谷氨酸生产实训论文

（二 零 一 四 年 六 月本科毕业设计说明书学校代码： 10128 学 号： 201020513011题 目：120k t /a 谷氨酸钠车间发酵工段工艺设计 学生姓名： 学 院：化工学院 系 别：食品与生物工程系 专 业：生物工程 班 级：10-2班 指导教师：摘要本设计为12万吨谷氨酸钠车间发酵工段工艺设计，根据谷氨酸钠的物理化学以及各种特性对其分析，选择合适的工艺流程，进行物料衡算，热量衡算，设备选型，在设计中物料衡算是一个很重要的环节，它是根据质量守恒定律进入任何过程的物料质量，必须等于从该过程离开的物料质量与积存于该过程中的物料质量之和，根据物料衡算计算出整个生产过程中需要的物料量和排出的物质的质量，设计中的热量衡算是根据热量守恒定律计算出每个工段的热量消耗，本次发酵设计中只计算出发酵工段的耗蒸汽量和冷却用水量，然后根据物料衡算跟热量衡算选取发酵过程中所用发酵罐，种子罐，空气过滤器等各种设备的大小，型号，规格以及数量。

根据味精发酵工业生产手册查找数据和各种中英文文献设计完成本次设计。

关键词：味精发酵，工艺计算，设备选型AbstractThe design for the 120,000 tons of monosodium glutamate fermentation workshop section process design, based on the physical chemical properties of sodium glutamate, and a variety of its analysis, select the appropriate process, for material balance, heat balance, equipment selection in the design of the material balance can be considered a very important aspect, which is based on the law of conservation of mass access to any process of quality materials, must be equal to the quality of material left from the process and the quality of the accumulation of material in the process and, according to the material balance calculating calculates the amount of material needed in the production process and the quality of the discharged material, design heat balance be calculated in accordance with the law of conservation of heat in each section of the calories consumed, the fermentation designed only to calculate the amount of steam consumption of fermented section and cooling water, and then based on material balance with the heat balance in the fermentation process used to select the size of the fermentation tanks, seed pots, air filters and other equipment, models, specifications and quantity. Find a variety of English literature data and the completion of the design according to the design of monosodium glutamate fermentation of industrial production manual.Key word:Monosodium glutamate fermentation ,Process calculation ,Equipment selection目录第一章文献综述 (1)1.1 谷氨酸概述 (1)1.2 谷氨酸理化性质 (1)1.2.1 物理性质 (1)1.2.2 化学性质 (2)1.3 谷氨酸的生物合成途径 (2)1.4 发酵法生产谷氨酸 (3)1.4.1 谷氨酸发酵原理 (3)1.4.2 谷氨酸发酵工艺 (4)1.5 谷氨酸的提取 (6)第二章物料衡算 (7)2.1 生产要求 (7)2.2 总物料平衡的计算 (7)2.2.1 生产能力 (7)2.2.2 计算指标（以淀粉质为原料） (8)2.2.3 物料衡算（以单位1t的玉米计算） (8)2.2.4 总物料衡算结果 (10)2.3 糖化工段物料衡算 (10)2.3.1 淀粉浆量及加水量 (10)2.3.2 液化酶量 (11)量 (11)2.3.3 CaCl22.3.4 糖化酶量 (11)2.3.5 糖液产量 (11)2.3.6 过滤糖渣量 (11)2.3.7 生产过程进入的蒸汽冷凝水及洗水量 (12)2.3.8 衡算结果汇总 (12)2.4 发酵工段物料平衡计算 (12)2.4.1 发酵培养基和用糖量 (12)2.4.2 发酵配料 (13)2.4.3 配料用水 (14)2.4.4 接种量 (14)2.4.5 连续灭菌过程进入的蒸汽及补水量 (14)2.4.6 加消泡剂量 (14)2.4.7 发酵生化反应过程所产生的水分 (14)2.4.8 发酵液的质量 (15)2.4.9 发酵过程从排风带走的水分 (15)2.4.10 发酵过程化验取样、放罐残留及其他损失 (16)2.4.11 发酵终止时的质量 (16)2.4.12 衡算结果汇总 (16)2.5 中和等电工段物料衡算 (17)2.5.1 发酵液数量 (18)2.5.2 高流量 (18)2.5.3 硫酸用量 (18)2.5.4 等电液数量 (18)2.5.5 谷氨酸产量 (18)2.5.6 加水量 (18)2.5.7 洗水量 (18)2.5.8 母液（上清液）数量 (19)2.5.9 物料衡算汇总 (19)2.6 离交工段物料衡算 (19)2.6.1 母液调pH用硫酸量 (20)2.6.2 母液数量 (20)2.6.3 调高流用硫酸量 (20)2.6.4 洗脱液用99%液氨数量 (20)2.6.5 高流量 (20)2.6.6 排出废液量 (20)2.6.7 配洗脱液用水量 (20)2.6.8 物料衡算汇总 (21)2.7 中和脱色工段物料衡算 (21)2.7.1 谷氨酸数量 (21)2.7.2 离子膜碱用量 (21)2.7.3 粉末活性炭用量 (22)2.7.4 中和脱色液数量 (22)2.7.5 废碳渣数量 (22)2.7.6 用水量 (22)2.7.7 物料衡算汇总 (23)2.8 精制（结晶）工段物料衡算 (23)2.8.1 中和脱色液数量 (23)2.8.2 产MSG量 (23)2.8.3 产母液量 (23)2.8.4 蒸发结晶过程加水 (24)2.8.5 MSG分离调水洗水量 (24)2.8.6 结晶过程蒸发水分 (24)2.8.7 物料衡算汇总 (24)第三章热量衡算 (25)3.1 连续灭菌、发酵工段热量衡算 (25)3.1.1 培养液连续灭菌用蒸汽量 (25)3.1.2 培养液冷却用水量 (26)3.1.3 发酵罐空罐灭菌蒸汽用量 (26)3.1.4 发酵过程产生的热量及冷却用水量 (28)第四章设备选型 (29)4.1 发酵罐 (29)4.2 种子罐 (39)4.3 空气分过滤器 (46)4.4 味精厂发酵车间设备一览表 (47)参考文献 (48)致谢 (49)第一章文献综述1.1 谷氨酸概述谷氨酸一种酸性氨基酸。

