50噸L-谷氨酸生產(chǎn)車間設(shè)計及及

1、目錄年產(chǎn)50噸L-谷氨酸的工藝設(shè)計1文獻(xiàn)評述 產(chǎn)品概述名稱學(xué)名：L-谷氨酸-水化合物；商品名：L-谷氨酸。因L-谷氨酸起源于小麥，故俗稱麩酸。英文名：Monosodium L-glutamate其它名稱：L-2-Aminoglutaric acid, H-Glu-OH, L-glutamic acid, L(+)-glutamic acid, H-L-Glu-OH, S-2-Aminopentanedioic acid 產(chǎn)品規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)式：分子式 分子量理化性質(zhì)L-谷氨酸為白色鱗片狀晶體。無臭，稍有特殊的滋味和酸味。呈微酸性。微溶于冷水，易溶于熱水，幾乎不溶于乙醚、丙酮和冷醋酸中，不溶于乙醇

2、和甲醇。247-249分解，200升華，相對密度（20/4），旋光度30-33。產(chǎn)品用途（1）食品業(yè) 氨基酸作為人體生長的重要營養(yǎng)物質(zhì)，不僅具有特殊的生理作用，而且在食品工業(yè)中具有獨特的功能。（2） 日用化妝品等 谷氨酸為世界上氨基酸產(chǎn)量最大的品種，作為營養(yǎng)藥物可用于皮膚和毛發(fā)。聚谷氨酸是一種出色的環(huán)保塑料，可用于食品包裝、一次性餐具及其它工業(yè)用途，可在自然界迅速降解，不污染環(huán)境。隨著科學(xué)的進(jìn)步，研究的深入，谷氨酸新的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒃絹碓綇V。（3）醫(yī)藥行業(yè)谷氨酸還可用于醫(yī)藥，因為谷氨酸是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸之一，雖然它不是人體必須的氨基酸，但它可作為碳氮營養(yǎng)與機(jī)體代謝，有較高的營養(yǎng)價值。2、工業(yè)生產(chǎn)

3、方法的選擇和論證谷氨酸生產(chǎn)方法的選擇與確定傳統(tǒng)工藝中L-谷氨酸的生產(chǎn)方法有兩種：合成法和發(fā)酵法。 （1） 合成法丙烯腈與氫和一氧化碳在高溫，高壓和催化劑的作用下得到-氰基丙醛（OHCCH2CH2CN），后者與氰化鉀和氯化銨進(jìn)行斯脫拉克（Straker）反應(yīng)生成氨基腈。將氨基腈用氫氧化鈉水解，得谷氨酸二鈉，然后用硫酸中和，生成D，L-谷氨酸析出，將D，L-谷氨酸進(jìn)行光學(xué)分離，即可分成L-谷氨酸和D-谷氨酸，后者經(jīng)消旋化再返回到中和工序。此法日本曾用之生產(chǎn)L-谷氨酸10年之久，于1973年停用。 （2） 發(fā)酵法此法是L-谷氨酸工業(yè)生產(chǎn)的主要方法。薯類，玉米，木薯等的淀粉水解糖或糖蜜，借助于微生物類

4、，以銨鹽，尿素等提供氮源，于大型發(fā)酵罐中，在通氣攪拌下進(jìn)行發(fā)酵30-50個小時，保持30-40度。PH值為7-8，發(fā)酵完畢。表1.兩種方法的比較缺點優(yōu)點合成法需要高壓，有易燃，有毒物質(zhì)，設(shè)備投資大，年產(chǎn)量小于5000噸L-谷氨酸時不經(jīng)濟(jì)，生產(chǎn)工藝復(fù)雜不用糧食，采用石油廢氣發(fā)酵法需設(shè)置菌種實驗室，生產(chǎn)過程需要嚴(yán)格消毒滅菌原料來源廣，設(shè)備腐蝕性小，勞動強(qiáng)度小，可自動化，連續(xù)化生產(chǎn)，成本低所設(shè)計的L-谷氨酸生產(chǎn)廠不僅生產(chǎn)方法要可靠，而且原料來源要廣泛，故選擇發(fā)酵法為宜。經(jīng)過上述兩種方法的優(yōu)缺比較，該法的生產(chǎn)雖然必須要求嚴(yán)格滅菌，但這是不難辦到的。由于此法優(yōu)點很多，又是目前生產(chǎn)L-谷氨酸的主要方法，所

