谷氨酸生产工艺流程
谷氨酸发酵生产工艺
目录1.谷氨酸发酵生产工艺简介1.1工艺流程1.2工艺参数1.3工艺要求2串级控制系统特点与分析2.1串级系统特点2.2串级控制结构框图及分析3控制方案3.1总体方案3.2系统放图3.3待检测点的控制系统流程图4仪表的选型4.1热交换器4.2仪表清单5控制算法选择5.1控制规律5.2调节器正反作用的选择6总结7参考文献附图串级控制系统-----两只调节器串联起来工作，其中一个调节器的输出作为另一个调节器的给定值的系统。
例：加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统1. 基本概念即组成结构串级控制系统采用两套检测变送器和两个调节器，前一个调节器的输出作为后一个调节器的设定，后一个调节器的输出送往调节阀。
前一个调节器称为主调节器，它所检测和控制的变量称主变量（主被控参数），即工艺控制指标；后一个调节器称为副调节器，它所检测和控制的变量称副变量（副被控参数），是为了稳定主变量而引入的辅助变量。
整个系统包括两个控制回路，主回路和副回路。
副回路由副变量检测变送、副调节器、调节阀和副过程构成；主回路由主变量检测变送、主调节器、副调节器、调节阀、副过程和主过程构成。
在该反应中，主要控制的指标是釜温。
但由于测量元件的测量滞后，以及由于测量套管插入其内，在套管的外表面有反应发生，很容易造成釜温的假象。
因此在升温-恒温控制的过程中需要热水和冷水的交换切换，以便使谷氨酸发酵充分反应，提高产品质量。
主、副变量，主、副控制器（调节器），主、副对象，主、副检测变送器，主、副回路。
作用在主、副对象上的干扰分别为一、二次干扰系统特点及分析* 改善了过程的动态特性，提高了系统控制质量。
* 能迅速克服进入副回路的二次扰动。
* 提高了系统的工作频率。
* 对负荷变化的适应性较强串级控制系统的特点：1、 能迅速地克服进入副回路的扰动2、 改善主控制器的被控对象特征3、 有利于克服副回路内执行机构等的非线性执行阀流量对象流量检测变送器）（S E 1）（S R 2）（S R 1）（S E 2温度调节器流量调节器温度对象--温度检测变送器流量原料出口温度）（S D 2）（S D 1输出对于输入的传递函数：)(1s W c )(2s W c )(s W V )(02s W )(01s W )(2s W m )(1s W m )(1s F )(2s F )(2s Y )(2s E )(1s E )(2s X )(2s Z +++++--[])()()()()()()()()()(1)()()()()(2022101022101022111s W s W s W s W s W s W s W s W s W s W s W s W s W s W s W S X S Y m V c m V c c V c c ---=）（）（。
谷氨酸的发酵和提取工艺综述
⾕氨酸的发酵和提取⼯艺综述综述：⾕氨酸的发酵与提取⼯艺第⼀部分⾕氨酸概述⾕氨酸⾮⼈体所必需氨基酸，但它参与许多代谢过程，因⽽具有较⾼的营养价值，在⼈体内，⾕氨酸能与⾎氨结合⽣成⾕氨酰胺，解除组织代谢过程中所产⽣的氨毒害作⽤，可作为治疗肝病的辅助药物，⾕氨酸还参与脑蛋⽩代谢和糖代谢，对改进和维持脑功能有益。
