苏氨酸发酵设计
苏氨酸的发酵工艺小试
苏氨酸的发酵工艺小试苏氨酸是一种重要的氨基酸，广泛应用于食品、饲料和医药等领域。
其发酵工艺是一种生物技术手段，通过微生物的发酵作用生产苏氨酸。
下面我将就苏氨酸的发酵工艺进行详细介绍。
首先，选择适宜的发酵菌株是苏氨酸发酵的第一步。
目前，常用的苏氨酸发酵菌株包括大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、饮酒球菌等。
这些菌株能够分解糖类和氨基酸，产生苏氨酸。
其次，为了保证发酵菌株的生长和代谢活性，需要提供适宜的培养基。
通常情况下，苏氨酸的发酵培养基主要包括碳源、氮源、矿物质和生长因子等。
常用的碳源包括葡萄糖、麦芽糖等，而作为氮源的则有氨基酸、尿素等。
此外，还需要添加适量的矿物质和生长因子，如磷酸盐、硫酸镁等。
接下来是发酵过程的控制。
发酵过程中，需要控制好发酵温度、pH值、氧气供应和搅拌速度等因素。
苏氨酸发酵一般在30-37的温度下进行，通常选择中性或微酸性的反应环境，pH值一般控制在6-7之间。
此外，由于苏氨酸的发酵属于需氧发酵，因此需要提供充足的氧气供应，并保持适当的搅拌速度，以促进菌群的生长和代谢活性。
发酵过程中，苏氨酸的产量和产率也是需要关注的重要指标。
为了提高苏氨酸的产量，可以通过优化培养基配方、调节发酵条件和改良菌株等措施进行。
此外，也可以通过重复发酵和换向发酵等手段提高苏氨酸的产量和产率。
最后，发酵结束后需要对发酵液进行后处理。
一般情况下，苏氨酸会以晶体的形式沉淀在发酵液中，可以通过过滤、离心和洗涤等步骤将苏氨酸的晶体分离出来。
为了得到纯度较高的苏氨酸产品，还可以经过结晶、干燥和粉碎等工艺步骤进行进一步的处理。
综上所述，苏氨酸的发酵工艺是一项复杂的生物技术过程，需要选择适宜的菌株、优化培养基配方、控制发酵条件和进行后处理等步骤。
通过不断优化和改进，可以提高苏氨酸的产量和产率，满足市场需求。
同时，也为苏氨酸的生产提供了可行的技术途径，为食品、饲料和医药等领域的发展提供了支持。
苏氨酸发酵总结Word 文档
发酵（苏氨酸）条件的影响及控制影响发酵的因素有很多，现就几个重要的且容易控制的因素进行逐一分析。
并以苏氨酸为例。
这几个重要的因素有ph，温度，溶氧，补料，泡沫，副产物。
1 ph对发酵的影响配料中的PH 很重要,其中有配前PH,配后PH,消前PH,消后PH,接种前PH,工艺控制PH等,配前PH,配后PH,可以用来检测厡材料的质量,初步估计配料的情况,如果出了错误,有时候可以从PH中的变化看出来,能够减少错误的发生.每次有新的配方可用PH方法检测其中的每种厡材料是否会和其他的发生反应,可以互相两两混合,检测PH的变化,也可以用来作为配微量元素的检测.消前PH可以用来减少消毒过程对培养基的破坏,因为培养基在消毒中会有PH的变化,在不同的PH条件下对培养基破坏也不一样,因此可以在消毒的时候选择合适的PH,消毒完后可以调节过来,这样一来可以对PH敏感的一些原材料减少破坏。
工艺控制的PH,在发酵的产抗期间,通过在不同的发酵时间调整不同的PH,可以减少杂质的产生,同时还可以缓解溶氧,比如在头孢发酵中,通过在后期调整PH可以减少DCPC的含量,给提取工序带来很大的好处。
1.1发酵过程不同时期pH值变化的原因1.1.1 基质代谢糖代谢：特别是快速利用的糖，分解成小分子酸、醇，使pH下降，糖缺乏，pH上升，是补料的标志之一；氮代谢：当氨基酸中的-NH2被利用后pH会下降；尿素被分解成NH3，pH上升，NH3利用后pH下降，当碳源不足时氮源当碳源利用pH上升。
生理酸碱性物质利.1.1.2产物形成某些产物本身呈酸性或碱性，使发酵液pH变化1.1.3菌体自溶发酵后期.ph上升1.2 ph对发酵的影响1.2.1 pH影响酶的活性：当pH值抑制菌体某些酶的活性时使菌体的新陈代谢受阻；1.2.2 pH值影响微生物细胞膜所带电荷的改变，从而改变细胞膜的透性，影响微生物对营养物质的吸收及代谢物的排泄，因此影响新陈代谢的进行；1.2.3 pH值影响培养基某些成分和中间代谢物的解离，从而影响微生物对这些物质的利用。
年产1000吨苏氨酸发酵工艺课程设计
