发酵工程课程设计
发酵工程与设备课程设计
发酵工程与设备课程设计一、前言发酵工程与设备是当今生物制造领域不可或缺的重要学科，是指利用微生物、酶或其他生物体生理代谢过程，将有机原料转化为有用的终端产品和中间体的过程。
本课程设计旨在使学生了解发酵工程原理、技术与设备，提高发酵工程设计能力，并通过实验综合掌握发酵过程控制基本技术。
二、教学内容与目标2.1 教学内容本课程设计将涵盖以下内容：1.发酵工程原理2.发酵过程控制3.发酵设备设计4.实验掌握发酵过程控制技术2.2 目标1.理解发酵工程的基本原理2.掌握发酵过程控制的基本技术3.熟悉发酵设备的设计方法和操作指导4.实验熟悉并掌握发酵过程控制的基本技术三、教学方法1.前期讲授2.现场演示3.讨论交流4.实验操作3.1 前期讲授前期课程采用传统教学方法，通过课堂讲解、课件演示等方式，讲解发酵工程与设备的基本知识理论，包括发酵过程原理，发酵工艺设计，以及设备选型等内容。
3.2 现场演示通过现场演示，让学生了解设备的结构、工作原理、操作流程等，并注意安全操作，熟悉各种发酵设备的特点及优缺点，培养学生维护设备的基本技能，提高实践能力，增加学生实际操作的经验。
3.3 讨论交流通过讨论及交流，引导学生进行自主探究和思考，培养学生合作精神，使他们在互相合作、互相帮助、共同探索、共同解决问题的过程中，不断学习，提高自己的思考能力和创新意识。
3.4 实验操作实验环节是发酵工程与设备课程设计的重要组成部分。
通过实验操作，让学生练习发酵设备的操作、监测及控制技术，同时将前面所学到理论知识和实际操作紧密结合起来，使学生培养实际操作的能力，加深对发酵工程与设备的理解。
四、实验方案在本课程设计的实验部分，将通过以下几个方面来实现对学生的培养：4.1 实验目的让学生熟悉发酵计算和控制技术，实践运用各种发酵设备如发酵罐、摇瓶等，加深对微生物发酵过程的理解和应用。
4.2 实验材料1.液体培养基2.离心机3.稀释管4.发酵罐5.摇瓶6.发酵设备控制系统4.3 实验操作1.发酵罐操作实验在实验室中，选择一种微生物，用该微生物进行发酵实验，包括对发酵基质的处理、发酵罐的操作和监控、pH值、DO值的测定，最后得出发酵反应动力学参数。
发酵工程第三版课程设计 (2)
发酵工程第三版课程设计简介发酵工程是以微生物为主体，利用微生物代谢活动进行物质转化和能量转换的一门交叉学科。
通过发酵工程的学习，能够了解微生物的基本生理特征、代谢途径和酶工程基础知识，掌握工业发酵技术的设计原理和实验技能，培养独立思考、分析和解决实际问题的能力。
本课程设计旨在让学生通过设计一个发酵工程的实验方案，深入了解发酵工程的原理和应用，同时提升其实验设计和数据分析能力。
课程目标1.熟悉发酵工程的基本原理和应用；2.掌握实验设计的基本方法和技能；3.能够解释和分析实验结果；4.培养独立思考和解决实际问题的能力。
课程内容理论讲解1.发酵原理；2.发酵工程的设计原则和方法；3.不同微生物发酵的特点。
实验设计1.实验方案设计；2.实验条件的设定；3.实验数据的处理与分析。
实验内容1.选择微生物和培养基；2.建立微生物发酵体系；3.检测基础代谢产物和酶的活性。
课程实践实验操作1.实验前的准备工作；2.实验操作规范；3.实验中的安全注意事项。
数据处理与分析1.数据统计分析；2.结果图表呈现；3.结果解释和讨论。
课程作业1.发酵工程实验报告撰写；2.实验结果讨论和分析。
教学方法采用理论教学与实践课程相结合的方式。
