年产2000吨色氨酸的工厂设计
年产2万吨谷氨酸发酵工厂的初步设计 推荐
第一章总论一、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，/chess95660/chess95660- 1 -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。
年产2万吨谷氨酸发酵工厂的初步设计
第一章总论一、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，/chess95660/chess95660- 1 -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。
年产2000吨色氨酸的工厂设计可编辑
年产2000吨色氨酸的工厂设计发酵工程课程设计报告书题目年产2000吨色氨酸的工厂设计分工安排: 生物工程102班第一组专业: 生物工程指导教师:金大勇完成日期:分组安排:第一组(摘要、前言、工艺论证)第二组(物料衡算、热量衡算、水平衡计算)第三组(设备选型及计算)第四组(CAD画图)第五组(整理总结)摘要色氨酸是人和动物生命活动中八种必需氨基酸之一,对人和动物的生长发育、新陈代谢起着重要作用。
色氨酸的生产方式有多种,其中以微生物直接发酵法最具进展前途。
随着色氨酸的需求量日趋增加,决定设计一个年产2000吨色氨酸的工厂。
本设计以大肠杆菌为生产菌株,利用微生物直接发酵法制备色氨酸,采用深层发酵的方式,采用过滤、三效浓缩、冷却结晶、离心烘干的方式,最终取得99%的色氨酸。
本设计对工艺流程进行了物料衡算,并对主要生产设备进行了选型。
关键词:色氨酸,发酵法,工艺,设备选型ABSTRACTTryptophan is one of eight kinds of essential amino acids in human and animal life activity, It is useful for growth of people and animal. There are many methods to product tryptophan, and among them the microbial fermentation is the most promising.With the increasing demand of tryptophan , we decided to design an annual output of 2000 tons of tryptophan factory. We design the product with Escherichia coli strains, using microbial fermentation , the method of deep fermentation, filtration, three-efficient concentration, cooling crystallization, centrifugal and drying, and eventually get 99% degrees of purity of tryptophan. The design perform the material balance based on the technological processes, and select the main production equipment.Key words: tryptophan, fermentation, process, selection of equipment,目录摘要 (Ⅰ)ABSTRACT (Ⅱ)前言 (1)1 工艺论证 (2)无菌空气系统 (2)淀粉的液化和糖 (3)发酵工艺 (4)提取工艺 (5)总工艺流程图 (6)2 物料衡算.7生产进程的总物料衡算……………………………………………………7 制糖工序物料衡算 (8)持续灭菌和发酵工艺物料衡算.9提取工序物料衡算 (11)3 热量衡算 (13)液化工序热量衡算 (13)糖化工序热量衡算 (14)持续灭菌和发酵工序热量衡算 (15)浓缩结晶进程热量衡算 (17)干燥进程热量衡算 (18)生产进程耗用蒸汽汇总表 (19)4 水平衡 (20)糖化工序用水量 (20)持续灭菌用水量 (20)发酵工序用水量 (20)提取工序用水量 (20)用水量汇总表 (21)5 设备计算与选型 (22)糖化罐21发酵罐 (22)种子罐 (27)无菌空气制备 (30)三效浓缩罐 (31)结晶罐 (33)6. 参考文献 (30)前言L-色氨酸是含有吲哚基的中性芳香族氨基酸,为白色或略带黄色叶片状结晶或粉末,在水中溶解度1014 g(25℃),溶于稀酸或稀碱,在碱液中较稳固,强酸中分解。