另外，众所周知的⾕氨酸钠盐即味精有很强烈的鲜味，是重要的调味品。
1996、1997、1998年味精年产量分别为55.0万吨、56.64万吨、59.03万吨。
尽管如此，我国⼈均年消耗味精量还只有400g左右，⽽台湾省已达2000g。
因此，中国将是世界上最⼤的潜在味精消费市场，也就是说，味精⽣产会稳步发展。
这也意味着⾕氨酸的⽣产不断在扩⼤[1]。
⾕氨酸⽣产⾛到今天就⽣产技术⽽⾔已有了长⾜进步,⽆论是规模还是产能都今⾮昔⽐,与此同时各⼚家还在追求完美, 这是⾏业进步的动⼒,也是⽣存之所需。
实际上⽣产⼯艺是与时俱进的,没有瑕疵的⼯艺是不存在的。
如:配⽅及提取⽅法现在是多种多样,有单⼀⽤纯⽣物素的,也有⽤⽢蔗糖蜜加纯⽣物素的, 还有加⽟⽶浆⼲粉或麸⽪⽔解液及⾖粕⽔解液等等;提取⽅法有:等电-离交、等电-离交-转晶、连续等点-转晶等等[2]。
本综述简述⾕氨酸⽣产的流程及发酵机制，着重介绍⾕氨酸的提取⼯艺。
第⼆部分⾕氨酸⽣产原料及其处理⾕氨酸发酵的主要原料有淀粉、⽢蔗糖蜜、甜菜糖蜜、醋酸、⼄醇、正烷烃(液体⽯蜡)等。
国内多数⾕氨酸⽣产⼚家是以淀粉为原料⽣产⾕氨酸的，少数⼚家是以糖蜜为原料进⾏⾕氨酸⽣产的，这些原料在使⽤前⼀般需进⾏预处理。
(⼀)糖蜜的预处理⾕氨酸⽣产糖蜜预处理的⽬的是为了降低⽣物素的含量。
因为糖蜜中特别是⽢蔗糖蜜中含有过量的⽣物素，会影响⾕氨酸积累。
故在以糖蜜为原料进⾏⾕氨酸发酵时，常常采⽤⼀定的措施来降低⽣物素的含量，常⽤的⽅法有以下⼏种:(1)活性炭处理法; (2)⽔解活性炭处理法;（3）树脂处理法。
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，广泛应用于食品、饲料、医药和化工等领域。
下面将介绍一种常见的谷氨酸生产工艺流程。
首先是原料准备。
谷氨酸的生产主要依靠微生物发酵，常用的菌株有谷氨酸棒状杆菌、曲霉等。
菌种的培养需要合适的培养基，常用的培养基成分包括碳源、氮源、无机盐和微量元素等。
其中，常用的碳源有糖类、淀粉类和脂肪类，常用的氮源有尿素、氨基酸和蛋白质等。
其次是发酵过程。
将培养基加热灭菌后，转入发酵罐中，控制好温度、pH值和搅拌速度等条件，接种适量的菌种，并进行
培养。
在发酵过程中，菌株利用培养基中的碳源和氮源进行生长和代谢，并分泌出谷氨酸。
通常发酵时间为30-48小时。
然后是分离提取。
发酵结束后，需要将发酵液中的谷氨酸进行分离提取。
一般采用酸碱法进行提取，即先用酸调整发酵液的pH值使其酸化，然后用碱调整pH值使其碱化，谷氨酸因为
在酸性条件下溶解度较大，在碱性条件下溶解度变小，从而通过溶液的酸碱调节将谷氨酸分离出来。
最后是纯化和结晶。
将提取的谷氨酸溶液进行纯化和结晶工艺，以提高产品的纯度和晶体形态。
常用的纯化方法有酸沉淀、蒸发结晶和逆流结晶等。
纯化后的谷氨酸产品可以用于进一步加工和应用。
以上就是一种常见的谷氨酸生产工艺流程。
当然，不同厂家和
规模的生产工艺可能略有不同，但总体来说，这是一种经济有效的谷氨酸生产方法。