年产1000吨苏氨酸发酵工艺课程设计目录1 绪论 (1)1.1 苏氨酸简介 (1)1.1.2 苏氨酸的作用来源及发展 (2)2 菌种的选择与制备 (3)2.1 菌种选择与保藏 (3)2.1.1 菌种选择 (3)2.1.2 菌种保藏 (3)2.2 培养基的设计 (3)2.2.1 培养基配置的原则 (3)2.2.2 培养基类型 (3)2.2.3 培养基配方（百分比） (5)2.2.4 培养方法: (5)2.3 培养基的营养要求 (6)2.4 发酵条件的研究 (7)2.5 灭菌 (7)2.5.1 灭菌方法 (7)2.5.2 培养基的湿热灭菌 (8)2.5.3 分批灭菌 (9)2.5.4 分批灭菌的操作方法 (9)2.5.5 空气除菌 (10)2.6 种子扩大培养 (11)2.6.1 生产车间种子制备 (12)2.6.2 影响种子质量的因素 (12)3发酵过程的工艺控制 (13)3.1 发酵过程 (13)3.1.1 补料的控制 (13)3.2 发酵条件的影响 (13)3.2.1 初始 pH 对苏氨酸影响 (13)3.2.2 温度对苏氨酸发酵的影响 (14)3.2.3 溶氧对苏氨酸发酵的影响 (14)3.2.4 发酵过程泡沫的控制 (14)3.3 发酵终点的判断 (15)3.4 染菌的控制 (15)4 发酵罐的设计 (17)4.1 发酵罐标准尺寸 (17)4.2 发酵罐的计算 (17)5 物料衡算 (17)5.1 总物料衡算 (19)5.2 原料用量计算 (19)5.2.1发酵罐原料计算 (20)5.2.1 发酵罐原料计算 (20)5.2.2 种子罐的物料衡算 (21)5.2.3 补料培养基的物料衡算 (22)6 下游加工 (23)6.1 发酵液的预处理和固液分离 (23)6.2 发酵液残液的处理 (24)6.3 离心 (25)6.4 干燥 (26)7 后记 (27)参考文献 (28)1 绪论1.1 苏氨酸简介L-苏氨酸是一种必需的氨基酸，苏氨酸有四种异构体，天然存在并且对机体有生理作用的是L-苏氨酸。
最新苏氨酸发酵设计精品版
2020年苏氨酸发酵设计精品版一、设计方案天然存在的L- 苏氨酸为无色或微黄色晶体，无臭、微甜,可溶于水,20℃时溶解度为9g/100mL，难溶于乙醇、乙醚、氯仿等有机溶剂，熔点为253～257℃。
L- 苏氨酸的解离常数为pKCOOH=2.15，pKNH2=9.12，等电点pI（25℃）=5.64。
目前，L- 苏氨酸的制备方法主要有生物合成法、化学合成法和蛋白质水解法三种。
然而，在工业化生产中，化学合成法和蛋白质水解法由于存在一些缺陷已经基本不被使用。
生物合成法则因生产成本低、资源节约、环境污染小等优点逐渐成为工业化生产L- 苏氨酸的主要方式。
生物合成法包括直接发酵法和酶转化法两种。
微生物发酵法生产苏氨酸是目前生产苏氨酸的主要方法。
采用基因工程菌进行发酵法生产，产酸可达100g/L以上。
目前国内外已经利用微生物发酵法批量生产苏氨酸。
1.1 设计条件（1）650L苏氨酸发酵罐，分批发酵；（2）主发酵罐的尺寸及附件的设计；1.2 发酵工艺发酵法生产L-苏氨酸,通常采用短杆菌属细菌的α-氨基-β-羟基戊酸(AHV)和S-(2-氨基乙基)-L-半胱氨酸(AEC)双重抗性变异。
图一苏氨酸发酵工艺流程1.3. 发酵罐尺寸及整体设计罐中的培养液因通气和搅拌会引起液面上升和产生泡沫，因此罐中实际装料量«Skip Record If...»不能过大，一般取装料系数为0.6～0.75。
取装料系数«Skip Record If...»为0.6 ,则发酵罐需装料体积为：«Skip Record If...»发酵罐尺寸确定发酵罐体部分的尺寸有一定的比例，罐的高度与直径之比一般为1.7～4倍左右。
1.3.1 确定发酵罐直径和高度标准式发酵罐的筒体高度和直径比：H/D约为1.7~4发酵罐的容量一般指圆筒体的体积加椭圆形底的体积。
V0 = V C +2 V bVc=(π/4) D2 H0V b =(π/4)D2(h b+2/3h a)≈1.5D3式中：V0—发酵罐全容量，m3；V C—圆柱部分体积，m3；V b—椭圆底体积，m3；H0—圆柱部分高度，m.因此： V0 = V C + V b= (π/4) D2[H0+2(h b+1/6D)]取 H0/D = 2V0 = (7π/12)D3 +(2π/4)D2h b可知：D=0.69m，椭圆短半轴长度：h a=0.25D=0.25×0.69=0.1725可知：D=0.69m则有：H0=2D=1.38 m D i=1/3D=0.23 m S=3D i=3×0.23=0.69m C=D i=0.23 mB=0.1D=0.1×0.69=0.069 m h a=0.25D=0.25×0.69=0.173 m不同设备的厚度不同，h b可取30 mm、40 mm、50 mm。
苏氨酸的生产工艺
苏氨酸的生产工艺
苏氨酸是一种重要的氨基酸，广泛应用于食品、医药、化妆品等领域。