《2024年年产2000吨风味鱼的工厂设计》范文
《年产2000吨风味鱼的工厂设计》篇一年产2000吨风味鱼工厂设计一、引言在不断增长的水产养殖行业中，工厂化养鱼业越来越受关注。
本文主要探讨了如何设计一个年产2000吨风味鱼的工厂。
在当下消费市场中，优质的风味鱼受到消费者广泛的喜爱和欢迎。
一个高效率且可靠的工厂化养殖设施不仅能够保障食品的稳定供应，还能够提供质量保证的产品。
二、工厂选址与设计原则1. 选址：工厂应选择在水源充足、水质优良的地区，且应靠近交通便利的地点，便于运输和销售。
同时，要考虑到环保因素，尽量减少对周围环境的影响。
2. 设计原则：工厂设计应遵循高效率、节能、环保、可持续性等原则。
养殖区、加工区、存储区等要合理布局，保证工作流程的顺畅。
三、养殖区设计1. 养殖池设计：养殖池的设计应考虑水质管理、水循环和饲料供应等因素。
养殖池的尺寸和数量应根据鱼的生长周期和养殖密度来确定。
2. 水质管理：安装高效的水处理系统，确保水质的稳定和适宜。
包括水质的净化、循环、温度控制等系统。
3. 饲料系统：采用自动饲料系统，根据鱼的生长阶段和需求，自动投喂饲料。
四、加工区设计1. 加工设备：配置先进的加工设备，包括清洗设备、切割设备、包装设备等。
设备应具备高效、节能、环保等特点。
2. 生产线布局：根据生产流程，合理布局生产线，确保生产过程的顺畅和高效。
3. 质量控制：建立严格的质量控制体系，对每个生产环节进行监控和检测，确保产品的质量安全。
五、存储与运输区设计1. 存储区：设立干燥、通风的存储区，用于存放成品和原料。
同时，要配备适当的冷藏设施，以保持产品的品质。
2. 运输区：设立专门的装卸货区域，方便产品的运输和装卸。
同时，要确保运输过程中的安全性和时效性。
六、环保与节能设计1. 环保措施：工厂应采取有效的环保措施，如安装污水处理系统、废弃物处理系统等，确保生产过程中的环保安全。
2. 节能设计：采用节能型设备和材料，如节能灯具、节能型电机等，降低能耗，提高能源利用效率。
《2024年年产2000吨风味鱼的工厂设计》范文
《年产2000吨风味鱼的工厂设计》篇一年产2000吨风味鱼工厂设计一、引言随着人们对健康饮食的追求，鱼类食品因其营养丰富、口感鲜美而备受青睐。
为了满足市场需求，本文将详细介绍一个年产2000吨风味鱼的工厂设计。
该工厂设计旨在实现高效生产、环保节能、质量稳定和成本控制等多重目标。
二、工厂选址与布局1. 选址原则：工厂选址应考虑交通便利、水源充足、电力稳定等因素，同时要远离污染源和易受自然灾害影响的地带。
2. 布局设计：工厂布局应遵循生产流程，合理分配生产区域，包括原料区、加工区、包装区、成品区等。
同时，要设置员工休息区、仓库等辅助设施。
三、生产线设计1. 原料处理线：原料处理线包括原料清洗、去鳞、去内脏等工序，确保原料的清洁卫生。
2. 加工生产线：加工生产线采用自动化设备，包括切割、腌制、烹饪等工序，实现高效生产。
3. 包装生产线：包装生产线包括称重、装袋、封口等工序，确保产品的质量和卫生。
四、设备选型与采购1. 设备选型：根据生产需求，选择适合的自动化设备，如切肉机、腌制机、蒸煮机、包装机等。
设备应具备高效、稳定、节能等特点。
2. 设备采购：采购设备时，要关注设备的性能、质量、售后服务等方面，确保设备的稳定运行和长期维护。
五、质量控制与安全卫生管理1. 质量控制：建立严格的质量控制体系，包括原料检验、过程控制、成品检验等环节，确保产品质量稳定。
2. 安全卫生管理：制定安全卫生管理制度，定期对工厂进行清洁消毒，确保生产环境的卫生安全。
同时，加强员工安全卫生培训，提高员工的安全意识。
六、环保与节能措施1. 环保措施：采用环保型生产设备，减少废水、废气排放。
建立污水处理系统，对废水进行处理后排放。
同时，加强固废管理，实现固废的资源化利用。