理论课程通过课堂讲解和激发讨论，使学生了解发酵工程的基本原理和应用；实验课程通过实验操作，让学生掌握实验设计和实验操作技能，解决实际问题。
此外，还将组织学生参加讨论和辩论活动，促进交流和思想碰撞，提高学生综合素质。
参考文献1.Blanch HW, Clark DS. Biochemical Engineering[M]. SecondEdition. New York: Marcel Dekker Inc, 2002.2.樊晓陆, 贾述华. 化工实验与设计[M]. 第二版. 化学工业出版社,2014.3.陶浩民. 发酵工艺学[M]. 化学工业出版社, 2004.总结本课程的设计旨在通过实验操作，让学生深入了解发酵工程的原理和应用，同时提升其实验设计和数据分析能力，培养独立思考和解决实际问题的能力，是一门结合理论与实践的挑战性课程。
酒精发酵工程课程设计
酒精发酵工程课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解酒精发酵的基本原理，掌握发酵过程中微生物的作用及影响；2. 学生能掌握酒精发酵的主要设备、操作流程及控制参数；3. 学生能了解酒精发酵在生产生活中的应用及其对环境保护的意义。
技能目标：1. 学生能够独立进行酒精发酵实验，熟练操作发酵设备，并能解决实验过程中出现的问题；2. 学生能够通过观察、分析实验数据，合理调整发酵条件，提高酒精产量；3. 学生能够运用所学知识，设计简单的酒精发酵生产方案。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对生物技术的兴趣和热情，增强对科学研究的信心和责任感；2. 学生树立环保意识，认识到生物技术在资源利用和环境保护方面的重要性；3. 学生在团队协作中学会相互尊重、沟通与交流，培养合作精神和集体荣誉感。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程以实验和实践为主，结合理论教学，注重培养学生的动手操作能力和科学思维。
课程目标具体、可衡量，旨在帮助学生掌握酒精发酵的核心知识，提高实践技能，同时激发学生对生物技术的兴趣，培养其环保意识和团队协作精神。
通过本课程的学习，使学生能够更好地适应未来生物技术领域的发展需求。
二、教学内容1. 酒精发酵基本原理：微生物代谢、酵母菌的作用、发酵过程中物质的转化；教材章节：第二章 发酵工程基础2. 酒精发酵设备与操作：发酵罐的结构与功能、控制系统、操作流程；教材章节：第三章 发酵设备与控制3. 酒精发酵实验：实验目的、原理、方法、步骤、数据处理；教材章节：第四章 发酵实验技术4. 发酵条件优化：影响酒精发酵的因素、实验设计、结果分析；教材章节：第五章 发酵条件优化5. 酒精发酵在生产生活中的应用：酒精制品的种类、生产工艺、环保意义；教材章节：第六章 发酵工程应用6. 生物技术在环保中的应用：废物资源化、生物能源、减少污染；教材章节：第七章 生物技术与环境保护教学内容安排和进度：第一周：酒精发酵基本原理；第二周：酒精发酵设备与操作；第三周：酒精发酵实验（1）；第四周：酒精发酵实验（2）及数据处理；第五周：发酵条件优化；第六周：酒精发酵在生产生活中的应用；第七周：生物技术在环保中的应用。
发酵工程及设备教案
一、教案基本信息教案名称：发酵工程及设备教案课时安排：45分钟教学目标：1. 了解发酵工程的定义和基本概念。
2. 掌握发酵过程中常用的微生物和发酵设备。
3. 理解发酵工程在食品工业中的应用。
教学方法：1. 讲授：讲解发酵工程的定义、原理和应用。
2. 互动：引导学生思考发酵过程的微生物和设备的选择。