谷氨酸发酵过程优化与控制研究【摘要】：谷氨酸产生菌既是谷氨酸发酵反应过程的主体，也是反应过程的生物催化剂。

通过对影响谷氨酸发酵生产的菌种、原料、发酵环境条件等因素进行分析，指出采用代谢工程方法优化生产菌种和发酵工艺，能够使菌种发酵的综合技术得到不断提高。

关键词：谷氨酸发酵；菌种；流加糖；生物素；发酵环境条件；控制谷氨酸发酵生产是谷氨酸产生菌在其生命活动过程中分解、代谢营养物质、合成所需产物———谷氨酸的生化过程。

在这个过程中，影响谷氨酸产生菌生长、繁殖、代谢及合成产物的因素很多，通过人工干预有目的地控制这些因素，使其最终满足谷氨酸菌种的代谢合成需要，可以达到增加产物、降低消耗的目的。

谷氨酸产生菌既是反应过程的主体，也是反应过程的生物催化剂，它摄取原料的营养，通过细胞内特定的酶系列进行复杂的生化反应。

其底物中的反应物透过细胞壁和细胞膜进入细胞体内，在酶的作用下进行催化反应，将反应物转化为产物并释放出来，细胞的内在特性及其代谢规律是影响生化反应的关键因素。

因此，发酵是一个比其他工业过程更为复杂的动态过程。

1 选育优良菌种高产、纯正、优良的菌种是保证发酵成功的前提，因此优良生产菌种的选育一直是谷氨酸发酵的主要研究课题。

谷氨酸发酵一般采用黄色短杆菌（Brevibacterium fLavum）为出发菌株，根据代谢控制发酵原理进行人工诱变，定向选育高产率的菌种。

在菌种的保藏和培养过程中，与一切生物发酵生产一样，菌种是发酵生产成败的内因，生产选用高产、纯正、优良的菌种，必须做好 5 个方面的控制：①严格保藏温度和干燥的环境，满足菌种不变异、不退化、不污染的条件。

保藏菌种要经分离、纯化、筛选，要有专门的冷藏设备，周围的环境要清洁无污染，对于细菌的保藏可采用- 80 ℃冰箱保藏液体菌种的方法。

②生产使用的菌种要尽量减少传代次数，斜面菌种一般以 2 代~ 3 代可用于生产的为佳。

③严格菌种培养的原材料，试剂原料经过摇瓶和生产试验后，要基本固定规格和生产厂家。

1 文献综述1.1谷氨酸的发展历史从一九二三年上海的吴蕴初先生采用水解面筋的方法来生产味精到现在，中国的味精生产已经经历了78年的历史。

在这78年的漫长岁月中，生产味精的老前辈们和新中国培养起来的中青年技术工作者们，把毕生的精力都献给了中国民族味精事业。

由于他们从理论研究、菌种的筛选、工艺的革新、技术的改造和不断试验与实践，才形成了现在中国味精生产的工艺路线和控制模式。

特别是在二十世纪九十年代，中国味精生产的工艺技术发生了较大的变化，各项技术指标比八十年代翻了一倍，单位产量增加了二点五倍。

这一成绩的取得，主要是全国的味精同行们解放思想开拓进取，在原来的工艺路线和控制模式的基础之上进行技术再创新，更新了一些理论上的概念，才使中国味精生产的技术达了国际的一般水平。

[1]1.2谷氨酸的生产工艺流程[2]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。

1.2.1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。

然后再与β- 淀粉酶作用进入糖化阶段。

首先利用α- 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。

1.2.2谷氨酸发酵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℃, 接入菌种, 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。

湖北理工学院学年论文发酵法生产谷氨酸摘要：谷氨酸是一种酸性氨基酸，广泛用于食品，日用化妆品及医药行业。

本文主要介绍了采用发酵法来制备谷氨酸，全过程可划分为三个工艺阶段：原料的预处理及糖化；种子扩大培养及谷氨酸发酵；谷氨酸的提取。

又着重详细介绍了等电离交法提取谷氨酸。

关键词：谷氨酸；发酵；工艺；提取Abstract : Glutamic acid is an acidic amino acid , widely used in food , daily cosmetics and the pharmaceutical industry . This paper introduces that the preparation of glutamate fermentation , the fermentation processes can be divided into three process stages: pretreatment and saccharification of raw materials ; seeds to expand cultivation and glutamic acid fermentation ; the extraction of glutamic acid . This paper describes the ionization cross-extraction of glutamic acid .Keywords : Glutamic acid ; Fermentation ; Process ; Extract湖北理工学院学年论文目录一、谷氨酸简介 (3)1.1概述 (3)二、发酵法生产谷氨酸 (3)2.1 发酵法概述 (3)2.2 原料的预处理及糖化 (4)2.2.1 原料的种类 (4)2.2.2 原料的处理 (4)2.3 谷氨酸发酵工艺 (5)2.3.1 发酵培养基 (5)2.3.2 培养基灭菌 (6)2.3.3 发酵控制 (6)2.4 谷氨酸提取 (7)2.4.1 原理 (7)2.4.2 工艺流程 (7)2.5 鉴别 (8)2.6发酵终点的判断 (8)三、总结 (8)参考文献 (9)湖北理工学院学年论文一、谷氨酸简介1.1概述谷氨酸一种酸性氨基酸。