随着生物工程技术的发展，谷氨酸的生产工艺也在不断改进和创新，以提高生产效率和产品质量。
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，具有多种生物学功能，广泛应用于食品、医药、化工等领域。
下面是谷氨酸的生产工艺流程。
1. 淀粉水解首先将淀粉加入水中进行水解，可采用传统的酸水解或者酶水解方法。
酸水解需要在酸性条件下进行，通过加入酸性物质（如盐酸）降低溶液的pH值，使淀粉分子链断裂，形成果糖和葡萄糖。
酶水解则是通过添加淀粉酶，使淀粉分子链断裂。
2. 发酵将水解后的淀粉溶液转移到发酵罐中，加入适量的谷氨酸生产菌株，如谷氨酰转氨酶阳性菌株或谷氨酸合成菌株。
发酵条件需要控制在合适的温度、pH值和营养物质供给下，促进菌株的生长和谷氨酸的合成。
此外，发酵过程中还要进行通气，提供菌株所需的氧气。
3. 提纯发酵结束后，将发酵液进行提纯。
首先将发酵液进行离心或者过滤，除去固体颗粒。
然后，通过酸碱调节和溶剂萃取等方法，将固液分离，得到谷氨酸的提纯液。
提纯液中还可能存在杂质，可以通过活性炭吸附或离子交换树脂吸附等方法去除。
4. 结晶将谷氨酸的提纯液进行结晶处理。
首先，在适当的温度下加入结晶剂，如酒精或乙醇，使谷氨酸分子互相结合形成结晶。
然后，通过过滤或离心等方法，将结晶分离出来。
5. 干燥将分离出的谷氨酸结晶进行干燥处理，除去水分。
可以采用真空干燥、喷雾干燥或者冷冻干燥等方法，在适当的温度下蒸发水分，得到干燥的谷氨酸成品。
6. 包装将干燥的谷氨酸成品进行包装，通常使用塑料袋、铝箔袋或者纸盒等包装材料，保护谷氨酸的质量和稳定性。
包装后，进行质量检验，确保谷氨酸成品符合相关标准。
以上就是谷氨酸的生产工艺流程。
整个工艺包括淀粉水解、发酵、提纯、结晶、干燥和包装等环节，通过合理控制各个步骤的条件和参数，可以有效提高谷氨酸的产量和质量，满足市场需求。
同时，在生产过程中还要注意环保和安全，做好废水、废气和废弃物的处理与排放。
氨基酸类药物的发酵生产—谷氨酸的发酵生产
生物素的来源：氨基酸生产上可以作为生物素来源的原料 有玉米浆、麸皮水解液、糖蜜及酵母水解液等，通常选取 几种混合使用。例如，许多工厂选择纯生物素、玉米浆、 糖蜜这三种物质来配制培养基。各种原料来源及加工工艺 不同，所含生物素的量不同。玉米浆含生物素500μg/kg， 麸皮含生物素300μg/kg，甘蔗糖蜜含生物素1500μg/kg。
操作简单 周期长，占地面积大。
直接常温等电点法工艺流程
发酵液
起晶中和点（pH4-4.5) 育晶（2h）
盐酸
菌体及细小的 谷氨酸晶体
等电点搅拌pH3-3.22 静置沉降4-6h 离心分离
成品
母液
干燥
湿谷氨酸晶体
2、离子交换法
可用阳离子交换树脂来提取吸附在树脂上的谷氨 酸阳离子，并可用热碱液洗脱下来，收集谷氨酸 洗脱流分，经冷却、加盐酸调pH 3.0～3.2进行结 晶，之后再用离心机分离即可得谷呈棒形或短杆形； 革兰氏阳性菌，无鞭毛，无芽孢；不能运动； 需氧性的微生物； 生物素缺陷型； 脲酶强阳性； 不分解淀粉、纤维素、油脂、酪蛋白、明胶等；
