溶氧对赖氨酸发酵工艺的影响及控制措施
溶氧对赖氨酸发酵工艺的影响及控制措施
摘要：文章简述了赖氨酸的发展现状，包括赖氨酸的化学名称、作用，赖氨酸生产工艺先后经历的四个阶段，并对发酵法生产赖氨酸工艺的特点进行分析。阐述了溶解氧含量在赖氨酸发酵工艺中的重要性，并分析了影响溶解氧含量的因素，列举了赖氨酸发酵过程中溶解氧异常情况及其处理措施。
关键词：赖氨酸发酵工艺溶解氧浓度能量代谢控制
Abstract: This paper introduces the development status of lysine, comprising lysine chemical name, role, lysine production technology has experienced four stages. Elaborated the content of dissolved oxygen in lysine fermentation process in importance, and analyzed the influence factors of dissolved oxygen content, enumerates the lysine fermentation process of dissolved oxygen in the abnormal condition and its treatment measures.
Key words: lysine fermentation process dissolved oxygen energy metabolism control
1、赖氨酸发酵工艺的发展
赖氨酸的化学名称为2，6-二氨基己酸，有L型和D型两种光学异构体。L-赖氨酸是人和动物营养的8种必须氨基酸之一，它对调节体内代谢平衡，提高体内对谷类蛋白质的吸收，促进生长发育均有重要作用。其生产工艺先后经历了水解、合成、酶法和发酵法四个阶段，生产工艺越来越复杂，生产效率越来越高。
发酵法生产赖氨酸是工业生产赖氨酸最重要的方法，其原理是利用微生物的某些营养缺陷型菌株，通过代谢控制发酵，人为的改变和控制微生物的代谢途径来实现L-赖氨酸的生产。生物合成赖氨酸的途径有两种：一种是通过2-氨基己二酸途经，另一种是通过2,6-二氨基庚二酸途径。前者的起始物为a-酮戊二醛，后者的起始物为天冬氨酸[1]。
目前，大多数赖氨酸生产厂家的发酵操作方式都是分批操作，发酵生产涉及到发酵液和管路系统的消毒灭菌，营养调节，酸碱度调节，通风量调节等一系列复杂的操作。其中，通风量调节即溶解氧浓度的调节。赖氨酸发酵是好氧发酵，因此溶氧水平是个重要的参数，它直接影响发酵产物的积累[2]。
2、溶解氧在发酵过程中的重要性
(1)溶解氧在赖氨酸发酵生产过程中，与碳源、氮源相并列，氧是需要大量供应的原料之一。供氧关系到发酵的成败。供养对菌体的生长和代谢产物的积累都有很大的影响。因此，研究供氧问题，对赖氨酸发酵工艺管理的最佳化和工艺过程放大具有重要意义。同时, 合理的供氧对节省动力消耗也很重要[3]。
(2)溶解氧及其浓度影响因素：溶解氧（Dissolved Oxygen）是指溶解于水中分子状态的氧，用DO值表示。氧是一种难溶气体，在常压、25℃的条件下，空气中的氧在纯水中的溶解度仅约为0.25mmol/L，在发酵液中，由于各种溶解的营养成分、无机盐和微生物的代谢产物存在，会明显降低氧的溶解度[4]。此外，溶氧浓度会随着温度、气压、盐分的变化而变化。一般说来，温度越高，溶解的盐分越大，水中的溶解氧越低；气压越高，水中的溶解氧越高。
3、赖氨酸发酵过程溶解氧浓度的控制方法
溶解氧对发酵的影响分为2个方面：一是溶氧浓度影响与呼吸链有关的能量代谢，从而影响微生物生长；二是氧直接参与产物合成。赖氨酸发酵过程主要包
柠檬酸生产工艺简介
柠檬酸生产工艺简介第一节概述 一、柠檬酸的用途 （一）在食品工业的应用 1、饮料 据统计75%～80%的柠檬酸用于饮料工业。 2、果酱与果冻 3、糖果 4、冷冻食品 5、酿造酒 6、冰淇淋和酸奶 7、脂肪与油 8、腌制品 9、罐头食品和水果加工 10、豆制品和调味品 （二）柠檬酸在药物、美容品、化妆品上应用 1、药物 “999胃泰” 2、发蜡与化妆品 （三）柠檬酸在工业上应用 1、金属净化
2、去垢剂 3、无土栽培农艺 4、矿物 5、…… 二、乳酸的用途 L-乳酸聚合成聚乳酸（PLA） 三、L-苹果酸的用途 三、葡萄糖酸的用途 四、琥珀酸的用途 我国柠檬酸发展简史 1968年我国第一家以淀粉为原料深层发酵柠檬酸成功投产的厂是上海酵母厂。同期，天津工微所开展了以适合我国国情的薯干原料深层发酵柠檬酸的研究工作。之后，上海工微所用该所的“东酒2号”黑曲霉为出发菌株，用薯干粉做培养基，很快选出了我国第一代深层发酵柠檬酸生产菌种AL558，由原轻工业部立项，组织上海、天津两个工微所、上海复旦大学生物系、上海新型发酵厂(筹)、上海酵母厂、天津柠檬酸厂(筹)、南通油洒厂(南通发酵厂前身)等单位，在南通油酒厂展开了善于深层发酵、全离交提取工艺的中、大型试验工作，并取得了成功，因而推动了我国柠檬酸工业于20世纪70年代初形成了工业体系。70年代中期到80年代是我国柠檬酸菌种选育的高峰期，先后选育出5代薯干原料高产菌株和适应淀粉、木薯、葡萄糖母液、糖蜜等原料的优良菌株。上海、天津两工微所和上海复旦大学生物系为此做出了很大贡献。各生产厂的广大科技人员和生产工人通过不懈地努力，提高了柠檬酸行业的整体水平，特别在缩短发酵周期、提高单产方面成绩突出，使我国柠檬酸发酵技术处于世界领先地位。无锡轻工业学院和天津轻工业学院为柠檬酸行业培养了一大批科技力量，已成为行业发展的骨干。1995年金其荣与蚌埠柠檬酸厂共同开发了玉米去渣发酵新工艺。同年黑龙江甘南柠檬酸厂于脱胚玉米去渣发酵工艺也成功投产。玉米新工艺的成功，使我国的柠檬酸工业进入一个
赖氨酸发酵生产
