碱性蛋白发酵工艺设计

1、年产3吨碱性蛋白酶发酵工艺设计王鑫（中北大学化工与环境学院）摘要在现代食品工业中，酶的应用儿乎涉及到食品加工的各个领域。随着酶制剂h益广泛的应用，经济效益显著。蛋白酶是水解蛋白质肽链的一类酶的总称，而碱 性蛋白酶则适宜在碱性条件（ph911）下水解动植物蛋白质，广泛存在于动 植物及微生物屮。设计屮首先根据参考资料选定了碱性蛋白酶发酵生产的具体工 艺流程，通过物料衡算确定需要立方米发酵罐台和立方米种子罐 台，在此基础上得出发酵工段所需要的各种原料量，通过能量衡算确定水、无菌 空气和蒸汽等的消耗量。然后对主耍设备进行计算和选型，得出发酵罐、种子罐 及通用设备、非标准设备等的结构尺寸、冷却装置、传动

2、装置，根据工艺要求确 定罐的附属设备和辅助设备以及发酵过程屮的优化控制。根据计算结果，设计了两张图纸，分别为发酵罐装配图、工艺流程图。关键词：碱性蛋白酶 发酵罐 种子罐物料衡算1绪论-11.1碱性蛋白酶概述-112碱性蛋口酶的性质-113碱性蛋白酶的使用条件-11.4碱性蛋口酶的保存-115注意事项-16碱性蛋白酶的主耍应用-2退-1在洗涤剂中的应用-21.6.2在皮革中的应用-23.6. 3在饲料添加剂屮的应用-31.6.4在纺织行业的应用-31. 6. 7在玉米深加t中的应用-317碱性蛋白酶的发展前景-42设计任务-44.1设计内容-42设计要求-43碱性蛋白酶生产工艺选择-51生产工艺

3、的选择-53.2 1艺流程图-53.3x艺流程图说明-61菌种的制备-63.3.2砲子的制备-63.3.3种子的制备-65.4菌种的改良-635培养基的制备-83. 6灭菌的方法-83.6. 1湿热灭菌-83.6.2培养基的连续灭菌-93.6.3空气除菌-93. 6. 4无菌空气的质量标准-103.6.5无菌空气的制备-103.7发酵-118分离纯化-124工艺计算-121碱性蛋白酶发酵工艺技术指标-124.2工艺参数与基本物性数据的选取-124.2. 1工艺参数-124. 2. 2基本物性数据的选取-134. 3物料衡算-136.4热量衡算-146.1基准温度的选定-144. 2连消塔的热量

4、衡算-144.4.3发酵罐的热量衡算-145分离干燥-141双水相萃取-145.2干燥-156后记-16参考文献：-171绪论1 1 碱性蛋白酶概述碱性蛋白酶是由细菌原生质休诱变选育出的地衣芽抱杆菌2709,经深层发 酵、提取及精制而成的一种蛋白水解酶，其主要成分为地衣芽抱杆菌蛋白酶，是 一种丝氨酸型的内切蛋白酶，它能水解蛋门质分了肽链生成多肽或氨基酸，具有 较强的分解蛋白酶的能力。生产工艺是采用微滤超滤膜分离、喷雾干燥或真空冷 冻干燥等先进技术，广泛应用于食品、医疗、酿造、洗涤、丝绸、制革等行业。碱性蛋白酶是目前市场上流行的洗涤添加剂，能人幅度提高洗涤去污能力， 特别对血渍、汗渍、奶渍、油渍

5、等蛋白类污垢，具有独特的洗涤效果。碱性蛋白 酶在技术采用细菌原生质体诱变处理方法，从国内碱性蛋白菌生产菌2709枯草 杆菌屮研究选育出若干稳定高性能菌株，在后处理上，采用去渣盐析沉淀法，减 少了蛋白酶的杂质含量和产品特有的气味，提高了溶解速度，与洗涤剂有更好的 配伍性，延长了保质期。目前，在世界范围内蛋白分解酶是工业酶种中用得最多 的一种酶，约占酶总量的60%,其中碱性蛋白酶就占25%它在商业中的巨大应用 前景及在基础研究屮的重要作用，吸引着国际国内的许多公司及研究单位竞相对 其进行多方面的研究。1 2 碱性蛋白酶的性质碱性蛋白酶外观为褐色粉末，有酵曲的特殊臭味，能够分解蛋白质分子屮 的肽键成