发酵中菌体发生明显形态变化，同时细胞膜渗透性改变； 二氧化碳固定反应酶系强； 异柠檬酸裂解酶活力欠缺或微弱，乙醛酸循环弱； α-酮戊二酸氧化能力微弱； 柠檬酸合成酶、乌头酸酶、异柠檬酸脱氢酶、谷氨酸脱氢酶活
有机氮丰富有利于长菌，因此谷氨酸发酵前期要 求一定量的有机氮，通常在基础培养基中加入适 量的有机氮，在发酵过程中流加尿素、液氨或氨 水来补充无机氮。
（3）无机盐
磷酸盐 ：工业生产上可用K2HPO4·3H2O、KH2PO4、 Na2HPO4·12H2O、NaH2PO4·2H2O等磷酸盐，也可用磷酸。 过高：代谢转向合成缬氨酸。 过低：菌体生长缓慢。
谷氨酸发酵工艺
7.生物素
谷氨酸产生菌是营养缺陷型, 对生长繁殖、代谢产物 的影响非常明显。 生物素过量时糖酵解途径中的丙酮酸转变为乳酸, 同 时也使异柠檬酸转变为琥珀酸,菌体生长繁殖快,同时 生物素又促进菌体细胞膜通透性障碍物的生物合成, 使菌体不能及时将细胞内的谷氨酸排出,谷氨酸合成途 径受阻,发酵液中由菌种细胞排出的谷氨酸仅能占氨基 酸总量的12%; 生物素亚适量时,菌体代谢失调,细胞膜通透性增强,细 胞内的谷氨酸能及时排出,有利于谷氨酸的积累, 发酵 液内由菌体细胞排除谷氨酸能达总氨基酸92%左右。因 此,要根据发酵时期来控制生物素的含量。
•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。
•在谷氨酸发酵过程中,应正确控制碳氮比。一般在菌体生长期碳氮 比应大一些(氮低）,在产酸期,碳氮比应小些(氮高） 。在碳源和氮 源的比为3∶1时，谷氨酸棒状杆菌会大量合成谷氨酸，但当碳源和 氮源的比为4∶1时，谷氨酸棒状杆菌只生长而不合成谷氨酸。
谷氨酸发酵
例子
• 出现这种情况的原因是由于发酵过程中感 染了杂菌，造成了大量的葡萄糖被消耗， 但是并没有产生谷氨酸, 发酵过程中发酵 液的pH值控制的不合适或者是发酵液NH4＋ 浓度过高，使得产生的谷氨酸转变成谷氨 酰胺。
某谷氨酸发酵， 发酵过程中各种 参数的变化情况 如图所示。最后 的发酵液中谷氨 酸的浓度很低， 发酵周期较长， 而这段时间却有 大量的葡萄糖被 消耗，那么，这 些被消耗的葡萄 糖到哪里去了？
3.NH4+浓度
• （1）影响到发酵液的pH值 • （2）与产物的形成有关： • NH4+过量，菌体增殖阶段会抑制菌体生长，产 酸阶段Glu（谷氨酸）会受谷氨酰胺合成酶作 用转化为Gln(谷氨酰氨)
谷氨酸的生产
•调节机制
• 谷氨酸发酵中代，糖谢代控谢除制受发到生酵物素控制
外，也受到NH4+的影响。
• 使用生物素缺乏菌，在NH4+存在时，葡萄
糖以很快的消耗速度和高的收文生率095生-1 成谷氨
酸。
董晓蒙 2
• 当NH4+不存在时，糖的消耗耿速春霞度2很慢，生 成物是α-酮戊二酸、丙酮酸、陈聪醋聪 酸2 和琥珀
Ⅰ.谷氨酸的生代物合谢成控途径制主发要包酵括：
EMP途径 HMP途径 TCA循环 乙醛酸循环
CO2固定反应
文生095-1 董晓蒙 2 耿春霞 2 陈聪聪 2
总反应途径
糖经过EMP途径代和H谢MP控生成制丙发酮酸酵。
一方面丙酮酸氧化脱羧生成乙酰-CoA；
另一方面，经CO2固定作用生成草酰乙酸；两者
合成柠檬酸进入TCA循环，由三羧酸循环的中间