5、以本設(shè)計選用發(fā)酵法生產(chǎn)L-谷氨酸。發(fā)酵法生產(chǎn)L-谷氨酸大致可分為三個階段：糖化，發(fā)酵，提取。谷氨酸的生產(chǎn)工藝流程谷氨酸的生產(chǎn)主要包括以下工作：谷氨酸發(fā)酵的原料處理和培養(yǎng)基的配制；種子培養(yǎng)；發(fā)酵工藝條件的控制；谷氨酸的提取；谷氨酸的精制。谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)L-谷氨酸的工藝流程如下：硫酸鹽 淀粉 斜面 空氣玉米漿 酶 鎂鹽等 水調(diào)和 水解 搖瓶種子 空氣凈 化系統(tǒng)調(diào)pH值 中和 壓濾 種子罐 預(yù)熱 連消 發(fā)酵罐 尿素儲罐 等電點沉淀 粗谷氨酸附圖1.發(fā)酵法生產(chǎn)谷氨酸鈉的工藝流程主要生產(chǎn)原料的選擇淀粉是L-谷氨酸生產(chǎn)的主要原料，每噸99%的L-谷氨酸大約需要消耗純淀粉噸。淀粉的質(zhì)量對生產(chǎn)的好壞影響很大，

6、比較各類淀粉，以玉米淀粉為最佳，山芋淀粉次之，小麥淀粉較差，而大米淀粉較好。因我國長江流域盛產(chǎn)大米和玉米，故擬建的L-谷氨酸廠可選用這兩種農(nóng)產(chǎn)品的淀粉作為主要原料。生產(chǎn)L-谷氨酸最好是用新鮮淀粉，因為新鮮濕淀粉水解后的營養(yǎng)成分比干淀粉水解糖液豐富。谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)中的生產(chǎn)菌種及培養(yǎng)基菌種谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)菌種主要有棒狀桿菌屬、短桿菌屬、小桿菌屬及節(jié)桿菌屬的細(xì)菌。除節(jié)桿菌外，其他三屬中有許多菌種適用于糖質(zhì)原料的谷氨酸發(fā)酵。這些細(xì)菌都是需氧微生物，都需要以生物素為生長因子。我國谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)所用菌種有北京棒狀桿菌、7338，鈍齒棒狀桿菌、HU7251、B9；天津短桿菌T613、FM8207等。本設(shè)計采用

7、FM8207為生產(chǎn)菌。菌種特點：（1）-酮戊二酸脫氫酶喪失或活力極弱。（2）谷氨酸生產(chǎn)菌的谷氨酸脫氫酶活力很強(qiáng)，且活力不被高濃度谷氨酸PH值抑制。（3）丙酮酸羧化支路旺盛，使丙酮酸與二氧化碳結(jié)合，提供谷氨酸合成中大量需要的碳司二羧酸。（4）有充足的NADPH2H供給-酮戊二酸還原氧化。（5）生物素缺陷型（或甘油或油酸缺陷型）。培養(yǎng)過程斜面培養(yǎng) 一級種子培養(yǎng) 二級種子培養(yǎng) 發(fā)酵罐（1）斜面培養(yǎng)條件 谷氨酸斜面菌種培養(yǎng)條件一般是7338、B9類菌種3032，T631類菌種3334培養(yǎng)1824h.(2)一級種子培養(yǎng) 采用液體培養(yǎng)基，由葡萄糖。玉米漿。尿素、磷酸氫二鉀、硫酸鎂、硫酸鐵及硫酸錳等組成，p

8、H為；三角瓶內(nèi)32振蕩培養(yǎng)12，采用恒溫控制，貯于4冰箱備用。(3)二級種子培養(yǎng) 培養(yǎng)基除用水解糖代替葡萄糖,加入泡敵，其他與一級種于培養(yǎng)基相仿。接種量 %，培養(yǎng)溫度為32（T613菌為3334），培養(yǎng)時間78h，即可移種或冷卻至10備用。通風(fēng)量1200L種子罐 1:，攪拌轉(zhuǎn)數(shù)180r/min。 (4)發(fā)酵培養(yǎng)基 培養(yǎng)基中另外加入植物油,氯化鉀,泡敵外, 其他與二級種于培養(yǎng)基相仿。在35-36下培養(yǎng)約35小時，即可進(jìn)行谷氨酸提取。但必須注意發(fā)酵液中個成分的含量。在谷氨酸發(fā)酵培養(yǎng)液中糖濃度為%，總尿量為3%，碳氮比為100:28。碳氮比為100:11時才開始積累谷氨酸。不同的碳氮比對谷氨酸的合成