兰州大学生命科学学院发酵工程实验谷氨酸发酵实验摘要：谷氨酸棒杆菌在合适的培养基中经摇瓶培养能快速生长，为发酵实验准备菌种。

还原糖的消耗和谷氨酸的生成是衡量谷氨酸发酵是否正常的重要标志，所以在发酵过程中，要求每两个小时测定一次还原糖的含量，并据此作出发酵的糖耗曲线。

关键字：种子的制备、发酵罐、谷氨酸棒杆菌、PH的调节引言：了解发酵工业菌种制备工艺和质量控制，为发酵实验准备菌种。

了解发酵罐罐体构造和管道系统，掌握对发酵罐及其管道系统的灭菌方法。

了解发酵罐的操作，完成谷氨酸发酵的全过程。

还原糖的消耗和谷氨酸的生成是衡量谷氨酸发酵是否正常的重要标志，在发酵后期当还原糖降至1％以下时，表明谷氨酸发酵已经完成。

所以在发酵过程中，要定时测定还原糖的含量，要求每两个小时测定一次，并据此作出发酵的糖耗曲线。

掌握还原糖和总糖的测定原理，学习用比色法测定还原糖的方法。

学习使用茚三酮比色法检测发酵液中谷氨酸浓度的方法。

谷氨酸棒杆菌通常在0-12小时为生长期，12小时后为产酸期，所以应该从12小时以后开始检测谷氨酸的含量，每两个小时取一次样。

原理:谷氨酸棒杆菌在合适的培养基中经摇瓶培养能快速生长，得到大量健壮的种子。

谷氨酸棒杆菌生长速度较快，接种量一般在1-2%。

谷氨酸发酵是有氧发酵，发酵罐由蒸汽管道、空气管道、加料出料管道等组成，在实验之前必须先对发酵罐进行空消。

谷氨酸产生菌是代谢异常化的菌种，对环境因素的变化很敏感，在适宜的培养条件下，谷氨酸产生菌能够将50％以上的糖转化成谷氨酸，而只有极少量的副产物。

如果培养条件不适宜，则几乎不产生谷氨酸，仅得到大量的菌体或者由发酵产生的乳酸、琥珀酸、а－酮戊二酸、丙氨酸、谷氨酰胺、乙酰谷氨酰胺等产物。

生产上的中间分析只测定一些主要数据，只能显示微生物代谢的一般概况而不能反映细微的生化变化。

因此，进一步完善生化分析项目，从生化角度对发酵进行控制，从而确定最适宜的工艺条件是提高发酵水平的重要课题之一。

鲁东大学生命科学学院2011－20 12学年第2学期《微生物工程》课程论文课程号：任课教师成绩正文谷氨酸发酵技术总结中文摘要：本文通过对谷氨酸发酵过程中的基本概述、菌种选育、代谢控制、培养基优化、发酵过程控制及对现在工艺的改良等方面，对谷氨酸发酵技术的各个环节进行一次综合性的论述，进行一次初步的总结。

关键词：温度敏感株代粮发酵培养基优化染菌的防治糖的流加1.基本概述：谷氨酸在食品工业、日用化妆品行业、医药卫生行业及农业上都有重要的应用。

我国的味精产量居世界第一位，但人均消费水平较低，与港澳台及东南亚等地区存在着非常大的差距，所以我国的谷氨酸发酵产业有巨大的潜在市场。

谷氨酸的主要生产菌种有：（1）棒杆菌属：谷氨酸棒杆菌：生长素缺陷型、温度敏感型；北京棒杆菌；钝齿棒杆菌。

（2）短杆菌属：黄色短杆菌；天津短杆菌。

[1] 培养基的主要成分：碳源为豆饼，玉米浆；氮源除豆饼，玉米浆外还有尿素；生长因子为生物素。

谷氨酸的提取方法有：等电点结晶法，特殊沉淀法，离子交换法，溶剂萃取法，液膜萃取法等。

2.菌种选育：选育能够在工业生产中高产的菌种必须具备在高糖、高酸的培养基中能正常生长、代谢的能力，即在高渗透压的培养基中菌体的生长和谷氨酸的合成不受影响或影响很小（1）可通过诱变选育L-谷氨酸的结构类似物抗性突变株和营养缺陷型的回复突变株，以解除自身的反馈抑制和反馈阻遏，增大L-谷氨酸积累量。

（2）增加L-谷氨酸的前体物的合成量，可通过如选育抗氟乙酸、氟化钠、氮丝氨酸、氟柠檬酸等突变株，以及强化CO2固定反应突变株使谷氨酸大量积累。

（3）选育强化能量代谢的突变株。

谷氨酸高产菌的 2 个显著特点是：α-酮戊二酸继续向下氧化的能力缺陷和乙醛酸循环弱，使能量代谢受阻；TCA循环前一阶段的代谢减慢。

强化能量代谢，可补救上述两点不足，使TCA循环前一段代谢加强，谷氨酸合成的速度加快。

（4）通过选育不能以L-谷氨酸为唯一碳源生长的突变株，由于该突变株切断或减弱L-谷氨酸向下一步的代谢途径，从而L-谷氨酸能得到持续的积累。

谷氨酸发酵生产谷氨酸发酵一、实验目的谷氨酸(glutamic acid)是最先成功地利用发酵法进行生产的氨基酸。

谷氨酸发酵是典型的代谢调控发酵，其代谢途径相对研究得比较清楚。

因此，了解谷氨酸发酵机制，掌握其发酵工艺，将有助于对代谢调控发酵的理解，有助于对其他有氧发酵的理解和掌握，也有助于对已掌握的生化、微生物知识的融会贯通。

通过本次实验，掌握有氧发酵的一般工艺，熟练掌握通用机械搅拌罐的设备使用。

二、实验原理1、谷氨酸发酵机制谷氨酸发酵是菌体异常代谢的产物，菌体正常代谢失调时，才能积累谷氨酸。

在正常的微生物代谢中，由葡萄糖生成的磷酸烯醇式丙酮酸比天冬氨酸优先合成谷氨酸。

谷氨酸合成过量时，谷氨酸抑制谷氨酸脱氢酶的活力和阻遏柠檬酸合成酶的合成，使代谢转向天冬氨酸的合成。

天冬氨酸合成过量后，反馈抑制磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的活力，停止草酰乙酸的合成。

