年产50吨L-谷氨酸的工艺设计
谷氨酸生产工艺流程
谷氨酸生产工艺流程一、前期准备工作1. 确定生产规模和产品质量要求；2. 筛选原料供应商，确保原料的质量和稳定性；3. 筛选合适的微生物菌种，进行培养和筛选。
二、谷氨酸发酵过程1. 发酵罐的选择：根据生产规模确定发酵罐的大小，通常采用不锈钢或玻璃钢材质；2. 发酵基质制备：将筛选好的原料按照一定比例混合，加入适量水进行搅拌均匀；3. 调节基质pH值：将基质加热至70℃，并加入碱性物质（如氢氧化钠）或酸性物质（如硫酸）进行调节，使pH值控制在6-7之间；4. 加入微生物菌种：将培养好的微生物菌种加入到发酵罐中，并进行搅拌均匀；5. 发酵过程控制：控制温度、搅拌速度、通气量等参数，以保证微生物菌种正常生长和代谢活动；6. 监测谷氨酸产量：通过取样分析，监测谷氨酸的产量和质量；7. 终止发酵过程：当谷氨酸产量达到预定值或微生物菌种生长停止时，终止发酵过程。
三、分离提纯过程1. 发酵液初步处理：将发酵液进行初步处理，去除杂质和微生物菌体；2. 降解蛋白质：采用酶解剂（如蛋白酶）对发酵液进行降解蛋白质，使谷氨酸与其他成分分离；3. pH值调节：通过控制pH值，使谷氨酸在溶液中处于稳定状态；4. 谷氨酸萃取：采用离子交换树脂或有机溶剂等方法对谷氨酸进行萃取和分离；5. 谷氨酸精制：通过再结晶、洗涤等工艺对萃取得到的谷氨酸进行精制。
四、包装储存1. 调整产品质量指标：根据市场需求和用户反馈意见，调整产品的颜色、味道、纯度等指标；2. 包装：选择合适的包装材料和方式，对谷氨酸进行包装；3. 储存：将包装好的谷氨酸存放在干燥、阴凉、通风的仓库中，避免阳光直射和潮湿环境。
五、质量控制1. 原料质量控制：对原料进行严格筛选和检验，确保原料的质量和稳定性；2. 发酵过程控制：通过监测发酵过程中的温度、pH值、搅拌速度等参数，保证微生物菌种正常生长和代谢活动；3. 谷氨酸产量监测：通过取样分析，监测谷氨酸的产量和质量；4. 分离提纯过程控制：通过控制pH值、温度等参数，保证谷氨酸在分离和提纯过程中处于稳定状态；5. 产品质量检验：对成品进行严格检验，确保产品符合国家相关标准及用户要求。
谷氨酸生产工艺计算
工艺计算第一节：物料平衡计算凡引入某一系统或设备的物料重量Gm ,必需等于用于转化形成产物所消耗的物量Gp和物料损失之和GtGm=Gp+Gt一、物料衡算目的：（1）确定生产设备的容量、个数和主要设备尺寸；（2）工艺流程草图设计（3）水、蒸汽、热量、冷量衡算；（4）控制生产水平。
二、方法1．给出物料衡算流程示意图2．选定计算基准a.按每批投料量进行计算；b.按每吨产品消耗的原料量计算；c.按时间计算。
3．确定工艺指标及消耗定额以及相关的基础数据；4．列出各工艺阶段的物料衡算表并绘出物料流程图。
三、实例（以年产商品味精10000t为实例）(一)、生产规模及产品规格（1）99%规格的味精占80%，即8000t/a;（2）80%的味精占20%，即2000t/a；折算为100%味精为：8000×99%+2000×80%=9520（t/a）(二)、生产工作制度全年生产日320天；2~3班作业，连续生产。
生产过程的总物料衡算(一)生产能力以年产商品MSG1000t 为实例。
折算为100%MSG9520t/a。
日产商品MSG：1000/320=31.25(t/d)（其中99%的MSG25t，80%的MSG62.t）日产100%MSG：9520/320=29.75（t/d）（二）总物料衡算（以淀粉质原料为例）（1）1000kg纯淀粉理论上产100%MSG量：1000×1.11×81.7%×1.272=1153.5（kg）（2）1000kg纯淀粉实际产100%MSG：1000×1.11×98%×50%×86%×92%×1.272=547.4（kg）（3）1000kg工业淀粉（含量86%的玉米淀粉）产100%MSG量：547.4×86%=470.8（kg）（4）淀粉单耗①1t 100%MSG消耗纯淀粉量：1000/547.4=1.827(t)②1t 100%MSG实际消耗工业淀粉量：1000/470.8=2.124(t)③1t 100%MSG理论上消耗纯淀粉量：1000/1153.5=0.8669（t）④1t 100%MSG理论上消耗工业淀粉量：0.8669/86%=1.008（t）（5）总收率：可以按以下两种方法计算。
谷氨酸发酵设计任务书
