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文档简介
姓 名: 陶 宗 学 院: 生命科学学院 专业班级: 生物技术2班 学 号: 指导老师: 李玉峰、唐新科 实习类型: 生产实习 实习时间: 2015.4.202015.4.28 实习单位:湖南鸿鹰生物科技有限公司 目 录前 言11 实习目的22 实习时间23 实习地点24 实习单位和部门2 4.1 湖南鸿鹰生物科技有限公司 2 4.2 湖南龙腾生物科技有限公司 35 实习内容(鸿鹰生物)4 5.1 公司整体生产工艺流程 4 5.2 发酵车间 5 5.3 提取车间 10 5.4 质检部 12 5.5 污水处理站 166 实习活动197 实习总结20 7.1 实习体会 207.2 对下一届实习生的意见和建议 21谢辞 21前 言实习是每个大学生必须拥有的一段经历,它使我们在实践中了解社会,只有在实习期间尽快调整好自己的学习方式,适应社会,才能被这个社会所接纳,进而生存发展。刚进入单位的时候我有些担心,经历了一连串的实习之后,我努力调整观念,正确认识了单位和个人的地位以及发展方向,我相信只要我们立足于现实,改变和调整看问题的角度,锐意进取,在成才的道路上不断攀登,有朝一日,那些成才的机遇就会纷至沓来,促使我们成为社会公认的人才。实习又是对每一位大学毕业生专业知识的一种检验,它让我们学到了很多在课堂上根本就学不到的知识,既开阔了视野,又增长了见识,为我们以后进一步走向社会打下坚实的基础,也是我们走向工作岗位的第一步。两个星期的生产实习,我们一大组主要在位于开发区的湖南鸿鹰生物科技有限公司新厂,最后两天参观了一下位于市中心的湖南龙腾生物科技有限公司老厂区。经过这些天的零距离接触,了解了这两个工厂的生产情况,与本专业有关的各种知识,工人的工作情况等等。第一次亲身感受了所学知识与实际的应用,糖化酶的生产工艺、微生物发酵工艺、污水处理厂工艺流程等等理论与实际的相结合,让我们大开眼界。换句话说,这也是对以前所学知识的一个初审吧!这次生产实习对于我们以后学习、找工作也真是受益菲浅,在短短的两个星期中让我们初步让理性回到感性的重新认识,也让我们初步的认识这个社会,对于以后做人所应把握的方向也有所启发!1 实习目的大学生产实习是极为重要的实践性学习环节,通过较长时间实践的实习,使我们走向社会,接触本专业工作,拓宽知识面,增强感性认识,培养、锻炼我们综合运用所学的基础理论、基本技能和专业知识,去独立分析和解决实际问题的能力,能够将所学的专业理论知识运用与实践,在实践中结合理论加深对认识和总结,再次学习,将专业知识与实践接轨,逐步认识体会,从而更好地将所学运用到工作中去,接触社会,认识社会,体验社会,体验生活,学会生活,学会感悟,学会做事,学会与人相处,学会团结协作,为以后毕业走上工作岗位打下一定的基础。2 实习时间 2015年4月20日2015年4月28日(大三下学期第7、8周)4月20日4月21日4月22日4月23日4月24日4月25日4月26日4月27日4月28日到达目的地津市、晚上开会重申实习要求等上午对鸿鹰生物整体参观、下午进驻提取车间继续在提取车间学习观摩、晚上实习中期汇报会换到质检部门实习很有学校实验室的感觉来到污水处理部门,倾听了主任贺姐的细致讲解转战发酵车间最吵也最热的车间全体休息,进行实习期间集体活动爬附近嘉山去市中心二大组之前实习的地方龙腾生物再次整体参观了一遍、下午回校3 实习地点 津市,位于湖南省西北部,澧水中下游,傍澧水、滨洞庭,湘鄂边际工业重镇,历史上曾是湘鄂省际经济交流的要道,澧水流域最大的物资集散地,是国家确定的革命老区和比照西部开发的县市。1949年建市,与澧县几分几合,1988年确定为省辖市,由常德市代管。 2012年辖5镇、2乡、4个街道和一个工业集中区,总面积558平方公里,其中城区建成区面积10.64平方公里,总人口28万,其中城区人口14万。4 实习单位和部门 4.1 湖南鸿鹰生物科技有限公司(Hunan Hong Ying Biotech Co;LTD) 地址:津市市工业园 单位性质:上市公司规模:占地面积40000平方米;现有职工总数278人,其中大专以上学历85人,从事研发工作人员46人。企业方针:以规范的管理,领先的技术,为顾客生产品质卓越的酶制剂;以清洁生产,科学管理降低污染排放,为环境保护做贡献。 