基因工程菌发酵操作流程
1.检查发酵车间是否达到发酵要求(所以设备处于待用状态)。
2.通知蒸汽车间按时送符合要求蒸汽。
3.种子罐基础培养基的领料及定容配制。
4.种子罐的PH、DO电极的校正安装和补料口堵头更换。
5.种子罐进料，调PH。
6.种子罐基础培养基在位灭菌，同时灭移种管道上段。
7.种子罐冷却后可连接酸、碱、消泡剂补料瓶。
8.种子罐培养基温度、PH(需进一步校准)、罐压、消泡达到发酵条
件。通知菌种室准备菌种转接。
9.无菌操作将种子罐所需MgSO4、Amp转入菌种转换罐。
10.种子罐扩增培养发酵阶段需平稳控制罐压、PH、DO、温度、消泡。
11.大罐基础培养基领料及配制。
12.大罐PH、DO电极校正安装及补料口堵头的更换。
13.大罐进料、定容、调PH；碱罐碱液的配制。
14.大罐基础培养基在位灭菌，同时对移种管道、进料管道、补料管
道、碱罐及碱管道上段的灭菌。
15.大罐基础培养基温度降至发酵温度后再次校准PH、DO。连接补
料瓶调节至发酵条件。
16.无菌操作将大罐所需MgSO4、Amp转入菌种转换罐并转入种子罐。
17.利用压力差将种子罐里的种子液移接到大罐。
18.补碱时，将管道上阀门打开。程序设为自动，控制流量。
19.补料罐补料培养基的领料定容配制。
20.补料罐补料培养基在位灭菌，同时对管道上段灭菌。
21.补料时，将管道上阀门打开。程序设为自动，设置流量。
22.诱导剂领料，在配料罐中加水配制定容。
23.将诱导剂打入种子罐，灭菌后保持罐压。
24.利用压力差将种子罐里的诱导剂移接到大罐。
25.一段时间后，大罐的PH、DO呈上升形态即为发酵结束，可放罐
离心。
芽孢杆菌发酵操作流程
1.检查发酵车间是否达到发酵要求(所以设备处于待用状态)。
2.通知蒸汽车间按时送符合要求蒸汽。
3.种子罐基础培养基的领料及定容配制。
4.种子罐的PH、DO电极的校正安装和补料口堵头更换。
5.种子罐进料，调PH。
6.种子罐基础培养基在位灭菌，同时灭移种管道上段。
7.种子罐冷却后可连接酸、碱、消泡剂补料瓶。
8.种子罐培养基温度、PH(需进一步校准)、罐压、消泡达到发酵条
件。通知菌种室准备菌种转接。
9.无菌操作将种子罐所需MgSO4、Amp转入菌种转换罐。
10.种子罐扩增培养发酵阶段需平稳控制罐压、PH、DO、温度、消
泡。
11.大罐基础培养基领料及配制。
12.大罐PH、DO电极校正安装及补料口堵头的更换。
13.大罐进料、定容、调PH；碱罐碱液的配制。
14.大罐基础培养基在位灭菌，同时对移种管道、进料管道、碱罐及
碱管道上段的灭菌。
15.大罐基础培养基温度降至发酵温度后再次校准PH、DO。连接酸、
消泡剂补料瓶调节至发酵条件。
16.无菌操作将大罐所需MgSO4、Amp转入菌种转换罐并转入种子
罐。
17.利用压力差将种子罐里的种子液移接到大罐。
18.补碱时，将管道上阀门打开。程序设为自动，控制流量。
19.发酵一定时间后，程序中PH设为手动，停止对PH、DO控制
20.一段时间后，大罐里孢子大量生长后即为发酵结束，可放罐离心。
设备操作规程
一.种子罐灭菌
1.首先排夹套水，关闭所有阀门。然后先后打开夹套排污阀、夹套进蒸汽
阀。夹套开始进蒸汽对罐体进行预热。
2.微开取样排蒸汽阀、取样进蒸汽阀，对取样管路进行灭菌。灭菌时间一
般10分钟。取样管路灭菌结束后，先后关闭排蒸汽阀、进蒸汽阀。
3.全开过滤器后端隔离阀，微开过滤器蒸汽排放阀、过滤器进蒸汽阀，对
过滤器及管路进行灭菌，每隔一段时间需打开过滤器下端排污阀排放过滤器壳内冷凝水，通过调节进出蒸汽流量的大小将过滤器壳内压力维持在0.11 MPa左右。灭菌时间一般10分钟。过滤器灭菌结束后，同时关闭过滤器后端隔离阀、过滤器进蒸汽阀，关闭阀门时过滤器壳内压力不允许跌到0，然后开启过滤器前端隔离阀通入空气，过滤器壳内压力在
0.10 MPa左右后，关闭过滤器前端隔离阀，将过滤器段保压。需注意，
因过滤器壳与管路降温时，内部压力也会损失，因此在压力损失后通入空气以便维持其保压压力。
4.在种子罐温度上升期间，要打开启尾气调节阀排放罐内冷空气然后关闭。
当罐内温度升到90℃时，打开取样进蒸汽阀和取样阀，使蒸汽从取样阀进入罐内，并打开进气路进蒸汽阀，先将进气路进蒸汽阀到过滤器蒸汽排放阀间那段管路灭透后，关闭过滤器蒸汽排放阀，打开进气隔膜阀，使蒸汽从空气管路进入罐内。
5.当温度达到设定灭菌温度121℃后，通过调节取样进蒸汽阀、进气路进蒸
汽阀、尾气调节阀的开度，使罐压保持在0.11 MPa及灭菌温度121℃。
夹套进蒸汽阀可以根据蒸汽情况微开或关闭，夹套排污阀一定要开着。
注意：尾气调节阀不能全部关闭，以保证蒸汽流通，达到有效灭菌。
6.当罐温达到121℃后，灭菌倒计时开始。此时可对种子罐接种管、移种补
料管（3000L罐）进行灭菌操作。对于种子罐接种管可全开罐体端隔离阀，微开排放阀对管路进行灭菌，灭菌时间30分钟。
7.当倒计时为0时，程序自动将灭菌开关关闭，灭菌结束。先关闭取样阀、
取样进蒸汽阀，再关闭进气路进蒸汽阀，全开过滤器前后端隔离阀，将空气通入罐内。（注意：此操作时需保持过滤器处压力高于罐体压力）调节尾气调节阀，使罐压始终高于大气压。检查所有进蒸汽阀是否关闭。
注意：实罐灭菌过程保证罐压始终处于正压状态，否则会染菌。
8.关闭夹套排污阀，打开夹套排水阀、夹套手动进冷水阀，进冷水对罐体
进行降温。待罐温低于100℃后，关闭夹套排水阀、夹套手动进冷水阀，打开自控进水隔离阀、回水阀。系统进入发酵控制状态：按工艺要求设置控制参数，打开发酵开关，各单项控制开关，如温度控制开关、转速控制开关等进入发酵正常运行。
二.发酵罐灭菌
1.首先排夹套水，关闭所有阀门。然后先后打开夹套排污阀、夹套进蒸汽阀。
夹套开始进蒸汽对罐体进行预热。
2.微开取样排蒸汽阀、取样进蒸汽阀，对取样管路进行灭菌。灭菌时间一般
10分钟。取样管路灭菌结束后，先后关闭排蒸汽阀、进蒸汽阀
3.全开过滤器后端隔离阀，微开过滤器蒸汽排放阀、过滤器进蒸汽阀，对过
滤器及管路进行灭菌，每隔一段时间需打开过滤器下端排污阀排放过滤器壳内冷凝水，通过调节进出蒸汽流量的大小将过滤器壳内压力维持在0.11 MPa左右。灭菌时间一般10分钟。过滤器灭菌结束后，同时关闭过滤器后端隔离阀、过滤器进蒸汽阀，关闭阀门时过滤器壳内压力不允许跌到0，然后开启过滤器前端隔离阀通入空气，过滤器壳内压力在0.10 MPa左右后，关闭过滤器前端隔离阀，将过滤器段保压。需注意，因过滤器壳与管路降温时，内部压力也会损失，因此在压力损失后通入空气以便维持其保压压力。
4.在发酵罐罐温度上升期间，要打开启尾气调节阀排放罐内冷空气然后关闭。
当罐内温度升到90℃时，打开放料进蒸汽阀和放料阀，使蒸汽从放料阀进入罐内，并打开进气路进蒸汽阀，先将进气路进蒸汽阀到过滤器蒸汽排放阀间那段管路灭透后，关闭过滤器蒸汽排放阀，打开进气隔膜阀，使蒸汽从空气管路进入罐内。
5.当温度达到设定灭菌温度121℃后，通过调节放料进蒸汽阀、进气路进蒸汽
阀、尾气调节阀的开度，使罐压保持在0.11 MPa及灭菌温度121℃。夹套进蒸汽阀可以根据蒸汽情况微开或关闭，夹套排污阀一定要开着。注意：尾气调节阀不能全部关闭，以保证蒸汽流通，达到有效灭菌。
6.当罐温达到121℃后，灭菌倒计时开始。此时可对发酵罐移种补料管及补碱
管道（3000L罐）进行灭菌操作。打全开移种管道、补料管道及补碱管道阀门，微开移种管道、补料管道及补碱管道的排蒸汽阀门，灭菌30分钟。