赖氨酸发酵生产 摘要：赖氨酸是人体必需的八大氨基酸之一，能促进人体发育、增强免疫功能，并有提高中枢神经组织功能的作用。赖氨酸为碱性必需氨基酸。由于谷物食品中的赖氨酸含量甚低，且在加工过程中易被破坏而缺乏，故称为第一限制性氨基酸。将赖氨酸添加到食品中能大大提高蛋白质的利用率，又是一种优良的食品强化剂。因此研究赖氨酸的生产有着很高的价值。关键词： 简介： 赖氨酸是一种碱性氨基酸，是仅次于谷氨酸的第二大氨基酸产品，是谷物蛋白的第一限制性氨基酸，在谷物食料中添加适量的赖氨酸，其蛋白质的生物价大大提高。 赖氨酸的应用范围很广。①作为食品强化剂；②作为药物可用作肝细胞再生剂，对改善肝功能，治疗肝硬化、高氨症，增进食欲、改善营养状况有明显的疗效；③作为饲料添加剂，在畜、禽类的饲料中添加少许的赖氨酸，对家禽、家畜的日增重、料肉比、家禽的产卵量等方面效果尤为显著。 1．赖氨酸发酵机制 赖氨酸合成途径的调节机制 （1）谷氨酸优先合成，谷氨酸合成过剩就会抑制谷氨酸脱氢酶（GD）的活性，使得生物合成的代谢流转向天门冬氨酸。天门冬氨酸的过剩也会抑制磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的活性，使得天门冬氨酸不致大量积累。 （2）赖氨酸的前体物质天门冬氨酸与乙酰辅酶A的生成形成平衡合成，乙酰辅酶A的增加能逆转天门冬氨酸对其自身合成的反馈抑制。 （3）天门冬氨酸激酶（AK）受赖氨酸与苏氨酸的协同反馈。AK是一个变构酶，催化天门冬氨酸和ATP形成α-天门冬氨酸磷酸，有两个变构位置可以接受末端产物。AK受赖氨酸与苏氨酸的协同抑制，当只有赖氨酸或苏氨酸与变构位置结合时，酶活影响不大，当赖氨酸与苏氨酸同时结合到两个变构位置时，酶活受到强烈的抑制。此外，AK是赖氨酸合成途径中唯一的反馈调节点。 （4）赖氨酸亮氨酸的生物合成之间存在着代谢互锁，赖氨酸分支途径的初始酶二氢吡啶二
各种氨基酸的生产工艺
各种氨基酸的生产工艺 1、谷氨酸 (1)等电离交工艺方法——从发酵液中提取谷氨酸，即将谷氨酸发酵液降温并用硫酸调PH值至谷氨酸等电点(pH3.0- 3.2)，温度降到10 以下沉淀，离心分离谷氨酸，再将上清液用硫酸调pH至1.5上732强酸性阳离子交换树脂，用氨水调上清液pH10进行洗脱，洗脱下来的高流分再用硫酸调pH1.0返回等电车间加入发酵液进行等电提取，离交车间的上柱后的上清液及洗柱水送去环保车间进行废水处理。 该工艺方法的缺点是：废水量大，治理成本高，酸碱用量大。 (2)连续等电工艺——将谷氨酸发酵液适当浓缩后控制40℃左右，连续加入有晶种的等电罐中，同时加入硫酸，控制等电罐中PH值维持在3.2左右，温度40℃进行结晶。 该工艺方法废的优点是：水量相对较少；缺点是：氨酸提取率及产品质量较差。 (3)发酵法生产谷氨酸的谷氨酸提取工艺——谷氨酸发酵液经灭菌后进入超滤膜进行超滤，澄清的谷氨酸发酵液在第一调酸罐中被调整pH值为3.20～3.25，然后进入常温的等电点连续蒸发降温结晶装置进行结晶，分离、洗涤，得到谷氨酸晶体和母液，将一部分母液进入脱盐装置，脱盐后的谷氨酸母液一部分与超滤后澄清的谷氨酸发酵液合并；另一部分在第二调酸罐中被调整pH值至4.5～7，蒸发、浓缩、再在第三调酸罐中调pH值至3.20～3.25后，进入低温的等电点连续蒸发降温结晶装置，使母液中的谷氨酸充分结晶出来，低温的等电点连续蒸发降温结晶装置排出的晶浆被分离、洗涤，得到谷氨酸晶体和二次母液。(4)水解等电点法 发酵液-----浓缩（78.9kPa，0.15MPa蒸汽）----盐酸水解（130 ℃，4h ）----过滤-----滤液脱色-----浓缩-----中和，调pH至3.0-3.2（NaOH或发酵液） -----低温放置，析晶-------谷氨酸晶体 此工艺的优点：设备简单、废水量减少、生产成本低、酸碱用量省 (5)低温等电点法 发酵液-----边冷却边加硫酸调节pH4.0-4.5-----加晶种，育晶2h-----边冷却边加硫酸调至pH3.0-3.2------冷却降温------搅拌16h------4 ℃静置4h------离心分离 --------谷氨酸晶体 此工艺的优点：设备简单、废水量减少、生产成本低、酸碱用量省 (6)直接常温等电点法 发酵液-----加硫酸调节pH4.0-4.5-----育晶2-4h-----加硫酸调至pH3.5-3.8------育晶2h------加硫酸调至pH3.0-3.2------育晶2h------冷却降温------搅拌16-20h------沉淀2-4h-------谷氨酸晶体 此工艺的优点：设备简单、操作容易、生产周期短、酸碱用量省。 2、L-亮氨酸 （1）浓缩段 原料：蒸汽 将一次母液通入浓缩罐内，通入蒸汽，温度120度，气压-0.09Mpa，浓缩时间6h，结晶。终点产物：结晶液（去一次中和段） （2）一次中和段 辅料：硫酸，纯水 结晶液进入一次中和罐，通入硫酸，纯水，温度80，中和时间4h，过滤 终点产物：1，滤液（回收利用）2，滤渣（去氨解段）
柠檬酸液态发酵及提取工艺
柠檬酸液态发酵及提取工艺 0802班生物科学饶慧 （指导教师：胡远亮） 0前言 柠檬酸(citric acid）又名枸橼酸，学名2-羟基丙烷三羧酸(2-hydroxytricarboxylic acid)或2-羟基丙烷-l，2，3-三羧酸(2-hydroxy propane-1，2，3-triearboxylic acid)是生物体主要代谢产物之一，在自然界中分布很广，主要存在于柠檬、柑橘、菠萝、梅、李、梨、桃、无花果等果实中，尤以未成熟者含量居多。分子式：C6H8O7（相对分子质量：192.13），无色透明或半透明晶体，或粒状、微粒状粉末，虽有强烈酸味，但令人愉快，稍有涩味。极易溶于水，溶解度随温度的升高而增大；从结构上讲柠檬酸是一种三羧酸类化合物，并因此而与其他羧酸有相似的物理和化学性质，加热至175°C时它会分解产生二氧化碳和水，剩余一些白色晶体。柠檬酸是一种较强的有机酸，有3个H+可以电离；加热可以分解成多种产物，与酸、碱、甘油等发生反应。 柠檬酸被称为第一食用酸味剂，极广泛地用作酸味剂、增溶剂、缓冲剂、抗氧化剂等，用于饮料、糖果、酿造酒、冰淇淋、酸奶、罐头食品、豆制品与调味品等的生产中。