3. 案例分析：通过具体的食品发酵案例，让学生更好地理解发酵工程的应用。
教学准备：1. 发酵工程的PPT课件。
2. 相关的食品发酵案例资料。
二、教学过程1. 导入（5分钟）通过提问方式引导学生思考：什么是发酵？发酵在食品制作中有什么作用？2. 讲解发酵工程的定义（5分钟）讲解发酵工程的定义，包括发酵过程的基本原理和应用领域。
3. 介绍发酵过程中常用的微生物（10分钟）介绍发酵过程中常用的微生物，如酵母菌、乳酸菌等，并讲解它们在发酵过程中的作用。
讲解发酵设备的种类及作用，包括发酵罐、生物反应器等，并介绍它们在发酵过程中的应用。
5. 发酵工程在食品工业中的应用（10分钟）通过具体的食品发酵案例，讲解发酵工程在食品工业中的应用，如啤酒发酵、酸奶制作等。
6. 互动环节（5分钟）引导学生思考发酵过程的微生物和设备的选择，以及发酵工程在食品工业中的重要性。
7. 总结与作业布置（5分钟）总结本节课的重点内容，布置作业，要求学生复习发酵工程的定义、微生物和设备，并思考发酵工程在食品工业中的应用。
三、教学反思本节课通过讲解发酵工程的定义、微生物和设备，以及发酵工程在食品工业中的应用，使学生了解了发酵工程的基本概念和原理。
通过互动环节，引导学生思考发酵过程的微生物和设备的选择，提高了学生的参与度。
但在授课过程中，需要注意把握讲解的深度和广度，确保学生能够更好地理解和掌握发酵工程的知识。
四、作业布置1. 复习发酵工程的定义、微生物和设备。
2. 思考发酵工程在食品工业中的应用，并结合实际案例进行分析。
3. 预习下一节课的内容：发酵工程的实例及发展趋势。
发酵工程及设备课程设计
发酵工程及设备课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解发酵工程的定义、原理及应用领域；2. 掌握发酵过程中常见的微生物种类及其功能；3. 了解发酵设备的基本结构、工作原理和操作方法；4. 学习发酵过程中关键参数的检测与控制方法。
技能目标：1. 能够运用发酵工程原理设计简单的发酵实验方案；2. 学会正确操作发酵设备，进行发酵过程的控制与优化；3. 能够分析发酵过程中出现的问题，并提出解决方案；4. 培养学生的实验操作能力、观察能力及团队合作能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对发酵工程的兴趣，激发他们探索生物技术领域的热情；2. 增强学生的环保意识，使他们认识到发酵技术在环境保护和资源利用方面的重要性；3. 培养学生严谨的科学态度和良好的实验习惯，提高他们的责任心和自律性；4. 通过发酵工程课程的学习，使学生认识到生物技术在实际生产中的应用价值，提高他们的实践能力。
本课程旨在帮助学生掌握发酵工程的基础知识，培养他们在发酵技术方面的实际操作能力，同时激发学生对生物技术领域的兴趣，培养他们的情感态度和价值观。
课程内容紧密联系课本，注重实践性与实用性，确保学生在学习过程中能够达到预期的学习成果。
二、教学内容1. 发酵工程基础理论- 发酵工程的定义、原理及分类；- 常见发酵微生物的种类、特性及应用；- 发酵过程中微生物生长、代谢与产物形成的关系。
2. 发酵设备与工艺- 发酵设备的基本结构、工作原理及选型；- 发酵过程中的参数检测与控制方法；- 发酵工艺的优化与放大。
3. 发酵实验设计与操作- 发酵实验方案的设计与实施；- 发酵设备操作方法与注意事项；- 发酵过程中异常现象的分析与处理。