长江大学课程设计任务书学院（系）生命科学学院专业生物工程班级学生姓名指导教师/职称夏帆/高级工程师1.设计题目：年产***万吨谷氨酸发酵车间设计2.设计起止时间：2010年11月18日～2010年12月20日3．设计所需资料及原始数据（指导教师选定部分）①《发酵工厂工艺设计概论》②厂址自然资源条件③谷氨酸生产工艺④谷氨酸生产主要技术经济指标4．设计应完成的主要内容（1）工艺流程的选择、设计及论证。
（2）物料、热量衡算。
（3）车间的设备选型和设备计算（4）工厂总平面图绘制、车间平面布置图绘制5．设计的目标及具体要求目标：设计年产***万吨谷氨酸发酵车间、工艺先进、节能降耗具体要求：本设计在确定工艺流程和选择设备时，在工艺上力求其合理性和先进性，在设备上尽量选用先进的生产设备，做到技术上先进，生产过程机械化、自动化，减轻繁重的体力劳动，提高劳动生产率。
尽量采用已成熟的生产技术和设备，使建厂后即能顺利投产，并能达到设计能力。
经济上合理，因地制宜，管理方便，合理降低能耗，保护环境。
6、完成设计所需的条件及上机时数要求①工具书《发酵工厂工艺设计概论》；《化工原理》；《AutoCAD2002应用程序》；《白酒工业手册》；《酿酒工艺与设备选用手册》。
②资料来源图书馆，中国期刊网（CNKI），Springer外文期刊网，指导老师提供③设计基础（1）认真学习了《发酵工厂工艺设计概论》，并了解工厂车间设计的基本步骤和方法。
（2）仔细研究了所查阅的资料并进行整理分类。
（3）指导老师提供一些基础资料。
任务书批准日期年月日教研室(系)主任(签字)任务书下达日期年月日指导教师(签字)完成任务日期年月日学生（签名）。
谷氨酸生产工艺
谷氨酸生产工艺谷氨酸是一种重要的氨基酸，广泛应用于食品、饲料、医药和化妆品等领域。
目前，谷氨酸的生产工艺主要分为发酵法和合成法两种。
发酵法是目前谷氨酸生产的主要工艺。
该工艺首先选择适宜的微生物菌种，常用的包括谷氨酸高产突变株、大肠杆菌、芽孢杆菌和酿酒酵母等。
然后，通过发酵罐中稻糠、糖蜜、玉米糖浆等淀粉质原料的供应，微生物菌种得到充足的营养，进而产生谷氨酸。
在发酵过程中，需要控制合适的温度、pH值、氧气供应等条件，以保证产酸菌的正常生长和谷氨酸的高产。
合成法是一种人工合成谷氨酸的生产工艺。
该工艺主要通过有机化学合成的方法合成谷氨酸，被广泛应用于工业化生产。
合成法的优势是反应过程简单，产率高，纯度较高，但合成路线较长，成本较高。
目前，合成法主要采用脂肪酶法、氨基酸合成法和化学合成法等。
脂肪酶法利用酶的催化作用将谷氨酸微生物中间体转化为谷氨酸；氨基酸合成法则采用含氮化合物、氨基酸以及各种可供给氨基的物质为原料，通过一系列的反应合成谷氨酸；化学合成法主要通过有机合成方法，从不同的出发物合成谷氨酸。
无论是发酵法还是合成法，谷氨酸的提纯工艺都是非常关键的一步。
一般来说，提纯分为多级离心、膜过滤、凝胶过滤、树脂吸附、洗脱、浓缩等环节。
其中，树脂吸附是最常用的提纯方法之一，通过树脂的选择来吸附并分离谷氨酸和其他杂质。
此外，一些高级的分离技术如逆流扩散和离子交换膜电渗法也可以应用于谷氨酸的提纯过程。
谷氨酸的生产工艺对环境保护也有一定的要求。
在发酵法中，需要合理处理废水、废菌体和废弃物，以减少环境污染。
同时，在合成法中，需要控制反应条件和适当选择溶剂，以减少对环境的影响。
总体来说，谷氨酸生产工艺是一个复杂的过程，涉及微生物学、化学工程学和生物技术等多个学科的知识。
随着科学技术的不断进步，谷氨酸的生产工艺也在不断改进和创新。
未来，我们可以期待谷氨酸生产工艺的更高效、更环保和更可持续的发展。
年产50000吨谷氨酸钠工厂工艺设计
1.原料准备
谷氨酸钠的生产原料主要包括L-谷氨酰胺、氨碱和盐水。
其中，L-
谷氨酰胺是通过微生物发酵得到的，氨碱可以通过转换氨气和盐酸得到。
2.反应方程式
谷氨酸钠的生产反应方程式为：L-谷氨酰胺+氨碱→谷氨酸钠+水
3.工艺流程
（1）原料准备：确保原料的质量符合要求，按照一定比例准备好L-
谷氨酰胺、氨碱和盐水。
同时，还需要准备一定量的辅助剂。
（2）反应：将L-谷氨酰胺和氨碱加入反应釜中，并根据反应温度和
反应时间的要求进行控制。
反应釜需要具备搅拌功能，以保证反应物均匀
混合并促进反应的进行。
（3）沉淀：当反应完全进行后，需要进行沉淀操作。
此时，产物谷
氨酸钠不溶于水，会沉淀到底部。
通过控制釜内的温度和压力，可以促进
沉淀的进行。
（4）分离：将上述沉淀物与溶液进行分离，一般通过过滤或离心等
方法来实现。