另外，在药物、美容品、化妆品工业上也有着重要的应用。它是香料和饮料的酸化剂，在食品和医学上用作多价螯合剂，同时是化学中间体，用于制造药物，也可用于金属清洁剂、媒染剂等。柠檬酸的盐类、酯类和衍生物也各具特点，用途极为广泛而有良好的发展前景。 柠檬酸循环(citric acid cycle)又称三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle)，克雷布斯循环(Krebs cycle)。体内物质糖、脂肪或氨基酸有氧氧化的主要过程。通过生成的乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合生成三羧酸（柠檬酸）开始，再通过一系列氧化步骤产生CO2、NADH及FADH2，最后仍生成草酰乙酸，进行再循环，从而为细胞提供了降解乙酰基而提供产生能量的基础。 实验发酵机理： 1）以薯干粉、玉米粉或淀粉等糖类为原料经黑曲霉柠檬酸产生菌（我们采用黑曲霉M288）糖化后产生高浓度的葡萄糖。 2）黑曲霉利用糖类发酵产生柠檬酸：葡萄糖以EMP（糖酵解途径或者）、HMP
L赖氨酸的发酵方法与设计方案
本技术涉及发酵领域，具体提供了一种L赖氨酸的发酵方法，在赖氨酸一级种子培养基、赖氨酸二级种子培养基和赖氨酸发酵培养基中添加醋酸 盐，并优化了上述各培养基的配方和发酵工艺。本技术所提供的发酵方法，能够促进产赖氨酸菌体的生长和赖氨酸的合成，显著提高终点赖氨酸含 量、总酸量及糖酸转化率，并显著缩短发酵周期。 技术要求 1.一种L-赖氨酸的发酵方法，其特征在于，在赖氨酸一级种子培养基、赖氨酸二级种子培养基和赖氨酸发酵培养基中添加醋酸盐。 2.根据权利要求1所述的发酵方法，其特征在于，包括以下步骤： (1)赖氨酸一级种子培养：赖氨酸摇瓶种子接入赖氨酸一级种子培养基在一级种子罐中培养，一级种子罐中硫酸铵的初始浓度为8-12g/L，当一级种 子培养基中总糖浓度下降至8-15g/L时，停止培养，得成熟赖氨酸一级种子液； (2)赖氨酸二级种子培养：将成熟赖氨酸一级种子液接入赖氨酸二级种子培养基在二级种子罐中培养，二级种子罐中硫酸铵的初始浓度为10- 15g/L，当二级种子培养基中还原糖浓度下降至5-8g/L时，停止培养，得成熟赖氨酸二级种子液； (3)赖氨酸发酵培养：将成熟赖氨酸二级种子液接入赖氨酸发酵培养基中，在流加葡萄糖溶液和硫酸铵溶液的条件下，在发酵罐中发酵培养，发酵 罐中的硫酸铵初始浓度为9-14g/L，培养40-44小时，得到L-赖氨酸。 3.根据权利要求1或2所述的发酵方法，其特征在于，所述赖氨酸一级种子培养基包括：蔗糖20-40g/L，硫酸镁0.5-1.5g/L，磷酸二氢钾0.5-1.5g/L， 硫酸铵8-12g/L，酵母浸粉5-10g/L，苏氨酸0.4-0.6g/L，蛋氨酸0.4-0.6g/L，味精7-10g/L，丙酮酸钠0.5-0.8g/L，醋酸盐1-3g/L。 4.根据权利要求1或2所述的发酵方法，其特征在于，所述赖氨酸二级种子培养基包括：葡萄糖60-80g/L，硫酸镁0.5-1.5g/L，磷酸二氢钾0.5- 1.5g/L，硫酸铵10-15g/L，玉米浆水解液1-1.5g/L，毛发水解液1-1.5g/L，甜菜糖蜜10-15ml/L，苏氨酸0.4-0.6g/L，蛋氨酸0.4-0.6g/L，醋酸盐1-3g/L。 5.根据权利要求1或2所述的发酵方法，其特征在于，所述赖氨酸发酵培养基包括：葡萄糖20-40g/L，硫酸镁0.5-1.5g/L，磷酸0.3-0.5ml/L，硫酸铵9- 14g/L，玉米浆水解液0.5-1g/L，毛发水解液0.5-1g/L，甜菜糖蜜10-15ml/L，甜菜碱0.5-0.8g/L，醋酸盐1-3g/L。 6.根据权利要求2所述的发酵方法，其特征在于，步骤(3)流加葡萄糖溶液和硫酸铵溶液的方法为：发酵培养过程中每2-4h取样测发酵液的还原糖浓 度和氨氮浓度，当发酵液中的还原糖浓度下降至4-8g/L时，开始流加质量体积浓度为50-60％葡萄糖溶液并维持发酵液的还原糖浓度为4-8g/L，当 发酵液中的氨氮浓度下降为1-2g/L时，开始流加质量体积浓度为40-45％硫酸铵溶液并维持发酵液中的氨氮浓度为1-3g/L。 7.根据权利要求6所述的发酵方法，其特征在于，流加质量体积浓度为40％的硫酸铵溶液。 8.根据权利要求2所述的发酵方法，其特征在于，步骤(1)赖氨酸摇瓶种子的接种量为赖氨酸一级培养基体积的1-3‰，培养过程中控制溶氧30％- 50％。 9.根据权利要求2所述的发酵方法，其特征在于，步骤(2)成熟赖氨酸一级种子液的接种量为赖氨酸二级培养基体积的2-5％，培养过程中控制溶氧 30％-50％。 10.根据权利要求2所述的发酵方法，其特征在于，步骤(3)成熟赖氨酸二级种子液的接种量为赖氨酸发酵培养基体积的10-15％，培养过程中控制溶 氧25％-40％。 技术说明书 一种L-赖氨酸的发酵方法 技术领域 本技术属于微生物发酵领域，具体地说，涉及一种发酵生产L-赖氨酸的方法。 背景技术 L-赖氨酸为碱性必需氨基酸，同时也是人体和动物所不能合成的八种必需氨基酸中最重要的一种，故常称为第一限制性氨基酸。人体必需通过日常饮食和补赖氨酸含量甚低，且在加工过程中易被破坏，造成赖氨酸缺乏。 L-赖氨酸在医药工业、食品工业、畜牧饲料等领域都有着广泛的应用。在谷类为主的食品中添加一定量的L-赖氨酸，可提高其蛋白质的吸收率和营养价值；在高饲料的利用率；在医药工业上，L-赖氨酸一般被用作氨基酸输液，可以作为治疗铅中毒的药物、利尿的辅助治疗剂、血栓预防剂。
溶解氧对发酵的影响及其控制