4. 发酵工程应用案例- 生物制药领域的发酵技术应用；- 食品工业中的发酵技术实例；- 环境保护和生物能源方面的发酵工程案例。
教学内容根据课程目标进行选择和组织，注重科学性和系统性。
教学大纲明确教学内容的安排和进度，对应教材相关章节，确保教学内容与课本紧密关联。
发酵工程教案(打印)
发酵工程教案(打印)第一章：发酵工程的概述1.1 发酵工程的定义发酵工程的概念发酵工程的组成1.2 发酵工程的应用领域食品工业制药工业生物化工1.3 发酵工程的发展历程传统发酵技术现代发酵工程技术第二章：发酵过程的微生物学基础2.1 发酵微生物的分类与特性细菌真菌放线菌2.2 发酵微生物的培养与筛选培养基的选择与制备微生物的分离与纯化2.3 发酵微生物的代谢调控微生物的生长曲线微生物的代谢途径第三章：发酵设备的类型与选择3.1 发酵设备的类型大型发酵罐生物反应器膜分离设备3.2 发酵设备的选择原则生产规模产品特性经济效益3.3 发酵设备的运行与维护设备的启动与停止设备的清洗与消毒设备的故障处理第四章：发酵过程的控制与管理4.1 发酵过程的控制参数温度pH值溶氧量营养物质4.2 发酵过程的控制技术自动控制系统反馈控制系统计算机控制系统4.3 发酵过程的管理与优化生产计划的制定发酵条件的优化生产过程的质量控制第五章：发酵工程的案例分析5.1 乳酸菌发酵工程案例酸奶的生产泡菜的制作5.2 酵母菌发酵工程案例啤酒的生产葡萄酒的制作5.3 放线菌发酵工程案例抗生素的生产维生素的生产第六章：发酵工程的安全与环保6.1 发酵工程的安全问题微生物的危害生物安全措施发酵罐的安全操作6.2 发酵过程中的污染控制污染的来源污染的检测与控制清洁生产技术6.3 发酵工程的环保问题废水处理废气处理固体废弃物处理第七章：发酵工程的产业化应用7.1 发酵工程在食品工业的应用面包酵母的生产乳酸菌的产业化7.2 发酵工程在制药工业的应用抗生素的产业化维生素的产业化7.3 发酵工程在其他领域的应用生物燃料的生产生物材料的产业化第八章：发酵工程的研发与创新8.1 发酵工程的新技术发展重组DNA技术基因工程技术合成生物学技术8.2 发酵工程的新设备开发高通量筛选设备生物反应器的设计自动化控制系统8.3 发酵工程的产业化挑战与机遇产业化过程中的问题产业化发展的趋势产业化政策的分析第九章：发酵工程的实例分析与评价9.1 发酵工程案例分析某乳酸菌产品的生产某抗生素的生产9.2 发酵工程项目的评价技术与经济评价环境与社会影响评价风险评价9.3 发酵工程的发展前景与建议行业发展趋势技术创新方向政策与支持措施第十章：发酵工程的实验操作10.1 发酵实验的基本操作菌种的制备与保藏发酵液的制备发酵过程的监控10.2 发酵实验的设计与优化实验设计方法发酵条件的优化实验结果的分析10.3 发酵实验的操作技能培养实验操作的安全规范实验设备的操作与维护实验数据的准确记录与处理重点和难点解析重点环节一：发酵微生物的分类与特性重点掌握不同类型发酵微生物的分类、特点及应用领域。
发酵工程第二版课程设计
发酵工程第二版课程设计课程背景发酵工程是一门涉及生物学、化学、工程学等多学科知识的综合性学科，随着生物技术的飞速发展，发酵工程在医药、食品、化工等领域中的应用越来越广泛，因此受到了越来越多学生的关注。
本课程旨在通过教授发酵工程的相关基础知识和实践技能，培养学生的综合素质，提高其在发酵工程领域中的竞争力。
课程目标本课程旨在使学生：1.掌握发酵工程的基础概念和理论知识；2.熟悉发酵工程实验室常见的实验设备和仪器；3.能够进行发酵工程实验的设计、实验操作、数据处理和结果分析；4.培养学生的团队合作能力和创新意识。