公司简介:该公司成立于1978年,1997年改制成股份制企业,现已成为全国最大的酶制剂生产和出口基地。鸿鹰生物是中国生物发酵产业协会常务理事单位、全国酶制剂行业重点生产企业、全国酶制剂创新发展服务联盟成员单位、高新技术企业、湖南省农业产业化龙头企业。生产产品:公司主导产品有高纯度高转化率的糖化酶浓缩液、耐高温-淀粉酶、-淀粉酶、木聚糖酶,纤维素酶、-葡聚糖酶、各种食品添加剂用酶制剂及饲料用单酶和复合酶等近20个酶制剂品种,其中,饲料用酶、造纸用酶、纺织用酶是国家重点发展的新型生物产品,广泛应用于饲料、造纸、纺织等领域,对于促进应用行业改造传统工艺、推动节能减排、提升企业的持续创新能力具有重大的意义。 4.2 湖南龙腾生物科技有限公司 龙腾生物科技有限公司建设项目位于津市市开发区,由湖南新型生物科技有限公司投资建设,占地70亩,总投资1.2亿元,分两期工程建设:第一期工程建设期为24个月,新建10万标吨酶制剂生产线,达到10万吨设计产能;第二期工程建设期为12个月,新建医药制品生产线。 自2014年来,该项目投入资金3600万元,完成了厂房车间、公租房、锅楼房、仓库等基础设施建设,硬化了厂区道路,完成了绿化工程。9月,生产设备和配套设施已经进场,目前正在进行紧张的调试,部分车间已投产试运行,预计年前该项目可投产运行。5 实习内容(鸿鹰生物) 5.1 公司整体生产工艺流程菌种原料制备生产工艺图:发酵*菌种选育*诱变技术*菌种保藏*统一采购*分类检测*合格使用*PH、温度、溶氧、渗透压工艺条件自动化控制专业生产人员跟踪管理*生产过程质量分析*集成超滤系统*酶分离技术的应用提取技术*国际先进的质量检测仪器*执行国家标准和国际先进标准*质量与国际接轨终端产品工艺流程图: 5.2 发酵车间我们所了解到的是该公司用的是从国外进口的经基因工程改造后的高产酶菌种,经过菌种的复苏,菌种的筛选,获得生长旺盛,产酶量高的优良菌种再进行扩大培养,主要为黑曲霉(生产糖化酶)和枯草芽孢杆菌(生产耐高温淀粉酶、中温淀粉酶)。该公司采用补料分批发酵方式发酵。所谓补料分批发酵又称半连续发酵或流加分批发酵,是指在微生物分批发酵过程中,以某种方式向发酵系统中补加一定物料,但并不连续地向外放出发酵液的发酵技术,是介于分批发酵和连续发酵之间的一种发酵技术。其优点有: 可以解除底物的抑制、产物的反馈抑制和分解代谢物阻遏作用。当代谢产物收率或其生产速率明显地受某种底物组分浓度影响(如用醋酸、甲醇、苯酚等作为发酵基组分而存在底物浓度的抑制)时,采用补料分批技术比分批发酵有利; 可以减少菌体生长量,提高有用产物的转化率; 菌种的变异及杂菌污染问题易控制; 便于自动化控制。但是其也存在一些缺点: 存在一定的非生产时间; 和分批发酵比,中途要流加新鲜培养基,增加了染菌的危险。发酵车间一共有五种发酵罐,分别为一级种子罐(101-103,共三个)、二级种子罐(201-206,共六个)、三级发酵罐(301-310,共十个)、四级补料罐(401-403,共三个)、五级转料罐(501-502,共两个),菌种扩大培养在一级种子罐、二级种子罐中进行,三级发酵罐为发酵生产罐。由于有有氧发酵,因此还附有空气采集、净化和输送系统,另外还有锅炉蒸汽系统。 一级种子罐5.2.1 发酵车间工艺流程 清洗发酵罐灭菌冷却接种一级种子罐二级种子罐三级发酵罐四级补料罐五级转料罐放罐5.2.2 发酵原料发酵原料有主要是玉米浆、玉米淀粉(如左图)、豆粕和无机盐等。发酵原料先需在配料池按培养基配方配好再加中温淀粉酶液化一定时间,然后加高温淀粉酶。液化的目的使淀粉转化为可发酵性糖,还可以节约成本提高原料的利用率,减少机器的损伤。5.2.3 发酵设备发酵设备主要有:发酵罐和补料罐等。发酵罐的主要部件有:罐体:主要用来培养发酵各种菌体,密封性要好(防止菌体被污染);罐体当中有搅拌浆,用于发酵过程当中不停的搅拌;底部通气的Sparger,用来通入菌体生长所需要的空气或氧; 三级发酵罐罐体的顶盘上有控制传感器,最常用的有pH电极和DO电极,用来监测发酵过程中发酵液pH和DO的变化控制器,用来显示和控制发酵条件等等;发酵罐外部有两个钢化玻璃制作的视镜,一个上有照明灯,另一个是用来观察搅拌发酵中的情况;人梯:有工人师傅下罐查看发酵死角(藏污纳垢之所)的梯子;发动机:发酵罐的顶部有带动搅拌桨转动的动力装置。