溶解氧对发酵的影响及其控制 1 溶解氧对发酵的影响 溶氧是需氧发酵控制最重要的参数之一。由于氧在水中的溶解度很小，在发酵液中的溶解度亦如此，因此，需要不断通风和搅拌，才能满足不同发酵过程对氧的需求。溶氧的大小对菌体生长和产物的形成及产量都会产生不同的影响。如谷氨酸发酵，供氧不足时，谷氨酸积累就会明显降低，产生大量乳酸和琥珀酸。 1.1 溶氧量在发酵的各个过程中对微生物的生长的影响是不同的 改变通气速率发酵前期菌丝体大量繁殖，需氧量大于供氧，溶氧出现一个低峰。在生长阶段，产物合成期，需氧量减少，溶氧稳定，但受补料、加油等条件大影响。补糖后，摄氧率就会增加，引起溶氧浓度的下降，经过一段时间以后又逐步回升并接近原来的溶解氧浓度。如继续补糖，又会继续下降，甚至引起生产受到限制。发酵后期，由于菌体衰老，呼吸减弱，溶氧浓度上升，一旦菌体自溶，溶氧浓度会明显上升。 1.2 溶氧对发酵产物的影响 对于好氧发酵来说，溶解氧通常既是营养因素，又是环境因素。特别是对于具有一定氧化还原性质的代谢产物的生产来说，DO的改变势必会影响到菌株培养体系的氧化还原电位，同时也会对细胞生长和产物的形成产生影响。 在黄原胶发酵中，虽然发酵液中的溶氧浓度对菌体生长速率影响不大,但是对菌体浓度达到最大之后的菌体的稳定期的长短及产品质量却有着明显的影响。
需氧微生物酶的活性对氧有着很强的依赖性。谷氨酸发酵中，高溶氧条件下乳酸脱氢酶(LDH)活性明显比低溶氧条件下的LDH酶活要低，产酸中后期谷氨酸脱氢酶(GDH)的酶活下降很快,这可能是由于在高溶氧条件下,剧烈的通气和搅拌加剧了菌体的死亡速度和发酵活性的衰减。 DO值的高低还会改变微生物代谢途径，以致改变发酵环境甚至使目标产物发生偏离。研究表明，L-异亮氨酸的代谢流量与溶氧浓度有密切关系，可以通过控制不同时期的溶氧来改变发酵过程中的代谢流分布,从而改变Ile等氨基酸合成的代谢流量。 2 溶氧量的控制 对溶解氧进行控制的目的是把溶解氧浓度值稳定控制在一定的期望值或范围内。在微生物发酵过程中,溶解氧浓度与其它过程参数的关系极为复杂,受到生物反应器中多种物理、化学和微生物因素的影响和制约。从氧的传递速率方程也可看出，对DO值的控制主要集中在氧的溶解和传递两个方面。 2.1 控制溶氧量(C*-CL)是氧溶解的推动力，控制溶氧量首要因素是控制氧分压（C*）。高密度培养往往采用通入纯氧的方式提高氧分压，而厌氧发酵则采用各种方式将氧分压控制在较低水平。如啤酒发酵，麦汁充氧和酵母接种阶段，一般要求氧含量达到8～10PPM；而啤酒发酵阶段，一般啤酒中的含氧量不得超过2PPM。 2.2控制氧传递速率氧传递速率主要考虑KLa的影响因素。从一定意义上讲，KLa愈大，好氧生物反应器的传质性能愈好。控制KLa的途径可分为操作变量、反应液的理化性质和反应器的
柠檬酸生产工艺
柠檬酸及生产工艺 摘要：柠檬酸广泛应用于食品工业、医药工业和化学工业等方面。它可利用糖质原料如土豆、地瓜中的淀粉等，在多种霉菌及黑曲菌的作用下，控制较低的温度和pH值、较高的通气量和糖浓度，用发酵法制得。 关键词：柠檬酸化工产品发酵法 1 产品说明 柠檬酸又名枸橼酸，学名3-羟基-3-羧基戊二酸，分子式C6H8O7为无色、无臭、半透明结晶或白色粉未，易溶于水及酒精。加热可以分解成多种产物，与酸、碱、甘油等发生反应。 柠檬酸主要应用于食品工业，因为柠檬酸有温和爽快的酸味，普遍用于各种饮料、汽水、葡萄酒、糖果、点心、饼干、罐头果汁、乳制品等食品的制造。柠檬酸在化学工业上可作化学分析用试剂，用作实验试剂、色谱分析试剂及生化试剂，用作络合剂，掩蔽剂，配制缓冲溶液。采用柠檬酸或柠檬酸盐类作助洗剂，可改善洗涤产品的性能，可以迅速和沉淀金属离子，防止污染物重新附着在织物上，保持洗涤必要的碱性，使污垢和灰分散和悬浮，提高表面活性剂的性能，是一种优良的鳌合剂。 2 生产原理 2.1 生产方法简介 中国现有柠檬酸生产厂近百家，总年产能力约80万吨，是全球最大的柠檬酸生产国和出口国。目前，柠檬酸生产方法有水果提取法，
化学合成法和生物发酵法三种。水果提取法是指柠檬酸从柠檬、橘子、苹果等柠檬酸含量较高的水果中提取，此法提取的成本较高，不利于工业化生产。化学合成法的原料是丙酮，二氯丙酮或乙烯酮，此法工艺复杂，成本高，安全性低。而发酵法发酵周期短，产率高，节省劳动力，占地面积小，便于实现仪表控制和连续化，现已成为柠檬酸生产的主要方法。 2.2 反应方程式 C12H22011 +H20+302→2C6H8O7+4H2O (蔗糖) （柠檬酸） 3 工艺过程及流程图 3.1工艺过程 3.1.1菌种培养 在4～6波美度的麦芽汁内加入25％至30％的琼脂，然后接入黑曲霉菌种（无茵操作），在30～32℃条件下培养4天左右。这种培养方法称为“斜面培养”。将麸皮和水以1：1的比例掺拌，再加入10％的碳酸钙、0．5％的硫酸铵，拌匀后装入容量为250毫升的三角瓶中，用1．5公斤压力灭菌60分钟。接人斜面培养法培养出的菌种，培养96～120小时后即可使用。 3.1.2原料处理 湿粉渣必须经过压榨脱水，使含水量在60%左右；干粉渣含水量低，应按60％的比例补足水分；结块的粉渣需粉碎成二至四毫米颗粒。然后加入2%碳酸钙、10％至11％的米糠，掺匀后，堆放2小时，
赖氨酸的生产工艺
1TPM赖氨酸分离提取工艺设计 学生姓名： 学号： 指导教师： 专业名称：生物工程 完成时间： 2011年11月
目录 目录 (1) 第一章项目总论 (3) 1.1赖氨酸的简介 (3) 1.2赖氨酸的性质 (3) 1.3赖氨酸的作用 (3) 1.4赖氨酸的生产方法 (4) 1.4.1二步发酵法 (4) 1.4.2直接发酵法 (4) 1.5赖氨酸的提取精制 (4) 1.6生物工业下游技术的一般工艺过程 (5) 1.7离子交换原理 (5) 第二章技术方案 (1) 2.1产品方案 (1) 2.2发酵工艺流程示意图 (1) 2.3发酵过程工艺流程 (1) 2.3.1发酵法 (1) 2.3.2发酵液的预处理 (2) 2.3.3赖氨酸的提取 (2) 2.3.4浓缩和结晶 (2) 2.4工艺技术指标及基础数据 (2) 2.4.1主要技术指标如下表： (2) 2.4.2主要原材料质量指标 (3) 2.4.3二级种子培养基 (3) 2.4.4发酵培养基 (3) 2.5赖氨酸发酵车间的物料衡算 (3) 2.6热量衡算 (1) 2.6.1发酵过程中的冷却水耗量计算 (1) 2.6.2发酵过程中的无菌空气耗用量的计算 (1) 第三章发酵车间设备设计与选型 (1) 3.1发酵罐的选型 (1) 3.1.1发酵罐容积和台数的确定 (1) 3.1.2主要尺寸的计算 (1) 3.1.3发酵罐冷却面积的计算 (1) 3.1.4发酵罐搅拌器的设计 (1) 3.2电机的确定 (1)