9、有著顯著的影響，例如適量的氨離子可減少-酮戊二酸的積累，促進(jìn)古氨酸的合成；過量的氨離子會使生成的谷氨酸受谷酰胺合成酶的作用轉(zhuǎn)化為谷酰胺。另外，還需要無機(jī)鹽、生長因子等。谷氨酸生產(chǎn)過程中的反應(yīng)歷程谷氨酸發(fā)酵原料的處理 因為所有谷氨酸生產(chǎn)菌株都不能直接利用淀粉或糊精，因此必須先水解淀粉成葡萄糖。將淀粉水解為葡萄糖的過程稱為糖化。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，尚有少量麥芽糖及其他一些二糖，低聚糖等復(fù)合糖類。這些低聚糖，復(fù)合糖等雜質(zhì)不能被菌體利用，它們的存在，不但降低了淀粉的利用率，增加糧食消耗，而且常影響到糖液的質(zhì)量，降低糖液中可發(fā)酵成分。在谷氨酸發(fā)酵中，淀粉水解糖

10、質(zhì)量的高低，往往直接關(guān)系到谷氨酸菌的生長速度及谷氨酸的積累。因此，提高淀粉的出糖率，保證水解糖液的質(zhì)量，滿足發(fā)酵高產(chǎn)酸的要求，是一個不可忽視的重要環(huán)節(jié)。能夠作為谷氨酸發(fā)酵工業(yè)原料的水解糖液，必須具備以下條件。（1）糖液中還原糖的含量要達(dá)到發(fā)酵用糖濃度的要求。（2）糖液潔凈，是杏黃色或黃綠色，有一定的透光度。（3）糖液中不含糊精。（4）糖液不能變質(zhì)。淀粉水解糖的制備 制備方法的選定根據(jù)原料淀粉的性質(zhì)及采用的水解催化劑的不同，水解淀粉為葡萄糖的方法有下列三種。（1） 酸解法（acid hydrolysis method）酸解法是以酸（無機(jī)酸或有機(jī)酸）為催化劑，再高溫高壓下將淀粉水解為葡萄糖的方法。

11、生產(chǎn)路線如下：淀粉 鹽酸，水 調(diào)漿 蒸汽 糖化 冷卻 碳酸鈉，活性炭 中和脫色 壓濾糖液（2） 酶解法（enzyme hydrolysis method）酶解法是利用專一性很強(qiáng)的淀粉酶及糖化酶將淀粉水解為葡萄糖的工藝。利用-淀粉酶將淀粉轉(zhuǎn)化為糊精及低聚糖，使淀粉的可溶性增加，這個過程稱為液化。利用糖化酶將糊精及低聚糖進(jìn)一步水解轉(zhuǎn)化為葡萄糖，這個過程在生產(chǎn)中稱為糖化。淀粉的液化和糖化都是在酶的作用下進(jìn)行的，故酶解法又有雙酶水解法之稱。其生產(chǎn)路線如下：淀粉 調(diào)漿 液化 滅酶 糖化 滅酶 壓濾 糖化（3） 酸酶結(jié)合法（酶酸法） 將淀粉乳先用-淀粉酶液化到一定程度，然后用酸水解成葡萄糖的工藝。淀粉 調(diào)

12、漿 液化 過濾 加酸 糖化 中和 脫色 壓濾 糖液這些糖化方法各有特點，其主要指標(biāo)的優(yōu)劣列于下表。其中，A-優(yōu)，B好，C-可，D差。由該表可知，從周期短來說，酶酸法可??；從原料廣泛性的轉(zhuǎn)化率而言，雙酶法更勝一籌。表2.各種糖化方法的特點工藝簡單生產(chǎn)周期短轉(zhuǎn)化率高對淀粉要求不高糖液質(zhì)量高酸解法AABDB雙酶法BCAAA酶酸法BABBA通過上述三種糖化方法的比較，本設(shè)計擬選用雙酶法制糖。制糖工段 雙酶法制糖可使淀粉對糖的轉(zhuǎn)化率高達(dá)96%98%。糖純度達(dá)98%，并具有能耗底、副產(chǎn)物少及利于發(fā)酵和提取等優(yōu)點，被國內(nèi)工廠廣泛采用。 （1）流程淀粉 糊化淀粉 液化酶 糊精、低聚糖 糖化酶 葡萄糖 （C6H

