安徽工程大学机电学院毕业设计（论文）

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. 3.2.4 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。 3.3 发酵工艺：

色氨酸发酵采用大肠杆菌深层发酵的方式 3.3.1 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

3.3.2 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 , PH7.4～7.6 b : 麸曲培养基 麸曲：水 = 1：1

C : 种子培养基（g/l) (NH4)2SO4 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， PH 7.0~7.2 d : 发酵培养基 （g/l) 淀粉糖 50 ，玉米浆 22ml，(NH4)2SO4 40 ，Phe 0.15 ，Tyr 0.15，MgSO4·7H2O 0.4，MnSO4·H2O 0.01，FeSO4·7H2O 0.01，VB1 100μg 3.3.3 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。然后接种，再放入30 ℃培菌室内进行培养3-4 d，前2天每天混匀2次，孢子完全成熟时就不用混匀。使用前用无菌水将麸曲中的孢子洗去，倒入接种瓶，接入种子罐。 ? 种子罐：

灭菌条件121 ℃、10 min。罐溫冷却至37.5 ℃接入孢子悬浮液。 培养条件：

风量 0.3 m3/(m3·min) 搅拌转速 200r/min 温度 37.5 ℃ 罐压 0.03 MPa 移种条件：

培养时间为18 h；pH下降到2.0以下，产酸50 g/l ；镜检菌丝，保证生长良好，无孢子、无杂菌

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曾华辉：年产1000吨色氨酸发酵工厂设计

③ 发酵罐：

先投料，再间接用蒸汽加热，等罐溫升至80-90 ℃后，改用3路直接蒸汽，85 ℃保持10 min，待料液温度至37.5 ℃接入种子，接种量4%。 培养条件：

风量 0.18 m3/（m3·min) 搅拌转速 80-90 r/min 培养温度 37.5 ℃ 罐压 0.07 MPa 放罐条件：

发酵后期进行两次产酸测定，如果相近或有下降趋势即可；且还原糖基本耗完（小于0.5 g/l)或者不再消耗还原糖。 3.3.4 生产技术指标：

糖化过程中淀粉糖转化率（%） ：108 发酵周期（h) ： 45 发酵糖酸转化率（%） ：12-15 发酵液产酸量（g/l） ：80 提取收率 （%） ： 85 精制纯度（%） ： 99 每吨成品消耗淀粉量（吨） ： 8.444

生产工作制度：全年按300天工作日计算，连续生产。 3.4 提取工艺

工业上通常采用三效浓缩的方法来提取色氨酸。三效浓缩是通过蒸发过程中二次蒸汽的利用减少蒸汽的消耗和减少二次蒸汽量，相应地节约大量的冷却水，从而提高了蒸发装置的经济效益。[5]

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3.5（图3-5）总工艺流程图：

沙土管 玉米淀粉 空气 斜面菌种 预处理 空气压缩器

三角瓶麸曲 水解 冷却

孢子悬浮液 过滤 气液分离

种子罐 淀粉水解酶 过滤除菌 配料

发酵

板框过滤

三效浓缩

结晶

离心

烘干

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曾华辉：年产1000吨色氨酸发酵工厂设计

第四章 物料衡算

物料衡算是根据质量守恒定律而建立起来的。物料衡算是进入系统的全部物料衡算重量等于离开系统的全部物料重量，即∑F=∑D+W 式中：F——进入系统的物料重量（kg） D——离开系统物料重量（kg） W——损失的物料重量（kg） 4.1生产能力计算：

生产规模：1000吨/年（产品含量以95%计） 生产天数：300天

生产能力=生产规模/生产天数=1000/300=3.34t/d 4.2淀粉水解为葡萄糖的总反应式：

（C6H10O5）n+nH2O→nC6H12O6 162 180

则淀粉水解为葡萄糖理论糖化率=180÷162×100%=111%。但在实际生产发酵中，要考虑实际情况，取糖化率为95%。 4.4葡萄糖转化成色氨酸的总反应式：

2C6H12O6+2NH3+1/2O2→C11H12N2O2+CO2+9H2O

2×180 204

理论上，葡萄糖转化为色氨酸，转化率=204÷(2×180)×100%=56.67% 4.5色氨酸生产质量指标及技术指标:

表4-5 色氨酸生产质量指标技术指标一览表

生产指标名称 实际糖化率 糖酸转化率 糖化罐糖化周期 发酵产酸浓度 淀粉原料含淀粉 发酵罐装料系数

接种量

生产指标参数

95% 15% 30h 5% 80% 75% 10%

生产指标名称 提取率 发酵周期 产品纯度 倒灌率 发酵单位 发酵初糖 二级种子含糖量

生产指标参数

85% 45h 95% 1% 30mg/L 150 kg/m3 25 kg/m3

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