3.2.1 计算Re m (1) 3.2.2计算不通气时的搅拌轴功率P O (1) 3.2.3计算通风时的轴功率Pg (1) 3.2.4求电机功率P电 (1) 3.3发酵罐设备结构的工艺设计 (1) 3.3.1空气分布器 (1) 3.3.2档板 (1) 3.3.3密封方式 (1) 3.3.4 冷却管布置 (1) 3.3.5发酵罐设备材料的选择 (1) 3.4种子罐的选型 (1) 3.4.1种子罐容积和数量的确定 (1) 3.4.2种子罐主要尺寸确定 (1) 3.4.3种子罐型号确定 (1) 3.5赖氨酸提取的树脂设计 (1) 第四章防污措施 (1) 4.1废水的处理 (1) 4.3废渣的处理 (1) 第五章结语 (1) 参考文献 (1)
1 溶解氧对发酵的影响
1 溶解氧对发酵的影响 溶氧是需氧发酵控制最重要的参数之一。由于氧在水中的溶解度很小，在发酵液中的溶解度亦如此，因此，需要不断通风和搅拌，才能满足不同发酵过程对氧的需求。溶氧的大小对菌体生长和产物的形成及产量都会产生不同的影响。如谷氨酸发酵，供氧不足时，谷氨酸积累就会明显降低，产生大量乳酸和琥珀酸。 1.1 溶氧量在发酵的各个过程中对微生物的生长的影响是不同的 改变通气速率发酵前期菌丝体大量繁殖，需氧量大于供氧，溶氧出现一个低峰。在生长阶段，产物合成期，需氧量减少，溶氧稳定，但受补料、加油等条件大影响。补糖后，摄氧率就会增加，引起溶氧浓度的下降，经过一段时间以后又逐步回升并接近原来的溶解氧浓度。如继续补糖，又会继续下降，甚至引起生产受到限制。发酵后期，由于菌体衰老，呼吸减弱，溶氧浓度上升，一旦菌体自溶，溶氧浓度会明显上升。 1.2 溶氧对发酵产物的影响 对于好氧发酵来说，溶解氧通常既是营养因素，又是环境因素。特别是对于具有一定氧化还原性质的代谢产物的生产来说，DO的改变势必会影响到菌株培养体系的氧化还原电位，同时也会对细胞生长和产物的形成产生影响。[1] 在黄原胶发酵中，虽然发酵液中的溶氧浓度对菌体生长速率影响不大,但是对菌体浓度达到最大之后的菌体的稳定期的长短及产品质量却有着明显的影响。 [2] 需氧微生物酶的活性对氧有着很强的依赖性。谷氨酸发酵中，高溶氧条件下乳酸脱氢酶(LDH)活性明显比低溶氧条件下的LDH酶活要低，产酸中后期谷氨酸脱氢酶(GDH)的酶活下降很快,这可能是由于在高溶氧条件下,剧烈的通气和搅拌加剧了菌体的死亡速度和发酵活性的衰减。[3] DO值的高低还会改变微生物代谢途径，以致改变发酵环境甚至使目标产物发生偏离。研究表明，L-异亮氨酸的代谢流量与溶氧浓度有密切关系，可以通过控制不同时期的溶氧来改变发酵过程中的代谢流分布,从而改变Ile等氨基酸合成的代谢流量。[4] 2 溶氧量的控制
年产50吨赖氨酸发酵工厂设计
第1章引言2 研究背景2 设计的任务及主要设计内容3 设计的规模及产品3 工艺技术参数3 生产 基础数据3 种子培养基4 发酵培养基4 第2章厂址的选择5 厂址选择的重要性5 厂址选择的原则5 第3章工厂总平面设计7 总平面设计内容7 总平面设计的原则7 工厂建筑物面积设计8 第4章赖氨酸生产工艺8 赖氨酸生产工艺8 赖氨酸生产工艺概述8 工艺的选择：9 原料预处理及淀粉水解糖制备原料的预处理12 淀粉水解糖制备12 工艺操作规程12 种子扩大培养及赖氨酸发酵13 总体情况13 车间操作规程13 12 第5章物料衡算和能量衡算15 发酵车间 的物料衡算15 发酵液量15 发酵液配制需糖量16 二级种子液量16 二级种子培养液所需糖量16 生产一周期赖氨酸需总糖量16 耗用淀粉的原料量16 发酵培养基硫酸铵耗用量16 二级种子硫酸铵耗用量16 玉米浆耗用量16 磷酸二氢钾耗用量16 硫酸镁耗用量16 碳酸钙用量16 苏氨酸钠耗用量16 物料衡算总量16 赖氨酸发酵车间的能量衡算17 蒸汽消耗量计算: 17 冷却水消耗量计算18 第6章设备选型错误!未定义书签。 发酵罐的选择错误!未定义书签。种子罐的选择错误!未定义书签。搅拌器轴功率的计算错误! 未定义书签 发酵罐搅拌器错误!未定义书签。种子罐搅拌器错误!未定义书签。贮罐计算错误! 未定义书签。配料罐的计算错误!未定义书签。发酵罐配料罐错误!未定义书签。种子罐配料罐错误! 未定义书签。离心机计算错误! 未定义书签。主要设备一览表错误!未定义书签。 第7章环境保护与安全生产错误!未定义书签。 概述错误!未定义书签。治理标准如下：错误!未定义书签。 环保设计错误! 未定义书签。 三废处理错误! 未定义书签。废气的处理错误! 未定义书签。废水的处理错误! 未定义书签。废渣的处理错误! 未定义书签。
发酵过程的工艺控制
第十章发酵过程的工艺控制 ●知识要点和教学要求 （1）、理解微生物发酵的动力学 （2）、掌握补料分批培养 （3）、掌握连续培养 （4）、掌握发酵工艺控制最优化 （5）、掌握温度对发酵过程的影响及其控制 （6）、掌握PH值对发酵过程的影响和控制 （7）、掌握泡沫对发酵过程的影响和控制 ●能力培养要求 通过本章节的学习，学生能理解微生物发酵的分类及温度、PH值、泡沫等对发酵过程的影响和控制。 ●教案内容 10.1 微生物发酵的动力学 一般来说，微生物学的生长和培养方式可以分为分批培养、连续培养和补料分批培养等三种类型。 1. 分批培养 分批培养又称分批发酵，是指在一个密闭系统内投入有限数量的营养物质后，接入少量的微生物菌种进行培养，使微生物生长繁殖，在特定的条件下只完成一个生长周期的微生物培养方法。 在分批培养过程中，随着微生长细胞和底物、代谢物的浓度等的不断变化，微生物垢生长可分为停滞期、对数生长期、稳定期和死亡期等四个阶段，图10-1为典型的细胞菌生长曲线。 2. 停滞期 停滞期是微生物细胞适应新环境的过程。