课程大纲1.发酵工程的概述–发酵的定义、类型和应用领域–发酵过程中的微生物、介质和条件要素2.发酵过程的动力学–动力学方程和参数的计算–发酵反应速率和控制策略3.发酵实验的基本技能–实验设备和仪器的使用–发酵基质配方和菌株选择–发酵参数的调控和监测4.发酵实验的设计与分析–实验设计的基本原则和方法–实验数据的处理和分析5.发酵工程的创新与应用–发酵工程实践案例的介绍–前沿技术和研究进展的讲解课程教学方法本课程采用教师授课、学生讨论、小组实验等多种教学方法相结合，具体如下：1.教师授课：讲解发酵工程基本概念和理论知识；2.学生讨论：互相交流学习经验、讨论发酵实验设计和数据分析；3.小组实验：安排实验小组进行实验设计、操作和数据处理。
课程考核方式本课程的考核方式包括日常表现、实验报告和期末考试。
1.日常表现：学生在课堂上的表现和积极性，占总分10%；2.实验报告：学生参与小组实验并撰写实验报告，占总分30%；3.期末考试：包括理论知识和实验技能的考试，占总分60%。
课程参考书目1.《发酵工程原理与实践》（第二版），黄海莲，高等教育出版社，2015；2.《发酵工程导论》（第三版），洪慈庸，中国轻工业出版社，2018；3.《发酵工程实验技术手册》，刘大峰，科学出版社，2014。
以上是本课程的设计方案，欢迎各位同学积极参与学习，共同提高。
发酵工程教案(打印
发酵工程教案（打印）第一章：发酵工程的概述1.1 发酵的定义和意义1.2 发酵工程的起源和发展1.3 发酵工程的研究内容和应用领域第二章：发酵过程的基本原理2.1 微生物的生长与代谢2.2 发酵条件的控制2.3 发酵过程中的物质变化第三章：发酵设备及其设计3.1 发酵罐的设计与选择3.2 发酵过程的自动化控制3.3 发酵设备的清洗与消毒第四章：发酵条件的优化与控制4.1 发酵条件的优化方法4.2 发酵过程的监控与控制4.3 发酵过程中的问题与解决方法第五章：发酵工程的应用实例5.1 微生物肥料的生产与应用5.2 生物农药的发酵生产5.3 食品工业中的发酵应用第六章：发酵工程在药品生产中的应用6.1 抗生素的发酵生产6.2 维生素的发酵生产6.3 重组蛋白的发酵生产第七章：生物化工领域的发酵工程7.1 氨基酸的发酵生产7.2 有机酸的发酵生产7.3 生物酶的发酵生产第八章：发酵工程在环保领域的应用8.1 生物滤池技术8.2 生物脱硫技术8.3 生物降解技术第九章：发酵工程的产业化与发展9.1 发酵工程的产业化流程9.2 发酵工程的技术创新与挑战9.3 我国发酵工程产业的发展现状与趋势第十章：发酵工程的可持续发展10.1 发酵工程与资源利用10.2 发酵工程与环境保护10.3 发酵工程的循环经济模式第十一章：发酵工程在生物制药中的应用11.1 重组蛋白药物的发酵生产11.2 疫苗的发酵生产11.3 基因治疗的发酵工程应用第十二章：发酵工程技术在农业中的应用12.1 微生物肥料的发酵生产12.2 生物农药的发酵生产12.3 动物疫苗和生物兽药的发酵生产第十三章：发酵工程在生物能源中的应用13.1 燃料酒精的发酵生产13.2 生物柴油的发酵生产13.3 生物气体的发酵生产第十四章：发酵工程在生物材料中的应用14.1 发酵生产生物塑料14.2 发酵生产生物纤维14.3 发酵生产生物复合材料第十五章：发酵工程的案例分析与实践操作15.1 发酵工程案例分析15.2 发酵工程的实践操作技巧15.3 发酵工程的实验设计与数据分析重点和难点解析本文教案涵盖了发酵工程的概述、基本原理、设备设计、条件优化与控制、应用实例、药品生产、生物化工、环保领域应用、产业化发展、技术创新、可持续发展以及案例分析和实践操作等多个方面。