所以，在正常情况下，谷氨酸并不积累。

谷氨酸生产菌由葡萄糖生物合成谷氨酸的途径见图5-7。

它包括糖酵解途径(EMP途径)、磷酸己糖途径(HMP途径)，三羧酸循环(TCA循环)、乙醛酸循环，伍德-沃克曼反应(CO的固定反应等)。

2由于谷氨酸生产菌生理方面有以下共同特征，体内的代谢控制平衡被打破，使谷氨酸得以积累。

? 谷氨酸生产菌大多为生物素缺陷型。

谷氨酸发酵时，糖酵解经过EMP及HMP两个途径进行。

生物素充足时，HMP途径所占比例是38%，控制生物素亚适量的结果，发酵产酸期，HMP途径所占比例下降到约为26%，EMP途径所占的比例得以提高。

通过控制生物素亚适量，更重要的是由生物素促进的脂肪酸及磷脂合成减少，谷氨酸向膜外漏出，引起代谢失调，使谷氨酸得以积累。

? 谷氨酸生产菌的CO固定反应酶系活力强，可通过羧化作用(更多地2供应固定CO生成苹果酸或草酰乙酸转化成柠檬酸。

2? 谷氨酸生产菌的异柠檬酸裂解酶活力欠缺或微弱，使进入谷氨酸生成期后的乙醛酸循环弱，使异柠檬酸更多地转化成α-酮戊二酸。

山东大学硕士学位论文谷氨酸发酵工艺研究姓名：王勇申请学位级别：硕士专业：生物化学与分子生物学指导教师：王玉萍2002.5.8摘要Ｌ．谷氨酸又叫麸酸，化学名称为Ｌ－ｃｔ．氨基戊二酸，是制造味精的前体物质。

谷氨酸有着广泛的用途，最主要的就是用来制造作为食品风味增强剂的一水谷氨酸一钠。

／谷氨酸的生产方法主要有三种：一是水解提取法：二是化学合成法；三是微生物发酵法。

目前，世界上谷氨酸生产厂商主要采用微生物发酵法来生产谷氨酸。

微生物发酵法比其它两种方法更具优点。

当前，国内的谷氨酸发酵与国际水平相比还有一定差距，主要表现为菌种培养、发酵产酸率、糖酸转化率等方面，其实质是谷氨酸发酵工艺水平的落后。

卟本论文实验主要对一级种子的培养和发酵条件及其控制进行了优化。

力图通过这些实验，找出更适合谷氨酸生产菌Ｓ９１１４的菌种培养条件和发酵环境，来提高发酵过程中的产酸率和糖酸转化率，以达到提高经济效益的目的。

（种子培养的质量好坏是谷氨酸发酵的重要因素。

谷氨酸发酵一级种子的培养过程是：分纯后的谷氨酸生产菌划斜面一传二代斜面一传三代即用有糖斜面对谷氨酸生产菌进行活化一接入摇瓶培养获得生产用一级种子。

笔者对菌种活化进行了大胆改进，用肉汤培养基替代有糖斜面。

从而使菌种活化缩短了时间，减少了工作量。

又对一级种子的培养基进行了优化，调整了葡萄糖和尿素的用量，增加了酵母粉、蛋白胨等成分，得到的一级种子形态均匀、活力旺盛。

杖谷氨酸发酵是一个复杂的生化过程，发酵法生产谷氨酸的基本要素之一就是选择适宜的发酵工艺，控制最佳的工艺条件。

培养基是提供谷氨酸生产菌生长繁殖及其代谢生产谷氨酸的营养物质，培养基的各组分对产酸影响很大。

通过多次实验，确定了双酶水解糖、尿素、混合生物索、无机盐、金属离子对发酵过程中菌体增殖和产酸的影响情况。

还对种龄、种量等影响谷氨酸发酵的因素进行了研究，确立了大种量有利于缩短发酵时间，提高设备利用系数。

（本实验论文结合生产实际，深入工厂车间，对谷氨酸发酵过程中酌一些实际问题进行了仔细研究，得出了一些结论性的东西，对发酵生产有现实指导意义。

摘要谷氨酸是利用微生物发酵生产的一个具有代表性的产品，生产工艺涉及种子培养、发酵、提取、脱色、离心和干燥等重要的单元操作和工程概念。

通过对谷氨酸车间的工艺设计，可以加强对自己对所学知识的综合利能力。

通过本毕业设计训练，可以提高自己理论联系实际的能力和工程设计方面的能力。

本设计是以精制淀粉（纯度为86%）为原料进行设计，使用一次喷射双酶法为糖化工艺，以年实际工作日300天计算，日产味精90吨。

对全厂物料、热量就行衡算，对糖化工段的罐体如调浆罐、储浆罐、维持罐、层流罐、糖化罐、储糖罐以及一些标准设备如液化喷射器、板框过滤机、板式换热器和泵等进行了详细计算，以确定它们的参数，便于设备布置图的绘制。