入分解途
浓度增加
径
防止
过剩
羧激 化活 酶
PEP
果与 糖二 共磷 同酸
草酰乙酸
文董生晓转0蒙95向-21 CO2固定
耿春霞 2
乙酰-CoA氧化 陈聪聪抑制2 丙酮
ATP水平提高
酸激酶
•氨的导入
氨的导入方式代：谢控制发酵
• 糖代谢中间体α-酮戊二酸还原氨基化生成 谷氨酸
• 天冬氨酸或丙氨酸通过氨基文生转095移-1 作用将氨 基转给α-酮戊二酸而生成 董晓蒙 2
丙丙酮酮酸酸
乙酰CoA
丙糖-3-磷酸CO2固定 草酰乙酸
柠檬酸
TCA
2.DCA循环 乙酰CoA
柠檬酸 合成酶 柠檬酸
异柠檬酸 裂解酶 异柠文檬生0酸95-1
琥珀酸
草酰乙酸
董晓蒙 2
谷氨酸生产工艺
..生物工程专业综合实训（2016 年 11 月谷氨酸生产工艺摘要：谷氨酸做为一种人体所必须的氨基酸，在生命的生理活动周期中具有很大的作用。
不仅参与各种蛋白质的合成，组成人体结构，还做为味精可以给我们带来味蕾上的享受。
现代生产谷氨酸的工艺主要是利用微生物发酵提取而来。
不同的发酵方法和不同的发酵条件会造成产量的很大不同。
本次谷氨酸的生产工艺，主要是掌握发酵方法和发酵条件的控制，还有各种仪器的使用方法。
通过测得的数据来观察菌种的生长变化，同时谷氨酸发酵工艺各个工段的原理和使用方法。
关键词：谷氨酸；发酵；工艺；等电点。
引言谷氨酸是一种酸性氨基酸，是生物机体内氮代谢的基本氨基酸之一，在代谢上具有重要意义。
不论在食品、化妆品还是医药行业，谷氨酸都有很大的用途。
谷氨酸在生物体内的蛋白质代谢过程中占重要地位，参与动物、植物和微生物中的许多重要化学反应。
医学上谷氨酸主要用于治疗肝性昏迷，还用于改善儿童智力发育。
食品工业上，味精是常用的仪器增鲜剂，其主要成分是谷氨酸钠盐。
过去生产味精主要用小麦面筋（谷蛋白）水解法进行，现改用微生物发酵法来进行大规模生产。
不论在食品、化妆品还是医药行业，谷氨酸都有很大的用途。
谷氨酸钠俗称味精，是重要的鲜味剂，对香味具有增强作用。
谷氨酸钠广泛用于食品调味剂，既可单独使用，又能与其它氨基酸等并用。
用于食品内，有增香作用。
甘氨酸具有甜味，和味精协同作用能显着提高食品的风味。
谷氨酸作为风味增强剂可用于增强饮料和食品的味道，不仅能增强食品风味，对动物性食品有保鲜作用。
一、谷氨酸简介谷氨酸一种酸性氨基酸。
分子内含两个羧基，化学名称为α-氨基戊二酸。
谷氨酸是里索逊1856年发现的，为无色晶体，有鲜味，微溶于水，而溶于盐酸溶液，等电点3.22。
大量存在于谷类蛋白质中，动物脑中含量也较多。
谷氨酸在生物体内的蛋白质代谢过程中占重要地位，参与动物、植物和微生物中的许多重要化学反应。
医学上谷氨酸主要用于治疗肝性昏迷，还用于改善儿童智力发育。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
六、安全环保
1. 发酵罐密闭性能要求高，以防止微生物菌种外泄造成污染；
2. 发酵过程中要严格控制通风量，以防止有害气体的产生；
3. 分离提纯过程中要注意废水、废气的处理，避免对环境造成污染；
4. 生产过程中要严格遵守安全操作规程，确保人员和设备的安全。