赖氨酸发酵工艺设计

武汉工程大学本科毕业设计（论文）

摘 要

味精是人们熟悉的鲜味剂，是L—谷氨酸单钠盐(Mono sodium glutamate)的一水化合物(HOOC-CH2CH(NH2)-COONa·H20)，具有旋光性，有D—型和L—型两种光学异构体。味精具有很强的鲜味(阈值为0. 03%)，现已成为人们普遍采用的鲜味剂，其消费量在国内外均呈上升趋势。1987年3月，联合国粮农组织和世界卫生组织食品添加剂专家联合委员会第十九次会议，宣布取消对味精的食用限量，再次确认为一种安全可靠的食品添加剂［1］。早期味精是由酸法水解蛋白质进行制造的，自从1956年日本协和发酵公司用发酵法生产以后，发酵法生产迅速发展，目前世界各国均以此法进行生产。

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［2］。该生产工艺和设备具有很强的典型性，本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和主要设备的有关知识。

设计内容为，了解味精生产中的原料预处理、发酵、提取部分的生产方法和生产流程，根据实际情况来选择发酵工段合适的生产流程，并对流程中的原料进行物料衡算、热量衡算及设备的选择。最后，画出发酵工段的工艺流程图和

谷氨酸发酵

一

生物工程学报树‘曲用

一月

,

谷氨酸发酵工艺参数的模式识别优化设计徐驰,

中国科学院上海冶金研究所

上海

。。

陈超菊

王焕章,

孙剑萍广东

广东肇庆星湖味精集团公司

要应用模式识别调优法对谷氨酸发酵的各项可控工艺参数如值温度风量进行优化设计以多维空间图象处理技术揭示模式空间的可视优化区结合等模拟法从低维映照平面逆照到高维原始空间设计了若干组优化工艺条件经生产试验后补充新的生产记录再行设计新的数学模型对比试验表明按模式识别优化设计的工艺条件优化设计方案已操作糖酸转化率提高产酸率提高罐产量提高投人实际生产应用该方法对降低原料单耗产品成本具有很大潜力摘,,,。

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关镇词

谷氨酸

,

发酵

,

优化设计

,

模式识别“

模式识别调优技术是国家科委应用于化工转化率、、

七五

”、

“

八五

”

期间重点推广的科技成果。

,

已广泛

冶金等行业,、

。

将这一技术应用于发酵行业是一次新的尝试,

谷氨酸发酵过、

程涉及诸多工艺因素

这些工艺因素之间互相制约,

它们与调优目标。,

如产酸率

糖酸,

产量

发酵周期等,

之间不存在直接的对应关系既能提高产酸率、

对谷氨酸发酵过程而言,

优。

化设计必须考虑多目标优化如果光调整某一工艺参数

糖酸转化率,

同时又希望缩短生产周期,

往往满足了某一调优目标,

却不能满足另

前 言

氨基酸是构成蛋白质的基本单位，是人体及动物的重要营养物质，氨基酸产品广泛应用于食品、饲料、医药、化学、农业等领域。谷氨酸是一种重要的氨基酸，我们吃的味精就是以谷氨酸为原料生成的。1957年以前，人们用酸法水解小麦面筋或大豆蛋白来制取L- 谷氨酸。1957年，人们分离得到了产生谷氨酸的菌种，接着又进行了大量的研究工作，大规模发酵谷氨酸得以成功[1]。

谷氨酸发酵法的建立，对初级代谢产物微生物法生产的研究起到了极大的推动作用。在谷氨酸发酵法成功的激励之下，各种研究项目得以展开。谷氨酸单钠现已完全由发酵法生产，主要用于食品调味剂——味精的生产，其产量已超过400000吨。

味精的现状和前景

味精近年来已成为人们普遍使用的一种调味品，其消费量在国内呈上升趋势。味精产量增长较快。2001年味精产量91.28万吨，2002年1--6月产量累计53.04万吨，比上年同期增长17.92%。