以下是苏氨酸的生产工艺。
1. 苏氨酸的生产主要采用微生物发酵的方法。
首先选择适宜的微生物菌株，如泛菌属、窄丽菌属、谷氨酰胺细菌等。
经过筛选后，选出高效、稳定的菌株作为生产菌株。
2. 生产菌株的培养。
将选好的菌种接入培养基中，经过适当的培养条件，如温度、pH、营养物质等进行培养，使菌株得到良好的生长。
3. 发酵过程。
将培养好的菌株接入发酵罐中，加入发酵基质，包括碳源、氮源、矿物盐等。
通过控制适宜的发酵条件，如温度、通气、pH等，菌株进行大量生长繁殖，产生苏氨酸。
4. 苏氨酸提取。
发酵完成后，通过离心等操作，将菌体与发酵液分离。
然后采用溶剂法、树脂吸附法、离子交换法等提取技术，从发酵液中提取出苏氨酸。
5. 苏氨酸的纯化。
经过提取得到的苏氨酸仍然含有其他杂质，需要进行进一步的纯化处理。
可通过逆流色谱、溶剂结晶、薄层层析等方法分离纯化苏氨酸。
6. 苏氨酸的干燥。
纯化后的苏氨酸为湿糊状或液体状，需要进行干燥处理。
常用的干燥方法有喷雾干燥、真空干燥等，将苏氨酸转化为粉末状。
7. 苏氨酸的包装和贮存。
经过干燥后的苏氨酸进行包装，一般采用密封包装，并存放在干燥、阴凉的地方，避免阳光直射。
以上是苏氨酸的生产工艺，通过微生物发酵、提取纯化等步骤，可获得高纯度的苏氨酸产品。
同时，控制整个生产过程中的条件和质量，可以提高苏氨酸的产量和质量，满足工业和消费者的需求。
苏氨酸生产工艺
苏氨酸生产工艺苏氨酸（S-adenosylmethionine）是一种重要的生物活性小分子，广泛存在于各种生物体内，包括人体。
苏氨酸在生物体内扮演着重要的角色，参与了多种生物化学反应，包括DNA修复、甲基化等过程。
因此，苏氨酸在医药、保健品等领域具有广泛的应用价值。
苏氨酸的生产工艺主要基于大肠杆菌（E. coli）发酵技术。
下面将详细介绍苏氨酸的生产工艺。
首先，苏氨酸的生产源于大肠杆菌中的硫酸腺苷（Adenosylsulfate，AS），通过一系列的反应转化为苏氨酸。
硫酸腺苷是一种高能酸，是苏氨酸合成的关键中间体。
大肠杆菌通过苏氨酸增生途径合成硫酸腺苷，然后将硫酸腺苷转化为苏氨酸。
其次，为了提高苏氨酸的产量和纯度，需要对发酵条件进行优化。
常用的发酵条件包括温度、pH值和氧气供应。
通常，大肠杆菌的最适生长温度为37℃，最适生长pH值为7.0。
此外，通过控制氧气供应，可以提高苏氨酸的产量。
氧气可以作为电子受体参与细胞的代谢过程，从而增加苏氨酸的合成速率。
然后，为了提高苏氨酸的产量和纯度，还可以利用代谢工程技术对大肠杆菌进行改造。
通过改变大肠杆菌的基因组，例如对苏氨酸合成途径的关键酶进行增强表达，可以提高苏氨酸的合成速率。
此外，还可以通过抑制与苏氨酸合成相竞争的途径，如甲硫氨酸合成途径，来提高苏氨酸的选择性合成。
最后，苏氨酸的提取和纯化是制备苏氨酸的关键步骤。
通常采用离子交换层析、凝胶层析等技术对发酵液进行处理，使苏氨酸与其他组分分离。
此外，还可以通过冷冻干燥等技术将苏氨酸制成粉末，提高其保存稳定性。
在实际的生产中，还需要注意苏氨酸的稳定性和保存条件。
苏氨酸易受光、热和氧气的影响而降解，因此需要在低温、无光的条件下保存。
此外，苏氨酸也对酸碱度敏感，应避免与酸性或碱性物质接触。
总之，苏氨酸的生产工艺主要基于大肠杆菌发酵技术，通过优化发酵条件、利用代谢工程技术和提取纯化技术，可以实现高产、高纯度的苏氨酸生产。
发酵法L-苏氨酸生产研究
发酵法L-苏氨酸生产研究摘要L-苏氨酸是一种重要的工业原料,它作为食品及饲料添加剂广泛应用于饲料、保健食品和医药工业。
本文介绍了发酵法生产L-苏氨酸的详细工艺,并对工艺流程的进行了的介绍,同时也对生产成本进行了分析。
本文对于L-苏氨酸发酵生产有很好的指导作用。
关键词L-苏氨酸;发酵;流程;成本1 苏氨酸市场需求情况L-苏氨酸是人体必需的氨基酸之一,人体自身不能合成,必需从食物中摄取,它作为食品及饲料添加剂广泛应用于饲料、保健食品和医药工业。
近年来,苏氨酸生产增长迅速;使用植物型饲料,成畜必须添加赖氨酸和苏氨酸。
目前全世界苏氨酸的需求量不应低于8万t/年,缺口较大,且每年将以10%~12%的速度递增。
在医药方面,苏氨酸是氨基酸大输液的主要成分之一。
常用于手术前后、创伤、烧伤、骨折、营养不良、慢性消耗性疾病等的辅助治疗,是临床用量很大的品种。
发酵法生产苏氨酸,其优点是可利用廉价的葡萄糖原料直接生产产品,菌种特性专一,发酵液中几乎不含其它氨基酸,提纯后产品质量好,成本低,易于大规模生产。