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发酵工程课程设计设计说明书45M3机械搅拌通风发酵罐的设计起止日期：2013 年12 月30 日至2014 年1 月 5 日学生姓名金辉班级生物技术111班学号***********成绩指导教师(签字)包装与材料工程学院2013年12 月31 日目录第一章前言 (4)第二章设计方案 (5)第三章谷氨酸的发酵工艺 (7)3.1谷氨酸的发酵工艺流程图： (7)3.2谷氨酸的生产原料及处理【7】 (7)3.3谷氨酸发酵工艺技术参数 (8)3.4谷氨酸发酵环境控制 (8)第四章发酵罐设计及谷氨酸发酵基本参数 (10)4.1发酵罐的型式 (10)4.2发酵罐的用途 (10)第五章发酵罐造型及工艺计算 (11)5.1 发酵罐容积的确定 (11)5.2发酵罐主要尺寸的计算 (11)5.3罐体 (14)5.3.1罐体的厚度 (14)5.3.2封头壁厚的计算 (14)5.3.3人孔和视镜的设计 (15)5.4传热量的计算及冷却面积的确定 (15)5.5接管的设计 (17)5.5.1接管的长度h设计【2】 (17)5.5.2接管直径的确定 (17)5.5.3管道接口的选择 (17)5.6装液量的计算 (18)5.7通风量的计算 (18)5.8搅拌器的设计 (18)5.9搅拌器功率的计算 (19) (19)5.9.1不通气时的搅拌功率P (20)5.9.2通气搅拌功率的计算Pg (20)5.9.3电动机的功率P电5.10 竖直蛇管冷却装置计算 (21)5.10.1 求最高热负荷下的耗水量W (21)5.10.2 冷却管的设计 (21)5.10.3校核布置后冷却管的实际传热面积 (22)5.11 设备结构的工艺设计 (22)第六章设计结果及讨论 (23)第七章心得体会 (26)参考文献 (27)第一章前言发酵罐，指工业上用来进行微生物发酵的装置。
其主体一般为用不锈钢板制成的主式圆筒，其容积在1m3至数百m3。
在设计和加工中应注意结构严密，合理。
能耐受蒸汽灭菌、有一定操作弹性、内部附件尽量减少（避免死角）、物料与能量传递性能强，并可进行一定调节以便于清洗、减少污染，适合于多种产品的生产以及减少能量消耗。
用于厌气发酵(如生产酒精、溶剂)的发酵罐结构可以较简单。
用于好气发酵(如生产抗生素、氨基酸、有机酸、维生素等)的发酵罐因需向罐中连续通入大量无菌空气，并为考虑通入空气的利用率，故在发酵罐结构上较为复杂，常用的有机械搅拌式发酵罐、鼓泡式发酵罐和气升式发酵罐。
乳制品、酒类发酵过程是一个无菌、无污染的过程，发酵罐采用了无菌系统，避免和防止了空气中微生物的污染，大大延长了产品的保质期和产品的纯正，罐体上特别设计安装了无菌呼吸气孔或无菌正压发酵系统。
罐体上设有米洛板或迷宫式夹套，可通入加热或冷却介质来进行循环加热或冷却。
发酵罐的容量由300-15000L多种不同规格。
发酵罐按使用范围可分为实验室小型发酵罐、中试生产发酵罐、大型发酵罐等。
发酵罐广泛应用于乳制品、饮料、生物工程、制药、精细化工等行业，罐体设有夹层、保温层、可加热、冷却、保温。
罐体与上下填充头（或雏形）均采用旋压R角加工，罐内壁经镜面抛光处理，无卫生死角，而全封闭设计确保物料始终处一无污染的状态下混合、发酵，设备配备空气呼吸孔，CIP清洗喷头，人孔等装置。
发酵罐的分类:按照发酵罐的设备,分为机械搅拌通风的和非机械搅拌通风发酵罐；按照微生物的生长代谢需要,分为好气型发酵罐和厌气型发酵灌。