味精是一种强碱弱酸盐，它在水溶液中可以完全电离变成谷氨酸离子和钠离子。谷氨酸是氨基酸的一种，氨基酸是构成蛋白质的基本单位，是人体和动物的重要营养物质。谷氨酸一钠被人体吸收以后，同样也是电离成谷氨酸离子和钠离子而分别参加人体的代谢活动。所以味精作为调味剂除了能增加

微生物发酵工程论文

学院： 姓名: 学号:

谷氨酸发酵生产味精工艺综述

摘要：谷氨酸是一种重要的发酵工艺产物，不仅可用于医药，还可作为工业原料；重要的调味料—味精，即是谷氨酸的单钠盐。现如今用于谷氨酸发酵的。本综述就谷氨酸发酵的原料处理，发酵机制以及提取工艺等方面对其进行详细介绍。 关键词：谷氨酸 发酵 提取 一、谷氨酸的原料及处理方法

谷氨酸发酵的主要原料油淀粉、甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜、醋酸、乙醇等，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要进行预处理。其制造方法分为水解提取法、合成法和发酵法三大类、。目前世界上主要采用发酵法生产味精。 1．水解提取法：

水解法有植物蛋白质水解法和从甜菜糖蜜提取法。植物蛋白质水解法就是以面筋或豆粕等植物蛋白为原料，加酸水解，使蛋白质水解成多种氨基酸，用盐酸法或中和法分离出谷氨酸，再制成味精。其优点是操作易于掌握，但原料来源少，价格高，得率低，对设备腐蚀大，劳动繁重，故此法已停止使用。从甜菜糖蜜提取法：甜菜中的谷氨酸一般以谷氨酰胺的形式存在，在制糖过程中，用石灰处理时转化为焦谷氨酸。因此，存在

化工类

项目150

发酵法生产精氨酸

项目情况：

要求：含量大于99%；杂酸小于0.5%；产酸大于6%，转化大于25%；生产成本小于6万元/吨。

企业情况：

公司创建于1986年，建德市一级重点企业。目前，企业规模达2万吨/年（麸酸、味精），产值达1.5亿元，各项指标位列全省同行第四位，销售额突破一个亿，历年产销两旺。产品有：96L-谷氨酸、99%无盐味精、无盐加鲜味精、特鲜王味精等，品种齐全，包装精美。

162

项目151

牙膏级白炭黑工艺技术 二氧化硫精制、脱硫技术 牙膏级白炭黑工艺技术

项目情况：

项目1）要求：提供牙膏用途的白炭黑生产工艺，其生产线清洁、能耗低。

项目2）要求：提供二氧化硫生产过程的精制、脱硫技术。去掉各种杂质提高纯度。

项目3）要求：提供牙膏用途的白炭黑生产工艺，其生产线清洁、能耗低。

企业情况：

公司占地 300 亩，总资产六千多万元，拥有四条生产线：25万瓶/年的溶解乙炔、18000吨/年的液体二氧化硫、9000吨/年的白碳黑、30000吨/年的轻质 碳酸钙和10000吨/年的超微细碳酸钙，年创产值1亿元。

163

项目152

甘氨酸法草甘膦连续化的工程研究与开发

项目情况：

要求：

（1）建立500T/Y连

常州大学毕业小设计

目录

1、

概述 ................................................................................................ 5 1.1 世界啤酒的发展历史及我国啤酒的发展历史 ......................... 5 1.2 酿造啤酒的原料 ......................................................................... 7 1.3 麦汁的制备 ................................................................................. 8 1.4 啤酒的发酵 ................................................................................. 8 1、 生产工艺 ...........................................................................

发酵工程 课程设计说明书

年产1吨工业纤维素酶发酵工艺设计

学生姓名： 学号：

学 院： 化工与环境学院 专 业： 生物工程 指导教师：

2011年 06月

1

前言................................................................................................................................. 1 1纤维素酶简介 ................................................................................................................ 1

1.1纤维素酶的分类 ..................................................................