选择具有国际先进水平高产酸、高转化率基因工程菌种,生产苏氨酸,不但附加值更高,而且能够发挥氨基酸发酵企业自身的优势,改变氨基酸发酵企业产品单一,利润较薄的状况。
2 发酵法L-苏氨酸生产工艺情况以淀粉为原料,经液化、糖化制得高质量糖液,既而经苏氨酸基因工程菌通过种子罐、发酵罐发酵、发酵结束的苏氨酸发酵液膜过滤后的清液经脱色、浓缩、结晶、干燥、包装得到L-苏氨酸产品;膜过滤后的滤渣经浓缩、喷雾造粒、筛分、干燥、包装得L-苏氨酸菌体饲料蛋白产品。
苏氨酸发酵菌种可采用国外具有世界领先水平高产酸、高转化率菌种。
3 发酵法L-苏氨酸技术特点发酵法L-苏氨酸生产可采用国内外发展成熟的先进技术,使L-苏氨酸生产工艺达到更高水平。
1)制糖可采用美国高效喷射液化技术和复合酶糖化技术,提高淀粉—糖的转化率和DE值,降低生产成本;2)发酵可采用先进的培养基连消技术,高精度空气膜滤技术,采用高糖流加技术,全面采用自控技术,严格控制发酵参数在理论范围,确保发酵指标;3)可采用先进的膜分离技术,去除发酵液中L-苏氨酸菌体及部分蛋白质,以利提高提取收得率和L-苏氨酸质量,同时L-苏氨酸菌体及蛋白生产L-苏氨酸菌体饲料蛋白产品,有利于降低生产成本;4)普遍采用热偶联、二次蒸汽多次利用、用蒸汽泵进行真空冷却、高压蒸汽拖动空压机组、水多次利用、中水回用等节能措施,省汽省电省水。
苏氨酸的生产工艺流程
苏氨酸的生产工艺流程
稿子一
嘿，亲爱的小伙伴们！今天来跟你们唠唠苏氨酸的生产工艺流程。
咱先说发酵这一步，那可真是关键。
得选好合适的菌种，就像给小宝宝挑最舒服的衣服一样仔细。
把这些菌种放进精心调配的培养基里，它们就在里面欢快地生长啦。
然后呢，是发酵的条件控制。
温度、酸碱度、溶氧度，每一个都得拿捏得恰到好处。
这就好比炒菜时的火候，多一分少一分都不行。
发酵完了，就得把苏氨酸从那一大锅混合物里分离出来。
这可是个细致活儿，就像在一堆豆子里挑出你最爱的那颗红豆。
啊，经过一系列的检测，确定苏氨酸的质量杠杠的，才能放心地包装出厂。
苏氨酸的生产工艺流程就像一场精心编排的舞蹈，每一步都得跳得准确、优美，才能给咱们带来高品质的苏氨酸。
怎么样，是不是挺有趣的？
稿子二
嗨呀，朋友们！今天咱来聊聊苏氨酸的生产工艺流程，这可是个好玩的事儿。
一开始呀，要准备好多好多的材料。
就像要做一顿丰盛的大餐，得把食材都备齐。
然后把那些特殊的菌种放到一个大大的罐子里，给它们提供一个温暖舒适的家。
在这个家里，环境得调节好。
温度不能太高也不能太低，不然菌种宝宝们可不高兴。
还有酸碱度，得刚刚好，就像甜度适中的糖水。
这中间还有好多小细节呢，比如说要时刻观察它们的生长情况，就像看着自己种的花有没有长好。
当苏氨酸变得又纯又好，就可以美美的装起来啦。
这整个过程，就像完成了一个超级大的拼图，每一块都不能放错，才能得到完美的苏氨酸哟！是不是感觉很神奇呀？。
苏氨酸 生产工艺
苏氨酸生产工艺
苏氨酸是一种重要的氨基酸，广泛应用于食品、化妆品和医药等领域。
下面是苏氨酸的生产工艺介绍。
苏氨酸的生产工艺主要包括以下几个步骤：原料准备、发酵、提取、精制和包装。
首先是原料准备。
苏氨酸的主要原料是谷维素，可以通过谷物副产物、木质素和纤维素等进行提取。
原料的选择和处理对后续工艺起到重要的影响，需要确保原料的纯度和质量。
接下来是发酵。
将处理后的原料加入到发酵罐中，接种适量的苏氨酸发酵菌种，进行发酵。
发酵条件的控制非常重要，包括温度、pH值、氧气供应等，可以通过自动化控制系统进行监测和调整。
发酵完成后，需要对发酵液进行提取。
常用的提取方法是中和法或溶剂提取法。
中和法是利用无机酸将发酵液中的苏氨酸中和成苏氨酸盐，然后通过析出或浓缩等工艺步骤将苏氨酸盐分离。
溶剂提取法是利用有机溶剂将苏氨酸提取至有机相中，然后进行脱溶剂和浓缩等步骤将苏氨酸分离。
提取后的溶液需要进行精制。
精制工艺主要包括过滤、结晶、干燥等步骤，通过对溶液进行物理或化学处理，去除杂质、提高苏氨酸的纯度。
最后是包装。
将精制后的苏氨酸产品进行包装，常用的包装方
式包括塑料袋、桶装或瓶装等。
在包装过程中，需要保证产品的卫生和密封性。
以上就是苏氨酸的生产工艺的主要步骤。
在实际生产过程中，还需要进行工艺参数的优化和调整，以提高产量和质量，并采取合适的控制措施，确保产品符合相关标准。
苏氨酸发酵高产突变株的选育方案
苏氨酸发酵高产突变株的选育方案苏氨酸是一种重要的氨基酸，广泛应用于食品、医药、化工等领域。
为了提高苏氨酸的产量和质量，科学家们通过发酵技术选育出了苏氨酸发酵高产突变株。