关键词：谷氨酸钠；糖化；工艺计算AbstractGlutamate is produced by microbial fermentation of a representative of the products, production processes involved in seed culture, fermentation, extraction, bleaching, centrifugation and drying unit operations and other important engineering concepts.Through the workshop process design glutamate, can enhance their knowledge of the comprehensive profitability.Graduate training through the design, can improve their ability to integrate theory with practice and engineering design capabilities.The design is based on refined starch (86% purity) as raw materials for the design, the use of a jet of two enzymes for the saccharification process, the actual working days to 300 days calculated at 90 tons of monosodium glutamate production.The whole plant material, the heat balance on the line for sugar chemical segment, such as mixing tanks tank, slurry storage tank, the maintenance tank, laminar flow tank, saccharification tanks, storage sugar and some standard equipment such as liquid jet, framefilter, plate heat exchanger and pump a detailed calculation, to determine their parameters, to facilitate the drawing of equipment layout.Key words:glutamate;saccharification;process calculation目录引言 (1)第一章生产工艺 (2)1.1 味精简介 (2)1.2 设计方案的确定 (2)1.2.1 糖化方法的选择论证 (2)1.2.2 液化工艺条件的论证 (3)1.3 糖化工艺流程 (4)1.4 糖化工艺技术要点 (5)1.4.1 调浆配料 (5)1.4.2 喷射液化 (5)1.4.3 糖化 (5)1.4.4 过滤 (5)1.4.5 贮存 (5)第二章全厂物料衡算 (6)2.1 生产能力 (6)2.2 计算指标 (6)2.3 总物料衡算 (6)2.3.1 商品淀粉用量 (6)2.3.2 糖化液量 (7)2.3.3 产谷氨酸量 (7)2.3.4 衡算结果汇总 (7)2.4 糖化工段物料衡算 (7)2.4.1 淀粉浆量及加水量 (8)2.4.2 液化酶量 (8)2.4.3 CaCl2量 (8)2.4.4 糖化酶量 (8)2.4.5 糖液产量 (8)2.4.6 过滤糖渣量 (8)2.4.7 生产过程进入的蒸汽冷凝水及洗水量 (8)2.4.8衡算结果汇总 (8)2.5 配料、连续灭菌和发酵工段物料衡算 (9)2.5.1 发酵培养基和用糖量 (9)2.5.2 发酵配料 (10)2.5.3 配料用水 (10)2.5.4 接种量 (10)2.5.5 连续灭菌过程进入的蒸汽及补水量 (11)2.5.6 发酵过程中加入99%液氨量 (11)2.5.7 加消泡剂量 (11)2.5.8 发酵生化反应过程所产生的水分 (11)2.5.9 发酵过程从排风带走的水分 (11)2.5.10 发酵过程化验取样、放罐残留及其他损失 (12)2.5.11 发酵终止时的数量 (12)2.5.12 衡算结果汇总 (13)2.6 中和等电工段物料衡算 (13)2.6.1 发酵液数量 (13)2.6.2 高流量 (13)2.6.3 硫酸用量 (14)2.6.4 等电液数量 (14)2.6.5 谷氨酸产量 (14)2.6.6 加水量 (14)2.6.7 洗水量 (14)2.6.8 母液（上清液）数量 (14)2.6.9 物料衡算汇总 (14)2.7 离交工段物料衡算 (15)2.7.1 母液调pH用硫酸量 (15)2.7.2 母液数量 (15)2.7.3 调高流用硫酸量 (15)2.7.4 洗脱液用99%液氨数量 (15)2.7.5 高流量 (15)2.7.6 排出废液量 (15)2.7.7 配洗脱液用水量 (15)2.7.8 物料衡算汇总 (16)2.8 中和脱色工段物料衡算 (16)2.8.1 谷氨酸数量 (16)2.8.2 离子膜碱用量 (16)2.8.3 粉末活性炭用量 (16)2.8.4 中和脱色液数量 (17)2.8.5 废碳渣数量 (17)2.8.6 用水量 (17)2.8.7 物料衡算汇总 (17)2.9 精制（结晶）工段物料衡算 (18)2.9.1 中和脱色液数量 (18)2.9.2 产MSG量 (18)2.9.3 产母液量 (18)2.9.4 蒸发结晶过程加水 (18)2.9.5 MSG分离调水洗水量 (18)2.9.6 结晶过程蒸发水分 (18)2.9.7 物料衡算汇总 (18)第三章全厂热量衡算 (19)3.1 液化工段热量衡算 (19)3.1.1液化加热耗蒸汽量 (19)3.1.2 液化液冷却耗水量 (20)3.2 糖化工段热量衡算 (20)3.3 连续灭菌、发酵工段热量衡算 (20)3.3.1 培养液连续灭菌用蒸汽量 (20)3.3.2 培养液冷却用水量 (21)3.3.3 发酵罐空罐灭菌蒸汽用量 (21)3.3.4 发酵过程产生的热量及冷却用水量 (22)3.4 提取工段冷量衡算 (23)3.5 精制（结晶）工段热量衡算 (23)3.5.1 热平衡与计算加热蒸汽量 (23)3.5.2 二次蒸汽冷凝所消耗循环冷却水量 (25)3.6 味精工段热量衡算 (25)3.6.1 干燥时需蒸发水量 (25)3.6.2 味精干燥过程所需热量 (26)3.6.3 味精干燥过程需空气量 (26)3.6.4 味精干燥过程耗用蒸汽量 (26)3.7 制冷机耗蒸汽量 (27)3.8 热量衡算汇总 (27)第四章糖化工段设备选型 (28)4.1 糖化设备 (28)4.1.1 调浆罐 (28)4.1.2 储浆罐 (29)4.1.3 连续液化喷射器 (29)4.1.4 维持罐 (29)4.1.5 层流罐 (30)4.1.6 糖化罐 (30)4.1.7 储糖罐 (31)4.2 过滤设备 (31)4.2.1 板框过滤机 (31)4.3 换热设备 (32)4.3.1 板式换热器 (32)4.4 泵 (33)4.4.1 泵Ⅰ (33)4.4.2 泵Ⅱ (34)4.4.3 泵Ⅲ (34)4.4.4 泵Ⅳ (35)4.4.5 泵Ⅴ (36)4.5 设备选型汇总 (37)结论 (38)参考文献 (39)引言味精又称谷氨酸一钠，其基本成分为L-谷氨酸，具有强烈的肉类鲜味。