7.当倒计时为0时，程序自动将灭菌开关关闭，灭菌结束。先关闭放料阀、
放料进蒸汽阀，再关闭进气路进蒸汽阀，全开过滤器前后端隔离阀，将空气通入罐内。（注意：此操作时需保持过滤器处压力高于罐体压力）调节尾气调节阀，使罐压始终高于大气压。检查所有进蒸汽阀是否关闭。注意：实罐灭菌过程保证罐压始终处于正压状态，否则会染菌。
8.关闭夹套排污阀，打开夹套排水阀、夹套手动进冷水阀，进冷水对罐体进
行降温。待罐温低于100℃后，关闭夹套排水阀、夹套手动进冷水阀，打开自控进水隔离阀、回水阀。系统进入发酵控制状态：按工艺要求设置控制参数，打开发酵开关，各单项控制开关，如温度控制开关、转速控制开关
等进入发酵正常运行。
三.补料罐灭菌
1.首先排夹套水，关闭所有阀门。然后先后打开夹套排污阀、夹套进蒸汽阀。
夹套开始进蒸汽对罐体进行预热。
2.微开取样排蒸汽阀、取样进蒸汽阀，对取样管路进行灭菌。灭菌时间一般
10分钟。取样管路灭菌结束后，先后关闭排蒸汽阀、进蒸汽阀。
3.全开过滤器后端隔离阀，微开过滤器蒸汽排放阀、过滤器进蒸汽阀，对过
滤器及管路进行灭菌，每隔一段时间需打开过滤器下端排污阀排放过滤器壳内冷凝水，通过调节进出蒸汽流量的大小将过滤器壳内压力维持在0.11 MPa左右。灭菌时间一般10分钟。过滤器灭菌结束后，同时关闭过滤器后端隔离阀、过滤器进蒸汽阀，关闭阀门时过滤器壳内压力不允许跌到0，然后开启过滤器前端隔离阀通入空气，过滤器壳内压力在0.10 MPa左右后，关闭过滤器前端隔离阀，将过滤器段保压。需注意，因过滤器壳与管路降温时，内部压力也会损失，因此在压力损失后通入空气以便维持其保压压力。
4.在补料罐温度上升期间，要打开启尾气调节阀排放罐内冷空气然后关闭。
当罐内温度升到90℃时，打开取样进蒸汽阀和取样阀，使蒸汽从取样阀进入罐内，并打开进气路进蒸汽阀，先将进气路进蒸汽阀到过滤器蒸汽排放阀间那段管路灭透后，关闭过滤器蒸汽排放阀，打开进气隔膜阀，使蒸汽从空气管路进入罐内。
5.当温度达到设定灭菌温度121℃后，通过调节取样进蒸汽阀、进气路进蒸汽
阀、尾气调节阀的开度，使罐压保持在0.11 MPa及灭菌温度121℃。夹套进蒸汽阀可以根据蒸汽情况微开或关闭，夹套排污阀一定要开着。注意：尾气调节阀不能全部关闭，以保证蒸汽流通，达到有效灭菌。
6.当罐温达到121℃后，灭菌倒计时开始。灭菌时间30分钟。当倒计时为0
时，程序自动将灭菌开关关闭，灭菌结束。先关闭取样阀、取样进蒸汽阀，再关闭进气路进蒸汽阀，全开过滤器前后端隔离阀，将空气通入罐内。（注意：此操作时需保持过滤器处压力高于罐体压力）调节尾气调节阀，使罐压始终高于大气压。检查所有进蒸汽阀是否关闭。注意：实罐灭菌过程保证罐压始终处于正压状态，否则会染菌。
7.关闭夹套排污阀，打开夹套排水阀、夹套手动进冷水阀，进冷水对罐体进
行降温。降至一定温度后为发酵罐的补料做准备。
四.碱罐灭菌
1.首先排夹套水，关闭所有阀门。然后先后打开夹套排污阀、夹套进蒸汽阀。
夹套开始进蒸汽对罐体进行预热。
2.微开取样排蒸汽阀、取样进蒸汽阀，对取样管路进行灭菌。灭菌时间一般
10分钟。取样管路灭菌结束后，先后关闭排蒸汽阀、进蒸汽阀。
3.全开过滤器后端隔离阀，微开过滤器蒸汽排放阀、过滤器进蒸汽阀，对过
滤器及管路进行灭菌，每隔一段时间需打开过滤器下端排污阀排放过滤器壳内冷凝水，通过调节进出蒸汽流量的大小将过滤器壳内压力维持在0.11 MPa左右。灭菌时间一般10分钟。过滤器灭菌结束后，同时关闭过滤器后端隔离阀、过滤器进蒸汽阀，关闭阀门时过滤器壳内压力不允许跌到0，然后开启过滤器前端隔离阀通入空气，过滤器壳内压力在0.10 MPa左右后，关闭过滤器前端隔离阀，将过滤器段保压。需注意，因过滤器壳与管路降温时，内部压力也会损失，因此在压力损失后通入空气以便维持其保压压力。
4.在碱罐温度上升期间，要打开启尾气调节阀排放罐内冷空气然后关闭。当
罐内温度升到90℃时，打开取样进蒸汽阀和取样阀，使蒸汽从取样阀进入罐内，并打开进气路进蒸汽阀，先将进气路进蒸汽阀到过滤器蒸汽排放阀间那段管路灭透后，关闭过滤器蒸汽排放阀，打开进气隔膜阀，使蒸汽从空气管路进入罐内。
5.当温度达到设定灭菌温度121℃后，通过调节取样进蒸汽阀、进气路进蒸汽
阀、尾气调节阀的开度，使罐压保持在0.11 MPa及灭菌温度121℃。夹套进蒸汽阀可以根据蒸汽情况微开或关闭，夹套排污阀一定要开着。注意：尾气调节阀不能全部关闭，以保证蒸汽流通，达到有效灭菌。
6.关闭夹套排污阀，打开夹套排水阀、夹套手动进冷水阀，进冷水对罐体进
行降温。降至一定温度后为发酵罐的补碱做准备。
五.配料罐操作规程
1.在配料之前应确保配料罐里面干净，并关闭配料罐底阀和排污阀门。
2.加料进配料罐后，打开罐顶的水阀进水溶料，然后定容。最后打开配料罐搅
拌机充分搅拌培养基。
3.打开底阀，启动料泵，然后根据要求打开大料管道阀门为发酵罐打基础培养
基。基础培养基打完后停料泵，关闭配料罐底阀和打料管道阀门。
4.清洗配料罐。
六.储罐操作规程
1.在打发酵液过来之前要保证储罐干净，关闭储罐底阀和排污阀门。
2.打开发酵罐的放料阀门、打开发酵罐至储罐管道阀门，利用发酵罐与储罐
的压力差将发酵液输送至储罐。
3.打开储罐至离心机之间阀门，利用储罐与离心机间高度差将发酵液输送至
离心机离心。
4.发酵液离心完成后储罐要清洗。
七.PH电极校正、安装与保养
1. 在主菜单中点击电极校正按钮，选择要校正的PH电极，点击校正，
则进入相应的校正界面。打开 PH校正开关。（总开关必须处于关闭状态）设置一号标准液和二号标准液的值，不必考虑大小顺序。第一步：设置一号标准液和二号标准液的值，不必考虑大小顺序。第二步：将PH电极放入一号标准液里，观察屏幕右上角的反馈电压的数据，当数值基本稳定后，点击一号采集电压后面的开关进行电压采集。第三步：将PH电极取出，用蒸馏水洗净擦干后放入二号标准液里，观察屏幕右上角的反馈数据，当数值基本稳定后，点击二号采集电压后面的开关进行电压采集。第四步：点击计算后的开关，则PH电极离线校正完毕。
2. PH电极的在线校正：待实罐灭菌完毕，各控制参数都控制到设定值，接种前后（一般大罐宜在接种后马上进行），还需进行一次在线校正（直接在发酵界面调出在线校正界面）。方法如下：
第一步：对罐内培养液取样；
第二步：用台式酸度计测定培养液的PH值；
第三步：将台式酸度计测得的PH值输入到实测PH值后，点击确定按钮。
至此，PH电极校正完毕。
3. PH电极平时不使用，可以浸泡在3mol/L的kcl溶液或饱和kcl溶液中，严格禁止将电极浸泡在蒸馏水，去离子水或自来水等离子含量极少的液体中。如果PH电极长期干放而暴露在空气中，在重新使用之前，请先将电极浸泡在3mol/L 的kcl溶液或饱和kcl溶液中2-3天，使电极恢复活性，如果有条件，请先将电极浸泡在9895电极再生液中1分钟左右，再用蒸馏水洗干净，然后浸泡在3mol/L 的kcl或饱和kcl溶液中至少1天才能使用。如果PH电极被无机物质污染可以用0.1mol/L的Hcl或NaOH溶液清洗数分钟，然后再用蒸馏水洗干净。如果PH 电极被有机物质污染，可以用酒精或丙酮清洗，然后再用蒸馏水洗干净。PH电极上端和电缆线相连接处的接头是高阻抗部件，禁止用水等液体浸泡或蒸汽等潮湿空气侵蚀，可以用新电极所带的红色小螺帽盖住，电极电缆的接头也属于高阻
抗部件，严禁用水等液体浸泡或蒸汽等潮湿空气侵蚀，一定要存放在干燥处。
八. DO电极校正、安装与保养