本文将介绍苏氨酸发酵高产突变株的选育方案。
一、选育目标苏氨酸发酵高产突变株的选育目标是通过基因突变或基因重组等手段，使得微生物在发酵过程中能够高效地合成苏氨酸，提高苏氨酸的产量和质量。
二、选育方法1. 诱变选育法诱变选育法是通过物理或化学手段诱导微生物基因突变，从而获得高产苏氨酸的突变株。
常用的诱变方法包括紫外线辐射、化学诱变剂、等离子体处理等。
2. 基因重组选育法基因重组选育法是通过将苏氨酸合成途径中的关键基因进行重组，从而获得高产苏氨酸的突变株。
常用的基因重组方法包括基因克隆、基因敲除、基因替换等。
3. 筛选鉴定法筛选鉴定法是通过对突变株进行筛选和鉴定，从中筛选出高产苏氨酸的突变株。
常用的筛选鉴定方法包括色谱分析、酶联免疫吸附法、高效液相色谱法等。
三、选育流程1. 初步筛选选取适合发酵的微生物菌株，如大肠杆菌、酵母菌等。
然后，通过诱变或基因重组等方法，获得一批突变株。
接着，对这些突变株进行初步筛选，筛选出苏氨酸产量较高的突变株。
2. 优化培养条件在初步筛选的基础上，对苏氨酸高产突变株进行培养条件的优化。
包括培养基的配方、培养温度、培养时间等因素的优化，以提高苏氨酸的产量和质量。
3. 筛选鉴定在优化培养条件的基础上，对苏氨酸高产突变株进行筛选鉴定。
通过色谱分析、酶联免疫吸附法、高效液相色谱法等方法，对苏氨酸的产量和质量进行鉴定，筛选出最优的苏氨酸高产突变株。
四、应用前景苏氨酸发酵高产突变株的选育，将为苏氨酸的生产提供更加高效、经济、环保的方法。
同时，苏氨酸的广泛应用领域也将得到更好的发展。
未来，随着生物技术的不断发展，苏氨酸发酵高产突变株的选育将会更加精准和高效。
苏氨酸发酵工艺设计
前言苏氨酸是一种必需的氨基酸，主要用于医药、食品强化剂、饲料添加剂等方面。
20世纪90年代以前，我国尚未生产苏氨酸，90年代以后才开始生产。
但多年发展速度缓慢，全国产量很少。
20世纪末，全国苏氨酸年产量仅为70～80吨，近年来达到200吨左右，产品主要供应医药市场，重点生产企业有湖北八峰药化有限公司等。
近年来，全球苏氨酸市场以每年20%多增长率高速增长，亚洲、北美等地区的要求快速增长，求的旺盛拉动了生产。
1993年，全世界苏氨酸产量为4000吨，1996年为5000吨，1999年猛增至2.5万吨，2001年达3万吨，2002年达4万吨。
目前约为5万吨，比10年前增长了10倍左右。
如今，世界苏氨酸主要生产厂商均在扩大规模，增加产量，降低成本，以满足全球特别是亚洲地区日益增长的要求。
因此，在当全球经济一体化的大背景，我国苏氨酸拟建装置须一定的规模，否则，将会影响产品价格。
还要在产品质量和生产成本上与国外大公司相比具有竞争力，才能在激烈的竞争中站稳脚跟。
1、苏氨酸菌种选育1．1 苏氨酸生产菌[5]目前发酵法是生产苏氨酸的重要方法，其菌种主要有Glu棒杆菌、黄色短杆菌、钝齿棒杆菌、普罗威登斯菌、沙雷菌以及大肠杆菌、LR—1458、KY8280（DAP －＋Met－＋Ile－）等菌株，尤以E．coil最为出色，当前工业化发酵苏氨酸的产生采用大肠杆菌K12构建的基因工程菌。
1．2 菌种选育苏氨酸菌种选育分为以下几个步骤：①获得苏氨酸生产菌D—60，以野生型8000选育苏氨酸脱氢酶和苏氨酸脱氢酶缺陷型菌株。
②以D—60为亲本，选育天冬氨酸激酶I和高丝氨酸脱氢酶I对苏氨酸调节的反馈拟制不敏感突变株和对β—羟基正缬氨酸抗性的突变株，该物质是苏氨酸类似物。
③选育赖氨酸类似物，S—氨基乙基胱氨酸，抗性突变株，该突变株消除了赖氨酸对天冬氨酸激酶Ⅱ的阻遏和反馈调节。
④以上四个突变株通过两次转导得一个新菌株，杂交中引起苏氨酸降解的酶系，苏氨酸产量达至24～25g∕L。
苏氨酸的生产工艺流程
苏氨酸的生产工艺流程苏氨酸是一种超级重要的氨基酸呢，今天咱们就来唠唠它的生产工艺流程。
一、发酵原料的准备。
苏氨酸的生产，原料那可得选好。
一般来说，会用到像葡萄糖、蔗糖这样的糖类物质，这就像是盖房子得先准备好砖头一样。
这些糖类可是微生物的美食，能让微生物吃饱了好干活，生产出咱们想要的苏氨酸。
除了糖类，还得有氮源，比如说氨水或者铵盐，这就像是给微生物补充蛋白质，让它们长得壮壮的。
另外，像磷酸盐、镁盐等各种矿物质也是不能少的，它们就像是维生素，虽然量不多，但是缺了可不行。
二、微生物的选择和培养。
说到微生物，那可就有趣了。
生产苏氨酸常用的微生物是大肠杆菌的一些特殊菌株。
这些小家伙可厉害啦，就像一个个小小的工厂，专门生产苏氨酸。
