谷氨酸钠发酵工段工艺设计说明书.docVIP

生物工艺学课程设计说明书 题 目： 100kt/a谷氨酸钠发酵 车间工艺设计 学生姓名： 学 院： 化工学院 班 级： 指导教师： 2011年 1 月 20 日 目录 第一章设计任务与设计依据 1 1.1 设计任务 1 1.2 设计基本依据 1 第二章 谷氨酸简介 2 1.1 概述 2 1.2 理化性质 2 1.2.1 物理性质 2 1.2.2 谷氨酸的化学性质 2 1.3 应用 2 1.4 谷氨酸的生物合成途径 2 第三章 发酵法生产谷氨酸的工艺流程 2 3.1 发酵法概述 2 3.2 原料的预处理及糖化 2 3.2.1 原料的种类 2 3.2.2 原料处理 2 3.3. 谷氨酸发酵工艺 2 3.3.1 发酵培养基 2 3.3.2 培养基灭菌 2 3.3.3 发酵控制 2 3.4 谷氨酸的提取 2 3.4.1 原理 2 3.4.2 工艺流程 2 第四章 工艺计算 2 4.1 生产要求 2 4.2 工艺计算 2 4.2.1总物料平衡的计算 2 4.2.2发酵工段物料平衡计算 2 第五章 总结与体会 2 致谢 2 参考文献 2 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。 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。 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。 第一章设计任务与设计依据 1.1 设计任务 （1）设计题目：100kt/a谷氨酸钠车间发酵工段设计 （2）目的与意义： 本题目根据生物工程专业的培养方向选择。谷氨酸是是本专业中一个具有代表性的产品，生产工艺涉及种子培养、发酵、提取等重要的单元操作和工程概念，通过对谷氨酸的工艺设计，进一步巩固加深并应用所学的《生物工艺学》、《身无分离工程》、《发酵设备与工厂设计概论》和《化工原理》等专业基础和专业课的理论知识，使之系统化、综合化。培养综合运用基础知识和专业理论，解决工程实际能力，为毕业设计打下基础。 1.2 设计基本依据 （1）于信令.味精工业手册[M],第二版.中国轻工业出版社，2009 （2）HG20559-93标准。 （3）俞文和.新编生物工艺学[M]，第二版。中国建材工业出版社，2002 （4）吴思方.生物工程工厂设计概论[M], 第二版.中国轻工业出版社,2002 第二章 谷氨酸简介 1.1 概述 　　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。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。 　　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－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的。多种食品以及人体内都含有谷氨酸盐，它即是蛋白质或肽的结构氨基酸之一，又是游离氨基酸，L型氨基酸美味较浓。 　　L－谷氨酸 又名“麸酸”或写作“夫酸”，发酵制造L－谷氨酸是以糖质为原料经微生物发酵，采用“等电点提取”加上“离子交换树脂”分离的方法而制得。”表示，消旋体用“dl”表示。现在化学才统一用D型、L型和DL型表示光学异构体，而左旋和右旋则用（-）与（+）表示。 所以L型谷氨酸旧的命名为1-谷氨酸，因为它的水溶液中是右旋，故沃尔—罗登宝命名法叫做L-(+)-谷氨酸，现在统称L-谷氨酸，又名d-α-氨基戊二酸。同样D型谷氨酸旧的命名为1-谷氨酸，因为它的水溶液为左旋，故称为D-（-）-谷氨酸，又名1-谷氨酸，又名1-α-氨基戊二酸。而 DL型谷氨酸即消旋异构体。 ⑶ 在动植物和微生物等生物机体中天然存在的，都是L型谷氨酸，L-谷氨酸是味精的前体。 ㈡ 谷氨酸结晶的特征 ⑴ 谷氨酸结晶体是有规则晶形的化学均一体 其晶形结构是以原子、分子或离子在晶格结合点上呈对称排列。谷氨