2. 节能措施：采用节能型设备，如节能灯具、节能空调等。
优化生产流程，减少能源消耗。
同时，建立能源管理系统，对工厂的能源消耗进行实时监控和管理。
七、人员配置与培训1. 人员配置：根据生产需求，合理配置生产人员、技术人员、管理人员等。
年产2000吨色氨酸的工厂设计可编辑
色氨酸是一种重要的氨基酸，在制药、食品添加剂等领域有广泛的应用。
为了满足市场需求，设计一座年产2000吨色氨酸的工厂是非常具有挑战性的任务。
下面我将介绍这个工厂的设计。
首先，对色氨酸工厂的布局进行设计。
工厂分为原料处理区、反应区、分离区、收尾处理区、仓储区和办公区等几个功能区。
原料处理区主要包括原料储存、检测和准备等设施，需要确保原料的储存安全，并对原料进行质量控制。
反应区是最核心的区域，其中包括反应釜、控制室和管道等设施，需要确保反应过程的可控性和安全性。
分离区主要包括离心机、过滤设备和蒸发机等，用于分离和提取色氨酸。
收尾处理区包括干燥设备和制剂设施等，用于将色氨酸制成最终产品。
仓储区用于存放原料和成品，需要确保仓库的温湿度和干燥条件。
办公区用于工厂管理和员工办公。
其次，对工艺流程进行设计。
色氨酸的工艺流程包括原料处理、反应、分离、收尾处理和包装等步骤。
原料处理主要包括原料清理、粉碎和质检。
反应是最关键的步骤，采用生物发酵的方式进行，需要建立起合适的微生物培养基，定期监测和调整发酵条件，以获得高产量和高质量的色氨酸。
分离步骤包括离心分离、过滤和蒸发等，用于将色氨酸从菌体中分离出来。
收尾处理主要包括干燥和制剂等，将色氨酸制成最终的粉剂或者片剂。
最后是包装，需要对成品进行包装和质检，以确保产品质量和卫生安全。
设计一个年产2000吨色氨酸的工厂，需要考虑到生产规模、资源利用、能源消耗和环境保护等方面。
为了提高生产效率，可以采用自动化生产线和先进的控制系统，实现生产的连续化和智能化。
同时，要合理配置设备和设施，充分利用空间和资源，提高生产能力和物料利用率。
在能源消耗上，可以采用低能耗设备和工艺，如高效发酵罐和废热回收装置，减少能源消耗和生产成本。
在环境保护上，需要采用环保型工艺和设备，如生物处理废水和废气的设施，以减少对环境的污染和影响。
此外，还需要制定完善的质量管理体系和安全管理制度。
对原料进行严格的质检和管理，确保原料的质量和安全性。
年产两千吨海藻糖工艺设计
年产两千吨海藻糖工艺设计山东轻工业学院2021届本科毕业设计本科毕业设计(论文)题目年产2000吨海藻糖工艺设计学院名称食品与生物工程学院专业班级生物工程08级1班学生姓名艾亮亮导师姓名王腾飞2021年 5月 30日山东轻工业学院2021届本科毕业设计年产2000吨海藻糖工艺设计作者姓名艾亮亮专业生物工程指导教师姓名王腾飞专业技术职务讲师山东轻工业学院2021届本科毕业设计目录摘要 (1)第一章绪论 (3)1.1 前言 ................................................. 3 1.1.1 开发背景 ........................................... 4 1.1.2海藻糖的功能特性 .................................... 4 1.1.3海藻糖的生产方法 .................................... 5 1.1.4 国内外海藻糖的发展现状 ............................. 6 1.1.5 海藻糖的发展前景 ................................... 7 1.2 设计原则 ............................................. 7 1.2.1设计总则 ........................................... 7 1.2.2机器设备布置的原则 .................................. 8 1.2.3 工艺流程设计原则 ................................... 8 1.3海藻糖生产的设计概述 .................................. 8 1.3.1设计依据 ........................................... 