把选好的微生物放到事先准备好的培养基里，这个培养基就像是微生物的家，里面啥都有，能让它们舒舒服服地生长繁殖。
微生物在这个温暖又营养丰富的家里，就开始大量繁殖啦，它们繁殖得越多，生产苏氨酸的潜力就越大。
三、发酵过程。
发酵这个过程啊，就像是一场微生物的狂欢派对。
微生物在培养基里吃着糖，喝着氮源，享受着矿物质带来的营养，然后就开始工作啦。
它们会通过自身复杂的代谢系统，把原料转化成苏氨酸。
这个过程需要控制好温度、pH值和溶氧量等条件。
温度得刚刚好，就像我们人感觉最舒服的温度一样，不能太热也不能太冷，不然微生物就会罢工。
pH值也很关键，太酸或者太碱，微生物也受不了。
溶氧量就像是微生物呼吸的空气，得保证充足，这样它们才能干劲十足地生产苏氨酸。
在发酵过程中，微生物就像勤劳的小蜜蜂一样，不停地生产着苏氨酸，随着时间的推移，苏氨酸的浓度也在不断增加。
四、提取和纯化。
发酵完了之后，就到了把苏氨酸从发酵液里提取出来的时候啦。
这就像从沙子里淘金子一样。
首先要把发酵液进行过滤，把微生物的尸体和一些杂质去掉，得到相对干净的含有苏氨酸的溶液。
然后会用到一些化学方法，比如说离子交换树脂法。
这种方法就像是一个魔法棒，能把苏氨酸从溶液里吸附出来，而把其他的杂质留在溶液里。
【2019年整理】苏氨酸发酵设计
一、设计方案天然存在的L- 苏氨酸为无色或微黄色晶体，无臭、微甜,可溶于水,20℃时溶解度为9g/100mL，难溶于乙醇、乙醚、氯仿等有机溶剂，熔点为253～257℃。
L- 苏氨酸的解离常数为pKCOOH=2.15，pKNH2=9.12，等电点pI（25℃）=5.64。
目前，L- 苏氨酸的制备方法主要有生物合成法、化学合成法和蛋白质水解法三种。
然而，在工业化生产中，化学合成法和蛋白质水解法由于存在一些缺陷已经基本不被使用。
生物合成法则因生产成本低、资源节约、环境污染小等优点逐渐成为工业化生产L- 苏氨酸的主要方式。
生物合成法包括直接发酵法和酶转化法两种。
微生物发酵法生产苏氨酸是目前生产苏氨酸的主要方法。
采用基因工程菌进行发酵法生产，产酸可达100g/L 以上。
目前国内外已经利用微生物发酵法批量生产苏氨酸。
1.1 设计条件（1）650L苏氨酸发酵罐，分批发酵；（2）主发酵罐的尺寸及附件的设计；1.2 发酵工艺发酵法生产L-苏氨酸,通常采用短杆菌属细菌的α-氨基-β-羟基戊酸(AHV)和S-(2-氨基乙基)-L -半胱氨酸(AEC )双重抗性变异。
图一 苏氨酸发酵工艺流程1.3. 发酵罐尺寸及整体设计罐中的培养液因通气和搅拌会引起液面上升和产生泡沫，因此罐中实际装料量V 不能过大，一般取装料系数为0.6～0.75。
取装料系数o η为0.6 ,则发酵罐需装料体积为：L V V 3906.065000=⨯=⨯=η发酵罐尺寸确定发酵罐体部分的尺寸有一定的比例，罐的高度与直径之比一般为1.7～4倍左右。
1.3.1 确定发酵罐直径和高度标准式发酵罐的筒体高度和直径比：H/D 约为1.7~4 发酵罐的容量一般指圆筒体的体积加椭圆形底的体积。
V 0 = V C +2 V b Vc=(π/4) D 2 H 0V b =(π/4)D 2(h b +2/3h a )≈1.5D 3 式中：V 0—发酵罐全容量，m 3；V C —圆柱部分体积，m 3； V b —椭圆底体积，m 3； H 0—圆柱部分高度，m.因此： V 0 = V C + V b = (π/4) D 2[H 0+2(h b +1/6D)] 取 H 0/D = 2V 0 = (7π/12)D 3 +(2π/4)D 2h b可知：D=0.69m ， 椭圆短半轴长度：h a =0.25D=0.25×0.69=0.1725 可知：D=0.69m则有：H 0=2D=1.38 m D i =1/3D=0.23 m S=3D i =3×0.23=0.69m C=D i =0.23 m B=0.1D=0.1×0.69=0.069 m h a =0.25D=0.25×0.69=0.173 m不同设备的厚度不同，h b 可取30 mm 、40 mm 、50 mm 。
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℃
m2
三、设备选型
3.1搅拌器的选择
机械搅拌通风发酵管的搅拌涡轮有三种形式，可根据发酵特点、基质以及菌体特性选用。本次试验选用六弯叶涡轮搅拌器。
六弯叶涡轮搅拌器：搅拌器叶径D =D/3=0.69/3=0.23m取转轴直径d=0.04m
叶宽B=0.2 D =0.2×0.23=0.046m
[3]科技传播,2010.