分离后，得到的谷氨酸钠产物需要经过冷冻干燥或融化结晶
等工艺来提高纯度。
（5）干燥和包装：对谷氨酸钠进行干燥，以去除其中的水分。
随后，将干燥后的产物进行称量和包装，以备销售和使用。
谷氨酸生产工艺流程
谷氨酸生产工艺流程
《谷氨酸生产工艺流程》
谷氨酸是一种重要的氨基酸，在食品、医药和化工等领域都有着广泛应用。
谷氨酸的生产工艺流程通常包括发酵和提取两个主要步骤。
首先是发酵过程。
在这个步骤中，选择合适的微生物菌种，如谷氨酸杆菌、大肠埃希菌等，与适当的培养基进行培养。
这个培养基通常包括碳源、氮源、矿物质盐等。
在适当的温度、pH值和氧气条件下，微生物会利用培养基中的营养物质进行代谢，产生谷氨酸。
接下来是提取过程。
在发酵结束后，需要对发酵液进行提取分离，得到谷氨酸。
一般的提取方法包括离子交换色谱、凝胶过滤、溶剂萃取等。
通过这些提取方法，可以有效地分离出谷氨酸并将其纯化。
在整个生产工艺流程中，需要严格控制发酵条件、提取工艺以及生产设备的清洁卫生，以确保产品质量达到要求。
此外，还需要进行废水处理、废气处理等环保工作，以确保生产过程环保和可持续发展。
总的来说，谷氨酸生产工艺流程是一个复杂的过程，需要科学严谨的操作和严格的质量控制。
随着工艺技术的不断进步，谷氨酸的生产将会更加高效、环保，满足市场需求。
50吨L-谷氨酸生产车间设计
目录1文献评述 (2)1.1产品概述 (2)1.1.1名称 (2)1.1.2 产品规格及标准 (2)1.1.3理化性质 (2)1.1.4产品用途 (2)2、工业生产方法的选择和论证 (3)2.1L-谷氨酸生产方法的选择与确定 (3)2.1.1传统工艺中L-谷氨酸的生产方法有两种：合成法和发酵法。
(3)2.1.2谷氨酸的生产工艺流程 (4)2.2主要生产原料的选择 (4)2.3谷氨酸发酵生产中的生产菌种及培养基 (5)2.3.1菌种 (5)2.3.2培养过程 (5)2.4L-谷氨酸生产过程中的反应历程 (6)2.4.1谷氨酸发酵原料的处理 (6)2.4.2淀粉水解糖的制备 (6)2.5发酵工段 (8)2.5.1发酵机制 (8)2.5.2谷氨酸生物合成调节机制 (9)2.5.3控制细胞膜的渗透性 (9)2.5.5培养基的灭菌 (9)2.5.6发酵阶段 (9)2.5.7在发酵过程中条件的控制如下 (10)2.6谷氨酸的提取 (10)3、计算书 (11)3.150T/A L-谷氨酸工厂发酵车间的物料衡算 (11)3.1.1L-谷氨酸发酵工艺流程示意图（见附图1） (11)3.1.2工艺技术指标及基础数据 (11)3.1.3发酵车间的物料衡算 (12)3.1.450t/aL-谷氨酸发酵车间的物料衡算表 (14)3.250T/A L-谷氨酸发酵车间热量衡算 (15)3.2.1蒸汽消耗量计算 (15)3.2.2冷却水用量计算 (15)3.2.3耗电用量计算 (16)4食品安全与生产安全 (16)5参考文献 (18)6致谢 (18)年产50吨L-谷氨酸的工艺设计1文献评述1.1产品概述1.1.1名称学名：L-谷氨酸-水化合物；商品名：L-谷氨酸。
因L-谷氨酸起源于小麦，故俗称麸酸。
英文名：Monosodium L-glutamate其它名称：L-2-Aminoglutaric acid, H-Glu-OH, L-glutamic acid, L(+)-glutamic acid, H-L-Glu-OH, S-2-Aminopentanedioic acid1.1.2 产品规格及标准结构式：分子式C6H14N4O2.C5H9NO4分子量321.331.1.3理化性质L-谷氨酸为白色鳞片状晶体。
制备l-谷氨酸的方法
制备l-谷氨酸的方法1.可以采用蛋白质水解法和合成法生产谷氨酸，但发酵法是生产谷氨酸的主要方法。
发酵生产谷氨酸的碳源是薯类、玉米、木薯淀粉、椰子树淀粉等淀粉的水解糖或糖蜜，也可以是乙酸、液态石蜡（C16石蜡最好）及其他石油化工产品，碳源用以构成微生物细胞和代谢产物中的碳架和能源的营养物质。
氮源是铵盐、尿素等，氮是构成菌体细胞蛋白质和核酸等的主要元素，氮也是构成发酵产品谷氨酸氨基的主要组成元素。
其他辅助原料为无机盐类，维生素等，例如微生物需要适宜的磷浓度，镁是刺激菌体生长的无机激活剂，钾盐促进产酸，玉米浆提供生物素和有机氮源。
此外还包括各种促进剂和添加剂。
生产菌是短杆菌（Brevibacterium)、北京棒杆菌（Corynebacterium pekinensis)等。