1.在主菜单中点击电极校正按钮，选择要校正的DO电极，点击校正，则进
入相应的校正界面。打开DO校正开关。（总开关必须处于关闭状态）设置一号标准液和二号标准液的值，不必考虑大小顺序。第一步：设置一号标准液和二号标准液的值，一个为0值，另一个为100。其中0值对应的是饱和亚硫酸钠标定值，100值对应为DO电极在空气中标定值。第二步：将DO电极放入一号标准液里，观察屏幕右上角的反馈电压的数据，当数值基本稳定后，点击一号采集电压后面的开关进行电压采集。第三步：将DO电极取出，用蒸馏水洗净擦干后放入二号标准液里，观察屏幕右上角的反馈数据，当数值基本稳定后，点击二号采集电压后面的开关进行电压采集。第四步：点击计算后的开关，则DO电极离线校正完毕。
2.DO电极的在线校正：将 DO满度值后的数值改为您习惯使用的DO满度值（如
100），点击确定按钮。至此，DO电极校正完毕。
3.如果长期不用请将电极从罐上取下，清洗后放入电极盒中即可。如果敏感膜
脏了，请用干净的水冲洗干净。如果冲洗不掉，可放入开水中浸泡一下再冲洗。切不要用坚硬物体刮擦，以免刮伤敏感膜。勿用水等液体浸泡。防止蒸汽等潮湿空气侵蚀电缆线接头和电极接头。勿用利器刮擦敏感膜，以免损伤。
九.接种操作规程
1.用75%消毒酒精对双手进行消毒。然后板酒精灯放在罐接种帽下端，点
燃，然后慢慢旋开接种帽。
2.用火焰封住接种口，将接种瓶上硅胶管处包着的纱布取下，将硅胶管迅速
套到接种口上并绑住固定。熄灭酒精灯。
3.将罐侧接种隔离阀打开，罐内压力升高，然后关闭接种瓶上阀门。将罐
内压力降低，然后打开接种瓶上阀门，利用压差法将接种瓶内菌种液压
入罐内。
4.关闭罐侧接种隔离阀，酒精灯放在罐接种口下端，点燃，在火焰上拔下
硅胶管，然后旋上接种帽。种子罐接种完毕。
十.移种操作规程
1. 对移种管路灭菌。灭菌时间为30分钟。
2. 打开移种管路上所有相关隔离阀，打开放料阀利用压力差将种子液从种子罐移至发酵罐。
3. 移种后，关闭移种管路上所有相关阀门。根据工艺要求对种子罐及管路空消或清洗。
十一.取样操作规程
1.微开取样进蒸汽阀、取样出蒸汽阀，对取样阀灭菌15分钟左右，先后关闭取
样出蒸汽阀、取样进蒸汽阀。拧下取样阀帽，用火焰封住取样口，打开取样阀排放少许培养液，把预先灭菌的取样瓶置于火焰上，拔去瓶塞取样。
2.取样后，关闭取样阀；再打开取样进蒸汽阀进行短时灭菌，待取样阀内的残
液放尽后，关闭取样出蒸汽阀，拧好取样阀帽。
生物工程专业综合实训 （2016 年 11 月
谷氨酸生产工艺 摘要： 谷氨酸做为一种人体所必须的氨基酸，在生命的生理活动周期中具有很大的作用。不仅参与各种蛋白质的合成，组成人体结构，还做为味精可以给我们带来味蕾上的享受。现代生产谷氨酸的工艺主要是利用微生物发酵提取而来。不同的发酵方法和不同的发酵条件会造成产量的很大不同。本次谷氨酸的生产工艺，主要是掌握发酵方法和发酵条件的控制，还有各种仪器的使用方法。通过测得的数据来观察菌种的生长变化，同时谷氨酸发酵工艺各个工段的原理和使用方法。关键词：谷氨酸；发酵；工艺；等电点。
引言 谷氨酸是一种酸性氨基酸，是生物机体内氮代谢的基本氨基酸之一，在代谢上具有重要意义。不论在食品、化妆品还是医药行业，谷氨酸都有很大的用途。 谷氨酸在生物体内的蛋白质代谢过程中占重要地位，参与动物、植物和微生物中的许多重要化学反应。医学上谷氨酸主要用于治疗肝性昏迷，还用于改善儿童智力发育。食品工业上，味精是常用的仪器增鲜剂，其主要成分是谷氨酸钠盐。过去生产味精主要用小麦面筋（谷蛋白）水解法进行，现改用微生物发酵法来进行大规模生产。不论在食品、化妆品还是医药行业，谷氨酸都有很大的用途。 谷氨酸钠俗称味精，是重要的鲜味剂，对香味具有增强作用。谷氨酸钠广泛用于食品调味剂，既可单独使用，又能与其它氨基酸等并用。用于食品内，有增香作用。甘氨酸具有甜味，和味精协同作用能显着提高食品的风味。谷氨酸作为风味增强剂可用于增强饮料和食品的味道，不仅能增强食品风味，对动物性食品有保鲜作用。
一、谷氨酸简介 谷氨酸一种酸性氨基酸。分子内含两个羧基，化学名称为α-氨基戊二酸。谷氨酸是里索逊1856年发现的，为无色晶体，有鲜味，微溶于水，而溶于盐酸溶液，等电点3.22。大量存在于谷类蛋白质中，动物脑中含量也较多。谷氨酸在生物体内的蛋白质代谢过程中占重要地位，参与动物、植物和微生物中的许多重要化学反应。医学上谷氨酸主要用于治疗肝性昏迷，还用于改善儿童智力发育。食品工业上，味精是常用的仪器增鲜剂，其主要成分是谷氨酸钠盐。过去生产味精主要用小麦面筋（谷蛋白）水解法进行，现改用微生物发酵法来进行大规模生产。 谷氨酸是生物机体内氮代谢的基本氨基酸之一，在代谢上具有重要意义。L －谷氨酸是蛋白质的主要构成成分，谷氨酸盐在自然界普遍存在的。多种食品以及人体内都含有谷氨酸盐，它即是蛋白质或肽的结构氨基酸之一，又是游离氨基酸，L型氨基酸美味较浓。 L－谷氨酸又名“麸酸”或写作“夫酸”，发酵制造L－谷氨酸是以糖质为原料经微生物发酵，采用“等电点提取”加上“离子交换树脂”分离的方法而制得。 谷氨酸产生菌主要是棒状类细菌，这类细菌中含质粒较少，而且大多数是隐蔽性质粒，难以直接作为克隆载体，而且此类菌的遗传背景、质粒稳定尚不清楚，在此类细菌这种构建合适的载体困难较多。需要对它们进行改建将棒状类细菌质粒与已知的质粒进行重组，构建成杂合质粒。受体菌选用短杆菌属和棒杆菌属的野生菌或变异株，特别是选用谷氨酸缺陷型变异株为受体，便于从转化后的杂交克隆中筛选产谷氨酸的个体，用谷氨酸产量高的野生菌或变异菌作为受体效果更好。供体菌株选择短杆菌及棒杆菌属的野生菌或变异株，只要具有产谷氨酸能力都可选用, 但选择谷氨酸产量高的菌株作为供体效果最好。这样就可以较容易地在棒状类细菌中开展各项分子生物学研究。有了合适的载体及其转化系统后，就可通过DNA体外重组技术进行谷氨酸产生菌的改造。这对以后谷氨酸发酵的低成本、大规模、高质量有较大的发展空间。
发酵罐使用注意事项： 1)在操作工程中严格遵循发酵罐使用说明书进行操作，不得私自更改操作规范。 2)罐体灭菌前务必检查其中液面高度，要求所有的电极都没于液面以下。 3)打开发酵罐电源前务必检查冷却水、压缩空气是否已打开，温度探头是否已插入槽中，否则会烧坏加热电路。 4)发酵过程中一定要保持工作台的清洁，用过的培养瓶及其它物品及时清理，因故溅出的酸碱液或水应立即擦干。 5)对罐体安装，拆卸和灭菌时要特别小心pH电极和罐体的易损又昂贵部件；谨防锐利零部件造成人身损伤；谨防高温烫伤。 6)必须确保所有单件设备能正常运行时使用本系统。 7) 在空消及实消时，尽量排空管道内冷凝水，防止其进入夹层对罐体造成损伤。 8)在实消过程中，夹套通蒸汽预热时，必须控制进汽压力在设备的工作压力范围内(不应超过0.15MPa)，否则会引起发酵罐的损坏。 9)在空消及实消时，一定要排尽发酵罐夹套内的余水。否则可能会导致发酵罐内筒体压扁，造成设备损坏;在实消时，还会造成冷凝水过多导致培养液被稀释，从而无法达到工艺要求。 10)在空消、实消结束后冷却过程中，严禁发酵罐内产生负压，以免造成污染，甚至损坏设备。 11)在发酵过程中，罐压应维持在0.2～0.3bar之间，以免引起污染。 12)在各操作过程中，必须保持空气管道中的压力大于发酵罐的罐压，否则会引起发酵罐中的液体倒流进入过滤器中，堵塞过滤器滤芯或使过滤器失效。 13)在空消过程中，及时打开底阀向罐内进入蒸汽，防止空消过程中因内壁干燥损伤罐体。 14)发酵罐在日常清洁过程中应双人进行，发酵罐盖再升起或下降过程中严谨将身体任何部位置于发酵罐盖下方，防止因设备失灵造成人身损伤。 15)如果遇到自己解决不了的问题请直接与公司售后服务部门联系。请勿强行拆卸或维修。