[4]冯烁.L-苏氨酸的生产工艺，广东饲料,2010.
项目
结果
单位
发酵罐容积V0
650
L
装料容积V1
390
L
装料系数η0
0.6
A3钢的许应力[σ]
170
MPa
焊缝系数Φ
0.8
附录3传热系统
项目
结果
单位
全发酵热
1.17×104
kJ/h
发酵热
3×104
kJ/h·m3
夏季循环用水量W2
0.336
t/h
冬季循环用水量W1
0.67
t/h
冷却器的面积F
0.71
m2
四、附录及图纸
附录1发酵罐罐体基本尺寸
项目
结果
单位
罐体高H
1854
mm
罐体直径D
690
mm
搅拌器叶径Di
230
mm
椭圆短半轴ha
173
mm
椭圆封头的直边hb
64
mm
封头高度
237
mm
封头壁厚
27
mm
挡板宽度
69
mm
气管直径d气
37
mm
发酵罐壁厚
14
mm
夹套高度H1
1330
mm
夹套壁厚
14
mm
附录2发酵罐体系数
同时我也感受到集体力量在设计过程中的作用，当我对某个环节感到迷茫时，因为小组的讨论，茅塞顿开。这次设计，我真的从中领悟到“讨论”的重要性。
六、参考文献及资料
[1]伦世仪.生化工程[M].北京:中国轻工业出版社,2008.
[2]黄方一,叶斌,彭珍荣.发酵工程[M].武汉:华中师范大学出版社,2008.
3.2换热器的选择
对于容积小于5m³的发酵罐，为了便于清洗，多使用夹套为传热装置。
根据实际装料液体积高度1280mm，我们设计的夹套高度略高之50-100mm，取高度为1330mm。
夹套厚度计算：查找相关文献可知，直径在500-600mm之间的，在直径基础上加50mm.此发酵罐直径230mm，小于500mm，所以取30，筒体直径为230mm时候夹套的直径Dj为260mm
冬季：采用循环水进口水温15℃,出口水温20℃；
夏季：采用冰水进口水温10℃,出口水温20℃。
冬季冷却用循环水用量计算：（取裕量系数1.2）
= = =0.67吨/小时
取1吨/小时
夏季冷却用循环水用量计算：W2=0.336吨/小时
取0.5吨/小时
2.2.2冷却器面积计算
Q总—发酵热效应,kJ/h;
夹套的传热系数通常为630~1050 kJ/(m2·h·℃)，取传热系数K为850 kJ/(m2·h·℃)。
视为湍流
3.1.2计算不通气时的搅拌轴功率P ：
式中N —在湍流搅拌状态时其值为常数4.7
N—搅拌转速，N=303r/min
D=0.23m，ρ=1080kg/m³
代入上式，得： = 0.42kW
3.1.3计算通风时的轴功率
（kW）
式中，P —不通风时轴功率（kW），P =0.42kW
Q—通风量（mL/min），取通风比为0.2，则
Q=0.2×390×10 =7.8×10 mL/min
Q =4.28
代入上式，得
=
=0.24kW
3.3.4求电机功率P ：
P =
采用三角带传动η =0.92，滚动轴承η =0.99，滚动轴承η =0.98，端面密封增加的功率为1%，代入公式得
P =
=
=0.27kW
查阅相关文献型号HYGR/380-JBQ搅拌器符合要求。
一、设计方案
天然存在的L- 苏氨酸为无色或微黄色晶体，无臭、微甜,可溶于水,20℃时溶解度为9g/100mL，难溶于乙醇、乙醚、氯仿等有机溶剂，熔点为253～257℃。L- 苏氨酸的解离常数为pKCOOH=2.15，pKNH2=9.12，等电点pI（25℃）=5.64。
目前，L- 苏氨酸的制备方法主要有生物合成法、化学合成法和蛋白质水解法三种。然而，在工业化生产中，化学合成法和蛋白质水解法由于存在一些缺陷已经基本不被使用。生物合成法则因生产成本低、资源节约、环境污染小等优点逐渐成为工业化生产L- 苏氨酸的主要方式。生物合成法包括直接发酵法和酶转化法两种。微生物发酵法生产苏氨酸是目前生产苏氨酸的主要方法。采用基因工程菌进行发酵法生产，产酸可达100g/L以上。目前国内外已经利用微生物发酵法批量生产苏氨酸。
单面焊对接接头：：100 无损检测：φ=0.9；局部检测：φ=0.8
对于受压缩应力的原件：φ=1.0
在此设计中，取φ=0.8.