实际上，接种物的生理状态和浓度是停滞期长短的关键。如果接种物处于对数生长期，那么就很有可能不存在停滞期，微生物细胞立即开始生长。反过来，如果接种物本身已经停止生长，那么微生物细胞就需要有更长的停滞期，以适应新的环境。 3. 对数生长期 处于对数生长期的微生物细胞的生长速度大大加快，单位时间内细胞的数目或重量的增加维持恒定，并达到最大值。其生长速度可用数学方程表示： 式中，x---细胞浓度（g/l）；t---培养时间（hr）；---细胞的比生长速度（1/h）。如果当t=0时，细胞的浓度为x0(g/l)，上式积分后就为：于是，用微生物细胞浓度的自然对数对时间作图，就可得到一条直线，该直线的斜率就等于。 微生物的生长有时也可用“倍增时间”(td)来表示，“倍增时间”(td)定义为微生物细胞浓度增加一倍所需要的时间，即： 3. 稳定期 由于细胞的溶解作用，一些新的营养物质，诸如细胞内的一些糖类、蛋白质等被释放出来，又作为细胞的营养物质，从而使存活的细胞继续缓慢地生长，出现通常所称的二次或隐性生长。 4. 死亡期 当发酵过程处惊天动地死亡期时，微生物细胞内所储存的能量已经基本耗尽，细胞开始在自身所含的酶的作用下死亡。 5. 微生物分批培养生长速度的动力学方程
溶氧对氨基酸发酵的影响及控制
溶氧对氨基酸发酵的影响及控制 【摘要】本文对溶解氧在氨基酸微生物工业发酵的影响及控制策略进行了系统分析和探讨。 【关键词】氨基酸发酵；DO；溶解氧控制 利用微生物发酵生产氨基酸的技术已历半个多世纪。氨基酸生物发酵是一个复杂的生化反应过程，溶解氧是氨基酸发酵生产工艺的一个非常重要的控制参数[1]。发酵液中溶氧的高低直接影响菌体的生长和代谢产物的积累，并最终决定着氨基酸产量的高低[2]。因此，研究溶解氧在氨基酸微生物工业发酵中对产物生产的影响及控制策略，对氨基酸发酵工艺管理的优化和工艺过程的放大具有重要意义。笔者对氨基酸发酵工艺的供氧问题进行了分析与探讨，对增加溶氧的主要方法进行了综述，以期对氨基酸工业生产提供一定的借鉴。 1 氧在氨基酸好氧发酵过程的作用 氨基酸发酵生产菌大多为需氧菌或兼性厌氧菌。发酵液中的氧（溶解氧）是菌体生长与代谢的必需品。氨基酸的发酵过程主要包括菌体生长和代谢产物积累2个阶段，溶解氧在氨基酸发酵中的主要作用有两点：①参与氨基酸生物合成所必须的ATP，以完成生物氧化作用，并使菌体能够充分生长；②只有在氧的存在下，氨基酸的生物合成过程中产生的NAD（P）H2才能被氧化生成NAD（P），确保反应向合成氨基酸产物的方向进行。因此在氨基酸发酵过程中要保持一定的溶氧量来满足菌体生长和产酸的耗氧需要；溶氧的高低，应该根据不同菌种，不同培养阶段和培养条件等具体情况决定，将溶解氧控制在一个最佳水平以实现糖和酸最大转化率。 1.1 溶解氧对菌体生长的影响 氨基酸发酵的前期是菌体生长的主要阶段，如果发酵液中溶解氧的浓度受到限制，就会影响菌体的生长与繁殖，进而影响到最终的氨基酸产量。如谷氨酸发酵过程中，在菌体生长期，溶解氧浓度过低，在产酸期则抑制谷氨酸合成，生成大量代谢副产物；反之，溶解氧浓度过高，菌体生长受到高氧抑制，生长慢，耗糖慢，造成后期菌体容易衰老，导致糖酸转化率偏低[3]。 1.2 溶解氧对发酵产物积累的影响 氨基酸发酵按照合成途径不同，需氧量的差异可分为三类，第一类，是合成期需供氧充分，产酸量才能达最大的谷氨酸系氨基酸；第二类，是合成期满足供氧，就能达到最高产量，一但供氧受限，产量会受影响但并不十分明显的是天冬氨酸系氨基酸；第三类，是只有在供氧受限、细胞呼吸受抑制时，才能获得最大量的氨基酸，如果供氧充足，产物形成反而受到抑制的亮氨酸、缬氨酸和苯丙氨酸等。因此，在实际生产应用中，应根据合成氨基酸种类及具体需要确定溶氧控
赖氨酸发酵工艺研究指导书
赖氨酸的发酵调控研究 一、实验目的 1、了解赖氨酸发酵常用的发酵菌种。 2、掌握L-赖氨酸发酵的工艺控制过程和方法。 3、能熟练运用发酵过程的基本原理，根据实验的不同要求，正确的设计实验方 案，并按照实验方案进行实验研究 二、实验原理 赖氨酸的生产方法有水解法(已淘汰)、合成法、酶法和直接发酵法。直接发酵法合成的赖氨酸是一种次级代谢产物。微生物合成赖氨酸是诱导物的诱导调节、自身产物的反馈调节、自身产物的分解调节、以及细胞膜透性的调节等次级代谢调节综合作用的结果。谷氨酸棒杆菌合成赖氨酸的自身产物调节作用如图1所示。 图1 谷氨酸棒杆菌合成赖氨酸的自身产物调节作用
三、材料与分析方法 1、菌种 谷氨酸棒杆菌（编号10065，中国微生物菌种保藏管理中心）。 2、培养基 （1）斜面培养基：牛肉膏1.1%，蛋白胨1.0%，葡萄糖0.5%，NaCl 0.5%，琼脂0.2%，pH7.0，在0.1Mpa压力下灭菌20min。 （2）种子培养基：糖蜜2.0%，豆饼水解液0.5%，(NH4)2SO4 0.4%，CaCO3 0.5%，K2HPO4 0.1%，MgSO4 0.04%，pH7.0,，于250mL三角瓶内装25mL种子培养基, 在0.1Mpa压力下灭菌20min。 （3）发酵培养基：糖蜜20%，豆饼水解液1.0%，玉米浆（氮源）0.6%，(NH4)2 SO4 2%，K2HPO4 0.1%，MgSO4 0.05%，FeSO4 0.2%，MnSO4 0.2%，pH7.0，于250mL三角瓶装液25mL发酵液，在0.1Mpa压力灭菌20min。 3、分析方法 （1）丝氨酸的测定 采用变色酸-分光光度法测定（见附录1）。 （2）赖氨酸的测定 发酵液中赖氨酸含量的测定采用茚三酮比色法，并加以改进。吸取发酵液4mL, 6000r/min离心10min去菌体及杂质。取上清液2mL，加茚三酮试剂（A液：茚三酮1.25g溶于94mL乙二醇甲醚中；B液：CuCl2·2H2O 1.97g溶于32mL 0.1mol/L柠檬酸溶液中；将A、B两液混合，用蒸馏水定容到250mL）4mL，混合，在沸水浴加热20min，冷却后测定475nm处的吸光度值，通过查赖氨酸标准曲线得知发酵液中赖氨酸的浓度。 （3）菌体形态观察、菌种培养特性和菌种主要生理生化特性检查 参照《工业微生物试验技术手册》的方法.。 （4）高丝氨酸脱氢酶活力的测定 从图1 可知，天冬氨酸半醛在高丝氨酸脱氢酶的作用下可以转化为丝氨酸，因此，本实验以一定反应条件下，单位时间内生成的丝氨酸的量所需的酶作为一个酶活力单位（U）1U=1ug/min。 ①粗酶液的制备 取5ml发酵液5500g离心15min，用pH 7.5的0.25mmol的Tris-HCL缓冲液洗涤两次，超声波破碎10min，10000g离心15min得上清液即为粗酶提取液；