5.2.4 发酵罐清洗灭菌二级种子罐投料前将罐子用自来水冲洗干净,要求罐面(内、外)清洁,无结块、残料及其他杂物。打料完毕,冲洗罐壁、视镜、搅叶。开蒸汽阀灭菌,当温度上升至121-123,罐压0.11-0.12Mpa时,打开接种阀、压料阀、移种阀、加氨阀、补料阀等阀门进行排汽,微开放料隔膜阀、海底排污阀,同时适当加大排气,保持罐内泛动调节进汽与排汽量,维持平衡,恒温恒压35-40min(如果是空气比较潮湿的季节,由于物料容易霉变,因此灭菌时间要适当延长,一般为45min左右)。空消前应将设备检查好,罐子冲洗干净,水压出,拧紧罐盖。关闭空气进气阀,打开罐子所有排气阀及小排污阀,然后从所有管道直接通入蒸汽顺序由远而近;当温度升到90时,调节排气阀升压,当温度上升到121时,压力0.11Mpa/cm时,控制进、排汽大小,使之平衡,维持30分钟。消毕关闭所有蒸汽阀门(关蒸汽阀门时与开时顺序相反)。 5.2.5 一级罐接种种母摇瓶培养48h后,菌种生长处于对数生长期,开始接种。接种步骤如下: 1.将接种火圈套住接种杯口,点燃火圈,使外焰包住接种杯口,关闭接种杯保压阀;2. 取掉摇瓶种母瓶绒布(或纱布)和牛皮纸;四级补料罐3. 旋开接种杯杯盖,将杯盖置于火焰上方;4. 在火焰上方,拔掉摇瓶种母瓶棉塞,将接种瓶内种液快速倒入接种杯中,完毕移走接种瓶;5. 拧紧接种杯杯盖,移走火圈,打开接种阀,将种子接入罐内,同时从视镜孔观察种液是否完全接入罐内,完毕关闭接种阀;6. 调节一级罐风量、压力至规定值,清理生产现场。 5.2.6 发酵参数及过程控制发酵过程控制的意义:最佳工艺条件的优选(即最佳工艺参数的确定)以及在发酵过程中通过调节达到最适水平的控制。发酵条件控制主要指对温度、搅拌转速、pH、罐压、空气流量、溶解氧、表观粘度、排气中氧(二氧化碳)浓度等物理参数,基质浓度(包括糖、氮、磷)、PH、产物浓度、核酸量等化学参数以及菌丝形态、菌体浓度、菌体生长速率、呼吸强度、摄氧率、关键酶活力等生物参数的控制。一般来说,一、二种子罐每三十分钟检查温度一次,每六十分钟检查罐压、风量一次;三级发酵罐每三十分钟检查温度一次,每六十分钟检查罐压、风量一次,每六十分钟检查PH值一次。以该公司生产的液体糖化酶为例,说明参数如下:车间员工动态检测中1.一级种子罐温度控制正常范围为37-39,任何时间车间主任检查,温度高于39或低于36是为违规操作,出错员工将罚以50元;2.一级种子罐取样口必须跑蒸汽,取样后准确保样阀关紧;3.每小时记录一次压力,罐压力控制在0.08-0.10MPa;五级转料罐4.PH的测定:测定空消后PH并记录,46h后再次测定PH值,如果此时PH高于空消后PH值,及时通知值班主任来处理。发酵过程中具体参数的检测和控制:1.温度控制由于微生物利用碳源、能源进行代谢活动能产生放热反应;此外,搅拌也能产生一定热量,因此发酵过程中升温的快慢常常可以作为判断发酵速度的粗略参考;发酵正常,菌体生长繁殖旺盛时自然升温较快,发酵后期,升温较缓慢,为了维持生长的最适温度必须在发酵过程随时调节发酵罐传热装置内冷却水或蒸汽来维持发酵液的温度。温度对微生物的影响,不仅表现在对菌体表面的作用,而且因热平衡关系,热量传递到菌体内,对菌体内部的所有物质与结构都有作用。该公司采用的发酵罐的最适发酵温度为34左右。发酵罐内的温度一般用蛇形管冷却系统来维持,温度过高则增大冷却水流量,温度过低则将热蒸汽通入蛇形管来升温。如果温度过高难以降下来,可以以自来水喷淋发酵罐来辅助降温。2. pH值控制 pH是微生物代谢的综合反映,影响微生物代谢的进行,是发酵过程中十分重要的参数。发酵过程中pH是不断变化的,通过观测pH的变化规律可以判断发酵的正常与否。pH对发酵的影响有:(1)发酵液的pH值的改变,使微生物细胞原生质膜的电荷发生改变,从而改变细胞膜的透性,影响微生物对营养物质的吸收及代谢物的排泄;(2)发酵液的pH值直接影响酶的活性,使菌的新陈代谢受阻;(3)发酵液的pH值影响培养基某些重要营养物质和中间代谢产物的解离,从而影响微生物对这些物质的利用;(4)环境pH值还影响培养基中营养物质的离子化程度,从而影响营养物质吸收,或有毒物质的毒性。对于一级种子罐的pH只进行监测,而不调控,因为其pH的变化是其发酵成熟的判断标准当pH由4.8降到3.0时,一级发酵罐成熟。