8 1.3.2设计内容 ........................................... 8 1.3.3设计规模 (9)第二章海藻糖的质量标准 (9)2.1海藻糖的理化指标...................................... 9 2.2海藻糖的卫生指标. (10)山东轻工业学院2021届本科毕业设计第三章厂址选择 (10)3.1厂址选择的重要性..................................... 10 3.2厂址选择的原则 .. (10)第四章工厂的总平面布置 (14)4.1工厂组成 ............................................ 14 4.2车间布置原则 ........................................ 14 4.3工厂总平面布置 ...................................... 15 4.4车间建设标准 (15)第五章工艺流程 (16)5.1海藻糖生产工艺流程 ................................... 16 5.2微生物的培养 ........................................ 16 5.3配置麦芽糖溶液车间 ................................... 17 5.4转化车间 ............................................ 17 5.5提取车间 ............................................ 17 5.6包装、标志、贮存及运输 (18)第六章海藻糖生产工艺计算与设备 (19)6.1配制麦芽糖溶液车间 ................................... 19 6.2转化车间计算 ........................................ 19 6.3过滤、脱色及脱盐车间 ................................. 21 6.4分离、浓缩车间 ...................................... 22 6.5 结晶，分离 (22)山东轻工业学院2021届本科毕业设计6.6 干燥及包装 (23)第七章辅助部门及公用系统 (25)7.1工厂运输 ............................................ 25 7.1.1厂外运输 .......................................... 25 7.1.2厂内运输 .......................................... 25 7.1.3车间运输 .......................................... 25 7.2机修车间 ............................................ 25 7.3给排水、供电、供汽 ................................... 25 7.3.1给水系统 .......................................... 25 7.3.2排水系统 .......................................... 25 7.3.3供电系统 .......................................... 26 7.3.4供汽系统 .......................................... 26 7.4化验室及仓库 ........................................ 26 7.4.1化验室 ............................................ 26 7.4.2仓库 .............................................. 26 7.5全厂人员安排 . (26)参考文献 ....................................... 28 致谢 (29)感谢您的阅读，祝您生活愉快。
年产5万吨谷氨酸发酵工厂设计开题报告