13、10O5）n +n H2O 酶 n C6H12O6與碘顯色反應(yīng)依次為：藍(lán)色糊精，紫色糊精，紅色糊精，淺紅色糊精，無色寡糖，葡萄糖。副反應(yīng)：葡萄糖分解5羥甲基糠醛 2葡萄糖 龍膽二糖+異麥芽糖+復(fù)合二糖1（2） 概述先在調(diào)漿配料槽調(diào)漿配料，將淀粉乳調(diào)成1520Be，用碳酸鈉水溶液調(diào)PH=，氯化鈣的用量為干淀粉的%；用泵打入緩沖器，噴射加熱溫度100105，層流罐溫度95100，液化時間60min,以碘色反應(yīng)呈棕色即可。然后液化液經(jīng)130140滅酶510min，再經(jīng)板式換熱器冷卻至以下。進(jìn)入糖化罐。糖化溫度5961，PH=，糖化酶用量按100120U/g干淀粉計算。糖化時間3040h，以無水乙醇檢

14、查無白色沉淀為終點，終點DE值為95%98%。再將物料加熱至8085，滅酶30min。糖液用碳酸鈉水溶液調(diào)節(jié)PH=，然后過濾，進(jìn)入貯糖罐。發(fā)酵工段發(fā)酵機(jī)制首先是糖代謝階段。葡萄糖經(jīng)糖酵解(EMP途徑)和己糖磷酸支路(HMP途徑)生成丙酮酸，谷氨酸生產(chǎn)菌在生物素供應(yīng)充足的情況下，經(jīng)HMP途徑所分解葡萄糖占總量的38%，當(dāng)控制生物素亞適量，HMP途徑所占比例為28%，生成的丙酮酸一部分氧化成乙酰輔酶A(乙酰COA)，一部分固定CO2，生成草酰乙酸或蘋果酸。然后草酰乙酸和乙酰輔酶A進(jìn)入三羧酸循環(huán)，在檸檬酸合成酶上午作用下生成檸檬酸，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為-酮戊二酸。-酮戊二酸在谷氨酸脫氫酶（GDH）的催化及有N

15、H4+存在的條件下，生成谷氨酸。當(dāng)生物素缺乏時，菌種生長十分緩慢；當(dāng)生物素過量時，則轉(zhuǎn)為乳酸發(fā)酵。因此，一般將生物素控制在亞適量條件下，才能得到高產(chǎn)量的谷氨酸。由葡萄糖生物合成谷氨酸的代謝至少16步反應(yīng)，盡量控制通過CO2固定反應(yīng)供給四碳二羧酸。為了獲得能量和產(chǎn)生生物合成反應(yīng)所需的中間產(chǎn)物，在谷氨酸發(fā)酵的菌體生長期，需要異檸檬酸裂解酶反應(yīng)，走乙醛酸循環(huán)途徑。但在菌體生長期以后，進(jìn)入谷氨酸生長期，為了大量合成、積累谷氨酸，最好沒有異檸檬酸裂解酶反應(yīng)，封閉乙醛酸循環(huán)循環(huán)，理想的發(fā)酵途徑按如下反應(yīng)進(jìn)行：C6H12O6+NH3+3/2O2C5H9O4+CO2+3H2O 理論轉(zhuǎn)化率為%若CO2固定反應(yīng)完

16、全不起作用，丙酮酸在丙酮酸脫氫酶的作用下，脫氫脫羧全部氧化成乙酰COA，通過乙醛酸循環(huán)供給四碳二羧酸，按如下反應(yīng)進(jìn)行：3/2C6H12O6+NH3+3/2O2C5H9O4+CO2+3H2O 理論轉(zhuǎn)化率為%因此實際的理論轉(zhuǎn)化率為%。谷氨酸生物合成調(diào)節(jié)機(jī)制（1） 優(yōu)先合成與反饋機(jī)制（2） 糖代謝調(diào)節(jié)（3） 氮代謝調(diào)節(jié)（4） 其他代謝調(diào)節(jié)控制細(xì)胞膜的滲透性通過控制發(fā)酵培養(yǎng)基中的化學(xué)成分，達(dá)到控制磷脂、細(xì)胞膜的形成或阻礙細(xì)胞壁正常的生物合成，使谷氨酸生產(chǎn)菌處于異常的生理狀態(tài)，以解除細(xì)胞對谷氨酸向胞外漏出的滲透屏障，使細(xì)胞內(nèi)谷氨酸不能積累到引起反饋調(diào)節(jié)的濃度。谷氨酸就會在細(xì)胞內(nèi)繼續(xù)不斷的被優(yōu)先合成，又不