由于黑曲霉的发酵过程是一个产酸的过程,因此随着发酵时间的延长,pH不断降低,这时需要用补充氨气来提高pH值。氨气的补充量即氨气的通人时间是由实践经验来确定的。氨气补充不能过量,过量后pH升高,容易杀死微生物,导致发酵失败。具体控制步骤如下:(1) 调节好基础料的pH。基础料中若含有玉米浆,pH呈酸性,必须调节pH。若要控制消后pH在6.0,消前pH往往要调到6.5-6.8。(2) 在基础料中加入维持pH的物质,如CaCO3,或具有缓冲能力的试剂,如磷酸缓冲液等。(3) 通过补料调节pH在发酵过程中根据糖氮消耗需要进行补料。在补料与调pH没有矛盾时采用补料调pH,如调节补糖速率,调节空气流量来调节pH。当NH2-N低,pH低时补氨水;当NH2-N低,pH高时补(NH4)2SO4。(4) 当补料与调pH发生矛盾时,加酸碱调pH。3.通气控制溶氧是需氧发酵控制最重要的参数之一。由于氧在水、发酵液的溶解度都很小,因此,需要不断的通气和搅拌,才能满足不同发酵过程对氧的需求。溶氧的大小对菌体生长和产物的形成都会产生不同的影响。 4.泡沫控制泡沫是气体在液体中的粗分散体,属于气液非均相体系,在这个体系中,分散相是气体,连续相是液体。泡沫对发酵过程产生多种不利因素,是影响发酵过程重要主要因素之一。产生泡沫的首要条件是气体和液体发生接触,而且只有气体与液体连续、充分地接触才会产生过量的泡沫。发酵过程中泡沫产生的原因有:(1)由外界引进的气流被机械地分散形成;(2)发酵过程中产生的气体聚结生成:气液接触:搅拌液体时混入气体、气体从液体内部产生;含助泡;起泡速度高于破泡速。泡沫对发酵的不利影响有:(1)使部分菌体粘附在罐盖或罐壁上,而失去作用;(2)泡沫严重时,影响通气搅拌的正常进行,妨碍代谢气的排出,对菌体呼吸造成影响,甚至使菌体代谢异常,影响生产率;(3)过多的泡沫可能从罐顶的轴封渗出罐外,这就增加了染菌的机会;(4)减少发酵的有效容积,若不加控制,过多的泡沫通过排气管溢出,造成发酵液流失。一般采用化学消泡法即在发酵液中加如食用油使泡沫破碎。化学消泡就是使用各种化学因素解决起泡问题,通常称为消泡剂,消泡剂通常具有以下性质:表面活性剂,具有较低的表面张力(内聚力弱),消泡效果明显;对气-液界面的散布系数必须足够大,才能迅速消泡;无毒害性,且不影响发酵菌体;不干扰各种测量仪表的使用;在水中的溶解度较小,以保持持久的消泡性能;来源方便,使用成本低; 5.3 提取车间5.3.1 提取车间总的工艺流程 5.3.2 发酵液预处理-絮凝1.发酵液的基本特性:1)发酵产物浓度较低,大多为1%10%; 2)悬浮物颗粒小,细胞的相对密度与培养液相似; 3)可压缩;4)液体粘度大,大多为非牛顿流体; 5)悬浮状态稳定。2. 发酵液预处理的必要性: 由于所需要的产物在发酵液和菌体中浓度很低,并与许多杂质夹杂在一起,发酵液或生物溶液属于非牛顿流体,所以必须进行预处理。3.预处理的目的:1)改变发酵液的物理性质,促进从悬浮液中分离固形物的速度,提高固液分离效率;2)尽可能使产物转入便于后处理的一相中(多数是液相); 3)去除发酵液中的部分杂质,以利于后续操作。使水或液体中悬浮微粒集聚变大,或形成絮团,从而加快粒子的聚沉,达到固-液分离的目的,这一现象或操作称作絮凝。通常絮凝的实施靠添加适当的絮凝剂,其作用是吸附微粒,在微粒间“架桥”,从而促进集聚。添加的物质有硅藻土(或膨胀珍珠岩粉)、皂土(钠基膨润土)。硅藻土是百年前水生植物沉淀下来的遗骸,珍珠岩是处理过的膨胀火山岩。由于硅藻土和珍珠岩具有质地坚硬,不可压缩的粒状物质性质,所以其能增加滤饼强度,使其具有格子型结构从而增加滤饼的通透性,使滤孔不易堵塞,提高过滤能力。此外它还能截留悬浮液中的细小粒状胶态物质,改善滤液澄清度。皂土(钠基膨润土)具有吸附小分子代谢产物的作用,有利于产物的提纯。 通入絮凝罐的各色管道 pH值通过添加稀硫酸水来调节。放罐后的发酵液的pH值为4.8左右,通过加入pH值为1.5的稀硫酸溶液,将其pH调至3.0,有助于细胞凝集,便于过滤。5.3.3 一次压滤发酵液放罐后,经压缩空气压入絮凝罐,加入硅藻土(或珍珠岩粉),加入配制好的pH为1.5-2.0的硫酸水,将混合液调制pH为2.8-3.0,然后用压缩空气压入第一级板框压滤机,进行的一次压滤。