仅供参考[整理] 安全管理文书 发酵罐安全检修及维护操作规程 日期：__________________ 单位：__________________ 第1 页共8 页
发酵罐安全检修及维护操作规程 1．目的通过建立发酵罐安全检修及维护操作规程并严格执行，确保发酵罐安全检修及维护操作。2．适用范围本规程用于机械搅拌（皮带轮减速装置）和无机械搅拌钢制发酵罐的维护、检修操作。3．职责3．1生产部负责本规程的组织制定。3．2操作人员负责本规程的实施。4．内容4．1检修类别及间隔期4．1．1检修类别发酵罐的检修类别分小修、中修和大修。4．1．2检修间隔期A．小修：每2个月进行一次。B．中修：每10个月进行一次。C．大修：每30个月进行一次。D．发酵罐在定期检修间隔期内，还应根据其实际运转情况，确定检修类别、内容和期限。4．2检修内容4．2．1小修A．检查紧固各部件连接螺栓。B．检查、调整机械密封端面的压力。C．检查、消除人孔、视镜、接管口、阀门等处的泄漏点，更换老化的密封垫。D．检查、检修转动部件的磨损件。E．检查、调整传动皮带的松紧度。F．检查附属的仪器仪表和电控装置。G．检查润滑部位，并按规定加注或更换润滑油。H．检查并局部修补保温层，对油漆脱落处涂漆。4．2．2中修A．包括小修内容；B．检查、清洗、修理机封装置，必要时更换磨损部件；C．检查、调整传动皮带轮的运转情况，必要时更换传动皮带、轴承等易损件；D．检查、修理、调整搅拌系统，更换损坏的联轴器、轴瓦、搅拌器轴承；E．按劳动部《在用压力容器检验规程》检测罐壁厚、裂纹、变形和焊缝质量，必要时进行局部修补，更换或修理损坏的人孔、视镜、接管、档板等附件；F．对降温盘管及空气管件进行试漏检查，并修补泄漏点；G．检查、修理各仪表及控制装置；H．整体修补保温层及涂漆。4．2．3大修（包括中修内容）A．检查、修理减速装置，更换轴承；B．检查、修理或更换搅拌系统的主轴、联轴器轴瓦、拉杆、搅拌器、轴承等附件；C．调 第 2 页共 8 页
谷氨酸发酵过程控制 【摘要】谷氨酸是构成蛋白质的20种常见α氨基酸之一。作为谷氨酰胺、脯氨酸以及精氨酸的前体。谷氨酸的质量受到发酵的条件、菌种、温度、pH、接种量和种龄等因素的影响。如果控制不好这些因素整个发酵过程发酵液受污染、出现菌体的生长缓慢和代谢产物的积累很少、发酵周期延长甚至所得产品不是最终产品。本文通过综述发酵培养基、培养条件的控制及发酵过程温度、pH、接种量和种龄的控制，以及消泡等多方面因素，来提控制高谷氨酸发酵过程的参数来提高发酵的质量以些方法。 【关键词】谷氨酸、发酵、控制 1.谷氨酸概述 谷氨酸学名：2-氨基-5-羧基戊酸。构成蛋白质的20种常见α氨基酸之一。作为谷氨酰胺、脯氨酸以及精氨酸的前体。L-谷氨酸是蛋白质合成中的编码氨基酸，哺乳动物非必需氨基酸，在体内可以由葡萄糖转变而来。D-谷氨酸参与多种细菌细胞壁和某些细菌杆菌肽的组成。符号：E。 1.1谷氨酸用途 1）下游产品开发 将有一定反应活性的双功能基试剂氯乙醇和L—谷氨酸直接酯化保护羧基，用三光气活化成其相应的N—羧酸酐，可直接得到侧链具有一定反应活性的聚L—氯乙基谷氨酸酯。谷氨酸可生产许多重要下游产品如L—谷氨酸钠、L—苏氨酸、聚谷氨酸等。 2）食品业 谷氨酸是在食品工业中应用较多的氨基酸。谷氨酸钠俗称味精，是重要的鲜味剂，对香味具有增强作用。谷氨酸钠广泛用于食品调味剂，既可单独使用，又能与其它氨基酸等并用。用于食品内，能显着提高食品的风味和有增香作用。谷氨酸作为风味增强剂可用于增强饮料和食品的味道，不仅能增强食品风味，对动物性食品有保鲜作用。 3）日用化妆品等 谷氨酸为世界上氨基酸产量最大的品种。如：N—酰基谷氨酸钠系列产品是由谷氨酸缩合而成的性能优良的阴离子表面活性剂，广泛用于化妆品、香皂、牙膏、香波、泡沫浴液、洗洁净等产品中。谷氨酸作为营养药物可用于皮肤和毛发。用于生发剂，能被头皮吸收，预防脱发并使头发新生，对毛乳头、毛母细胞有营养
发酵工艺标准操作流程 (SOP) 一生产前准备 每次生产前按品种配方将所需原料称重准备齐全,并确认生产原料库存量,保证原料库存量足够下次生产所需、 二生产前检查 1检查蒸汽、压缩空气、冷却水进出的管路就是否畅通,所有阀门就是否良好,并关闭所有阀门、 2检查电路、控制柜、开关的状态,确保控制柜运行正常、 3检查空压机油表油表及轴承、三角带、气缸等就是否正常,确保空压机运行正常、 4检查发酵罐搅拌减速机的油量及密封轴降温水就是否正常、 三总过滤器灭菌 当蒸汽总管路上的压力为0、2-0、25MPa时,打开总过滤器进气阀输入蒸汽,同时打开出气阀的跑分阀、排气阀、排污阀,当三个阀均排出蒸汽时,调整进气阀、排污阀,稳定总过滤器压力0、15-0、2MPa,此时打开压力表下跑分,计时灭菌2-2、5小时、灭菌结束后启动空压机,当空气输入管道压力大于总过滤器压力时,关闭蒸汽阀,打开空气阀,将空气出入总过滤器,然后调整进气阀与排污阀,稳定总过滤器压力在0、15-0、2MPa,保持通气在15-20小时,当出气阀跑分与排污阀放出的空气为干燥空气时,完成灭菌、 四分过滤器灭菌 1当蒸汽管路压力为0、2-0、25MPa时,打开蒸汽过滤器的进气阀与排污阀,当蒸汽管路中无蒸汽凝结液后,再将蒸汽输入空气管路,然后打开分过滤器的进气阀、排污阀及出气阀上的跑分,当所有阀门均有蒸汽排出后,调整进气与排污阀,就是压力稳定在0、11-0、15MPa,计时灭菌30-35分钟、灭菌结束后,关闭蒸汽过滤器进出气阀、排污阀,并立即将空气输入预过滤器,使空气通过预过滤器进入到分过滤器,再调整分过滤器排污阀使压力稳定在0、11-0、15MPa,备用、
操作规程编号：YTO-FS-PD456 发酵罐安全操作流程通用版 In Order T o Standardize The Management Of Daily Behavior, The Activities And T asks Are Controlled By The Determined Terms, So As T o Achieve The Effect Of Safe Production And Reduce Hidden Dangers. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards
发酵罐安全操作流程通用版 使用提示：本操作规程文件可用于工作中为规范日常行为与作业运行过程的管理，通过对确定的条款对活动和任务实施控制,使活动和任务在受控状态，从而达到安全生产和减少隐患的效果。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 一、准备工作 1、检查蒸汽发生器，确保已开启； 2、检查空气源，保证供气压力在0.4~0.7MPa之间，相对湿度应小于60%；再调节空气减压阀，使其出口压力在0.2~0.25MPa之间； 3、检查各管道、阀门是否有泄漏，进料口、补料口硅胶垫是否需要更换，如有请及时修整； 4、检查各压力表是否归零，不能归零的予以更换； 5、检查罐内是否清洗干净； 6、查看控制系统、传动系统是否良好； 7、检查完毕进行打压试漏：压力0.15MPa保持 30min，如果出现压力下降，请用肥皂水查找泄漏点，并进行修复； 8、安装已标定的PH电极、溶氧电极等其他检测设备，确保已安装到位、螺母旋紧； 9、检查一切无问题，如实填写记录并签字； 二、空气过滤器消毒