发酵罐是一种对物料进行机械搅拌与发酵的设备。
该设备采用内循环方式，用搅拌桨分散和打碎气泡，它溶氧速率高,混合效果好。
罐体采用SUS304或316L进口不锈钢，罐内配有自动喷淋清洗机头，确保生产过程符合GMP要求。
第二章设计方案我设计的是一台45M3的机械通风搅拌发酵罐，发酵生产谷氨酸。
L-谷氨酸是生物机体内按代谢的基本氨基酸之一，也是连接糖代谢与氨基酸代谢的枢纽之一，在代谢上具有比较重要的意义。
L-谷氨酸单钠盐，俗称味精，具有强烈的鲜味，是一种十分重要的调味品，广泛应用于烹调和食品加工。
前国内各谷氨酸厂所使用谷氨酸产生菌主要有天津短杆菌(Brevibacteriaceae Tianjianense)T6-13及其诱变株FM8209、FM-415、CMTC6282、TG863、TG866、S9114、D85等菌株；钝齿棒杆菌(Corynebacterrum crenatum)ASl 542及其诱变株B9、B9-36、F-263等菌株；北京棒杆菌(Corynebacterium Pekinense)ASl299及其诱变株7338、Dll0、WTH-1等菌株。
现在多数厂家生产上常用的菌株是T6-13、FM-415、S9114、CMTC6282等。
综合温度、PH等因素选择菌株，该菌种最适发酵温度为32-37，pH为7.0-7.5。
主要生产工艺过程为如下：原料液的处理与培养基配制；种子制备与扩大培养；发酵；谷氨酸提取与精制。
其具体过程如图1:味精生产总工艺流程图发酵罐主要有罐体，搅拌器，挡板，消泡器，联轴器及轴承，变速装置，空气分布装置，轴封，换热装置等，但此次采用是用于工业发酵的大型发酵罐，为此会去掉挡板，而且会有冷却用的蛇形管。
对于工业生产用的发酵罐体积，我们要进行合理准确的计算；同时对于发酵罐的制作材料也要注意；要控制发酵罐的温度要特别注意，应为了使谷氨酸产生菌的速度最大，我们要保持合适的温度，使发酵罐的温度不至于过高而影响发酵液的温度，为此我们对于蛇形冷却管的冷却面积需要进行合理计算等。
此次的发酵罐的设计不仅包括发酵管的参数等，而且还有发酵条件的控制，以及发酵罐罐体的设计，运用电脑制图，结合了机械工程制图和电脑CAD制图，电脑设计图位于附录。
表2.1发酵罐主要设计条件项目及代号参数及结果备注发酵菌种TG866 根据参考文献[6]选取工作压力0.4MPa 由任务书确定设计压力0.4MPa 由任务书确定发酵温度（工作温度）32℃根据任务书选取设计温度120℃由工艺条件确定冷却方式培养基蛇管冷却玉米浆、糖蜜等由工艺条件确定由参考文献[6]确定发酵液密度1080kg/m3 由工艺条件确定发酵液黏度 2.0×10-3N.s/m2 由工艺条件确定为了使微生物发挥最大的生产效率，发酵罐必须满足几个要求：（1）发酵罐应有适宜的径高比。
罐身较长，氧的利用率较高。
（2）发酵罐应能承受一定的压力，因为发酵罐在灭菌和正常工作时要承受一定的压力（气压和液压）和温度。
（3）发酵罐的搅拌通风装置能使气液充分混合，实现传质传热作用，保证微生物发酵过程中所需要的溶解氧。
（4）发酵罐内应尽量减少死角，避免藏污纳垢，保证灭菌彻底，防止染菌。
（5）发酵罐应具有足够的冷却面积。
（6）搅拌器的轴封要严密，以减少泄露。
第三章谷氨酸的发酵工艺3.1谷氨酸的发酵工艺流程图：图3-1 谷氨酸发酵工艺流程图3.2谷氨酸的生产原料及处理【7】绝大多数的谷氨酸生产菌都不能直接利用淀粉，因此，以淀粉为原料进行谷氨酸生产时，必须将淀粉质原料水解成葡萄糖后才能供使用。