把洗干净的滤布装上压滤机,要注意滤布必须完好,滤布要平整铺开,滤布孔要和压滤机出液孔一致,滤布一定要与压滤机两侧的滤板系好。由于刚开始压滤时没有形成滤饼,滤液较浑浊,因此将浑浊滤液放入浑液罐,再用泵将其泵回一级压滤,直至滤液澄清,将滤液放入清夜罐(图为压滤人员用透明试管进行料液检查直至清澈透明认可后,转入清液槽流入到清液接收罐)。压滤过程中,应注意进料压力,注意压料时漏混液。 5.3.4 二次压滤将清夜罐中的滤液放入预涂罐,加入硅藻土(或珍珠岩粉)助滤。 5.3.5 超滤图为二滤前换滤布根据客户需求,经质检部检测的酶活力,确定超滤时间。超滤进出料压不超过1.5千克,温度控制在30摄氏度左右。关于超滤冷却水的使用:1.循环泵的冷却水使用必须做到:开泵开水,关泵后才能停水;2. 冷却器的冷却水使用必须做到:开泵超滤时开冷却水,超滤完毕,打料结束,才能关闭冷却水;超滤设备3. 新老膜只用一边超滤时,另一边的冷却水应该处于关闭状态;4. 两边超滤都未工作时,可以不停深水泵,可开任意一边膜的冷却水,保持冷却水压力不高于0.4Mpa。 5.3.6 调配根据产品规格要求,对酶活力高出范围的加水(液体)或元饼粉(固体),加入防腐剂苯甲酸钠和山甲酸钠,并调节PH。 5.3.7 精滤打开紫外灯对精滤车间进行消毒处理,对滤布用稀碱液进行处理。精滤后由质检部对细菌总数进行检测,必须达到公司标准。具体标准询问了一下车间技术员张哥,不方便透露。图为提取车间液体糖化酶成品仓库5.3.8 成品灌装成品桶用酒精消毒,灌装秤量必须准确,外观洁净,每批次保留原样一瓶,以便随时检测观察。5.3.9 液体酶浓缩操作概要1.接到放灌通知,应对相应管道、设备进行消毒清洗、并检查高位桶底阀; 2.准备测量体积、PH、按工艺配方添加助滤剂;3.认真安装压滤板滤布,并用碱溶液PH11-12进行消毒处理;4.滤涂要均匀,确认无漏料现象,在进料,前一吨料必须清澈后才能进清夜池;5.二次过滤时,必须清澈,并用试管进行观察,过滤力起3Kg时必须更换滤布;6.超滤时进出料压差不得超过1.5Kg,温度控制在30左右;7.精滤前按量添加防腐剂,精滤后的细菌,必须达到公司规定要求;工人师傅在维修发酵设备8.细菌总数达标后,根据质检部检测结果,浓配产品规格;9.成品桶用75%的酒精消毒,灌装。称量须准确,外观洁净,每次留保存样一瓶;10.及时对相关设备进行清洗,定时对相关设备加调润滑剂。 5.4 质检部 质检部是用来检测发酵期间各级罐的酶活力及DE值的一个小型实验室,根据DE值及酶活力值判断什么时候需要给发酵罐补料,什么时候放罐,是否染菌。一级种子罐:8h后测DE值,32h每4h测定DE值;二级种子罐:8h后测DE值,32h每8h测定DE值和酶活力;三级发酵罐:8h后测值,24h每8h后测DE值与酶活力;大罐(四级补料罐):每8h测DE值与酶活力,补料后每4h测一次DE值。 5.4.1 DE值的测定 1.DE值的定义:DE值是还原糖(以葡萄糖计)占糖浆干物质的百分比。国家标准中,DE值越高,葡萄糖浆的级别越高。工业上用DE值(也称葡萄糖值)表示淀粉的水解程度或糖化程度。 糖化液中还原性糖全部当作葡萄糖计算,占干物质的百分比称为DE值。 2.测定原理:用斐林试剂法测定的每毫升发酵液中葡萄糖的含量。 3.试剂的配置:斐林试剂(A液:称取69.3g纯硫酸铜并溶解于900ml的蒸馏水中并用蒸馏水定容至1000ml;B液:称取346g酒石酸钾钠和100g氢氧化钠,用蒸馏水溶解并定容至1000ml);30%的KI溶液;26%硫酸溶液;1%淀粉指示剂;0.1N硫代硫酸钠溶液;1%的标准葡萄糖溶液。 4.测定步骤: 在三角瓶中加入适量的样品,吸取的体积要求控制消耗0.1N硫代硫酸钠溶液在10ml-15ml之间;加水稀释至250ml;加入菲林试剂A、B液各10ml于三角瓶中;置电炉上加热至沸腾2min;取下冷却;加入30%KI溶液10ml;加入26%硫酸溶液;加入1%的淀粉指示剂;用0.1N硫代硫酸钠溶液滴定至兰色消失为终点;标准样品:在三角瓶中加入5ml1%的标准葡萄糖溶液,然后加水20ml。 理论上:以水为空白时应消耗的0.1N硫代硫酸钠溶液27.5ml,以5ml1%的标准葡萄糖溶液为标准时,消耗每毫升0.1N硫代硫酸钠溶液相当于50/27.5-12.5=3.33mg葡萄糖/毫升。 5.