于大型发酵罐中，通气搅拌发酵，温度30-34℃，pH>7-8，经30-40h发酵后，除去细菌，将发酵液中谷氨酸提取出来，精制后即为成品，上述流程中采用等电点法提取，也可采用离子交换法、盐酸盐法、直接浓缩法（以乙酸为原料时）等。
发酵法生产的产品为左旋谷氨酸，含量大于98%。
每吨谷氨酸消耗淀粉（80%）4000kg，菌种25kg。
合成法的优点是不消耗粮食，但生产过程需要高压（约20MPa）、高温（120℃以上），采用有毒原料，设备投资比发酵法高出一倍，得到的消旋谷氨酸还要进拆分，生产工艺复杂。
按生产1t 99%的谷氨酸钠（味精）计算，合成法消耗丙烯腈640kg，年产量在5000t以上时，生产成本与发酸法接近。
2.发酵法。
3.化学合成法。
4.本品主要用发酵法生产。
以糖蜜或淀粉为原料，用谷氨酸棒杆菌或小球菌或节杆菌作菌种，以尿素为氮源，在30～32℃下进行发酵，发酵完毕，将发酵液分离出菌体后，用盐酸调节ph值至3.0时，作等电点提取，经分离得谷氨酸结晶，母液中的谷氨酸再经732离子交换树脂提取，经结晶、烘干，得成品。
5.烟草：BU，22；FC，21；左旋体可由动植物蛋白质经水解后再经脱色、浓缩、结晶而得。
谷氨酸发酵工艺流程及谷氨酸的提取操作流程
谷氨酸发酵、提取，精制工艺
（一）发酵及提取工艺流程
菌种（石河子大学菌种）
斜面
摇瓶种发酵罐（SY-3015）发酵液
GQ-75分离机离心（15000rpm ） （去菌体）发酵液
结晶（中和）罐，酸罐，
(离子交换 高流分
（二）谷氨酸的等电点-离子交换提取谷氨酸工艺
（三）谷氨酸钠的精制操作
1、中和
工艺条件：湿谷氨酸：水：(固体)纯碱=1：2：（0.3-0.34）
T=60℃，pH=6.4（用试纸测）
注意：60℃下，搅拌下，徐徐加入固体纯碱中和，至pH 6.4 ,搅拌至澄清。
2、谷氨酸钠喷雾干燥
工艺流程：中和完的澄清液，用SY-6000小型喷雾干燥仪干燥并收集；
工艺条件：
进风170℃，出风温度65-75℃，进料量控制40%（即500ml/h），空气流量600l/h （四）谷氨酸产生菌发酵代谢曲线示例。
谷氨酸发酵的工艺流程
谷氨酸发酵的工艺流程谷氨酸是一种重要的生物体中的氨基酸，广泛应用于食品添加剂、保健品和生化制药等领域。
谷氨酸的工业生产主要采用微生物发酵的方法，下面将介绍一种常见的谷氨酸发酵工艺流程。
1. 菌种培养：选用高产谷氨酸的菌株，如乳杆菌属、大肠杆菌等。
先将菌株接种到培养基中培养，再将培养好的菌液接种到发酵罐中进行扩大培养。
菌种培养的条件包括适宜的温度、pH值、培养基组成等。
2. 发酵罐的准备：通常采用不锈钢发酵罐，选择适宜的体积和搅拌速度。
发酵罐内要保持无菌状态，并可以自动控制温度、pH值、溶氧量等参数。
3. 发酵工艺参数设定：设定适宜的温度和pH值，一般发酵温度为30-37摄氏度，pH值为6-7。
通过自动控制系统实时监测和调控这些参数，保证发酵过程的正常进行。
4. 发酵过程：首先将适量的底物加入发酵罐中，底物包括主碳源、氮源、矿物元素等。
然后将菌种接种进入发酵罐，并继续搅拌保持良好的氧气传递。
发酵过程中，微生物利用底物产生代谢产物，包括谷氨酸。
5. 收获和提取：发酵过程一般持续3-5天，当菌体处于最佳生长阶段时，收获发酵液。
发酵液需要经过后处理，包括澄清、浓缩、精制等步骤。
澄清可以通过离心或滤过等方式进行。
浓缩可以利用蒸发、真空浓缩等方法进行。
精制包括溶剂提取、结晶、脱色等步骤，以提高谷氨酸的纯度。
6. 产品包装和贮存：将精制后的谷氨酸产品进行包装，通常采用铝箔袋或塑料瓶。
包装完成后，产品需要进行质量检验，并储存于低温、干燥、密封的环境中，以延长产品的保质期。
以上就是谷氨酸发酵的工艺流程。
随着生物技术的不断发展，谷氨酸发酵工艺也在不断改进，以提高谷氨酸的产量和纯度。
同时，工艺的经济性、环保性也是发酵工艺改进的重要方面，以实现可持续发展。
吨谷氨酸生产车间设计
吨谷氨酸生产车间设计引言吨谷氨酸（Tons of Glutamic Acid，简称TGA）是一种重要的生化工业原料，广泛应用于食品添加剂、药品、化妆品等领域。
为了提高吨谷氨酸的生产效率和质量稳定性，设计一个合理的生产车间是至关重要的。
本文将从工艺流程、生产设备、空间布局和安全要求等方面，对吨谷氨酸生产车间进行设计。
工艺流程吨谷氨酸的生产工艺流程包括发酵、提取、结晶和干燥等步骤。
1.发酵：通过将发酵菌种添加到培养基中，进行发酵反应，产生吨谷氨酸。
