年产8000吨味精厂发酵车间初步设计 - 图文(9)

1.6.1培养基组成

种子培养基要求含有丰富的氮源，足够的生物素，少量的碳源，以利于菌体生长。如果糖分过多，菌体代谢活动旺盛，产生有机算，使pH降低，菌种容易衰老。

1.6.2温度

幼龄菌对温度变化敏感，应避免温度过高，波动过大。

1.6.3 pH值

零小时时pH值不宜过高，培养结束pH不宜过低，pH上升后有所下降时，培养时间已接近结束。

1.6.4溶解氧

长菌阶段对氧的要求比发酵时低，溶氧水平过高，抑制长菌

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年产8000吨味精厂发酵车间初步设计

1.6.5接种量

接种量过少，菌体增长缓慢，适应期长，培养时间，影响种子活力。但种量过大，在拼瓿操作中易引起污染，一般，种量为1%左右为宜。糖蜜发酵加种量要大于淀粉质原料。

1.6.6培养时间

培养时间不宜太长，以7~8h为好，掌握对数生长期作为种子接入发酵罐。

1.7 谷氨酸的发酵与控制

以淀粉、大米水解糖为原料，发酵法生产谷氨酸的基本要素，是采用优良的菌株和控制合适的环境条件。谷氨酸生产菌所以能够在体内合成谷氨酸，并排出体外，关键是菌体的代谢异常化，即长菌型细胞在生物素贫乏条件下，转变成伸长、膨大的产酸型细胞。这种代谢异常化的菌种对环境条件是敏感的。由此可见谷氨酸发酵时一个复杂的生化过程。它是建立在容易变动的代谢平衡上的，经常收到环境条件的影响。菌种的性能越高，使其表达接近它应有的生产潜力所必须的条件就越难满足，对环境条件波动越敏感。故要想获得高酸、高转化率、高效益的谷氨酸发酵生产，除了选择优良的谷氨酸生产菌外，还必须按所用菌株的特性，选择适宜的发酵工艺，控制最佳的发酵工艺条件。

1.7.1发酵培养基的组成

谷氨酸发酵培养基包括碳源、氮源、无机盐及生长因子等。要根据不同的菌种、不同的原料质量而定；原料的选择既要考虑到菌体生长繁殖的营养要求，更要考虑到有利于大量积累谷氨酸，还要注意到原料来源丰富、价格便宜、发酵周期短、对产物提取无妨碍等因素。

发酵开始前，首先必须对配制的发酵培养基，并对其作高温短时灭菌处理。

1.7.2发酵条件的控制

谷氨酸发酵过程可分为三个阶段[3]，长菌阶段、长菌型细胞向产酸型细胞的转移阶段与产酸阶段。

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第1章 全厂工艺论证

发酵条件控制一般包括：发酵过程温度的控制、pH控制、种龄与种量的控制、泡沫控制、排气CO2控制、通风与?OD的控制以及菌体形态变化与OD的变化等。

1.7.2.1 发酵过程温度的控制

谷氨酸产生菌的最适生长温度为30-34℃，其中T6—13及其突变株比较耐高温，斜面、一级、二级种子和发酵开始温度选用30-32℃。发酵产酸的最适温度为34-38℃，B9、7338取34-36℃；T6—13取36—38℃。在谷氨酸发酵前期长菌阶段采用与种子扩大培养时相应的温度，以满足菌体生长最适温度。

1.7.2.2 pH控制

谷氨酸产生菌的最适pH值因菌株而异，一般为pH值6.5~8.0，在中性和微碱性条件下积累谷氨酸，在酸性条件下(pH值5~6)形成谷酰胺和N—乙酰谷酰胺。谷氨酸发酵在不同阶段对pH值的要求不同，发酵前期幼龄菌对氮的利用率高，pH值变化大。发酵前期若pH值偏低，菌体生长旺盛，消耗营养成分快，菌体转人正常代谢，繁殖菌体而不产酸；若pH值过高，抑制菌体生长，糖代谢缓慢，发酵时间延长。故谷氨酸发酵在正常情况下，为了保证足够的氮源，满足谷氨酸合成的需要，发酵前期控制pH值7．5左右，发酵中期pH值7．2左右，发酵后期pH值7．0，在将近放罐时，为了后工序提取谷氨酸，pH值6.5~6.8为好。