6、为小分子的氨基酸和肽。碱性蛋口酶是由造育的地衣芽砲杆菌发酵而 得，主要成分为枯草杆菌蛋白酶，是一种内切酶，催化部位为丝氨酸，分子量约 为27300.1 3 碱性蛋白酶的使用条件底物浓度1025%,温度5060c, ph值911,反应时间36小时（根 据要求可长可短）,添加酶0. 030. 06%（以水解溶液重量计）。1.4 碱性蛋白酶的保存5c保藏，保质期一年；25c储存，酶活保存期至少3个月以上。5 注意事项（1）此产品可完全溶于水，使用安全可靠。操作时请勿直接与酶制剂接触, 若有接触需及时用清水冲洗。（2）原包装打开后尽快食用，剩余部分需扎口保存。（3）本品在贮存屮要避免雨淋和曝晒，禁止与

7、有毒有害物质混运混存。1 6 碱性蛋白酶的主要应用1在洗涤剂中的应用h常生活中遇到的污垢，特别是衣服上的污垢组成是十分复杂的，一般来说, 主耍有尘土的微粒、人体分泌的皮脂和汗液、食物的汁液和残余物等，有机污垢 是以蛋白质与纤维结合的方式存在的。用于洗涤这些污物的洗涤剂是出表面活性 剂、纯碱、水玻璃（硅酸盐）、三磷酸盐等配制而成，洗涤时水溶液显示出较高的 碱性ph般在9-11之间，在这种条件下，碱性蛋白酶正好可以发挥其催化活性, 催化污物中的蛋口质水解，使复杂的蛋口质分解成结构简单、相对分子量较小的 水溶性肤，或者进一步分解为氨基酸。这样，原来粘在衣物上的其它污物也可以 一起被洗下来。在整个洗涤

8、过程中，碱性蛋白酶可反复起分解蛋白质的作用，只 是酶活越來越低。1.6.2在皮革中的应用我国皮革工业资源丰富，发展十分迅速，猪、羊皮产量屈世界之首。猪、牛、 羊皮制革时，首先要除去皮上的毛，然后才能进一步加工蹂制成革。过去脱毛工 艺沿用石灰、硫化钠浸渍，不仅时间长，工序多，而且劳动强度大，污染严重。 采用蛋白酶脱毛是利用酶分解毛、表皮同真皮层连接处的蛋白质，从而使毛同皮 的联结松开而脱毛。h前，我国的皮革制品不仅满足了国内市场的需求，还大量 出口创汇。另外，在猪皮加工的包酶阶段，因皮液系统ph值约在10 0. 5之间, 故常用碱性蛋白酶进行局部处理1. 6. 3在饲料添加剂中的应用猪、禽等单胃

9、动物消化道的内源酶系不全;幼龄畜禽缺乏淀粉酶、糖化酶和 蛋白酶：处于疾病的畜禽，其内源酶（如淀粉酶、蛋白酶等）急剧下降。动物饲料 是以淀粉、蛋白质等大分子化合物作为营养源，不同动物消化道屮的酶系不同， 数量也很有限，再加上饲料在消化道小停留的时间一般都很短，饲料往往未被充 分消化就随粪便排出体外，造成部分浪费。据研究，不少动物对饲料的消化吸收 率仅20%左右。在饲料中添加酶制剂就可以与动物内源幽发挥协同作用，将难消 化吸收的蛋白质、淀粉等大分子化合物降解为氨基酸、肤、脉、单糖、寡糖等小 分子物质，从而提高饲料的消化率和利用率，并提高畜禽及角类的生产性能，同 时可以减少畜禽排泄物屮氮、磷的排泄量

10、，保护水体和土壤免受污染。饲用酶制 剂多为复合酶，由非内源消化酶和内源消化酶两人类组成。非内源消化酶包括木 聚糖酶、p-甸聚糖猶、纤维索酶、果胶酶、甘露聚糖酶等，内源消化酶包括蛋白 酶、淀粉酶、脂肪酶等。其中蛋白酶是主要成分，可将饲料中的蛋白质分解多肽 及游离氨基酸，从而提高饲料的利用率。1.6.4在纺织行业的应用在纺织工业屮应用碱性蛋白酶可一定程度的取代强碱等有毒有害物质，为减 少污染、保护生态环境提供经济有效的方法。特别是在羊毛减量加t和丝绸精炼 脱胶等方面具有广泛应用，使用碱性蛋口酶可以解决羊毛仿羊绒物质的生便、粗 糙等问题，并能改善和提高丝绸与棉、麻、毛等纤维混纺产品的手感和风格，增