江西科技师范学院 生物工程专业《化工原理课程设计》说明书 题目名称2m3 产谷氨酸发酵罐的设计 专业班级2009 级生物工程（1）班 学号 学生姓名唐盼阙素云周婷 指导教师常军博士 2011 年10 月31 日
目录 一、设计方案的确定1 谷氨酸的生产工艺流程1 生产原料1 发酵菌株1 培养基的制备2 二、发酵罐主体设计计算2 发酵罐主要条件及主要技术指标2 罐体选型、几何尺寸的确定、罐体主要部件尺寸的设计计算3发酵罐的选型3 发酵罐容积的确定 3 发酵罐装液量的确定3 冷却装置的设计3 罐体选料4 罐体壁厚4 封头壁厚计算5 夹套直径5 挡板的设计5 搅拌器的设计5 搅拌器的计算5 搅拌轴功率的计算 6 管道设计8 通风管管径计算8 进出物料管8 冷却水进出口管径 8 管道接口8 仪表接口8 三、其他附件选型9 四、附录及图纸10 附录1计算结果汇总表10 附录2计算结果汇总表10 五、总结11 六、参考文献及资料12
一、设计方案的确定 谷氨酸的生产工艺流程 谷氨酸的生产主要包括以下工作：谷氨酸发酵的原料处理和培养基的配制； 子培养；发酵工艺条件的控制；谷氨酸提取；谷氨酸的精制。 发酵法生产谷氨酸的工艺流程如下： 图1 谷氨酸生产工艺流程图 生产原料 谷氨酸生产时发酵原料的选择原则：首先考虑菌体生长繁殖的营养；考虑到有利于谷氨酸的大量积累；还要考虑原料丰富，价格便宜；发酵周期短，产品易提取等因素。目前谷氨酸生产上多采用尿素为氮源，采用分批流加，以生物素为生长因子。国内大多数厂家用淀粉为发酵原料，主要有玉米、小麦、甘薯、大米等，其中甘薯的淀粉最为常用。少数厂家用糖蜜为发酵原料，主要有甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜。 发酵菌株 现有谷氨酸生产菌分属于棒状杆菌属、短杆菌属、小杆菌属及节杆菌属。目前工业上应用的谷氨酸产生菌有谷氨酸棒状杆菌、乳糖发酵短杆菌、散枝短杆菌、黄色短杆菌、噬氨短杆菌等。目前国内各味精厂所使用的谷氨酸生产菌主要有（1）纯齿棒状杆菌及其 （2）天津短杆菌T613及其诱变株FM-415、CMTC6282、诱变株B9、B9-17-36、F-263等菌株； S9114等菌株；（3）北京棒杆菌及其诱变株D110等菌株。本实验选择北京棒杆菌。
一、工程简介： 工程内容为4只480 M3不锈钢发酵罐制作、安装。480 M3不锈钢发酵罐直径为Φ5700 mm,总高度达23m,总重量约为38.5吨，不但体积庞大，且单重重，运输困难。为此，总体上考虑封头、锥体、夹套等部件成型安排在厂内制造，分件运至建设单位厂内罐区现场组焊，筒体在建设单位现场卷制。 二、施工依据及技术质量标准： 1、合同； 2、设计图纸； 3、《压力容器安全技术监察规程》; 4、GB150-98《钢制压力容器》； 5、HG20584-98《钢制化工容器制造技术规定》； 6、GB3274-88《碳素钢和低全金钢热轧中厚钢板和钢带》； 7、JB4729-95《旋转压封头》； 8、GB/T14976-94《流体输送用不锈钢无缝钢管》； 9、JISG4303《不锈钢热轧钢板》； 10、GB/14957-94《熔化焊用钢丝》； 11、GB4242-84《焊接用不锈钢丝》； 12、GB/T983-95《不锈钢焊条》； 13、GB4842-84《氩气》； 14、JB3223-83《焊条质量管理规程》； 15、《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》（国质检锅（2002）109号）； 16、JB4730-94《压力容器无损检测》； 三、施工工艺技术措施和质量控制： 1、投产前准备工作： 1.1、组织工艺技术人员认真阅读，分析其结构特点，召开技术交底会，充分理解设计意图，做到心中有数，并做好审图记录。 1.2、编制指导生产的制造工艺和焊接工艺，重点交待清楚夹套蜂窝塞焊焊缝的焊接工艺. 1.3、采购质量可靠的SUS304钢板等主材，并选择合格的钢材供应商。 1.4、选择技术过硬的专业施工队伍，配备足够数量的技术熟练的工人，焊工必须是经考试合格的并具有相应资格的有效持证焊工。 2、制造工序流程： 3、工艺过程及质量控制： 3.1、编制指导生产的工艺：技术工艺人员根据设计图纸、技术标准及现场情况编制指导生产的专业制造、焊接工艺过程卡及检验工艺文件。 3.2、检验人员对钢板和焊材进行入库前的检验和标志移植，确认合格后方可投放生产使用。 3.3、划线下料：对筒节用料钢板进行四边直线度和垂直度检查，若边与边不垂直必须划垂线切割，保证边与边的相互垂直。并严格掌握筒节坯板的下料长度准确以利环焊缝组装错边量的控制。 3.4、成型：封头坯板下料后，拼接焊缝采用埋弧自动焊。焊缝检验合格后压制之前，对处于压制面焊缝的余高，应打磨至母材齐平，并对外圆周切割边缘的棱角打磨成过渡小圆弧，防止压制过程中撕裂。采用先进的旋压成型工艺使封头旋压成型、平边，对拼接焊缝进行1 00%RT检查并应符合III级要求，合格后运送至现场。 锥体采用分片成型后拼接成整体的工艺方法，但与筒节结合的上部轴向过渡园弧，也要旋压成型，以保证质量，工艺上预先安排锥体分为三部分，需旋压部分高度掌握在1m左右（旋
内部编号：AN-QP-HT158 版本/ 修改状态：01 / 00 The Procedures Or Steps Formulated T o Ensure The Safe And Effective Operation Of Daily Production, Which Must Be Followed By Relevant Personnel When Operating Equipment Or Handling Business, Are Usually Systematic Documents, Which Are The Operation Specifications Of Operators. 编辑：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ 发酵罐操作规程通用范本
发酵罐操作规程通用范本 使用指引：本操作规程文件可用于保证本部门的日常生产、工作能够安全、稳定、有效运转而制定的，相关人员在操作设备或办理业务时必须遵循的程序或步骤，通常为系统性的文件，是操作人员的操作规范。资料下载后可以进行自定义修改，可按照所需进行删减和使用。 1、进罐前准备工作：清洗发酵罐；电极标定；装好pH电极、溶氧电极；放出蒸汽发生器中的污水；贮水箱中加满水；培养基配制好后倒入发酵罐，调至适当体积及pH；打开搅拌；检查罐上各种盖帽，旋紧。 2 灭菌操作： 2.1打开蒸汽发生器，机器自动进水，水位达到要求后开始加热。 2.2 打开蒸汽发生器后面的球阀。 2.3 夹层进汽预热。打开夹层进汽阀门，打开夹层排汽阀门，夹层开始进汽预热。打开排气阀，排出冷空气。待温度上升至95-