计算:DE=(V0-V1)/V0-Vs*50/v mg/mol V0:25ml空白液消耗硫代硫酸钠溶液的毫升数 VS:5ml1%的标准溶液消耗硫代硫酸钠的毫升数 V1:表示样品消耗的硫代硫酸钠的毫升数 5.4.2 酶活力 酶活力是发酵车间操作的重要参考数据之,质检部对酶活力的测定在精确程度上远远高于车间化验室。糖化酶活力的测定与中温淀粉酶和高温淀粉酶不同,中温淀粉酶和高温淀粉酶主要采取目测法,二者操作基本相同,只是酶反应温度不同,中温淀粉酶是在600.1,高温淀粉酶是在700.1。 1.糖化酶酶活力测定酶活力定义:酶活力(enzymeactivity)也称为酶活性,是指酶催化一定化学反应的能力。一般以测定产物的增量来表示酶促反应速度较为合适.酶催化反应速度愈大,酶活力愈高,反之活力愈低。在特定条件下,1分钟内转化1微摩尔底物所需的酶量为一个活力单位(U)。温度规定为25度,其他条件取反应的最适条件。原理:糖化酶能从淀粉分子非还原性末端开始,分解-1,4葡萄糖苷键生成葡萄糖。葡萄糖分子中含有醛基,能被次碘酸钠氧化,过量的次碘酸钠酸化后析出碘,再用硫代硫酸钠标准溶液滴定,由此可计算酶活力。碘量法原理为在碱性介质(NaOH)中,碘歧化为次碘酸钠和碘化钠,次碘酸钠氧化溶液中游离的醛基为羧基。适当酸化,剩余的次碘酸钠与碘酸钠又生成碘,以淀粉为指示剂,用硫代硫酸钠标准溶液滴定。根据总碘量和硫代硫酸钠的用量,可对应获得甲醛的量。反应为: I2+2OH-=OI-+I-+H2O; HCHO+OI-+OH-=HCOO-+I-+H2O;OI-+I-+2H+=I2+H2O;I2+2S2O32-=S4O62-+2I-。实验材料 溶液及试剂 乙酸-乙酸钠缓冲溶液(pH=4.6),硫代硫酸钠标准溶液(0.05mol/L),碘溶液(0.1N),氢氧化钠溶液(两种:一种浓度为0.1mol/L,另一种浓度为20%),硫酸溶液(2N),2%可溶性淀粉溶液,10g/l%淀粉指示剂。 器材 恒温水浴锅,滴定管架,碱式滴定管,秒表,比色管,碘量瓶,容量瓶等 步骤: 标样酶液的制备 称取酶粉12g,精确至0.0002g(或吸取液体酶1.00ml),先用少量的乙酸缓冲液溶解,并用玻璃棒捣研,将上清夜小心倾入容量瓶中。沉淀部分再加入少量缓冲液,如此捣研34次,最后全部移入容量瓶中,用缓冲液定容至刻度(估计酶活力在100250u/ml范围内),摇匀。通过4层纱布过滤,滤液供测定用。 测定 在甲乙两支50ml比色管中,分别加入2%可溶性淀粉溶液25ml及pH4.6乙酸乙酸钠5ml,摇匀后,于400.2恒温水浴锅中预热5min。在甲管中加入待测酶液2ml立刻摇匀计时;在此温度下准确反应30min后,立即取出两管加入20%氢氧化钠0.2ml,摇匀,冷却,并在乙管中补加待测酶液2ml。吸取上述反应液分别置于250ml碘量瓶中,准确加入0.1N碘溶液10ml,再加0.1mol/L氢氧化钠溶液15ml,摇匀,密塞,于暗处反应15min。取出,加入2mol/L硫酸溶液2ml,摇匀;立即用0.05mol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定蓝色刚好消失为其终点。 计算X(A-B)*C*90.05*(32.2/5)*(1/2)*n*2=579.9*(A-B)*C*nA-空白消耗硫代硫酸钠的体积(ml)B-样品消耗硫代硫酸钠溶液的体积C-硫代硫酸钠标准溶液的浓度(mol/L)90.05-与1ml硫代硫酸钠标准溶液(1mol/L)相当的以克表示的葡萄糖的质量32.2-反应的总体积(ml)5-吸取反应液的体积(ml)1/2-吸取酶液2ml,换算成1mln-稀释倍数 2-反应30min,换算成1h的酶活力。 2.中温淀粉酶(或高温淀粉酶)酶活力测定 原理:淀粉酶能将淀粉分子链中的1,4葡萄糖苷键随机切断成长短不一的短链糊精、少量麦芽糖和葡萄糖,而使淀粉对碘呈蓝色的特异反应消失而变成红棕色,其颜色消失的速度与酶活力有关,故可在标准条件下通过测定反应时间而算出酶活力。 实验试剂:原碘液;稀碘液;2%可溶性淀粉;pH6.0的缓冲液;标准色终点溶液(A液:CoCl2.6H2O 0.2439g和K2Cr2O7 0.4878g用水定容至500mL;B液:称取鉻黑T40mg用水溶解定容至100mL);标准终点色:取A液40mL与B液5mL充分混匀备用。 