谷氨酸发酵论文酸奶发酵论文发酵谷氨酸生产中氮源补料方案[摘要]谷氨酸作为食品工业重要的添加剂和鲜味剂，发酵法生产谷氨酸是目前最常使用的方法。

其中，发酵生产中氮源补料方案一直是谷氨酸发酵生产调控的重点，直接关系着发酵产品的质量和产量。

[关键词]谷氨酸发酵氮源补料一、谷氨酸发酵特点目前工业上应用的谷氨酸产生菌有谷氨酸棒状杆菌、黄色短杆菌、噬氨短杆菌等。

我国常用的菌种有北京棒状杆菌、纯齿棒状杆菌等。

在谷氨酸发酵中，如果能够改变细胞膜的通透性，使谷氨酸不断地排到细胞外面，就会大量生成谷氨酸。

研究表明，影响细胞膜通透性的主要因素是细胞膜中的磷脂含量。

因此，对谷氨酸产生菌的选育，往往从控制磷脂的合成或使细胞膜受损伤入手，以提高细胞膜对谷氨酸的通透性，如生物素缺陷型菌种的选育。

二、谷氨酸发酵原料发酵生产谷氨酸的原料有淀粉质原料：玉米、小麦、甘薯、大米等。

其中甘薯和淀粉最为常用；糖蜜原料：甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜；氮源料：尿素或氨水。

氮源是合成菌体蛋白质、核酸及谷氨酸的原料。

碳氮比对谷氨酸发酵有很大影响。

大约85%的氮源被用于合成谷氨酸，另外15%用于合成菌体。

谷氨酸发酵需要的氮源比一般发酵工业多得多，一般发酵工业碳氮比为100：0.2-2.0，谷氨酸发酵的碳氮比为100：15-21。

发酵中原料要消耗在如下三个方面:第一、供菌体增殖，生成足够量的菌体，使其干重占到发酵液的1.0%1.5%，这是产酸的前提与基础。

第二、生成谷氨酸。

第三、由于菌体代谢多支路及发酵条件控制不当而产生的一些其他副产物如乳酸、酮酸、其他氨基酸等等及一些原料被分解而随空气逸出。

三、谷氨酸发酵氮源补料的计算根据实验数据作如下假设[2，3]：①1g干菌体可生产谷氨酸10-12g；②根据谷氨酸产生菌菌体的化学成分中碳、氮、氢、氧的含量，可推算并演示出谷氨酸菌菌体经验式C8H13O4N，这样菌体相对分子质量M=187；因此可写出下列方程式：2C6H12O6 +NH3 +7/2O2 →C8H13O4N +4CO2+7H2O(葡萄糖M=180 氮M=17 菌体经验式M=187)③以发酵液体积为54m3计，对发酵液、等电母液的化学检测表明其中有多种副产物如乳酸、唬拍酸、酮酸及其他氨基酸等等，其量之和约占1.3%左右，其质量可达702kg左右。

谷氨酸摇瓶发酵生物工程xxx xxx xxxxxxxxx摘要根据谷氨酸的发酵机理，本实验通过摇瓶补料发酵生产谷氨酸，并对发酵过程中产谷氨酸量、发酵液OD值、残糖量进行连续的测定。

试验结果表明：四瓶发酵培养基中，只有添加有玉米浆的发酵培养基产谷氨酸，另外3瓶以酵母膏代替玉米浆成分的发酵液都不产谷氨酸。

关键词：谷氨酸发酵摇瓶培养前言1.1 谷氨酸发酵机制在谷氨酸发酵中，生成谷氨酸的主要酶反应有三种：（1）谷氨酸脱氢酶（GHD）所催化的还原氨基化反应；（2）转氨酶（AT）催化的转氨反应；（3）谷氨酸合成酶（GS）催化的反应。

谷氨酸的合成主要途径是α—酮戊二酸的还原性氨基化，是通过谷氨酸脱氢酶完成的。

α—酮戊二酸是谷氨酸合成的直接前体，它来源于三羧酸循环，是三羧酸循环的一个中间代谢产物。

由葡萄糖生物合成谷氨酸的代谢途径如下图1所示，至少有16步酶促反应。

图1 由葡萄糖生物合成谷氨酸的代谢途径当生物素缺乏时，菌种生长十分缓慢；当生物素过量时，则转为乳酸发酵。

因此，一般将生物素控制在亚适量条件下，才能得到高产量的谷氨酸。

1.2 谷氨酸生产菌种的选择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。

我国常用的菌种有北京棒状杆菌、纯齿棒状杆菌、天津短杆菌等。

为革兰氏阳性菌，菌体为球形、短杆状和棒状，不同形状芽孢，没有鞭毛，不能运动，需要生物素作为生长因子，在通气条件下才能生产谷氨酸。

本实验选择天津短杆菌来摇瓶发酵生产谷氨酸。

1.3谷氨酸发酵过程控制谷氨酸发酵过程中，产生菌种的特性、生物素、发酵温度、pH值、通风和发酵产生的泡沫都是影响谷氨酸积累的主要因素。

在实际生产中只有针对存在的问题，严格控制工艺条件，才能达到稳产、高产的目的。

发酵初期，菌体生长迟滞，约2～4h后即进入对数生长期，代谢旺盛，糖耗快，这时必须流加尿素以供给氮源并调节培养液的pH 值至7.5～8.0，同时保持温度为30～32℃。

谷氨酸生产研究的发展摘要：德国人在1866年发现了谷氨酸，后来日本人在1908年发现谷氨酸钠可以作为调味剂，因此谷氨酸作为生产调味剂的原料而需求量极大，谷氨酸的工业化生产得到了极大发展。

为了找到更为经济的生产途径，谷氨酸生产研究也从未中断。

从一开始由原材料中提取谷氨酸到发酵生产及运用分子技术改造生产谷氨酸，这些方法都为谷氨酸工业化生产提供了广阔的发展前景。

关键词：谷氨酸；发酵；研究；发展1 发展和回顾1866年德国H.Ritthausen首先从小麦面筋的硫酸水液中发现了L一谷氨酸。

1908年日本池田菊苗在研究海带汁液的鲜味时，发现这种鲜味物质就是谷氨钠(mon-sodiumglutamate，即商品MSG)。

1955年前后，发展成为世界性的调味料工业。

当时，日本味精工业所消耗的盐酸，占国内生产总量的一半，所用原料为小麦面筋及脱脂大豆。

1959一1960年我国向苏联学习味精生产技术。

在北美和欧洲，采用浓缩甜菜废糖密，加碱水解其中的毗咯烷酮狡酸的方法制造味精。

由于世界的MSG消费量增大，含谷氨酸的蛋白质原料不足，副产物的利用也很有限，需要开拓新的生产方法。

1956年日本木下祝郎用谷氨酸棒杆菌Corynebaeteiumglotamieum)在以糖质无机氮源(或尿素)为主体的培养基中进行培养，直接大量蓄积L一谷氨酸。