目录 前言 (1) 第一章、概述 (2) 1.1、柠檬酸 (2) 1.2、柠檬酸的生产工艺 (2) 1.3、机械搅拌通风发酵罐 (3) 1.3.1、通用型发酵罐的几何尺寸比例 (3) 1.3.2、罐体 (3) 1.3.3、搅拌器和挡板 (3) 1.3.4、消泡器 (4) 1.3.5、联轴器及轴承 (4) 1.2.6、变速装置 (4) 1.3.7、通气装置 (4) 1.3.8、轴封 (5) 1.3.9、附属设备 (5) 第二章、设备的设计计算与选型 (5) 2.1、发酵罐的主要尺寸计算 (5) 2.1.1、圆筒体的内径、高度与封头的高度 (5) 2.1.2、圆筒体的壁厚 (7) 2.1.3、封头的壁厚 (7) 2.2、搅拌装置设计 (8) 2.2.1、搅拌器 (8) 2.2.2、搅拌轴设计 (8) 2.2.3、电机功率 (10) 2.3、冷却装置设计 (10) 2.3.1、冷却方式 (10) 2.3.2、冷却水耗量 (10) 2.3.3、冷却管组数和管径 (12) 2.4零部件 (13) 2.4.1 人孔和视镜 (13) 2.4.2 接管口 (13) 2.4.3、梯子 (15) 2.5发酵罐体重 (15) 2.6支座的选型 (16) 第三章、计算结果的总结 (16) 设计总结 (17) 附录 (18) 符号的总结 (18) 参考文献 (19)
生物工程设备课程设计任务书 一、课程设计题目 “1000m3的机械搅拌发酵罐”的设计。 二、课程设计内容 1、设备所担负的工艺操作任务和工作性质，工作参数的确定。 2、容积的计算，主要尺寸的确定，传热方式的选择及传热面积的确定。 3、动力消耗、设备结构的工艺设计。 三、课程设计的要求 课程设计的规模不同，其具体的设计项目也有所差别，但其基本内容是大体相同，主要基本内容及要求如下： 1、工艺设计和计算 根据选定的方案和规定的任务进行物料衡算，热量衡算，主体设备工艺尺寸计算和简单的机械设计计算，汇总工艺计算结果。主要包括： （1）工艺设计 ①设备结构及主要尺寸的确定（D，H，H L ，V，V L ，Di等） ②通风量的计算 ③搅拌功率计算及电机选择 ④传热面积及冷却水用量的计算 （2）设备设计 ①壁厚设计（包括筒体、封头和夹套） ②搅拌器及搅拌轴的设计 ③局部尺寸的确定（包括挡板、人孔及进出口接管等） ④冷却装置的设计(包括冷却面积、列管规格、总长及布置等) 2、设计说明书的编制 设计说明书应包括设计任务书，目录、前言、设计方案论述，工艺设计和计算，设计结果汇总、符号说明，设计结果的自我总结评价和参考资料等。 3、绘制设备图一张 4、设备图绘制，应标明设备的主要结构与尺寸。
发酵罐安全操作流程 Prepared on 24 November 2020
发酵罐安全操作流程 一、准备工作 1、检查蒸汽发生器，确保已开启； 2、检查空气源，保证供气压力在~之间，相对湿度应小于60%；再调节空 气减压阀，使其出口压力在~之间； 3、检查各管道、阀门是否有泄漏，进料口、补料口硅胶垫是否需要更换， 如有请及时修整； 4、检查各压力表是否归零，不能归零的予以更换； 5、检查罐内是否清洗干净； 6、查看控制系统、传动系统是否良好； 7、检查完毕进行打压试漏：压力保持30min，如果出现压力下降，请用肥 皂水查找泄漏点，并进行修复； 8、安装已标定的PH电极、溶氧电极等其他检测设备，确保已安装到位、螺母旋紧； 9、检查一切无问题，如实填写记录并签字； 二、空气过滤器消毒 1、首先关闭空气过滤器前的进蒸汽阀，缓慢卸掉空气过滤器内压力； 2、打开蒸汽过滤器下端的排污阀（排净冷凝水后微开），缓缓开启蒸汽 阀，排净管道内冷凝水后调整蒸汽阀大小，保证蒸汽压力以上； 3、打开空气过滤器下端的排污阀，慢慢打开过滤器前的蒸汽阀，待排尽冷 凝水后排污阀微开；
4、开启过滤器后的排气阀门，通过调整其与蒸汽阀的大小，维持压力~消毒 30min； 5、消毒结束调小排气阀与排污阀的开度，迅速关闭蒸汽阀同时打开进空气 阀（换气过程中保证压力不掉零），调整空气阀大小保持压力在~，以便吹干空气过滤器； 6、约20~30min过滤器吹干后（过滤器外壁温度降至常温，手试吹出的空气 干燥、细腻、滑润），关闭过滤器下端的排污阀及排气阀，保持正压； 三、罐空消 1、首先打开夹套下端的排水阀，排尽夹套中的水； 2、依次打开取样阀、蒸汽阀，排尽管道内冷凝水后将取样阀转为微开；稍 开罐排气阀，再缓慢开启罐底隔膜阀使蒸汽徐徐进入发酵罐； 3、在灭菌过程中时刻注意并控制罐压在~内，罐压的控制通过蒸汽阀和排气 阀来实现； 4、空消30~50min后，关闭蒸汽阀和罐底隔膜阀，关闭后压力会迅速下降， 为防止罐内产生负压，需将进空气阀打开，维持罐压~或者压力下降至零时将排气阀打开自然冷却；待温度降至80℃以下时排尽罐内冷凝水； 四、实消 1、将标定好的PH电极、溶氧电极等检测设备安装，检查确保安装到位，旋紧螺母； 2、关闭罐底隔膜阀，微通风、开低转速，按工艺要求将配制好的培养基加 入罐内，检查无漏加原料后将加料口螺母适度拧紧；
1）生物素营养缺陷型 ?作用机制:生物素是脂肪酸生物合成最初反应的关键酶乙酰CoA羧化酶的辅酶,参与 了脂肪酸的合成,进而影响脂肪酸的合成.当磷脂合成量少到正常的1/2左右时,细胞变形,Glu向膜外泄漏. ?控制关键:使用该类突变株必须限制发酵培养基中生物素亚适量(5-10 g/L).在发酵 初期(0-8小时),细胞正常生长,当生物素耗尽后,在菌的再次倍增时,开始出现异常形态细胞,即完成了细胞从生长型到积累型转换. 2）油酸营养缺陷型 ?作用机制:油酸营养缺陷型丧失了合成油酸的能力,通过控制油酸使磷脂合成量减少 到正常量的1/2左右. ?控制关键:保证在培养基中油酸亚适量,完成细胞从生长型到生产型的转换. （3）添加表面活性剂 ?添加表面活性剂(如吐温60)或不饱和脂肪酸(C16-18),也能造成细胞渗漏,积累谷氨 酸. ?机理:两者在脂肪酸合成时对生物素有拮抗作用,导致磷脂合成不足,形成不完整的细 胞膜. ?关键:控制好脂肪酸或表面活性剂的时间和浓度,必须在药剂加入后,在这些药剂存在 下进行分裂,形成产酸型细胞. （4）添加青霉素 ?机理:青霉素抑制谷氨酸生产菌细胞壁后期的合成,细胞膜在失去保护,在渗透压的作 用下受损,向外泄露谷氨酸. ?控制关键:一般在进入对数生长期的早期(3-6小时)添加.添加青霉素后倍增的菌体不 能合成完整的细胞壁,完成细胞功能的转换. 谷氨酸发酵强制控制工艺 ?为了稳产,克服培养基原料中某些成分不易控制带来的影响,在谷氨酸发酵时可采取 “强制控制”的方法,如:“高生物素高吐温”或“高生物素高青霉素”的方法. ?控制方法:在发酵培养基中预先配加一定量(过量)的纯生物素,大大地削弱每批原料 中生物素含量变化的影响,高生物素、大接种量能促进菌体迅速增殖.再在菌体倍增的早期加入相对高的吐温或青霉素,形成产酸型细胞.固定其它条件,确保高产稳产。谷氨酸发酵 ? 1.适应期:尿素分解出氨使pH上升.糖不利用.2-4h. 措施:接种量和发酵条件控制使适应期缩短. ? 2.对数生长期:糖耗快,尿素大量分解使pH上升,氨被利用pH又迅速下降.溶氧急剧 下降后维持在一定水平.菌体浓度迅速增大,菌体形态为排列整齐的八字形.不产酸.12h. 措施:及时供给菌体生长必须的氮源及调节pH,在pH7.5-8.0时流加尿素;维持温度30- 32℃ ? 3.菌体生长停止期:谷氨酸合成. 措施:提供必须的氨及pH维持在7.2-7.4.大量通**,控制温度34-37 ℃. ? 4.发酵后期:菌体衰老,糖耗慢,残糖低. 措施:营养物耗尽酸浓度不增加时,及时放罐. 发酵周期一般为30h. 二、谷氨酸发酵的生化过程