实验步骤: 酶制备液:酶浓度300500u/mL; 吸取标准色溶液6mL于试管中,做比色标准; 吸取20mL12%淀粉溶液和pH6.0缓冲液5mL置于2020mL试管中,在700.1恒温浴器中预热平衡5min,然后加入酶制备液0.5mL立即记录时间,摇匀,当反应接近2min时就开始不断用吸管取1mL反应液加至预先盛有稀碘液5mL的试管中,当试管中反应液的颜色由紫变为红棕色与标准点相同时,即为反应终止,记录时间t,酶反应时间2-2.5min。计算公式:X=(1/t2020/1000n)0.5103 t:反应到点的时间min; 20:淀粉溶液的体积; 2%:淀粉浓度; n:稀释倍数;0.5:酶制备液的体积; 1000:1g=103mg; :样品质量 5.4.3 测定的重要参数 对于大罐,当DE值达到15以上(包括15)时,进行第一次补料,之后每小时加一次料;当DE值低于5以下(包括5)时,放罐。对于种子罐活力达1.5万时导入大罐发酵。一般DE达到30左右开始产酶。 5.5 污水处理站 5.5.1 污水处理站工艺流程图:沼气利用水封器 原水MQIC反应器配水井初沉池调节池加药污泥外运污泥浓缩池污泥回流池脱水机房BRN池二沉池达标排放终沉池深度处理区加药图例: 污水管路 污泥管路 沼气管路 5.5.2 MQIC反应器 MQIC反应器,即厌氧颗粒污泥循环床反应器,是UASB反应器的改进产品。反应器内部根据功能划分为混合区、多循环混合区、颗粒污泥膨胀区和精处理区。在多次实验及大量工程实践的基础上改进的布水系统和三相分离器,使三相分离效果更加理想,保证反应器在稳定的运行中获得更高的容积负荷。 MQIC反应器的进水由反应器底部的布水系统分配进入膨胀床室,与厌氧颗粒污泥均匀混合,大部分有机物在这里被转化成沼气,产生的沼气被第一级三相分离器收集。沼气将沿着上升管上升,沼气上升的同时把颗粒污泥膨胀床反应室的混合液提升至反应器顶部的气液分离器。被分离出的沼气从气液分离器的顶部的导管排走,分离出的泥水混合液将沿着下降管返回到膨胀床室的底部,并与底部的颗粒污泥和进水充分混合,实现了混合液的内部循环。内循环的结果使膨胀床室不仅有很高的生物量,很长的污泥龄,并具有很大的升流速度,使该室内的颗粒污泥完全达到流化状态,有很高的传质速率,使生化反应速率提高,从而大大提高去除有机物能力。设备优势:1.具有很高的容积负荷和高径比;2.节省基建投资和占地面积;3.内循环+强制循环,提高了基质的传输速率,因而节省了能耗;4.抗冲击负荷能力强;5.具有缓冲pH的能力;6.出水稳定性好。MQIC反应器MQIC反应器有相当好的处理效果,除了具有上面所提到的特点外,还有一个重要的决定因素是MQIC反应器能产生高质量的颗粒污泥,该颗粒污泥粒径均匀,饱满密实,能在5m/h左右的上升流速下不破碎,对MQIC的高处理效果起到了重要的作用。 5.5.3 分段进水生物脱氮工艺(BRN)分段进水生物脱氮工艺(BRN)是吉林四平保龙环保设备有限公司根据传统A/O工艺发展而来,该工艺主要特点是:部分进水与回流污泥进入第一段缺氧区,而其余的进水则分别进入各段缺氧区,这样就在反应器中形成一个浓度梯度,而且MLSS的质量浓度梯度的变化随污泥停留时间(SRT)的延长而增大,与传统的推流式A/O生物脱氮相比,分段进水BRN工艺的平均污泥浓度增加,终沉池的水力负荷与固体负荷没有变化。此外,由于采用分段进水,系统中的每一段好氧区产生的硝化液直接进入下一段的反硝化区进行反硝化,这样无需设置硝化液内回流设施,且在缺氧区又可以利用废水的有机物为碳源,不需要外加碳源。 因此,分段进水生物脱氮工艺(BRN)具有以下优点:BRN池 1.效率高,基建投资和运行费用省; 2.运行管理方便; 3.广泛适用于各种高氮含量的废水,如淀粉废水、畜禽废水、石化废水、大豆蛋白废水等。5.5.4 污水氨氮的测定方法-凯氏定氮法它包括了氨氮和在此条件下能被转化为铵盐的有机氨化合物。此类有机氮化合物主要是指蛋白质、月示、胨、氨基酸、核酸、尿素及其他合成的氮为负三价态的有机氮化合物。它不包括叠氮化合物、连氮、偶氮、腙、硝酸盐、亚硝基、硝基、亚硝酸盐、腈、肟和半卡巴腙类的含氮化合物。污水处理化验室 水中加入硫酸并加热消解,使有机物中的胺基氮转变为硫酸氢铵,游离氨和铵盐也转为硫酸氢铵。消解时加入适量硫酸钾提高沸腾温度,以增加消解速率,并以汞盐为催化剂,以缩短消解时间。