发酵过程需要具备温度、pH值和氧气供应等控制参数。
2.提取：将发酵液进行离心分离，得到产物和废液，废液进行后续处理，产物则继续下一步工艺。
3.结晶：将产物进行结晶处理，以提高纯度。
4.干燥：将结晶产物进行干燥处理，得到最终产品。
生产设备吨谷氨酸生产车间需要配备以下生产设备：1.发酵罐：用于进行发酵反应的设备，应具备良好的温度、pH值和通气控制能力。
发酵罐应该采用不锈钢材质，易于清洁和消毒。
2.离心机：用于发酵液的分离，将产物和废液分离。
3.结晶设备：用于结晶处理，提高产物纯度。
4.干燥设备：将结晶产物进行干燥，得到最终产品。
常用的干燥设备包括喷雾干燥机和气流干燥机等。
5.控制系统：车间需要配备自动控制系统，实时监测和调节温度、pH值和氧气供应等参数，保证生产过程的稳定性和质量。
空间布局吨谷氨酸生产车间的空间布局应充分考虑工艺流程和材料流动。
一般而言，可分为原料存储区、发酵区、提取区、结晶区和成品存储区等区域。
1.原料存储区：用于存放吨谷氨酸的原料，如糖、氮源和盐等。
应有适当的容量和防潮、防火设施。
2.发酵区：设置发酵罐，应保证充足的工作空间和通风设备，以及相应的供电、水源和废液排放设施。
3.提取区：设置离心机和相关处理设备。
离心机需要具备良好的稳定性和防护措施，同时保证提取过程的无菌性。
4.结晶区：设置结晶设备，应具备良好的操作空间和通风设备，结晶过程需要精确控制温度和湿度。
谷氨酸发酵生产工艺设计
谷氨酸发酵生产工艺设计引言谷氨酸（Glutamic acid）是一种具有重要生理功能的氨基酸，在食品添加剂、医药和化工等领域得到广泛应用。
谷氨酸的发酵生产是目前主要的生产方式之一，具有高效、环保和经济的特点。
本文将介绍谷氨酸发酵生产工艺的设计要点和步骤，旨在提供一个指导性的参考。
1. 发酵菌种的选择在谷氨酸的发酵生产中，选择合适的菌种是非常重要的。
常用的菌种包括诺辛谷氨酸菌、泛酰谷氨酸菌等。
选择菌种要考虑以下因素：1.菌种对底物的利用能力：菌种应具备对底物（如糖类）的高效利用能力，能够快速合成谷氨酸。
2.谷氨酸产量和产率：菌株应具有较高的产量和产率，以提高生产效率。
3.耐受性和稳定性：菌株应具备较强的耐受性，能够适应不良环境条件，并保持稳定的发酵性能。
2. 发酵培养基的配方设计发酵培养基是谷氨酸发酵生产过程中提供营养物质和能量的介质。
设计合理的发酵培养基可以提高菌株的生长速度和谷氨酸的产量。
发酵培养基的配方设计要考虑以下因素：•碳源：常用的碳源包括葡萄糖、淀粉和甘蔗汁等。
碳源的选择应考虑菌株的利用能力和成本因素。
•氮源：氮源是合成蛋白质和谷氨酸的重要原料，常用的氮源包括氨基酸和无机盐等。
氮源的选择应满足菌株对氮元素的需求。
•矿盐和微量元素：矿盐和微量元素对菌株的生长和代谢过程起到重要作用，应根据菌株的需求进行添加。
•pH值和温度：发酵过程中，适宜的pH值和温度对菌株的生长和产酸能力影响较大，应根据菌株的生长特性进行调控。
3. 发酵过程的控制策略发酵过程的控制是谷氨酸发酵生产的关键环节之一，涉及菌种的培养、发酵液的供给和收集、废液的处理等方面。
控制发酵过程可以从以下几个方面进行：•菌种的培养和引种：选取适宜的菌株，进行菌种的预培养和引种，保证发酵罐内菌种的活力和数量充足。
•发酵液的供给和收集：根据菌株的需求，在发酵过程中及时供给合适的培养基，同时及时收集产生的发酵液。
•pH值和温度的调控：通过控制培养基的酸碱度和发酵罐的温度，保持适宜的生长环境。
谷氨酸发酵工厂毕业设计
第一章绪论一、设计项目：（1）设计课题：年产2万吨谷氨酸发酵工厂的初步设计（2）厂址：内蒙古通辽市（3）重点工段：糖化（4）重点设备：糖化罐二、设计范围：（1）厂址选择及全厂概况介绍（地貌、资源、建设规模、人员）；（2）产品的生产方案、生产方法、工艺流程及技术条件的制定；（3）重点车间详细工艺设计、工艺论证、设备选型及计算；（4）全厂的物料衡算；（5）全厂的水、电、热、冷、气的衡算；（6）车间的布置和说明；（7）重点设备的设计计算；（8）对锅炉、电站、空压站等提出要求及选型；（9）对生产和环境措施提出可行方案。
三、要完成的设计图纸：（1）全厂工艺流程图一张；（2）重点车间工艺流程图一张；（3）重点车间设备布置立面图一张；（4）重点车间设备布置平面图一张；（5）重点设备装配图一张。
四、设计依据：（1）批准的设计任务书和附件可行性报告，以及可靠的设计基础资料。