本科毕业设计(论文)开题报告题目：年产5万吨谷氨酸工厂发酵设计开题报告课题类型：工业设计学生姓名：刘少年学号：3100402209专业班级：生物工程102学院：生物与化学工程学院指导教师：李松开题时间：2014年3 月2014年月日一、本课题的研究意义、研究现状和发展趋势引言：谷氨酸为无色晶体或结晶性粉末，分为α、β两种晶型，通常β型稳定。
分子式:COOCCH(NC2)CH2CH2COOH分子结构如下所示:谷氨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。
L一谷氨酸是蛋白质的主要构成成分，谷氨酸盐在自然界普遍存在。
多种食品以及人体内都含有谷氨酸盐，它既是蛋白质或肤的结构氨基酸之一又是游离氨基酸，L型氨基酸美味较浓。
谷氨酸(2一氨基戊二酸)有左旋体、右旋体和外消旋体。
左旋体，即L一谷氨酸，是一种鳞片状或粉末状晶体，呈微酸性，无毒。
微溶于冷水，易溶于热水，几乎不溶于乙醚、丙酮及冷醋酸中，也不溶于乙醇和甲醇。
在200℃时升华，247℃一249℃分解，密度为1.538沙衬，旋光度+37一 +38.9(25℃)。
谷氨酸的用途广泛，它本身作为药品，能治疗肝昏迷症，也可用来生产味精、食品添加剂、香料和用于生物化学的研究[1]。
1.1研究目的及意义谷氨酸发酵是通气发酵，也是我国目前通气发酵产业中，生产厂家最多，产品产量最大的产业。
该生产工艺和设备具有很强的典型性，本论文对味精发酵生产工艺及主要设备作简要介绍，以期有助于了解通气发酵工艺及主要设备的有关知识。
本设计是年产量为20000吨的味精厂，重点是产品的物料衡算，热量衡算，同时工艺流程及设备选型等设计。
本设计的重点车间为发酵工艺车间，重点设备为糖化，煮沸，发酵设备。
该论文设计的目的是从生产实际出发，确保生产的各个环节中使用较少的人力、物力、财力取得较大的经济效益。
此为本设计的指导思想，亦是本设计最主要的特点。
同时本设计从节约用地出发，充分利用厂房设备来安排产品，对于那些类型不相同，生产设备，生产条件十分相同，甚至是用同一厂房，设备来生产不同产品。
- 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)。
年产2000吨色氨酸的工厂设计发酵工程课程设计报告书题目年产2000吨色氨酸的工厂设计分工安排: 生物工程102班第一组专业: 生物工程指导教师:金大勇完成日期:2013.06.20分组安排:第一组 1009082046-47(摘要、前言、工艺论证)第二组1009082050-55(物料衡算、热量衡算、水平衡计算)第三组 1009082040-45(设备选型及计算)第四组1009082048-49(CAD绘图)第五组1009082056-59(整理总结)摘要色氨酸是人和动物生命活动中八种必需氨基酸之一,对人和动物的生长发育、新陈代谢起着重要作用。
色氨酸的生产方法有多种,其中以微生物直接发酵法最具发展前途。
随着色氨酸的需求量日益增加,决定设计一个年产2000吨色氨酸的工厂。
本设计以大肠杆菌为生产菌株,利用微生物直接发酵法制备色氨酸,采用深层发酵的方式,采用过滤、三效浓缩、冷却结晶、离心烘干的方法,最终获得99%的色氨酸。
本设计对工艺流程进行了物料衡算,并对主要生产设备进行了选型。
关键词:色氨酸,发酵法,工艺,设备选型ABSTRACTTryptophan is one of eight kinds of essential amino acids in human and animal life activity, It is useful for growth of people and animal. There are many methods to product tryptophan, and among them the microbial fermentation is the most promising.With the increasing demand of tryptophan , we decided to design an annual output of 2000 tons of tryptophan factory. We design the product with Escherichia coli strains, using