目录1.谷氨酸发酵生产工艺简介 1.1工艺流程 1.2工艺参数 1.3工艺要求 2串级控制系统特点与分析 2.1串级系统特点 2.2串级控制结构框图及分析 3控制方案 3.1总体方案 3.2系统放图 3.3待检测点的控制系统流程图 4仪表的选型 4.1热交换器 4.2仪表清单 5控制算法选择 5.1控制规律 5.2调节器正反作用的选择 6总结 7参考文献 附图
串级控制系统-----两只调节器串联起来工作，其中一个调节器的输出作为另一个调节器的给定值的系统。 例：加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统 1. 基本概念即组成结构
串级控制系统采用两套检测变送器和两个调节器，前一个调节器的输出作为后一个调节器的设定，后一个调节器的输出送往调节阀。 前一个调节器称为主调节器，它所检测和控制的变量称主变量（主被控参数），即工艺控制指标；后一个调节器称为副调节器，它所检测和控制的变量称副变量（副被控参数），是为了稳定主变量而引入的辅助变量。 整个系统包括两个控制回路，主回路和副回路。副回路由副变量检测变送、副调节器、调节阀和副过程构成；主回路由主变量检测变送、主调节器、副调节器、调节阀、副过程和主过程构成。 在该反应中，主要控制的指标是釜温。但由于测量元件的测量滞后，以及由于测量套管插入其内，在套管的外表面有反应发生，很容易造成釜温的假象。因此在升温-恒温控制的过程中需要热水和冷水的交换切换，以便使谷氨酸发酵充分反应，提高产品质量。 主、副变量，主、副控制器（调节器），主、副对象，主、副检测变送器，主、副回路。 作用在主、副对象上的干扰分别为一、二次干扰 系统特点及分析 * 改善了过程的动态特性，提高了系统控制质量。 * 能迅速克服进入副回路的二次扰动。 * 提高了系统的工作频率。 * 对负荷变化的适应性较强 串级控制系统的特点：
一、电控箱面板上按钮和指示灯说明 电控柜面板图 在电控箱面板上有以下按钮和指示灯：进料阀开、进料阀关、排料阀开，排料阀关，系统运行和系统停止以及急停。具体的使用说明如下： 1、进料阀开/关：当按下进料阀开按钮时，进料电动阀打开，当阀门全部打开后， 进料阀开的按钮上的绿色指示灯亮，同时进料泵自动启动，当按下进料阀关时，进料阀关闭，同时进料泵停，当进料阀完全关闭后，进料阀关的按钮上的红色指示灯亮。 2、排料阀开/关：当按下排料阀开按钮时，排料电动阀打开，当阀门全部打开后， 排料阀开的按钮上的绿色指示灯亮；当按下排料阀关时，排料阀关闭，当排料阀完全关闭后，排料阀关的按钮上的红色指示灯亮。
3、排料阀开/关：当按下系统运行按钮后，整个系统按照设定的参数自动运行， 同时系统运行指示灯亮；当按系统停止按钮后，系统停止运行，同时系统停止运行指示灯亮。 4、急停按钮：出现紧急情况时可以按下急停按钮，使整个系统停机。 二、触摸屏上相应的参数设定说明 主画面 1、系统上电后，触摸屏自动进入主画面，此画面中显示发酵罐内 当前的温度，压力以及搅拌的转速和热水罐的温度以及液位状态；进出料状态也在此画面中显示。按下参数设定键进入参数设定画面。
参数设定一 2、在此画面中设定热水罐和发酵罐的工作参数，说明如下：（参数 都在系统运行时生效） 1）热水罐加热器启动/停止温度：当热水管内温度低于启动温度时，并且热水罐内的水位超过了中液位时，电加热器自动启动，加热到设定的停止温度后，电加热器自动停止运行。注意：停 止温度应大于启动温度。 2）发酵罐加热泵启动/停止温度：当发酵罐内的温度低于启动温度时，并且热水罐内的水位超过了中液位时，加热泵启动循环， 给发酵罐加热，当温度到停止温度时，加热泵停止。注意：停 止温度应大于启动温度。 3）发酵罐排气阀开/关压力：当发酵罐内的压力大于开阀压力时，排气电磁阀自动打开，当发酵罐内压力降到关阀压力时，排气 电磁阀自动关闭。注意：开阀压力应大于关阀压力。 4）搅拌器转速设定：通过此参数来设定变频器的频率。从而设定发酵罐搅拌器的转速。 按下一页进入参数设定二画面，按返回，回到主画面。
基因工程菌发酵操作流程 1.检查发酵车间是否达到发酵要求(所以设备处于待用状态)。 2.通知蒸汽车间按时送符合要求蒸汽。 3.种子罐基础培养基的领料及定容配制。 4.种子罐的PH、DO电极的校正安装和补料口堵头更换。 5.种子罐进料，调PH。 6.种子罐基础培养基在位灭菌，同时灭移种管道上段。 7.种子罐冷却后可连接酸、碱、消泡剂补料瓶。 8.种子罐培养基温度、PH(需进一步校准)、罐压、消泡达到发酵条 件。通知菌种室准备菌种转接。 9.无菌操作将种子罐所需MgSO4、Amp转入菌种转换罐。 10.种子罐扩增培养发酵阶段需平稳控制罐压、PH、DO、温度、消泡。 11.大罐基础培养基领料及配制。 12.大罐PH、DO电极校正安装及补料口堵头的更换。 13.大罐进料、定容、调PH；碱罐碱液的配制。 14.大罐基础培养基在位灭菌，同时对移种管道、进料管道、补料管 道、碱罐及碱管道上段的灭菌。 15.大罐基础培养基温度降至发酵温度后再次校准PH、DO。连接补 料瓶调节至发酵条件。 16.无菌操作将大罐所需MgSO4、Amp转入菌种转换罐并转入种子罐。 17.利用压力差将种子罐里的种子液移接到大罐。 18.补碱时，将管道上阀门打开。程序设为自动，控制流量。
19.补料罐补料培养基的领料定容配制。 20.补料罐补料培养基在位灭菌，同时对管道上段灭菌。 21.补料时，将管道上阀门打开。程序设为自动，设置流量。 22.诱导剂领料，在配料罐中加水配制定容。 23.将诱导剂打入种子罐，灭菌后保持罐压。 24.利用压力差将种子罐里的诱导剂移接到大罐。 25.一段时间后，大罐的PH、DO呈上升形态即为发酵结束，可放罐 离心。
1味精的生产工艺流程简介 味精的生产一般分为制糖、谷氨酸发酵、中和提取及精制 等4个主要工序。 1．1液化和糖化 因为大米涨价，目前大多数味精厂都使用淀粉作为原材 料。淀粉先要经过液化阶段。然后在与B一淀粉酶作用进入糖 化阶段。首先利用一淀粉酶将淀粉浆液化，降低淀粉粘度并 将其水解成糊精和低聚糖，应为淀粉中蛋白质的含量低于原来 的大米，所以经过液化的混合液可直接加入糖化酶进入糖化阶 段，而不用像以大米为原材料那样液化后需经过板筐压滤机滤 去大量蛋白质沉淀。液化过程中除了加淀粉酶还要加氯化钙， 整个液化时间约30min。一定温度下液化后的糊精及低聚糖在 糖化罐内进一步水解为葡萄糖。淀粉浆液化后，通过冷却器降 温至60℃进入糖化罐，加入糖化酶进行糖化。糖化温度控制在60℃左右，PH值4．5，糖化时间18-32h。糖化结束后，将糖化罐加热至80 85℃，灭酶30min。过滤得葡萄糖液，经过压滤 机后进行油水分离(一冷分离，二冷分离)，再经过滤后连续消 毒后进入发酵罐。 1．2谷氨酸发酵发酵 谷氨酸发酵过程消毒后的谷氨酸培养液在流量监控下进入谷氨酸发酵罐，经过罐内冷却蛇管将温度冷却至32℃，置入 菌种，氯化钾、硫酸锰、消泡剂及维生素等，通入消毒空气，经一
段时间适应后，发酵过程即开始缓慢进行。谷氨酸发酵是一个 复杂的微生物生长过程，谷氨酸菌摄取原料的营养，并通过体 内特定的酶进行复杂的生化反应。培养液中的反应物透过细胞 壁和细胞膜进入细胞体内，将反应物转化为谷氨酸产物。整个 发酵过程一般要经历3个时期，即适应期、对数增长期和衰亡期。每个时期对培养液浓度、温度、PH值及供风量都有不同的 要求。因此，在发酵过程中，必须为菌体的生长代谢提供适宜的生长环境。经过大约34小时的培养，当产酸、残糖、光密度等指标均达到一定要求时即可放罐。 1．3 谷氨酸提取与谷氨酸钠生产工艺 该过程在提取罐中进行。利用氨基酸两性的性质，谷氨酸 的等电点在为pH3．0处，谷氨酸在此酸碱度时溶解度最低，可经长时间的沉淀得到谷氨酸。粗得的官司谷氨酸经过于燥后分 装成袋保存。 1．4谷氨酸钠的精制 谷氨酸钠溶液经过活性碳脱色及离子交换柱除去C a 、 Mg 、F e 离子，即可得到高纯度的谷氨酸钠溶液。将纯净的 谷氨酸钠溶液导入结晶罐，进行减压蒸发，当波美度达到295 时放入晶种，进入育晶阶段，根据结晶罐内溶液的饱和度和结 晶情况实时控制谷氨酸钠溶液输入量及进水量。经过十几小时 的蒸发结晶，当结晶形体达到一定要求、物料积累到80％高度时，将料液放至助晶槽，结晶长成后分离出味精，送去干燥和筛