17、斷的透過細(xì)胞膜，分泌于發(fā)酵培養(yǎng)基中，得以積累。培養(yǎng)基的滅菌采用連續(xù)滅菌法滅菌。是一種由連消塔、維持罐、噴淋冷卻器組成的連續(xù)滅菌流程。配好的培養(yǎng)基由配料罐放出，加入%的消泡劑，用泵送入連消塔低側(cè)，將培養(yǎng)基加熱到125130滅菌1520s，由上側(cè)流出，進(jìn)入維持罐，維持110115，停留35min，從罐上側(cè)流出，經(jīng)噴淋冷卻至3235后進(jìn)入發(fā)酵罐。發(fā)酵階段發(fā)酵培養(yǎng)基滅菌后，立即通入無菌空氣，攪拌，通入冷卻水，當(dāng)培養(yǎng)基溫度下降到34時，將二級種子罐培養(yǎng)的菌種接入發(fā)酵罐，接種量為發(fā)酵培養(yǎng)基的1%。隨著谷氨酸產(chǎn)生菌的生長繁殖，控制溫度3032；PH=；發(fā)酵至1820h，PH值在時，流加尿素量為%；發(fā)酵至24

18、25h流加尿素量為%；風(fēng)壓控制在。通風(fēng)比一般控制在1:，發(fā)酵時間一般為2832h，再發(fā)酵過程中，要及時加入消泡劑。 在發(fā)酵初期，菌體生長遲滯，約24后即進(jìn)人對數(shù)生長期，代謝旺盛，糖耗快，這時必須流加尿素以供給氮源。本階段主要是菌體生長，幾乎不產(chǎn)酸，菌體內(nèi)生物素含量由豐富轉(zhuǎn)為貧乏，時間約12。隨后轉(zhuǎn)人谷氨酸合成階段，此時菌體濃度基本不變，糖與尿素分解后產(chǎn)生的-酮戊二酸和氨主要用來合成谷氨酸。這一階段應(yīng)及時流加尿素以提供氨及維持谷氨酸合成最適，需大量通氣，并將溫度提高到谷氨酸合成最適溫度3437。發(fā)酵后期，菌體衰老，糖耗慢，殘?zhí)堑?，需減少流加尿素量。當(dāng)營養(yǎng)物質(zhì)耗盡、谷氨酸濃度不再增加時，及時放罐，

19、發(fā)酵周期約為30。在發(fā)酵過程中條件的控制如下氧。谷氨酸產(chǎn)生菌是好氧菌，通風(fēng)和攪拌不僅會影響菌種對氮源和碳源的利用率，而且會影響發(fā)酵周期和谷氨酸的合成量。尤其是在發(fā)酵后期，加大通氣量有利于谷氨酸的合成。溫度。菌種生長的最適溫度為3032 。當(dāng)菌體生長到穩(wěn)定期，適當(dāng)提高溫度有利于產(chǎn)酸，因此，在發(fā)酵后期，可將溫度提高到3436 。pH。谷氨酸產(chǎn)生菌發(fā)酵的最適pH在。但在發(fā)酵過程中，隨著營養(yǎng)物質(zhì)的利用，代謝產(chǎn)物的積累，培養(yǎng)液的pH會不斷變化。如隨著氮源的利用，放出氨，pH會上升；當(dāng)糖被利用生成有機(jī)酸時，pH會下降。磷酸鹽。它是谷氨酸發(fā)酵過程中必需的，但濃度不能過高，否則會轉(zhuǎn)向纈氨酸發(fā)酵。發(fā)酵結(jié)束后，常