microbial fermentation , the method of deep fermentation, filtration, three-efficient concentration, cooling crystallization, centrifugal and drying, and eventually get 99% degrees of purity of tryptophan. The design perform the material balance based on the technological processes, and select the main production equipment.Key words: tryptophan, fermentation, process, selection of equipment,目录摘要 (Ⅰ)ABSTRACT (Ⅱ)前言 (1)1 工艺论证 (2)1.1 无菌空气系统 (2)1.2 淀粉的液化和糖 (3)1.3 发酵工艺 (4)1.4 提取工艺 (5)1.5 总工艺流程图 (6)2 物料衡算.72.1 生产过程的总物料衡算............................................................7 2.2 制糖工序物料衡算 (8)2.3 连续灭菌和发酵工艺物料衡算.92.4 提取工序物料衡算 (11)3 热量衡算 (13)3.1 液化工序热量衡算 (13)3.2 糖化工序热量衡算 (14)3.3 连续灭菌和发酵工序热量衡算 (15)3.4 浓缩结晶过程热量衡算 (17)3.5 干燥过程热量衡算 (18)3.6 生产过程耗用蒸汽汇总表 (19)4 水平衡 (20)4.1 糖化工序用水量 (20)4.2 连续灭菌用水量 (20)4.3 发酵工序用水量 (20)4.4 提取工序用水量 (20)4.5 用水量汇总表 (21)5 设备计算与选型 (22)5.1 糖化罐215.2 发酵罐 (22)5.3 种子罐 (27)5.4 无菌空气制备 (30)5.5三效浓缩罐 (31)5.6 结晶罐……………………………………………………………………336. 参考文献 (30)前言L-色氨酸是含有吲哚基的中性芳香族氨基酸,为白色或略带黄色叶片状结晶或粉末,在水中溶解度1014 g(25℃),溶于稀酸或稀碱,在碱液中较稳定,强酸中分解。
微溶于乙醇,不溶于氯仿、乙醚。
它是人体和动物生命活动中必需氨基酸之一,对人和动物的生长发育、新陈代谢起着重要作用,被称为第二必需氨基酸,在生物体内,从L-色氨酸出发可以合成5-羟基色胺的激素以及色素、生物碱、辅酶、植物激素等生理活性物质,可以预防和治疗糙皮病,同时具有消除精神紧张、改善睡眠等功效。
另外,由于色氨酸是一些植物蛋白中比较缺乏的氨基酸,用他强化食品和做饲料添加剂对提高植物蛋白质的利用率具有重要的作业,它是继蛋氨酸和赖氨酸之后的第三大饲料添加氨基酸。
目前世界L-色氨酸的年产约为10000多吨,市场增长率超过10%,作为饲料添加剂使用的色氨酸有数百吨,中国主要是高价格限制了她的应用。
世界上主要生产厂家是日本的昭和电工、协和发酵和三井化学公司采用发酵方法生产色氨酸,赢创德固赛则兼有发酵法和合成法生产色氨酸。
L-色氨酸的最早生产是靠化学合成法和蛋白质水解法,随着对微生物法生产L-色氨酸研究的不断深入,这种方法已经处于主导地位。
微生物法大体上可以分为直接发酵法、微生物转化法和酶法。
目前微生物直接发酵法成为色氨酸工业化生产的主流方式。
1.工艺论证1.1 无菌空气系统微生物在繁殖和耗氧发酵过程中都需要氧气,通常以空气作为氧源。
空气中含有各式各样的微生物,这些微生物随着空气进入培养液,在适宜的条件下,它们会大量繁殖,消耗大量的营养物质,以及产生各种代谢产物,干扰甚至破坏预定发酵的正常进行,使发酵产品的效价降低,产量下降,甚至造成发酵彻底失败等严重事故。
为保证纯种培养,必须将空气中的微生物除去或杀死。
此外还要求一定的相对湿度和具有一定的温度。
供给发酵用的无菌空气因需克服过滤介质的阻力、发酵液的静压力和管道阻力,所以常用空气压缩机加压后供给。
过滤除菌是目前生物工业生产中最常用、适用的空气除菌方法。