1.7.2.3 种龄与种量的控制

种龄是指种子培养的时间。种龄长短关系到种子活力强弱，如果接入发酵的种子所处的生长阶段是处于活力旺盛的对数生长期时；则种子活力强，可缩短发酵适应期；若种龄过长，则菌种活力减低，代谢产物增多。一般一级种子种龄9—12小时，二级种子种龄7—8小时。

种量是指培养好的种子液数量占接人发酵培养基数量的百分比。种量的多少显著影响发酵适应期的延续时间、开始产酸的时间及发酵周期的长短。种量过少，菌体增长缓慢，导致发酵周期拉长，容易染菌，并不利于提取；种量增加时，适应期缩短，发酵周期短，设备利用率高。目前国内一次低中糖发酵，接种量为1％-2％左右；应加大接种量到10％左右为好，尤其是采用高生物素添加青霉素流加糖的发酵工艺时，更要加大接种量，以达到高产酸、高转化率、高设备利用率及控制发酵周期在30-32小时的目的。

1.7.2.4 泡沫控制

在谷氨酸发酵中，由于通气搅拌与菌体代谢产生的二氧化碳，使培养液产生大量泡沫。但泡沫过多会影响氧的传递，影响通气搅拌效果；控制不好，还会引起大量逃液，造成浪费和环境的污染；泡沫上升到罐顶，会从轴封渗出，造成染菌的危险。

目前发酵工业上消除泡沫的方法，大都采用机械消泡器消泡与化学消泡剂消泡相结合的办法。机械消泡器常用耙式消泡器，或离心式、刮板式、碟片式等消

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泡器。化学消泡剂常用的有植物油(花生油、豆油等)、矿物油，以及合成消泡剂(如泡敌、甲基硅油、BAPE、PPE等)，消泡效果好，作用快，尤其是合成消泡剂效率高、用量少。

近年来，味精厂普遍采用BAPE或PPE型消泡剂代替食用油消泡。BAPE、PPE属非离子型表面活性剂，消泡能力强、用量少，诲性低、使用方便。

1.7.2.5 排气CO2控制

谷氨酸发酵在菌体呼吸充足时显示最大产量，必须供给菌体充足氧气，氧的满足程度要求达到1．0。一般控制二氧化碳13％左右，发酵开始4-5小时排气中二氧化碳迅速由0升至13％以上，此时应加大通风，以保持在13％；小于13％时，降低通风。发酵中期至后期，通风需下降，才能保持排气中二氧化碳在13％左右，发酵后期可降到10％，最后放罐前控制在8％以上，绝不能降到0，以免后期通风过大而影响产酸。控制排气中二氧化碳的方法，简便易行，一方面可以保证供氧，另一方面还能帮助发现污染杂菌或噬菌体。

提前发现噬菌体感染：在正常通风条件下，二氧化碳一反常态，迅速下跌，说明菌体污染噬菌体，菌体一死，立即停止呼吸，不再放出二氧化碳，故二氧化碳在正常通风条件下迅速下跌，比细胞裂解所造成的OD下降可早2-4小时，这样就可以帮助我们及早采取措施防治噬菌体的感染，以减少损失。

帮助发现杂菌感染：在正常通风条件下，二氧化碳上升并连续上升，不符合正常规律，说明发酵污染杂菌，要及早采取措施。

1.7.2.6 通风与?OD的控制

谷氨酸发酵的需氧量较大，在菌体呼吸充足时显示最大的产量，氧满足程度为1.0。谷氨酸发酵的效率，希望在菌体生长期，糖的消耗最大限度地用于合成菌体；希望在谷氨酸生产器，糖的消耗最大限度地用于合成谷氨酸。在菌体生长期，供氧必须满足菌体呼吸的需氧量，否则菌体呼吸受到抑制，而抑制其生长；谷氨酸生产菌呼吸时，只能利用溶解于培养基中的氧，只有通过搅拌，均匀地溶解于培养基内的一部分氧分子透过细菌细胞膜进入细胞才能被利用。溶氧大小主要是由通气量与搅拌两大因素决定。而两者比较，搅拌的转速比增加通气量效果更佳显著；同时培养基内溶解氧还取决于发酵罐的高径比、液层高度、搅拌型式、搅拌叶直径大小，以及培养液浓度、培养温度、罐压等。一般搅拌器直径大，转速快，溶氧系数大。所以，增大搅拌转速比增大通 …… 此处隐藏：2615字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……