C=3mm
得S1=13.16mm
1.3.3 封头壁厚计算：标准椭圆封头的厚度计算公式如下:
式中，y ——开孔系数，取2.3
得S2=26.37mm
圆筒壁厚：S1=27mm
椭圆封头壁厚：S2=14mm
取装料系数 为0.6,则发酵罐需装料体积为：
发酵罐尺寸确定
发酵罐体部分的尺寸有一定的比例，罐的高度与直径之比一般为1.7～4倍左右。
1.3.1确定发酵罐直径和高度
标准式发酵罐的筒体高度和直径比：H/D约为1.7~4
发酵罐的容量一般指圆筒体的体积加椭圆形底的体积。
V0= VC+2Vb
Vc=(π/4) D2H0
可知：D=0.69m
则有：H0=2D=1.38 m Di=1/3D=0.23 mS=3Di=3×0.23=0.69mC=Di=0.23 mB=0.1D=0.1×0.69=0.069 mha=0.25D=0.25×0.69=0.173 m
不同设备的厚度不同，hb可取30 mm、40 mm、50 mm。根据我们的发酵设备。取hb=64mm。
整个设计过程中，我们小组的成员们查了很多相关资料，力求我们的设计能满足工艺要求，对每一个数字的得出及圆整，我们都经过多次反复计算及资料核查。尽管如此，我想我们的设计中仍会不可避免地出项一些疏漏，限于所学知识及实践能力的缺乏，或许我们现在还无法觉察，所以相信老师在看了我们小组的设计之后，定会给我们一些建议，以便我们更加了解发酵罐的设计。很高兴能尽自己的微薄之力，同小组成员们一起完成这次设计，不仅巩固了设备设计方面的专业知识，还深刻感受到任何一个投入到生产中的设备的设计只靠所学的一点设计知识是远远不够的，我不仅需要扩展自己的视野，填充专业知识，还要好好利用学校组织的实践教学，尽量弥补实践方面的不足。
管道截面积F= 2=0.001075m2
在相同流速下，流过物料因管径较原来计算结果小，
则相应流速比为 倍，
排料时间t=0.1×1.0047=0.10047h。
2.2传热量的计算
发酵罐的传热装置有夹套、内蛇管、外盘管。一般容积较小的发酵罐采用夹套为传热装置，所以本设计选用夹套为传热装置。
通常将发酵过程中产生的净热称为发酵热，其热平衡方程可如下表示：
h=ha+ hb=0.173+0.64=0.237 m
则罐体高H=1.854m
1.3.2发酵罐圆筒壁厚的计算
罐壁厚：S1=
式中，P——设计压力，取最高工作压力的1.05倍，P=0.4MPa
D—发酵罐内径，D=69cm
[σ]—A3钢的许用应力，[σ]=170MPa
φ焊缝系数，双面焊对接接头：100 无损检测：φ=1.00；局部检测：φ=0.85
弧长l=0.375d=0.375×0.04=0.015m
底距C=Di=0.23m
盘径d =0.75×D =0.75×0.23=0.1725m
叶弦长L=0.25Di=0.25×0.23=0.0575m
搅拌器叶距S=D=0.69m
弯叶板厚δ=12mm
搅拌转速N 可根据50m³罐，搅拌器直径1.05m，转速N =110r/min，以等P /V为基准放大求得：N = =303（r/min）
1.1设计条件
（1）650L苏氨酸发酵罐，分批发酵；
（2）主发酵罐的尺寸及附件的设计；
1.2发酵工艺
发酵法生产L-苏氨酸,通常采用短杆菌属细菌的α-氨基-β-羟基戊酸(AHV)和S-(2-氨基乙基)-L-半胱氨酸(AEC)双重抗性变异。
图一苏氨酸发酵工艺流程
1.3.发酵罐尺寸及整体设计
罐中的培养液因通气和搅拌会引起液面上升和产生泡沫，因此罐中实际装料量 不能过大，一般取装料系数为0.6～0.75。
换热面积
发酵热效应：
Q发酵—发酵热，3×104kJ/h.m³（L-苏氨酸）
V液—发酵液体积，m3。
则Q热= 3×104×(0.65×0.6)=1.17×104kJ/h。
2.2.1冷却水量计算
发酵过程,冷却水系统按季节气温不同,采用冷却水系统也不同，为了保证发酵生产,夏季必须使用冰水。
C—冷却水的比热容，4.18kJ/(kg.K)
Vb=(π/4)D2(hb+2/3ha)≈1.5D3
式中：V0—发酵罐全容量，m3；
VC—圆柱部分体积，m3；
Vb—椭圆底体积，m3；
H0—圆柱部分高度，m.
因此：V0= VC+ Vb=(π/4) D2[H0+2(hb+1/6D)]
取H0/D = 2
V0=(7π/12)D3+(2π/4)D2hb