生物加工过程中最常用的获得大量无菌空气的常规方法 :一类是介质间孔隙大于微生物直径,故必须有一定厚度的介质滤层才能达到过滤除菌的目的,称为介质过滤或相对过滤或深层过滤。
这类过滤介质有棉花、活性炭、玻璃纤维、有机合成纤维、烧结材料(烧结金属、烧结陶瓷、烧结塑料);而另一类介质的孔隙小于细菌,含细菌等微生物的空气通过介质,微生物就被截留于介质上而实现过滤除菌,有时称之为绝对过滤。
但常用介质过滤法。
此外,空气经过压缩和在管道输送及经过滤器时的压力和温度的变化,会引起空气相对湿度改变,一旦发生凝露析水,就会使过滤介质(如棉花)吸湿,使过滤介质除菌效率大为降低。
因此,应把压缩空气中可能析出的水,在接近过滤介质之前除去。
空气过滤除菌流程: 图1选用两级冷却、分离、加热的空气除菌流程注: 第一级冷却:可使大部分水、油结成较大雾粒(通常冷却到30~35 ℃);第二级冷却:可使空气析出较小的雾粒(通常冷却到20~25 ℃);第一次分离:分离直径较大,浓度较大的雾粒(直径在10 um以上);第二次分离:分离直径较小的雾粒(直径在5 um以下);其优点:a. 比较完善的空气除菌流程,可适应各种气候条件,尤其适用潮湿的地区,其他地区可根据当地的情况,对流程中的设备作适当的增减。
能充分地分离油水,使空气达到低的相对湿度下进入过滤器,以提高过滤效率。
b. 特点:两次冷却、两次分离、适当加热。
2次冷却:可以减少油膜污染对传热的影响,能提高传热系数,节约冷却用水2次分离:可使油、水、雾分离得比较完全。
适当加热:可使除水后的空气相对湿度由100%降到50%~60%。
c .首先将进入空气压缩机的空气粗滤。
滤去尘灰等固体微粒,这对空气压缩机正常运行、介质除菌有很大帮助。
d. 为防止往复压缩机产生脉动,在流程中需要设置一个或数个贮气罐。
e. 无菌过滤,空气除菌系统一般常用两台总过滤器(便于交叉使用)和分过滤器(每个发酵罐一台)相结合的二级过滤装置,以确保空气的“无菌”。
1.2 淀粉的液化和糖化:色氨酸发酵过程中用的是葡萄糖,而所采用的发酵菌种没有分解淀粉的功能,所以在微生物发酵之前必须将淀粉分解成葡萄糖。
目前采用的是喷射液化法和双酶法葡萄糖生产工艺。
工艺流程包括调浆、液化、糖化和过滤。
1.2.1 调浆:搅拌速度为10 ? 20 r/min,加入工艺水和淀粉原料到淀粉浓度为25%,升温到50-55 ℃,调节pH保持在6.0-6.5之间,加入耐高温的α-淀粉酶,用量为10 U/g淀粉)。
1.2.2 液化:通入蒸汽到喷射器和维持柱中,预热到90-95 ℃后,将淀粉乳泵入喷射器,调节物料与蒸汽的压力,保持平衡。
保持出口的温度在100-105 ℃之间,液化的淀粉乳由喷射器下方卸出,引入维持罐。
维持过程的温始终要控制在95-98 ℃之间,持续时间为30分钟,最终淀粉乳的碘反应呈棕红色,且能迅速扩散。
1.2.3 糖化:淀粉乳经糖化后,通过螺旋版换热器降温,降至60-62 ℃,然后进入糖化罐,用10%的硫酸调节来pH至4.2-4.5,再加入糖化酶,其用量为100 U/g淀粉)。
糖化时间约为24-48小时,终点前DE值达到最高,提前15-20 min升温至85 ℃,灭酶5-10 min.1.2.4 过滤:由于糖化过程中的条件比较温和,所以脂肪、蛋白质基本没发生变化,可以用板框压滤机配上12-16涤纶过滤布加以过滤。
1.3 发酵工艺色氨酸发酵采用大肠杆菌深层发酵的方式1.3.1 工艺流程斜面培养→三角瓶麸曲→孢子悬浮液→种子罐→发酵罐→升温絮凝蛋白→发酵液贮罐1.3.2 培养基成份原料a : 斜面培养基(g/l) 牛肉膏 3g , 蛋白胨 10g , Nacl 10g , 琼脂15~20g , PH7.4~7.6b : 麸曲培养基麸曲:水 1:1c: 种子培养基(g/l NH42SO4 50, 淀粉糖 50,玉米浆 4ml,豆饼水解液2ml,MgSO4?7H2O 4, KH2PO4 0.1 ,,FeSO4?7H2O 0.01,MnSO4.H2O 0.01, PH7.0~7.2d : 发酵培养基 (g/l 淀粉糖 50 ,玉米浆 22ml,NH42SO4 40 ,Phe0.15 ,Tyr 0.15,MgSO4?7H2O 0.4,MnSO4?H2O 0.01,FeSO4?7H2O 0.01,VB1 100μg1.3.3 工艺条件:制备孢子悬液:在1000 ml三角瓶内装入麸皮40 g和水40 ml,混匀,121 ℃灭菌30 min。