20、用離子交換樹脂法等進(jìn)行提取。谷氨酸的提取發(fā)酵后，發(fā)酵液呈不太粘稠的液體，PH值為，谷氨酸含量4%8%。待發(fā)酵后，應(yīng)立即進(jìn)行谷氨酸提取。在提取谷氨酸之前應(yīng)先進(jìn)行菌體的分離。從發(fā)酵液中提取谷氨酸常用的方法是：等電點-離子交換法。將發(fā)酵液放入等電罐中攪拌冷卻，加入菌體細(xì)麩酸，并使降溫至35，加演算調(diào)PH值。前期加酸速度稍快，1h左右將發(fā)酵液的PH值調(diào)至，中期加酸要慢，經(jīng)過2h將PH值調(diào)至，停止加酸，育晶12h，然后加酸使PH值調(diào)至谷氨酸等電點。然后攪拌1214h，使晶體不斷長大，再靜置沉降46h，放出上清夜，去除谷氨酸結(jié)晶表面少量的菌體細(xì)麩酸，將底部的谷氨酸結(jié)晶取出后，進(jìn)行離心分離。將分離的母液和洗

21、水則合于等電點上層清夜，作為一次母液。由低溫等電點結(jié)晶這一步所得的谷氨酸提取率達(dá)70%80%，母液中還殘存%的谷氨酸，可采用離子交換法收回。上柱前，一次母液常用離子交換法洗脫時的后流分調(diào)PH值至56。從交換柱底進(jìn)料，料液不斷從柱上部溢出。上柱過程中流速要控制適當(dāng)。當(dāng)達(dá)到交換容量時停加柱液，水洗柱子除去殘存菌體等雜質(zhì)，然后用75熱水預(yù)防樹脂，當(dāng)柱溫達(dá)到60時，放凈熱水，從柱子上部用60、45%的NaOH 溶液洗脫。洗脫的開始流出液PH值為，收集為前流分，谷氨酸含量很底作沖洗水用。接著是谷氨酸含量很高的流分，谷氨酸含量很少，銨離子量較多，當(dāng)流出液PH值在911，停止搜集，這部分流出液用來調(diào)節(jié)上柱母

22、液PH值，并回收其中的谷氨酸。搜集的高流粉分用酸調(diào)PH值至。一般采用加晶種快速冷卻法。要求在內(nèi)從流出時6070冷卻至25以下，攪拌冷卻4560min，谷氨酸結(jié)晶大量析出，靜置，真空抽濾，水洗，離心分離得到谷氨酸。3、計算書 aL-谷氨酸工廠發(fā)酵車間的物料衡算谷氨酸發(fā)酵工藝流程示意圖（見附圖1）L-谷氨酸發(fā)酵采用淀粉原料，雙酶法糖化，中糖發(fā)酵，一次等電點提取的工藝。工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（1） 主要技術(shù)指標(biāo)表谷氨酸發(fā)酵主要技術(shù)指標(biāo)指標(biāo)名稱指標(biāo)數(shù)指標(biāo)名稱指標(biāo)數(shù)生產(chǎn)規(guī)模50t/a發(fā)酵初糖150kg/m3生產(chǎn)方法中糖發(fā)酵，一次等電點提取淀粉糖化轉(zhuǎn)化率95%生產(chǎn)天數(shù)300糖酸轉(zhuǎn)化率48%產(chǎn)品質(zhì)量純度99

23、%谷氨酸含量90%倒罐率%谷氨酸提取率80%發(fā)酵周期48h日產(chǎn)量a（2） 主要原材料質(zhì)量指標(biāo)淀粉原料中淀粉含量80%，含水14%。（3） 二級種子培養(yǎng)基（g/l）配方如下：表4. 二級種子培養(yǎng)基配方淀粉25硫酸鎂硫酸亞鐵糖蜜20泡敵尿素玉米槳510硫酸氫二鉀硫酸錳（4） 發(fā)酵培養(yǎng)基（g/l）配方如下：表5.發(fā)酵培養(yǎng)基（g/l）配方淀粉150硫酸鎂硫酸亞鐵糖蜜4泡敵尿素40植物油硫酸氫二鉀硫酸錳氯化鉀接種量2%發(fā)酵車間的物料衡算以生產(chǎn)1000kg純度100%的L-谷氨酸，需耗用的原料及其他物料量為例:（1）發(fā)酵液量 V1=1000(15048%80%99%)=(m3)式中: 150-發(fā)酵培養(yǎng)基初