柠檬酸生产工艺
柠檬酸生产工艺介绍 摘要：柠檬酸应用广泛，在食品、医药等方面都占有重要位置。制取所用材料价格低廉，条件要求适中，且采用的深层发酵法具有普遍、经济的特点。 关键词：柠檬酸发酵 1.柠檬酸简介 柠檬酸又名枸橼酸，学名2-羟基丙烷-1，2，3-三羧酸。柠檬酸是无色透明或半透明晶体，或粒状、微粒状粉末，无臭，虽有强烈酸味，但令人愉快，稍有后涩味。柠檬酸是生物体主要代谢产物之一，它在植物体内常与酒石酸、苹果酸、草酸等有机酸共存，在动物组织中柠檬酸以游离状态或以金属盐的形式存在。商品柠檬酸主要有一水化合物和无水物。 柠檬酸用途极其广泛，在食品工业广泛用于酸味剂、增溶剂、抗氧化剂、缓冲剂、除腥脱臭剂等。在其他工业中，可作金属净化剂、去垢剂、分散剂、电镀缓冲剂和配位剂、胶粘剂，并可用于治理工业废气、废水、回收金属等。在药物中可产生泡腾，使药物中活性配料迅速溶解并提高味觉能力。 制取柠檬酸可以从水果中提取、化学合成法和生物发酵。其中发酵是最常用和最有经济价值的方法。 2.柠檬酸发酵菌种及原材料。 2.1菌种及原材料 柠檬酸发酵工艺中，具有工业生产价值的微生物有黑曲霉、棒曲霉、文氏曲霉、芬曲霉、丁烯二酸曲霉、橘青霉、解脂假丝酵母等，其中黑曲霉和文氏曲霉在深层液态发酵生产柠檬酸最具有商品竞争优势。 凡能通过微生物代谢而产生柠檬酸的物质，都可以作为柠檬酸的发酵原料。如乙醇、木质素、纤维素、淀粉、蔗糖、乳糖、正烷烃和脂肪等。黑曲霉生产菌可以在薯干粉、玉米粉、可溶性淀粉、乳糖、葡萄糖、麦芽糖、糖蜜等多种培养基中生长、产酸，而且产量在微生物中最高。 2.2黑曲霉 在米曲汁或麦芽汁培养基上菌丝白色，不是绒球状，凸起。边缘整齐，菌落较小，带皱折。在麦芽汁培养基上生长4d成熟的孢子呈黑褐色。在察氏培养基上生长较慢，菌落边缘整齐，分生孢子梗短，分生孢子着生较密。菌丝顶端着生稀疏的大型的黑褐色孢子德，成熟后呈开花状而崩裂。分生孢子是串珠状着生，黑褐色，表面粗糙且有明显的刺状突起，4.7-5.2μm，成熟后遇振动易散落。黑曲霉具有多种活力较强的酶系，能利用淀粉质物质，并且对蛋白质、单宁、纤维素、果胶等具有一定的分解能力。所以黑曲霉可以边生长、边糖化、边发酵产酸的方式生产柠檬酸。 3.设备 发酵生产过程中主要的设备有发酵罐、种母罐、抽滤桶、脱色柱、结晶锅、浓缩锅等。 其中发酵罐是用来对微生物进行发酵之用，罐中有搅拌浆，罐身有传感器，用来控制发酵中各条件的变化。种母罐用来串培养种母醪。抽虑桶采用真空和加压过滤，用于固液分离。 4.柠檬酸深层液态发酵工艺 4.1工艺流程：培菌--发酵--中和--酸解--浓缩结晶 原料粉碎培养基制备实罐液化原始菌种环境空气 实罐灭菌试管斜面过滤 麸取菌种空气机
溶氧对发酵的影响及其控制
溶氧对发酵的影响及其控制 摘要：发酵液中的溶氧浓度（Dissolved Oxygen，简称DO）是影响发酵的关键因素，对微生物的生长和产物形成有重要的影响。要根据氧的溶解特性及微生物对氧的需求，分析溶氧对发酵的影响及对发酵产物的影响，进而确定溶氧量的控制及在发酵液中的传递，使生产效益最大化。 关键词：溶氧发酵代谢溶氧量控制传递 Abstrac t: The dissolved oxygen concentration in the fermentation broth (Dissolved Oxygen, referred to as DO) is the key factor to influence the fermentation, has an important influence on microbial growth and product formation. According to the demand of dissolution characteristics and microbial oxygen on oxygen, analysis of the effects of dissolved oxygen on the fermentation and the effect on fermentation, and then determine the control of dissolved oxygen in the fermentation broth and transfer, the maximum production efficiency. Key words: dissolved oxygen; fermentation; metabolism;Dissolved oxygen control transfer 溶氧浓度（DO）作为发酵控制中的一个关键参数，直接影响着发酵生产的稳定性和生产成本，受到工业生产和实验室研究的重视，无论是厌氧还是需氧发酵，研究发酵液中溶氧对发酵的影响都有重要意义。 一·氧的溶解特性 溶解氧（Dissolved Oxygen）是指溶解于水中分子状态的氧，用DO 表示。氧是一种难溶气体，在常压、25℃的条件下，空气中的氧在纯水中的溶解度仅约为0.25mmol/L，在发酵液中，由于各种溶解的营养成分、无机盐和微生物[3] 的代谢产物存在，会明显降低氧的溶解度。此外，溶氧浓度会随着温度、气压、盐分的变化而变化。一般说来，温度越高，溶解的盐分越大，水中的溶解氧越低；气压越高，水中的溶解氧越高。其中就提到一个临界溶氧浓度的确定。 临界溶氧浓度的确定，如右图：[2] 在发酵过程中停止供气，通过观察发酵体系 中DOT的变化可以大致确定细胞生长的临界
柠檬酸及生产工艺