（2）我国现行的有关设计和安装的设计规范和标准（3）广东轻工职业技术学院食品系下达的毕业设计任务书五、设计原则：（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指导思想，做到精心设计，投资省，技术新，质量好，收效快，收回期短，使设计工作符合社会主义经济建设的总原则。
（2）要学会查阅文献，收集设计必要的技术基础资料，要善于从实际出发去分析研究问题，加强技术经济的分析工作。
（3）要解放思想，积极采用技术，力求设计上具有现实性和先进性，在经济上具有合理性，尽可能做到能提高生产率，实现机械化和自动化，同时兼顾社会和环境的效益。
（4）设计必须结合实际，因地制宜，体现设计的通用性和独特性相结合，工厂生产规模、产品品种的确定，要适应国民经济的需求，要考虑资金的来源，建厂的地点、时间、三废综合利用等条件，并适当留有余地。
（5）要注意到周围环境的清洁卫生，又要注意到工厂内车间之间的卫生、无菌、防火等条件的相互影响。
谷氨酸的生产工艺
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无机盐
磷酸盐在谷氨酸发酵中非常重要，它是谷氨酸发 酵过程中必需的，但浓度要适中。
浓度过高，抑制6-磷酸葡萄糖脱氢酶的活性，菌 体生长好，Glu产量低，代谢转向Val发酵； 浓度低，糖代谢受抑制，糖耗慢。
K+：多时——利于产酸，少时——利于长菌; Mn2+：草酰琥珀酸脱羧生成a-酮戊二酸是在 Mn2+存在下完成的（MnSO44H2O 2ppm）； Fe3+:促进Glu产生； Cu2+：毒害作用。
环境因子
发酵产物转换
溶解氧
乳酸和琥珀酸 （通气不足）
谷氨酸
α－酮戊二酸
（适中） （通风过量，转速过快）
NH4+ pH值 磷酸
α－酮戊二酸 （缺乏）
谷氨酸 （适量）
谷氨酰胺 （过量）
谷氨酰胺，N-乙酰谷酰胺
谷氨酸
（pH值5～8，NH4+过多） （中性或微碱性）
缬氨酸
谷氨酸
（高浓度磷酸盐） （磷酸盐适中）
途径如下： Glucose 丙酮酸 + 丙酮酸
（焦磷酸硫胺素，TPP）
活性乙醛
α—乙酰乳酸
Val
Val（1）可以抑制葡萄糖 丙酮酸，使GA的生物合 成受到阻止
（2）消耗了丙酮酸，降低了糖酸转化率
（3）发酵液中的Val存在，严重的影响GA 的结晶、 提出。
谷氨酸产生菌因环境条件变化而引起的发酵转换
二 发酵机制
谷氨酸的生物合成途径大致是：葡萄糖经EMP途 径或HMP途经生成丙酮酸，再氧化成乙酰辅酶 A，然后进入TCA，再通过乙醛酸循环、CO2固 定作用，生成a-酮戊二酸，a-酮戊二酸在谷氨酸 脱氢酶的催化及有NH4+存在的条件下生成谷氨酸
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目录年产50吨L-谷氨酸的工艺设计1文献评述1.1产品概述1.1.1名称学名：L-谷氨酸-水化合物；商品名：L-谷氨酸。
因L-谷氨酸起源于小麦，故俗称麸酸。
英文名：Monosodium L-glutamate其它名称：L-2-Aminoglutaric acid, H-Glu-OH, L-glutamic acid, L(+)-glutamic acid, H-L-Glu-OH, S-2-Aminopentanedioic acid1.1.2 产品规格及标准结构式：分子式C6H14N4O2.C5H9NO4分子量321.331.1.3理化性质L-谷氨酸为白色鳞片状晶体。
无臭，稍有特殊的滋味和酸味。
呈微酸性。
微溶于冷水，易溶于热水，几乎不溶于乙醚、丙酮和冷醋酸中，不溶于乙醇和甲醇。
247-249℃分解，200℃升华，相对密度1.538（20/4℃），旋光度[α]＋30-＋33°。
1.1.4产品用途（1）食品业氨基酸作为人体生长的重要营养物质，不仅具有特殊的生理作用，而且在食品工业中具有独特的功能。
（2）日用化妆品等谷氨酸为世界上氨基酸产量最大的品种，作为营养药物可用于皮肤和毛发。
聚谷氨酸是一种出色的环保塑料，可用于食品包装、一次性餐具及其它工业用途，可在自然界迅速降解，不污染环境。
随着科学的进步，研究的深入，谷氨酸新的应用领域将越来越广。
（3）医药行业谷氨酸还可用于医药，因为谷氨酸是构成蛋白质的氨基酸之一，虽然它不是人体必须的氨基酸，但它可作为碳氮营养与机体代谢，有较高的营养价值。
2、工业生产方法的选择和论证2.1L-谷氨酸生产方法的选择与确定2.1.1传统工艺中L-谷氨酸的生产方法有两种：合成法和发酵法。
