際產(chǎn) 100％谷氨酸量 247。 100% = % 7 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%% =% 原料及中間品計算（按每天量計算） 日產(chǎn)谷氨酸 純 產(chǎn)品量： 20220247。 80%= t/d 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%= 補加純糖量： 40%= 補加 450g/L糖液量： 103247。 300 = 提取谷氨酸量（按每天量計算）： 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 % 9 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)時間長，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?cè)缦卤? 液 化 工 藝 調(diào)漿濃度 3035% 耐高溫淀粉酶量 % PH ~ 溫度 105~1100C 時間 60120 min 滅酶溫度 115~1200C 滅酶時間 5~10min 液化 DE 12~18% 糖 化 工 藝 糖化酶量 % PH ~ 溫度 58~620C 時間 25h 滅酶溫度 850C左右 時間 5~10min 糖化 DE 96%~98% 脫 色 脫色 PH ~ 脫色時間 ~1h 脫色溫度 55~600C 12 糖化車間物料衡算（以 1000kg 工業(yè)淀粉計算） 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 以上兩項合計，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實現(xiàn)，無需蒸汽） 15 實際工業(yè)化生產(chǎn)中可以充分考慮循環(huán)經(jīng)濟而用不同料液的熱交換達到不用蒸汽的目的。一方面液化料進入糖化罐需要降溫（從 95－ 100℃降到 55－ 60℃）。所以可以用一臺交換器實現(xiàn)熱的交換，而不需要外加能源。冷卻水進水溫度為 20℃，出水溫度為 58℃，需冷卻水量： W=（ +） （ 8560）247。 = 30h，其中糖化時 間為 25h，糖化罐 100m3， 裝填系數(shù)為 75%，需糖化罐： 247。 24） =，取 7臺 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： 16 247。 2=每日糖化罐同時運轉(zhuǎn)： 25247。經(jīng)連消系統(tǒng)滅菌，降溫至接種溫度后進行接種。 3） 發(fā)酵時間為 32h，輔助時間為 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）控制溫度，流加糖液控制殘?zhí)橇?，通過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，呈中度生長，菌苔 線狀隆起，沒黃色，隨培養(yǎng)時間而顏色加深，表面濕潤光滑，有光澤，不透明，不產(chǎn)生色素擴散。 ： ⑴溫度： 26～ 37℃生長良好，發(fā)酵時能耐較高溫度，發(fā)酵前期溫度達 32～ 34℃，發(fā)酵后期達 36～ 40℃，產(chǎn)酸理想。 ⑶對氧要求：好氧或兼性厭氧。在含 2%尿素的普通肉汁瓊脂培養(yǎng)基上生長良好，淀粉可水解。脲酶反應(yīng)呈強陽性，液氨濃度 %：能強烈利用醋酸產(chǎn) L谷氨酸，產(chǎn)率在 5%以上，對醋酸轉(zhuǎn)化率為 50%以上。 （ 2）分離純化： 分兩步操作：第一步進行平板劃線分離：第 2步挑選菌落，移接于試管斜面培養(yǎng)基上，分別用三角瓶進行搖瓶發(fā)酵試驗（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。如果要長期保藏則必須定期進行移種或采用沙土罐等載體吸附法進行菌種長期保藏。 斜面菌 種要求絕對純 ,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） 一級種子培養(yǎng) ： 一級種子接著的目的在于大量繁殖活力強的菌體，培養(yǎng)基組成應(yīng)以少含糖分、多含 有機氮為主，培養(yǎng)條件從有利于菌體生長考慮。 (3)一級種子質(zhì)量要求 種齡 9~10h； pH凈增 OD650值 ；殘?zhí)亲笥?；無噬菌體污染；鏡檢要求菌體生長均勻、粗壯，排列整齊，革蘭氏陽性反應(yīng)。 3）二級種子培養(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)時間：培養(yǎng)時間長短根據(jù)生產(chǎn)中采用的培養(yǎng)工藝與培養(yǎng)基營養(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 ~，同時供給菌體生長所需的氮源，通常在培養(yǎng)基殘?zhí)墙档椭?～ %時結(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。微生物對于磷的需要量一般為 ~② 硫酸鎂：鎂是某些細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 Mg2+的最低要求量是25mg/L。菌體生長需 K+約為 ~，谷氨酸生成需 K+約~。 （ 4） 生長因子 ： 凡是微生物生長不可缺少的微量的有機物質(zhì)，如氨基酸、嘌呤、嘧啶、 維生素等均稱為生長因子。 為了保證連續(xù)滅菌時每批發(fā)酵液定容體積準(zhǔn)確，將配料水與培養(yǎng)基料液分別單獨進行滅菌再混合。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 長菌期階段 ， 應(yīng)滿足菌體生長所需的最適溫度。 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~~，通過流加液氨進行調(diào)節(jié)發(fā)酵 pH。 3）通風(fēng)與 OD： 在菌體生長期 ,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 時升一次風(fēng)； 發(fā)酵 6~7h，凈增 OD 二 次風(fēng)；發(fā)酵 6~8h時，凈增 OD ~時第三次風(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，發(fā)酵 18~20h， RG降到 3%時，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，第三次降風(fēng) ， 到發(fā)酵零小時通風(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 達高峰后下跌至 ~， 流加量為 %； 第二次流加： pH 達高峰后下跌至 ~， 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 ，機械消泡為輔的消泡方法。使用時先用水進行勾兌，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 中約含有 5~8%濕菌體，細菌的比重為 ，大小約為 ~ μ m 3） 菌呈穩(wěn)定懸浮狀態(tài)。 95%247。 450 = 每天發(fā)酵耗氨量 ： 225=14355 kg 每天發(fā)酵消泡劑用量 ： = kg 初始 基礎(chǔ)培養(yǎng)液的量： = 初始 基礎(chǔ)培養(yǎng)液體積 ： 247。（ %%） = 每天種子液總體積 ： 247。（ 1+12%） = 配制種子培養(yǎng)基的體積 ： 247。 300 = kg 糖蜜用量 ： 15247。 1000= 硫酸鎂用量 ： 247。 1000= 液氨用量 ： 25=1595 kg 消泡劑用量 ： = kg 蒸汽冷凝水 ： 12%= 種子培養(yǎng)基加水量： = 空氣帶走水分量與損失量 ： %= 發(fā)酵階段 發(fā)酵基礎(chǔ)培養(yǎng)基的量 ： （ ）247。 = L 糖蜜量 ： 2247。 1000= 氯化鉀量 ： 2247。 1000= 磷酸量 ： 247。 1000） 1000247。 450 = 蒸汽冷凝水量 ： 12%= kg 空氣帶走水分量及取樣、殘留等損失量 ： 1%= kg 發(fā)酵基礎(chǔ)培養(yǎng)基的加水量 ： 23 = 衡算結(jié)果用表格表示 進入系統(tǒng) 離開系統(tǒng) 項目 日投料量 /kg 項目 日產(chǎn)料量 /kg 300g/L 糖液 發(fā)酵液 609000 450g/L 糖 液 排氣、取樣等 糖蜜 玉米漿 硫酸鎂 磷酸二氫鉀 氯化鉀 磷酸 液氨 15950 消泡劑 蒸汽冷凝水 補加水 累計 累計 連續(xù)滅菌和發(fā)酵工序熱量衡算