柠檬酸及生产工艺 一.柠檬酸的简介 1. 柠檬酸的理化性质 柠檬酸（Citric acid），又称枸椽酸，是一种三元羧酸,其学名为3-羟基-3-羧基戊二酸，分子式C6H8O7(无水物)，在自然界中存在于柠檬、柑桔、梅、李子、梨、桃、无花果等水果中。柠檬酸具有无毒，无色，无臭特性，一般为半透明结晶或白色粉末，易溶于水、乙醇、乙腈、乙醚等[1]，不溶于苯，微溶于氯仿。相对密度1.542g/cm3，熔点153℃(失水)。柠檬酸结晶形态因结晶条件不同而不同，有无水柠檬酸，也有含结晶水的柠檬酸。在干燥空气中微有风化性，在潮湿空气中有潮解性，175℃以上分解放出水及二氧化碳。柠檬酸是一种较强的有机酸，有3个H＋可以电离；水溶液呈酸性，加热可以分解成多种产物，与酸、碱、甘油等发生反应。 2. 柠檬酸的用途 柠檬酸具有令人愉悦的酸味，入口爽快，无后酸味，安全无毒，被广泛用作食品和饮料的酸味剂；能与二价或三价的阳离子形成络合物，被用作金属加工的鳌合剂和洗净剂（起软化水作用的洗净力补充剂）；还能衍生形成许多衍生物，可用作有机化学工业的原料。因此被广泛用于食品饮料、医药化工、清洗与化装品、有机材料等领域，是目前世界需求量最大的一种有机酸[2]，到目前还没有一种可以取代柠檬酸的酸味剂。 二.生产技术 柠檬酸的生产方法共可分为 3 种: 水果提取法,化学合成法, 生物发酵法三种[17]，目前以发酵法生产柠檬酸为主[18]。发酵法又分为固体发酵法和液体深层发酵法。固态发酵能耗小但劳动力大，占地面积大，不适合大规模的生产应用。深层通风发酵法采用不锈钢罐体，机械搅拌通风，微生物在液体相中分布均匀，发酵时不生成孢子，全部菌体细胞用于代谢柠檬酸，发酵速度高，实现了机械化或自动化操作，利于大规模生产。 三.生物发酵法制取柠檬酸 1. 本工艺选择的原料及生产方法
柠檬酸及生产工艺
艺工及生产柠檬酸柠檬酸的简介.一 1. 柠檬酸的理化性质 柠檬酸（Citric acid），又称枸椽酸，是一种三元羧酸,其学名为3-羟基-3-羧基戊二酸，分子式C6H8O7(无水物)，在自然界中存在于柠檬、柑桔、梅、李子、梨、桃、无花果等水果中。柠檬酸具有无毒，无色，无臭特性，一般为半透明结晶或白色粉末，易溶于水、乙醇、乙腈、乙醚等[1]，不溶于苯，微溶于氯仿。相对密度cm3，熔点153℃(失水)。柠檬酸结晶形态因结晶条件不同而不同，有无水柠檬酸，也有含结晶水的柠檬酸。在干燥空气中微有风化性，在潮湿空气中有潮解性，175℃以上分解放出水及二氧化碳。柠檬酸是一种较强的有机酸，有3个H＋可以电离；水溶液呈酸性，加热可以分解成多种产物，与酸、碱、甘油等发生反应。 2. 柠檬酸的用途 柠檬酸具有令人愉悦的酸味，入口爽快，无后酸味，安全无毒，被广泛用作食品和饮料的酸味剂；能与二价或三价的阳离子形成络合物，被用作金属加工的鳌合剂和洗净剂（起软化水作用的洗净力补充剂）；还能衍生形成许多衍生物，可用作有机化学工业的原料。因此被广泛用于食品饮料、医药化工、清洗与化装品、 有机材料等领域，是目前世界需求量最大的一种有机酸[2]，到目前还没有一种可以取代柠檬酸的酸味剂。 二.生产技术 柠檬酸的生产方法共可分为3 种: 水果提取法,化学合成法, 生物发酵法
三。发酵法又分为固体发酵法和液体深[18]，目前以发酵法生产柠檬酸为主[17]种 不适合大规模的生产应用。固态发酵能耗小但劳动力大，占地面积大，层发酵法。深层通风发酵法采用不锈钢罐体，机械搅拌通风，微生物在液体相中分布均匀，发酵时不生成孢子，全部菌体细胞用于代谢柠檬酸，发酵速度高，实现了机械化或自动化操作，利于大规模生产。 生物发酵法制取柠檬酸.三 本工艺选择的原料及生产方法1. 本次生产工艺设计以薯干为原料，采用直接粉碎、调浆、液化，进行好气液体深层发酵，钙盐法提取，最后结晶、干燥得到柠檬酸 工艺流程2. 接收糖浆后，根据糖浆组成作适当的处理或配制，配成发酵原料，进行连续杀菌并冷却后，进入发酵罐，加入菌种和净化压缩空气后进行发酵；发酵液经升中和处理；再经过过滤洗涤，得到柠檬酸钙固温、过滤处理后，进入中和罐，用酸解，并加入活性炭进行脱色；然后，通过带式过滤机体，送入酸解罐，再添加浓缩，酸解过滤液经离子交换处理后，及废炭；进行蒸发、过滤、酸解过滤，除去 再进行结晶；结晶后，用离心机进行固液分离，对得到的湿柠檬酸晶体进行干燥与筛选，最后得到成品柠檬酸。 淀粉筛配 酸
赖氨酸工艺
： 糖化车间工艺流程 1；根据生产量投放玉米淀粉，1.8吨玉米淀粉能产出1吨赖氨酸，玉米淀粉溶解温水4 0度左右通过调浆PH值5.6-5.8左右，升温至105-110度，液化过程需要加入酶制剂，起催化和化学反应作用，4个成流罐，一个成流罐液化需要半小时。 2；液化工序完成后，到糖化罐需要30个小时，调节PH值4.2，温度在60度左右，转化到葡萄糖溶液稀释浓糖30%，在通过过滤去除杂质，得到50%浓糖。 1；菌种室提供一级种子，到种子罐进行培养，适宜温度37度，需要24-26小时，之后成为二级种子，需要连续灭菌。 2；发酵配料，加入镁，碳源C,钾，磷，玉米浆，水，糖蜜，氮，经过连续灭菌进入发酵罐培养，需要44-50小时，发酵培养需要有碳源（50%浓糖），氮源（液氨.硫酸铵），液氨调节PH值6.8左右。一吨赖氨酸需要1.66吨纯浓糖，一吨赖氨酸需要硫酸氨（0.34-0.35）吨。 3：发酵车间有3个种子罐，每个种子罐40m3，发酵罐3个，每个350m3，加硫酸铵有2个罐，泡敌罐2个，泡沫罐主要调泡沫，清除泡沫。58%浓糖储藏罐2个，每个储藏罐60m3， 4：发酵连消，流量每小时60m3，连消罐8.8m3/个，温度在127度，发酵连消补加N,C（硫酸铵，浓糖）可以合用一个连消系统，并不干扰，种子连消器1个，温度需要127度，流量17m3/小时赖氨酸发酵液出来温度37度，通过升温至（60-70）度灭菌，还需要通过三效浓缩 一：赖氨酸生产原料组成 1：玉米淀粉; 主要是提供C元素和能量元素，是制作葡萄糖的主要原料，公司生产一吨赖氨酸需要1.8吨玉米淀粉。 2：硫酸氨；主要是提供氮元素，碳元素及能量元素，含氮需要在21% 公司目前使用包钢集团硫酸氨。