消解后液体,使成碱性并蒸馏出氨,吸收于硼酸溶液中。然后以滴定法或光度法测定氨含量。汞盐在消解时形成汞铵络合物,因此,在碱性蒸馏时,应同时加入适量硫代硫酸钠,使络合物分解。 1.试剂和溶液:硫酸,P1.84gmL;硫酸钾(K2SO4);硫酸汞溶液:称取2g红色氧化汞(HgO)或2.74g硫酸汞(HgSO4),溶于40mL(15)硫酸溶液中;硫代硫酸钠一氢氧化钠溶液:称取500g氢氧化钠溶于水,另称取25g硫代硫酸钠(Na2S2O3.5H2O)溶于上述溶液中,稀释至1L,贮于聚乙烯瓶中;硼酸溶液:称取20g硼酸(H3BO3)溶于水,稀释至1L;硫酸标准溶液,C(1/2H2SO4)0.02mo1L;甲基红-亚甲蓝混合指示液:称取200mg甲基红溶于100mL95乙醇,称取100mg亚甲蓝溶于50mL无水乙醇,以两份甲基红溶液与一份亚甲蓝溶液混合后供用,每月配制;超纯水。 2.仪器设备:凯氏定氮蒸馏装置;500mL凯氏瓶;氮球;直形冷凝管(300mm);导管;25mL酸式微量滴定管;电炉;量筒:50ml、250ml;移液管:10ml、2ml;三角瓶:250ml;电子天平 3.分析步骤: 1)试样体积的确定:按下表分取适量,移入凯氏瓶中。 2)消解:加10.0mL硫酸(3.2),2.0mL硫酸汞溶液(3.4),6.0g硫酸钾(3.3)和数粒玻璃珠于凯氏瓶中,混匀,置通风柜内加热煮沸,至冒三氧化硫白色烟雾并使液体变清(无色或淡黄色),调节热源使继续保持沸腾30min,放冷,加250mL水,混匀。 3)蒸馏:将凯氏瓶斜置使成约45o角,缓缓沿瓶颈加入40mL硫代硫酸钠-氢氧化钠溶液(3.5),使在瓶底形成碱液层,迅速连接氮球和冷凝管,以50mL硼酸溶液(3.6)为吸收液,导管管尖伸入吸收液液面下约1.5cm,摇动凯氏瓶使溶液充分混合,加热蒸馏,至收集馏出液达200mL时,停止蒸馏。 4)氨的测定:加23滴甲基红-亚甲蓝指示液(3.8)于馏出液中,用硫酸标准溶液(3.7)滴定至溶液颜色由绿色至淡紫色为终点,记录用量。 5)空白试验:按上述步骤进行空白试验,以与试样相同体积的水代替试样 4.结果计算:CN=(V1V0)C14.011000V式中:CN凯氏氮含量,mgL V1试样滴定所消耗的硫酸标准溶液体积,mL V0空白试验滴定所消耗的硫酸标准溶液体积,mL C滴定用硫酸标准溶液浓度,mo1L 14.01氮(N)的摩尔质量污水对外排放口 V试样体积,mL 5.注意事项:蒸馏后残液中,含硫化汞沉淀,应过滤分离后作妥善处理。6 实习活动带队李玉峰老师为了充分考虑我们实习期间的劳逸结合,在实习第一周周日的时候给我们放了一天假,组织我们进行集体活动爬嘉山。嘉山,湖南省级风景名胜区,位于湖南津市新洲镇,地处津澧南部,距市区7公里。风景区西南自白云山、金刚山蜿蜒而来,至嘉山前屹然而止。方圆2平方公里,山高147.07米。山虽不高,但挺拔于西洞庭湖区,绿水环绕,秀色可餐。澧水自北向南绕嘉山东麓人洞庭,它集平原旷野景观,河洲峻秀景观,丘陵植被景观和历史人文景观为一体,造就了嘉山胜境。于嘉山之颠,可东观八百里洞庭波涛汹涌澎湃,南望万顷稻菽英雄遍地夕烟,西眺三千仞武陵群峰争秀,北望澧水东流,湖光山色,典雅丽秀。洞庭天下水,嘉山天下秀。正是对嘉山美景的写照。7 实习总结 7.1 实习体会 为期两周的实习满后,我带着学满的知识离开了常德津市的几家工厂。从那里,我学会的不仅仅是技术上的知识,更多的是精神上的充实。首先,要继续学习,不断提升理论涵养。 在信息时代,学习是不断地汲取新信息,获得事业进步的动力。作为一名青年学子更应该把学习作为保持工作积极性的重要途径。走上工作岗位后,我会积极响应单位号召,结合工作实际,不断学习理论、业务知识和社会知识,用先进的理论武装头脑,用精良的业务知识提升能力,以广博的社会知识拓展视野。其次,努力实践,自觉进行角色转化。 只有将理论付诸于实践才能实现理论自身的价值,也只有将理论付诸于实践才能使理论得以检验。同样,一个人的价值也是通过实践活动来实现的,也只有通过实践才能锻炼人的品质,彰显人的意志。必须在实际的工作和生活中潜心体会,并自觉的进行这种角色的转换。提高工作积极性和主动性。 实习,是开端也是结束。展现在自己面前的是一
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