这一谷氨酸发酵技术的应用，使味精生产成本降低30一50%，味精工业的面貌发生了变化。

1960年以后我国也开始研究这种新法生产，1966年起始在东北地区投入小量生产，1970年后全国推广。

紧接着，用微生物发酵生产其他氨基酸的研究也相继成功，一个氨基酸发酵工业随之建立起来。

1.1 谷氨酸生产发展简介谷氨酸发酵法于1956年9月21日公开报道。

协和发酵公司于同年10月份开始以日产一吨的能力投入生产，经改建后于12月份达月产一百吨。

生产能力两个月内扩大三倍以上。

说明40年代的抗菌素发酵工业的发展，为50年代开始的氨基酸发酵工业准备了雄厚的工业基础。

年产3000吨谷氨酸厂的生产设计摘要谷氨酸产生菌糖代谢的一个重要特征就是α-酮戊二酸氧化能力弱。

谷氨酸发酵的关键在于发酵培养期间谷氨酸生产菌细胞膜结构与功能上的特异性变化，使细胞膜转变成有利于谷氨酸向膜外渗透的模式细。

生物素作为催化脂肪酸生物合成限速反应的关键酶-乙酰辅酶COA羧化酶的辅酶参与脂肪酸的合成，从而影响磷脂合成及细胞膜的形成，因此为了形成有利于谷氨酸向外渗透的细胞膜，须使磷脂合成不充份，因而必须要控制生物素亚矢量。

谷氨酸发酵培养基包括碳原、氮原、无机盐、生长因子、水等。

淀粉溶解调浆好以后泵入液化罐在90～105下液化，再在45下进行糖化，糖化液经过滤得到的糖液再经配料、连消后泵入发酵罐经发酵，发酵液经等电、结晶、沉淀后，经过离心最后干燥包装成成品. 1．概论1．1 设计依据本设计主要以指导老师批准的设计计划书规定的生产纲领为依据，根据原材料的特性和产品的质量要求，以及厂址的现场条件，并结合国内设备制造供应条件和引进国外技术与装备的可能性，尽量采用先进的工艺技术和装备。

1．2 设计的指导思想1．2．1设计工作要围绕现代化建设这个中心，为这个中心服务。

首先要有加速社会主义四个现代化早日实现的明确的指导思想，做到精心设计，投资省，技术新，质量好，效益快，回收期短，使设计工作符合社会主义经济建设的总原则。

1．2．2 设计工作必须认真进行调查研究。

要学会查阅文献，收集设计必需的技术基础资料，加强技术经济的分析工作，深入调查，与同类型厂先进技术经济指标作比较，要善于从实际出发去分析研究问题。

设计的技术经济指标以达到或超过国内同类型工厂生产实际平均先进水平以宜。

1．2．3 要解放思想，积极采用新技术，力求设计在技术上具有现实性和先进性，在经济上具有合理性，并根据设备和控制系统在资金和供货可能情况下，尽可能提高劳动生产率，逐步实现机械化，自动化。

1．2．4 设计必须结合实际，因地制宜，体现设计的通用性的独特性相结合的原则，不能千厂一貌。

中文摘要 ........................................................ (Ⅰ)Abstract(英文摘要) ............................................... .Ⅱ目录 ........................................................... .Ⅲ第一章绪论 .. (1)1.1 谷氨酸的产品性质 (1)1.2 国内外谷氨酸的生产进展 (2)1.3 可行性分析 (3)1.4 指导思想及设计规则 (4)1.5 本设计的主要内容 (4)第二章谷氨酸生产工艺设计及论证 (5)2.1 原料选择 (5)2.2 生产工艺设计及论证 (5)2.2.1 工艺流程 (6)2.2.2 工艺论证 (7)第三章物料以及能量平衡计算 ................................... .. (19)3.1 物料平衡计算 (19)3.1.1 液化工序 (19)3.1.2 糖化工序 (20)3.1.3 过滤工序 (21)3.1.4 精制工序 (23)3.1.7 发酵工序 (26)3.1.8 浓缩工序 (28)第四章主要设备选型 (30)4.1 发酵工序 (30)4.2 真空浓缩工序 (30)4.3 调浆工序 (31)4.4 糊化工序 (31)4.5 液化工序 (32)4.6 糖化工序 (40)4.7 脱色工序 (41)4.8 过滤工序 (41)4.9离子交换工序 (41)设备清单一览表 (41)第五章劳动力组织及辅助设施 (51)5.1 劳动力组织 (51)5.1.1 企业组织原则 (51)5.1.2 生产制度 (51)5.1.3 人员编制 (52)5.2 工厂建筑、卫生及防火 (52)5.2.1 厂址选择 (52)5.2.2 工厂平面布置 (52)5.2.3 主生产车间建筑要求 (52)5.3 污水处理 (52)5.4 公共系统 (52)5.4.1 耗水量 (52)5.4.2 耗汽量 (52)5.4.3 耗电量 (52)5.4.4 耗煤量 (52)第六章环境工程 (53)6.1 环境污染防治工程 (53)6.1.1 大气污染防治工程 (53)6.1.2 水污染防治工程 (53)6.1.3 固体废物处理工程 (53)6.1.4 噪声振动控制 (54)6.2 环境绿化工程 (54)第七章技术经济核算 (55)7.1 产品成本 (54)7.2 成品收入 (54)7.3 全厂投资及回收期估算 (54)7.3.1 设备投资估算 (54)7.3.2 建设投资估算 (54)7.3.3 新建车间总投资 (54)7.3.4 回收期计算 (54)参考文献 (56)致谢 (57)摘要本设计主要是以玉米淀粉为原料采用双酶法制糖的方式经过浸洗、糊化、液化、糖化、脱色、过滤、精制等工序生产水解葡萄糖。