（1）合成法丙烯腈与氢和一氧化碳在高温，高压和催化剂的作用下得到β-氰基丙醛（OHCCH2CH2CN），后者与氰化钾和氯化铵进行斯脱拉克（Straker）反应生成氨基腈。
将氨基腈用氢氧化钠水解，得谷氨酸二钠，然后用硫酸中和，生成D，L-谷氨酸析出，将D，L-谷氨酸进行光学分离，即可分成L-谷氨酸和D-谷氨酸，后者经消旋化再返回到中和工序。
此法日本曾用之生产L-谷氨酸10年之久，于1973年停用。
（2）发酵法此法是L-谷氨酸工业生产的主要方法。
薯类，玉米，木薯等的淀粉水解糖或糖蜜，借助于微生物类，以铵盐，尿素等提供氮源，于大型发酵罐中，在通气搅拌下进行发酵30-50个小时，保持30-40度。
PH值为7-8，发酵完毕。
表1.两种方法的比较缺点优点合成法需要高压，有易燃，有毒物质，设备投资大，年产量小于5000吨L-谷氨酸时不经济，生产工艺复杂不用粮食，采用石油废气发酵法需设置菌种实验室，生产过程需要严格消毒灭菌原料来源广，设备腐蚀性小，劳动强度小，可自动化，连续化生产，成本低所设计的L-谷氨酸生产厂不仅生产方法要可靠，而且原料来源要广泛，故选择发酵法为宜。
经过上述两种方法的优缺比较，该法的生产虽然必须要求严格灭菌，但这是不难办到的。
由于此法优点很多，又是目前生产L-谷氨酸的主要方法，所以本设计选用发酵法生产L-谷氨酸。
发酵法生产L-谷氨酸大致可分为三个阶段：糖化，发酵，提取。
2.1.2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；种子培养；发酵工艺条件的控制；谷氨酸的提取；谷氨酸的精制。
2.2主要生产原料的选择淀粉是L-谷氨酸生产的主要原料，每吨99%的L-谷氨酸大约需要消耗纯淀粉2.4吨。
淀粉的质量对生产的好坏影响很大，比较各类淀粉，以玉米淀粉为最佳，山芋淀粉次之，小麦淀粉较差，而大米淀粉较好。
因我国长江流域盛产大米和玉米，故拟建的L-谷氨酸厂可选用这两种农产品的淀粉作为主要原料。
生产L-谷氨酸最好是用新鲜淀粉，因为新鲜湿淀粉水解后的营养成分比干淀粉水解糖液丰富。
2.3谷氨酸发酵生产中的生产菌种及培养基2.3.1菌种谷氨酸发酵生产菌种主要有棒状杆菌属、短杆菌属、小杆菌属及节杆菌属的细菌。
除节杆菌外，其他三属中有许多菌种适用于糖质原料的谷氨酸发酵。
这些细菌都是需氧微生物，都需要以生物素为生长因子。
我国谷氨酸发酵生产所用菌种有北京棒状杆菌AS1.299、7338，钝齿棒状杆菌AS1.452、HU7251、B9；天津短杆菌T613、FM8207等。
本设计采用FM8207为生产菌。
菌种特点：（1）α-酮戊二酸脱氢酶丧失或活力极弱。
（2）谷氨酸生产菌的谷氨酸脱氢酶活力很强，且活力不被高浓度谷氨酸PH 值抑制。
（3）丙酮酸羧化支路旺盛，使丙酮酸与二氧化碳结合，提供谷氨酸合成中大量需要的碳司二羧酸。
（4）有充足的NADPH•2H供给α-酮戊二酸还原氧化。
（5）生物素缺陷型（或甘油或油酸缺陷型）。
2.3.2培养过程斜面培养一级种子培养二级种子培养发酵罐（1）斜面培养条件谷氨酸斜面菌种培养条件一般是7338、B9类菌种30～32℃，T631类菌种33～34℃培养18～24h.(2)一级种子培养采用液体培养基，由葡萄糖。
玉米浆。
尿素、磷酸氢二钾、硫酸镁、硫酸铁及硫酸锰等组成，pH为6.8～7.0；三角瓶内32℃振荡培养12ｈ，采用恒温控制，贮于4℃冰箱备用。
(3)二级种子培养培养基除用水解糖代替葡萄糖,加入泡敌，其他与一级种于培养基相仿。
接种量0.5%～1.0%，培养温度为32℃（T613菌为33～34℃），培养时间7～8h，即可移种或冷却至10℃备用。
通风量1200L种子罐1:0.2，搅拌转数180r/min。
(4)发酵培养基培养基中另外加入植物油,氯化钾,泡敌外, 其他与二级种于培养基相仿。
在35-36℃下培养约35小时，即可进行谷氨酸提取。
但必须注意发酵液中个成分的含量。
在谷氨酸发酵培养液中糖浓度为12.5%，总尿量为3%，碳氮比为100:28。
碳氮比为100:11时才开始积累谷氨酸。
不同的碳氮比对谷氨酸的合成有着显著的影响，例如适量的氨离子可减少α-酮戊二酸的积累，促进古氨酸的合成；过量的氨离子会使生成的谷氨酸受谷酰胺合成酶的作用转化为谷酰胺。
另外，还需要无机盐、生长因子等。
2.4L-谷氨酸生产过程中的反应历程2.4.1谷氨酸发酵原料的处理因为所有谷氨酸生产菌株都不能直接利用淀粉或糊精，因此必须先水解淀粉成葡萄糖。