11、加羊毛产品的附加值。1.6.7在玉米深加工中的应用玉米黄粉是玉米湿法淀粉厂的副产品，其中含有40%-60%的蛋白质，这些蛋 白质大部分是醇溶蛋白、谷蛋白和球蛋白。玉米醇蛋白具有大区域的a-螺旋结 构，n-末端有很强的疏水性，是高憎水蛋白，因此只能溶于异丙酮和乙醇中，不 溶于水。谷蛋白只溶于碱水溶液。因此与其它商业化蛋白源相比，玉米蛋口的疏 水性使得其食品功能特性极差。要想使蛋门质具有理想的食品功能，就必须使其 成为水溶解状态或处于较好的悬浮状态。为了提高玉米蛋白的水溶性以制备一些 特殊产甜，用碱性蛋白酶修饰玉米蛋白使其成为可溶性肤的研究成为热点。王梅 谷等对碱性蛋白酶水解玉米蛋白的反应动力学进

12、行了研究，探索了酶法修饰玉米 蛋白的可行性，在适宜的反应体系屮，可大幅度提高酶促玉米蛋白的溶解量。为 玉米黄粉的食品工业应用和饲料营养的特殊耍求提供可靠的依据。玉米鼓质白质 具有独特的氨基酸组成，使它成为多种生理活性功能肤的良好天然来源。1.7 碱性蛋白酶的发展前景蛋门酶是一种重要的工业用酶，占世界酶制剂销售量的60%以上。上世纪 五十年代蛋白酶的主耍来源是植物的木瓜蛋白酶，菠萝蛋白猶和动物内脏，而微 生物来源的蛋白酶一经研究，因具有培养简便，耗时短，产量丰富等优点，应用 尤为广泛，被认为是最重要的酶资源。水解蛋白的最适ph在碱性范围内的蛋白 酶称为碱性蛋口酶。它在工业上具有巨大的应用潜力，如

13、洗涤剂、皮革制造、食 品加工、制药以及废物处理等工业中，碱性蛋口酶的使用能显著改善产品品质， 大大减少了对环境的污染，节约成木，为传统的行业和生产带来了一场革命。尤 其是作为无磷洗衣粉的添加剂使用，已使碱性蛋白晦商业制剂的销售占整个蛋白 酶市场的1/3。由于碱性蛋白酶作用环境的特殊性，要求其在极端的条件下具有 较高的蛋白质水解活力。其克服不良环境的能力愈强，应用愈广泛，愈能耐受恶 劣的工业条件。2设计任务1 设计内容包括菌种选育、培养基的设计及灭菌、空气除菌（如为需氧发酵）、种子的 扩大培养、发酵过程中的控制参数和下游加工等，并由此形成一套完整的生产工 艺。2. 2 设计要求按照年产量要求进行

14、工艺设计，不得造成设备浪费，节约人力、物力和能源。 进行简单的物料衡算。绘制设计图，要求至少一张工艺流程图和一张主设备结构 图，a4纸。3碱性蛋白酶生产工艺选择3.1 生产工艺的选择降温-发酵液高压匀质机离心分离废液项peg水相3.3 工艺流程图说明3.3.1菌种的制备选择枯草芽抱杆菌2709,经过分离、选育、纯化和鉴定后成为菌种。菌种 可用沙土管保存，若有条件可采用液氮超低温保存。采用液态深层发酵3. 2 工艺流程图空气菌种除菌无菌空气-二级种了培养基预热连消维持离心分离一 peg盐冷冻干燥之n广口口3.3.2抱子的制备3.3.制备母液斜面抱子将保存在冰箱中的沙土他子，在无菌超净工作台上接种

15、于以灭菌的斜面培养 上于37c培养9-10天，放入2-6c冰箱屮备用。3.4.制备子瓶斜面砲子将生长好且在冰箱存放一周以上的母瓶取出， 制成菌悬液接种于子瓶斜面 上t37c恒温培养8-9天，培养好的子斜面侧摇瓶效价合格后保存在2-6c冰 箱中备用。3.3.3种子的制备其h的是使砲子发芽、繁殖以获得足够数量的菌丝，并接种到发酵罐中，种 子制备可用摇瓶培养后再接入种子罐进行逐级扩人培养。以微孔压差法或打开接 种口在火焰保护下接种。接种量视需要而定，在罐内培养过程中需耍搅拌和通入 无菌空气。控制罐温、罐压，并定时取样做无菌试验，观察菌丝形态，测定种子 液屮发酵单位和进行生化分析，并观察有无杂菌的情况