24、糖濃度kg/m348%-糖酸轉(zhuǎn)化率80%-谷氨酸提取率99%-除去倒罐率后的發(fā)酵成功率(2)發(fā)酵液配制需水解糖量 以純糖汁m1=V1150=2631(kg)(3)二級種液量 V2=2%V1=(m3)(4)二級種子培養(yǎng)液需水解糖量 m2=25V2=(kg)式中: 25-二級種液含糖量(kg/m3)(5)生產(chǎn)1000kg L-谷氨酸所需水解糖總量為 m=m1+m2=(kg)(6)耗用淀粉原料量 理論上，1000kg淀粉轉(zhuǎn)化生成葡萄糖量為111kg故理論上耗用淀粉量為： m淀粉=(80%95%111%) =(kg)式中: 80%-淀粉原料含純淀粉量95%-淀粉轉(zhuǎn)化率(7)尿素耗用量二級種子液耗尿素量

25、為 V2=(kg)發(fā)酵培養(yǎng)基耗尿素量為 40V1=(kg)共耗+=(kg)(8)甘蔗糖蜜耗用量二級種液耗用糖蜜量為 20V2=(kg)發(fā)酵培養(yǎng)基耗用糖蜜量 4V1=(kg) 共耗+=(kg)(9)氯化鉀耗量 m kcl=V1=(kg)(10)磷酸氫二鉀耗用量 m3=(kg)(11)硫酸鎂耗用量 m硫酸鎂=(V1+V2)=(kg)(12)泡敵耗用量 m泡敵=(V1+V2)=(kg)(13)植物油耗用量 m植物油=V1=(kg)(14)谷氨酸量 發(fā)酵液谷氨酸量 m148%(1-1%)=(kg) 實際生產(chǎn)的谷氨酸量（提取率80%）80%=(kg)谷氨酸發(fā)酵車間的物料衡算表由上述生產(chǎn)1000kgL-谷

26、氨酸(100%純度)的物料衡算結(jié)果，可求得100t/a物料衡算表表6.年產(chǎn)L-谷氨酸噸的物料衡算表物料名稱生產(chǎn)1tL-谷氨酸(100%)物料量50t/a物料量每發(fā)酵周期物料量發(fā)酵液量/m3877二級種子液量/m3發(fā)酵用糖2631二級種子液用糖439糖液總量淀粉尿素糖蜜3859氯化鉀702磷酸氫二鉀硫酸鎂537泡敵537植物油谷氨酸500001aL-谷氨酸發(fā)酵車間熱量衡算蒸汽消耗量計算（1）按直接蒸汽混合加熱估計升溫過程所需的蒸汽量D1 D1=Gc(t2-t1)(1+)/(i-t2c) =877 1000(121-20)(1+10%)/ =10E5 (千克)式中: G培養(yǎng)基液體量，千克 C培養(yǎng)基

27、料液比熱容，千焦/（千克攝氏度） t2加熱到的料液溫度，攝氏度 t1加熱開始的料液溫度，攝氏度i蒸汽熱焓,千焦/千克 加熱過程中熱損失而增加的蒸汽消耗量5%-10%.這里取10%D1升溫過程中所需蒸汽量，千克(2)發(fā)酵罐實罐滅菌保溫時的蒸汽量D2 保溫時蒸汽消耗量D2與操作有很大關(guān)系,比較難計算.一般按直接蒸汽加熱時消耗量的30%-50%來估算,D2=（30%-50%）D1 D2=50%D1=10E5(千克)(3)發(fā)酵罐實罐滅菌過程的蒸汽消耗量DD=D1+D2=10E5(千克)(4)種子罐實罐滅菌蒸汽消耗量D0所以根據(jù)種子罐的接種量為2%估算蒸汽消耗量為D0=2% D=4860(千克)(5)發(fā)酵車間總消耗蒸汽量D總 D總=D+D0=10E6(千克)(6)全廠消耗蒸汽量D全 D全= D總=10E5(千克)冷卻水用量計算(1)滅菌降溫Q的計算Q=CMT=8771000(121-32)= 10E5(千焦) (2)發(fā)酵熱QF的計算QF=1%Q=10E3(千焦)(3)計算冷卻水用量 W=(Q+ QF )/C2t= 10E5+10E3/（3）=10E4kg 式中 C2冷卻水的比熱容,千焦/(千克攝氏度)t循環(huán)水取3;冷凍水或冷鹽水取5W冷卻水用量,千克所以根據(jù)種子罐的接種量為2%估算冷卻水用量為(1+2%)W=10E4kg則根據(jù)經(jīng)驗估算的整個工廠水用量為210E4 =10E4kg耗電用量