化工类

项目150

发酵法生产精氨酸

项目情况：

要求：含量大于99%；杂酸小于0.5%；产酸大于6%，转化大于25%；生产成本小于6万元/吨。

企业情况：

公司创建于1986年，建德市一级重点企业。目前，企业规模达2万吨/年（麸酸、味精），产值达1.5亿元，各项指标位列全省同行第四位，销售额突破一个亿，历年产销两旺。产品有：96L-谷氨酸、99%无盐味精、无盐加鲜味精、特鲜王味精等，品种齐全，包装精美。

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项目151

牙膏级白炭黑工艺技术 二氧化硫精制、脱硫技术 牙膏级白炭黑工艺技术

项目情况：

项目1）要求：提供牙膏用途的白炭黑生产工艺，其生产线清洁、能耗低。

项目2）要求：提供二氧化硫生产过程的精制、脱硫技术。去掉各种杂质提高纯度。

项目3）要求：提供牙膏用途的白炭黑生产工艺，其生产线清洁、能耗低。

企业情况：

公司占地 300 亩，总资产六千多万元，拥有四条生产线：25万瓶/年的溶解乙炔、18000吨/年的液体二氧化硫、9000吨/年的白碳黑、30000吨/年的轻质 碳酸钙和10000吨/年的超微细碳酸钙，年创产值1亿元。

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项目152

甘氨酸法草甘膦连续化的工程研究与开发

项目情况：

要求：

（1）建立500T/Y连

课程设计论文

引言

谷氨酸钠是一种酸性氨基酸，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。食品工业上，味精是常用的增鲜剂，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。 味精在我们日常生活中如此重要，工业生产谷氨酸就显得极为重要。首先，应从制备谷氨酸的原材料生产开始着手，如玉米淀粉的制备，通过研究其自身特性及可控因素，人为控制参数加以优化，日趋成为生产味精的新突破、新亮点。

1

课程设计论文

第一章 玉米淀粉的制备

1.1玉米淀粉制备

1.1.1 玉米子粒的特征与淀粉生产工艺的关系

从玉米子粒中提取淀粉需要把子粒的各种化学组分进行有效地分离，以便最大程度地提纯淀粉，并回收其他成分。湿磨是目前惟一有效的方法。

风干状态的玉米子粒，含水量在15％左右，子粒坚硬，机械强度大，子粒内部各个结构部分及各种化学组分紧密结合在一起，加工时要根据子粒的特点和各种化学组分相互

50吨罐工业发酵L——缬氨酸工艺初探 缬氨酸是分枝链氨基酸,是人体必需氨基酸之一,是氨基酸输液的重要原料,目前多数采用发酵法生产。

L一鳓

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发酵科技通讯1 9 9 8年第2 7卷第 1期

一

5 O吨罐工业发酵L一缬氨酸工艺初探

———、至 -,丁 f /(江西鹰潭生物化学制品厂，鹰潭3 3￣ 0 0 0 )1 前言

根据表头，选择 L。 ( 3 0正交试验表，在不考虑交互作用的条件下进行正交试验 (正

目前，国内发酵法生产 L一氨基酸的种类及其规模均较有限。而大规模发酵生产 L一

交试验襄略)得到最佳组合为 C S I .,1%,VH 4 0 / L,VB:5 0 g/ L。 对种子配方同样作上述正交试验结果一

缬氨酸更是一个新的领域。江西鹰潭生物

化学制品厂在年产百吨异亮氨酸的基础上开

发生产了L一缬氨酸。其规模为 5 O吨罐发酵，笔者主持了其生产菌的分纯及性能鉴定工作，参与了五十吨生产线上的 L一缬氨酸的试产及工艺研究。现以试产中第一个罐批的数据为例，将 L一缬氨酸的工艺研究工作

级种子 p H值偏低，O D值不长，镜检时形态杂乱。不适合进一步扩培。取消配方中的V} I,VB:,增加玉米浆作对照试验。如图一示。不加 VH,VB。时，p H值在 6 .