可用来制成淀粉水解糖的原料很多，主要有薯类、玉米、小麦、大米等，我国主要以甘薯淀粉或大米制备水解糖。
淀粉水解的方法有三种，简单选取两种进行介绍：1、酸水解法的工艺流程水和盐酸+淀粉→蒸汽+调浆→糖化→冷却→中和、脱色→过滤→糖液（1）调浆：原料淀粉加水调成10—11°Be´的淀粉乳，用盐酸调pHl.5左右，盐酸用量(以纯盐酸计)约为干淀粉的0.5％～0.8％。
（2）糖化：粉浆密度1.074～1.09 g.ml-1、pH1.5、蒸汽压力0.25～0.28 MPa、糖化时间15～25 min。
在以上条件下进行即可将淀粉转化为还原糖。
（3）中和脱色：淀粉水解完毕，酸解液pH仅为1．5左右，需用碱中和后才能用于发酵。
中和的终点pH一般控制在4.5～5.0左右，以便使蛋白质等胶体物质沉淀析出。
酸解液中尚存在着一些色素和杂质需通过脱色除去。
脱色可采用活性炭吸附，活性炭是经过特殊处理的木炭，为黑色无定形粉末，不溶于任何溶剂，质松多孔，表面积很大，具有很大的吸附能力。
它将具有脱色与助滤两方面作用。
（4）过滤：经脱色后的糖液，温度仍在60℃以上，应及时用压缩空气或泵送到板框压滤机或叶滤机过滤，活性炭可兼做助滤剂使用。
过滤温度一般在60～70℃之间。
2、酶水解法先用α-淀粉酶将淀粉水解成糊精和低聚糖，然后再用糖化酶将糊精和低聚糖进一步水解成葡萄糖的方法，称为酶解法。
谷氨酸菌能够在菌体外大量积累谷氨酸，是由于菌体的代谢调节处于异常状态，只有具有特异性生理特征的菌体才能大量积累谷氨酸。
这样的菌体对环境条件是敏感的。
也就是说，谷氨酸发酵是建立在容易变动的代谢平衡上的，是受多种发酵条件支配的。
因此，控制最适的环境条件是提高发酵产率的重要条件。
在谷氨酸发酵中，应根据菌种特性，控制好生物素、磷、NH4+、pH、氧传递率、排气中二氧化碳和氧含量、氧化还原电位以及温度等，从而控制好菌体增殖与产物形成、能量代谢与产物合成、副产物与主产物的合成关系，使产物最大限度地利用糖合成主产物。
3.3谷氨酸发酵工艺技术参数表3.1 主要工艺技术参数3.4谷氨酸发酵环境控制（1）温度：谷氨酸发酵前期应采取菌体生长最适温度为30～32℃。
对数生长期维持温度30-32℃。
谷氨酸合成的最适温度为34～37℃。
催化谷氨酸合成的谷氨酸脱氢酶的最适温度在32-36°C左右，在发酵中、后期需要维持最适的产酸温度，以利谷氨酸合成。
（2）溶解氧：一般控制为，长菌期低风量，产酸期高风量，发酵成熟期又转为低风量。
菌体生长期通风量可比谷氨酸形成期低0.05～0.08 m3/m3.min,且要视OD值的增长情况灵活控制风量。
（3）pH：谷氨酸生产菌的最适pH一般是中型或微碱性pH7.0～8.0条件下累计谷氨酸，发酵前期的pH值以7.5左右为宜，中后期以7.2左右对提高谷氨酸产量有利。
（4）通风量：谷氨酸生产菌是兼性好氧菌，有氧、无氧的条件下都能生长，只是代谢产物不同。
谷氨酸发酵过程中，通风必须适度，过大菌体生长慢，过小产物由谷氨酸变为乳酸。
应在长菌期间低风量，产酸期间高风量，发酵成熟期低风量。
其中，谷氨酸发酵罐现均采用气一液分散较理想的圆盘涡轮式多层叶轮搅拌器。
（5）泡沫：谷氨酸发酵时好气性发酵，因通风和搅拌和菌体代谢产生的CO2，使培养液产生泡沫是正常的，但泡沫过多不仅使氧在发酵液中的扩散受阻，影响菌体的呼吸代谢，也会影响正常代谢以及染菌。
因此，要控制好泡沫是关键。
消泡方法有机械消泡（靶式、离心式、刮板式、蝶式消泡器）和化学消泡（天然油脂、聚酯类、醇类、硅酮等化学消泡剂）两种方法。