1、味精是L-谷氨酸单钠的商品名称，含有一分子的结晶水，其分子式为NaC5H8O4N·H2O 2、国内味精厂所使用的谷氨酸生产菌株主要有北京棒杆菌AS1.299、钝齿杆菌AS1.542 和天津短杆菌T 6-13三类。 3、谷氨酸发酵中，谷氨酸产生菌只有一条生物合成途径中，生成谷氨酸的前体物为α-酮戊二酸。而在赖氨酸发酵中，存在两条不同的生物合成途径，即二氨基庚二酸途径和α-氨基己二酸途径 4、谷氨酸制味精过程中，中和操作时一般应先加谷氨酸后加碱，否则会发生消旋化，生成DL- 谷氨酸钠。 5、在谷氨酸发酵中，溶解氧的大小对发酵过程有明显的影响。若通气不足，会生成乳酸或琥珀 酸，若通气过量，会生成ɑ－酮戊二酸 6、从发酵液中提取赖氨酸，目前一般采用离子交换方法。影响提取得率最大的是菌体和钙离子 7、谷氨酸的晶型分为α-型结晶和β-型结晶两种，等电点提取谷氨酸时，首先必须形成一定数量 的晶核，然后才能进行育晶。谷氨酸起晶有自然起晶和加晶种起晶两种方法。 8在谷氨酸发酵中，生成谷氨酸的主要酶有谷氨酸脱氢酶（GHD）、转氨酶（AT）和谷氨酸合成酶（GS）三种。 9、L–谷氨酸在水溶液中的等电点是3.22，L–赖氨酸的等电点是6.96 10、在谷氨酸发酵过程中，对生物素的要求是亚适量，而在赖氨酸发酵生产中要求生物素过量。 11、游离的赖氨酸具有很强的呈盐性，因此，一般工业制造产品是以赖氨酸盐酸盐形式存在，其化学性质相当稳定。 二、单项选择题（共10小题，每小题2分，共20分） 得分评卷人 1、下列菌株中，_C_属于赖氨酸产生菌。 A．Hu7251 B．FM84-415 C．AS1.563 D．WTH-1 2、下列哪种氨基酸发酵是在供氧不足的条件下产酸最高？（D ） A．精氨酸B．赖氨酸C．苏氨酸D．亮氨酸 3、谷氨酸发酵产酸期的最适温度一般为（C ）。 A．30℃~32℃B．32℃~34℃C．34℃~37℃D．38℃~40℃ 4、在谷氨酸（AS1.299菌）发酵中后期，为有利于促进谷氨酸合成，pH值维持在___C__范围为好。A．pH6.2~6.4 B．pH6.8~7.0 C．pH7.0~7.2 D．pH7.3~7.6
300L-3000L 发酵系统操作说明 一、使用前的技术准备 1、操作人员应熟悉设备的结构，各部分的功能用途及使用调整方法。 2、阅读各仪表的使用说明，熟悉其操作方法。 3、使用设备之前，应先检查电源是否正常，空气源、蒸汽源及各仪表是否能正常工作。 4、检查系统上的阀门、接头及紧固螺钉是否拧紧。 5、开动空压机，用0.15Mpa压力检查发酵罐、过滤器、管路、阀门的密封性能是否良 好。 二、空消 在投料前，气路、料路、发酵罐必须用蒸汽进行灭菌，消除所有死角的杂菌，保证系统处于无菌状态。 1、空气管路的灭菌 1)空气管路上各罐前有一套一级预过滤器和一套二级除菌过滤器，蒸汽灭菌至除 菌过滤器前端阀门小排气口。 2)除菌过滤器的滤芯不能承受过高的温度和压力，因此，灭菌时蒸汽压力保持在 0.12Mpa,不得超过0.15Mpa.。 3)灭菌过程中，除菌过滤器下端的排气阀应微微开启，排除蒸汽冷凝水。 4)灭菌时间应持续30~40分钟左右。 5)灭菌后的过滤器，应在管路保压状态下迅速关闭蒸汽阀，开启空气阀，并打开 过滤器后端阀门小排气阀，吹除空气过滤芯中水气。通气约20~30分钟吹干后， 然后将阀门小排气阀关闭，空气过滤系统保压备用。 2、发酵罐、各附助罐空消 1)空消前拿下DO电极，用堵头代替。操作面板：发酵罐工况转换（灭菌），各 空消罐温度显示需打开，别的功能可暂时关闭。 2)空消是将蒸汽直接通入罐内进行空罐灭菌，灭菌前罐内应先用清水洗净。 3)空罐灭菌时，应将罐上的排气阀及物料管路阀门微微打开，使蒸汽通过这些阀 门排出，同时保持罐压为0.1Mpa,温度121℃。 4)空消时间为30~40分钟，特殊情况下，可采用间歇空消。 5)罐灭菌前时，打开夹套下口排污阀将夹套内的水放掉。 6)空罐灭菌结束后，关闭蒸汽阀，必须缓缓打开排气阀，否则罐体冷却后会发生 瘪罐事故！待罐压跌至零压后，将罐内冷凝水排掉备用。 7)空罐灭菌时搅拌电机不得开启。 三、实罐灭菌 实罐灭菌是当罐内加入培养基后，用蒸汽对培养基进行灭菌的过程，也称实消。 1、将配好的培养基从加料口加入罐内，开关箱上的功能转换开关设定在灭菌状态。 2、培养基在进罐之前应先糊化，调好PH，一般培养基的装料量以罐容积的70％左右 计算（泡沫多的培养基为65％左右，泡沫少的培养基可达到75-80％），并应考虑到 灭菌冷凝水和接种量等因素预先扣除。冷凝水一般会增加到15-20％，请预先用水 进行试验。 3、打开夹套蒸汽阀和夹套下口（列管）排污阀，进入夹套（列管）预热，并打开搅拌 电机，控制在较低转速，对培养基进行预热，当罐内温度升到90-95℃时，关闭夹
发酵罐操作流程 1 技术准备 发酵罐使用之前，应先检查电源是否正常，空压机、循环水系统是否能正常工作。同时要检查管道是否通畅及废水废气管道的完好情况。 2 空消 在投料前，气路、料路、发酵罐罐体必须用蒸汽进行灭菌，消除所有死角的杂菌，保证系统处于无菌状态。 2.1 空消步骤 打开蒸汽总开关----打开排冷凝水阀-------打开蒸汽过滤器开关------关闭预过滤器开关---打开空气精过滤器开关---打开进罐空气阀---打开空气排气阀---打开上分气包进发酵罐蒸汽阀---打开取料口进罐蒸汽阀---打开取样口排气----打开上分汽包进下分汽包阀---打开下分汽包总开关---打开下面进罐体蒸汽阀---打开接菌口和流量计出的排气阀。 2.2 空消注意事项 2.2.1 空气管路上有预过滤器和空气过滤器，预过滤器不能用蒸汽灭菌，因此在空气管路通蒸汽前，必须将预过滤器的阀门关闭。 2.2.2 空消时，应将罐上的接种口、排气阀及料路阀门微微打开，使蒸汽通过这些阀门排出，同时保持罐压为 0.13~0.15Mpa,空消时间为50分钟，夹层排水阀一直打开。 2.2.3 经常用手感受进蒸汽管道的畅通。 2.2.4 发酵罐空消前，应将夹套内的水放掉。空消结束后，应将罐内冷凝水排掉。 2.2.5空消结束后要通入无菌风吹干管路，并且管路和罐体要始终保持正压，以免杂菌的进入。 3 罐体实消 实消是当罐内加入培养基后，用蒸汽对培养基进行灭菌的过程。空消结束后，罐体压力降至0.03Mpa,打开罐体下面出料口排水阀排冷凝水，待排完后，关紧出料口阀门。打开进料口，加入培养基，拧紧。 3.1 实消步骤 开启机械搅拌装置---打开蒸汽总开关---打开拍冷凝水阀---打开上分气包进发酵罐蒸汽阀---打开夹层蒸汽阀 ---打开排气口排罐体冷空气---夹层温度达到95℃时关闭夹层蒸汽阀---打开罐体上面进蒸汽阀---打开上分汽包进下分汽包阀---打开下分汽包总开关---打开下面进罐体蒸汽阀---罐体压力达到0.15Mpa时开始计时，通过调节蒸汽阀保压30分钟。