谷氨酸发酵实验报告谷氨酸发酵实验报告篇一：实验二离子交换法提取谷氨酸实验二离子交换法提取谷氨酸一、实验目的掌握离子交换装置的结构和使用方法。

掌握离子交换法提取谷氨酸的工艺流程。

掌握等电点沉淀法提取谷氨酸。

了解认识离子交换树脂的处理和再生。

二、实验原理谷氨酸是两性电解质，是一种酸性氨基酸，等电点为，当pH＞时，羧基离解而带负电荷，能被阴离子交换树脂交换吸附；当pH＜时，氨基离解带正电荷，能被阳离子交换树脂交换吸附。

也就是说，谷氨酸可被阴离子交换树脂吸附也可以被阳离子交换树脂吸附。

由于谷氨酸是酸性氨基酸，被阴离子交换树脂的吸附能力强而被阳离子交换树脂的吸附能力弱，因此可选用弱碱性阴离子交换树脂或强酸性阳离子交换树脂来吸附氨基酸。

但是由于弱碱性阴离子交换树脂的机械强度和稳定性都比强酸性阳离子交换树脂差，价格又较贵，因此就都选强酸性阳离子交换树脂而不选用弱碱性阴离子交换树脂。

目前各味精厂均采用732#强酸性阳离子交换树脂，本实验就是采用732#树脂。

谷氨酸溶液中既含有谷氨酸也含有其他如蛋白质、残糖、色素等妨碍谷氨酸结晶的杂质存在，通过控制合适的交换条件，在根据树脂对谷氨酸以及对杂质吸附能力的差异，选择合适的洗脱剂和控制合适的洗脱条件，使谷氨酸和其他杂质分离，以达到浓缩提纯谷氨酸的目的。

三、实验装置1、离子交换装置本实验采用动态法固定床的单床式离子交换装置。

离子交换柱是有机玻璃柱，柱底用玻璃珠及玻璃碎片装填，以防树脂漏出。

2、树脂本实验用苯乙烯型强酸性阳离子交换树脂，编号为732#，其性能如下表：732#树脂的主要性能常数3、树脂的处理对市售干树脂，先经水充分溶胀后，经浮选得到颗粒大小合适的树脂，然后加3倍量的2mol/L HCL溶液，在水浴中不断搅拌加热到80℃，30min后自水溶液中取出，倾去酸液，用蒸馏水洗至中性，然后用2mol/L NaOH溶液，同上洗树脂30min后，用蒸馏水洗至中性，这样用酸碱反复轮洗，直到溶液无黄色为止。

一、概述：1、谷氨酸的历史1866年德国H.ittthausen用硫酸水解小麦面粉，分离到一种酸性氨基酸，依据原料的取材将它命名为谷氨酸。

1872年Hasiwitz和Habermaan用酪蛋白水解也制得谷氨酸。

1908年日本池田菊苗在探讨海带汁鲜味时，提取了谷氨酸，开始制造“味之素”。

1901年日本味之素公司用水解面筋法生产谷氨酸。

1936年美国从甜菜废液（斯蒂芬废液）中提取谷氨酸。

1954年多田、中山两人报告了采用微生物直接发酵谷氨酸的研究。

直到1956年日本协和发酵公司的木下祝郎分离选育出一种新的细菌——谷氨酸棒状杆菌，能同化利用100g葡萄糖，可直接发酵并积累40g以上的谷氨酸。

随后进行了工业化研究，自1957年起发酵法制取味精，正式商业化生产。

20世纪60年代后，世界各国也兴起发酵法生产味精，以甘蔗或甜菜、糖蜜、淀粉、醋酸、乙醇为原料，由于石油价格上涨和石油制品的安全性，相继改用糖蜜、淀粉原料为主的发酵法生产味精。

2、谷氨酸的发展空间:二、谷氨酸发酵的微生物：1、谷氨酸发酵菌种及特征：现在经过鉴定和命名的谷氨酸产生菌很多，分属于棒状杆菌、短杆菌属、微杆菌属和节杆菌属中的细菌。

它们在形态及生理方面仍有许多共同的特征，如:①细胞形态为球状、棒状或短杆状；革兰氏染色阳性，无芽孢，无鞭毛，不能运动；发酵中菌体发生明显的形态变化，同时发生细胞膜渗透性的变化。

②都是需氧型微生物；脲酶强阳性和生物素缺陷性；二氧化碳固定反应酶系活力强，柠檬酸合成酶、乌头酸梅、异柠檬酸脱氢酶和谷氨酸脱氢酶活力强；异柠檬酸裂解酶活力欠缺或微弱，乙醛酸循环弱，a-酮戊二酸氧化能力缺失或弱，还原型辅酶Ⅱ进入呼吸链能力弱。

③不分解淀粉、纤维素、油脂、酪蛋白以及明胶，能利用醋酸，不能利用石蜡。

④具有向环境中泄露谷氨酸的能力；不分解利用谷氨酸，并能耐高浓度的谷氨酸，国内谷氨酸生产菌：我国的谷氨酸发酵已有40多年的历史。

目前国内各味精厂所使用的谷氨酸生产菌主要有：①天津短杆菌(T613-)及其突变株TG-961、FM8209、FM-415、CMTC6282、TG-866、S9114、D85等菌株；②钝齿棒杆菌AS1.542及其突变株B9、B9-17-36、F-263等菌株；③北京棒杆菌（AS1.299）及其突变株7338、D110、WTH-1等菌株。

矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。

如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。

㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。

(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。

如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。

对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。

二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。

2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。

㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。

2、矿产品价格稳定性及变化趋势。

三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。

2、矿区矿产资源概况。

3、该设计与矿区总体开发的关系。

㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。

2、矿床开采技术条件及水文地质条件。