将淀粉水解为葡萄糖的过程称为糖化。
制取的溶液叫淀粉水解糖。
在淀粉水解糖中，主要糖分是葡萄糖，另外，尚有少量麦芽糖及其他一些二糖，低聚糖等复合糖类。
这些低聚糖，复合糖等杂质不能被菌体利用，它们的存在，不但降低了淀粉的利用率，增加粮食消耗，而且常影响到糖液的质量，降低糖液中可发酵成分。
在谷氨酸发酵中，淀粉水解糖质量的高低，往往直接关系到谷氨酸菌的生长速度及谷氨酸的积累。
因此，提高淀粉的出糖率，保证水解糖液的质量，满足发酵高产酸的要求，是一个不可忽视的重要环节。
能够作为谷氨酸发酵工业原料的水解糖液，必须具备以下条件。
（1）糖液中还原糖的含量要达到发酵用糖浓度的要求。
（2）糖液洁净，是杏黄色或黄绿色，有一定的透光度。
（3）糖液中不含糊精。
（4）糖液不能变质。
2.4.2淀粉水解糖的制备2.4.2.1 制备方法的选定根据原料淀粉的性质及采用的水解催化剂的不同，水解淀粉为葡萄糖的方法有下列三种。
（1）酸解法（acid hydrolysis method）酸解法是以酸（无机酸或有机酸）为催化剂，再高温高压下将淀粉水解为葡萄糖的方法。
生产路线如下：淀粉盐酸，水调浆蒸汽糖化冷却碳酸钠，活性炭中和脱色压滤糖液（2）酶解法（enzyme hydrolysis method）酶解法是利用专一性很强的淀粉酶及糖化酶将淀粉水解为葡萄糖的工艺。
利用α-淀粉酶将淀粉转化为糊精及低聚糖，使淀粉的可溶性增加，这个过程称为液化。
利用糖化酶将糊精及低聚糖进一步水解转化为葡萄糖，这个过程在生产中称为糖化。
淀粉的液化和糖化都是在酶的作用下进行的，故酶解法又有双酶水解法之称。
其生产路线如下：淀粉调浆液化灭酶糖化灭酶压滤糖化（3）酸酶结合法（酶酸法）将淀粉乳先用α-淀粉酶液化到一定程度，然后用酸水解成葡萄糖的工艺。
淀粉调浆液化过滤加酸糖化中和脱色压滤糖液这些糖化方法各有特点，其主要指标的优劣列于下表。
其中，A--优，B—好，C--可，D—差。
由该表可知，从周期短来说，酶酸法可取；从原料广泛性的转化率而言，双酶法更胜一筹。
表2.各种糖化方法的特点工艺简单生产周期短转化率高对淀粉要求不高糖液质量高酸解法 A A B D B双酶法 B C A A A酶酸法 B A B B A 通过上述三种糖化方法的比较，本设计拟选用双酶法制糖。
2.4.2.2制糖工段双酶法制糖可使淀粉对糖的转化率高达96%～98%。
糖纯度达98%，并具有能耗底、副产物少及利于发酵和提取等优点，被国内工厂广泛采用。
（1）流程淀粉糊化淀粉液化酶糊精、低聚糖糖化酶葡萄糖（C6H10O5）n +n H2O 酶n C6H12O6与碘显色反应依次为：蓝色糊精，紫色糊精，红色糊精，浅红色糊精，无色寡糖，葡萄糖。
副反应：葡萄糖分解5′—羟甲基糠醛2葡萄糖龙胆二糖+异麦芽糖+复合二糖[1]（2）概述先在调浆配料槽调浆配料，将淀粉乳调成15～20°Be，用碳酸钠水溶液调PH=6.4～6.5，氯化钙的用量为干淀粉的0.15%～0.3%；用泵打入缓冲器，喷射加热温度100～105℃，层流罐温度95～100℃，液化时间60min,以碘色反应呈棕色即可。
然后液化液经130～140℃灭酶5～10min，再经板式换热器冷却至И℃以下。
进入糖化罐。
糖化温度59～61℃，PH=4.0～4.4，糖化酶用量按100～120U/g 干淀粉计算。
糖化时间30～40h，以无水乙醇检查无白色沉淀为终点，终点DE 值为95%～98%。
再将物料加热至80～85℃，灭酶30min。
糖液用碳酸钠水溶液调节PH=4.6～4.8，然后过滤，进入贮糖罐。
2.5发酵工段2.5.1发酵机制首先是糖代谢阶段。
葡萄糖经糖酵解(EMP途径)和己糖磷酸支路(HMP途径)生成丙酮酸，谷氨酸生产菌在生物素供应充足的情况下，经HMP途径所分解葡萄糖占总量的38%，当控制生物素亚适量，HMP途径所占比例为28%，生成的丙酮酸一部分氧化成乙酰辅酶A(乙酰COA)，一部分固定CO2，生成草酰乙酸或苹果酸。
然后草酰乙酸和乙酰辅酶A进入三羧酸循环，在柠檬酸合成酶上午作用下生成柠檬酸，进而转化为α-酮戊二酸。
α-酮戊二酸在谷氨酸脱氢酶（GDH）的催化及有NH4+存在的条件下，生成谷氨酸。
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。
由葡萄糖生物合成谷氨酸的代谢至少16步反应，尽量控制通过CO2固定反应供给四碳二羧酸。