16、种子质量合格后移到发酵 罐中。4 菌种的改良菌种改良的方法有很多，最常用的方法有诱变育种。诱变育种的原理：是用 物理或化学的诱变剂使诱变对象内的遗传物质(dna)的分子结构发生改变，引 起性状变异并通过筛选获得符合要求的变异菌株的一种育种方法。诱变的方法:a:物理方法：射线（紫外线、x光线、y射线，屮子线），激光 微束，离子束， 微波，超声波，热力等。b:化学诱变 常用方法：浸渍法、涂抹法、滴液法、 注射法、施入法和熏蒸法。化学诱变剂有碱基类似物、烷化剂，移码诱变剂， 硫酸二乙酯（dfs）、5-混尿卩密唳（5bu）、氮芥（nm）oc:生物方法：空间条 件处理诱变，病原微生物诱变，转基因诱变。诱

17、变育种的过程3. 5 培养基的制备培养基是指可供微生物细胞生长繁殖所需的一组营养物质和原料，同时也 为微生物生长提供除营养外的其他生长所需的条件。原则上必须含有细胞组成 所必须原料；满足一般生化反应的基本条件（温度、溶氧和批ph）；來源丰 富、价格低廉、取材方便、质量稳定；培养基成分性质稳定不影响卜游产品的 提取加工。培养基按照用途可以分成他子培养基、种子培养基和发酵培养基。抱子培养基是供菌种繁殖抱子的一种常用固体培养基，对这类培养基的要求 是能使菌体生长迅速，产生数量多而且优质的孑包子，并且不会引起菌体变异。所以 砲子培养基的配置要求如下：培养基的营养不要太丰富，特别是有机氮源要低 一些，否

18、则鞄子不易形成。无机盐的浓度要适当，不然会影响泡子的颜色和数 量。应注意培养基的ph值和湿度。3 6 灭菌的方法常用的灭菌方法有：化学灭菌；射线灭菌；干热灭菌；湿热灭菌和过滤除菌 等。影响灭菌效果的因索：微生物的种类和数量，培养基性质、浓度、成分, 灭菌的温度、时间。本实验采用湿热灭菌。湿热灭菌即利用饱和水蒸气进行灭菌。由于蒸汽有 很强的穿透力，而且冷凝时放岀大量的冷凝热，很容易是蛋白质凝固而杀灭各种 微生物。通常蒸汽灭菌的条件是在121c（表压约0. impa）维持30mino3. 6. 1湿热灭菌对培养基进行湿热灭菌时，培养基中的微牛物受热死亡速率与残存数星成正cln比，即dr=kn(31

19、)式屮：n培养基屮活微生物的个数；t为微生物受热时间，s；k为比死 亡速率，5-*.若开始灭菌时（工二0）,培养基屮或微生物数为n。，将式（31）积分可得n = noekr上式被称为对数残留逹律。其中n为经t时间灭菌后培养基中活微生物数。3. 6. 2培养基的连续灭菌培养基连续灭菌在短时间内被加热到灭菌温度仃30140）,短时间保温（一 般为58min）,升降温时间相对较短，可以实现自动控制、提高发酵罐的设备 利用率、蒸汽用量平稳等优点，培养基在短时间内被加热到灭菌温度，短时间保 温后被快速冷却，再进入早已灭完菌的发酵罐， 这样不但可以节省时间， 更重要 的是减少了培养基的破坏率。对补料培养基

20、的灭菌方法跟发酵培养基的灭菌方法 一样都是湿热灭菌，其加热蒸汽的压力要求较高，一般不小于0. 45mpa.连续灭 菌的流程，如图所示3.6.3空气除菌根据国家药品质量管理规范的要求，生物制品、药品的生产场地业需要符合 空气洁净度的要求。3.6.4无菌空气的质量标准国家所规定无菌空气的质量标准为：1、连续提供一定流量的压缩空气。2、 空气的压强为0.20. 4mpao3、进入过滤器前空气的相对湿度应小于等于70. 4、 进入发酵罐的空气温度可比培养基温度高1030c左右。5、压缩空气的洁净度, 在设计空气过滤器时，-般取失败概率为0. 001为指标。(32)6. 5无菌空气的制备过滤是空气除菌的

21、主耍手段，按过滤介质孔隙将空气过滤器分为两类：绝对过滤，深层过滤。斤者主要原理为：1、惯性滞留作用2、拦截滞留作用3、布期 扩散作用4、重力沉降5、静屯作用。其过滤除菌流程为：釆风塔一粗过滤器一空气压缩机一空气储存罐一冷却 器一气液分离设备一空气加热设备一空气过滤设备。如图5-1 o图5-1空气除菌设备流程图设备如下：6.%2.采风塔：采风塔建在工厂的上风头，远离烟囱，采风塔越高越好，髙至 少10 m,气流速度8 m/so7.%2.粗过滤器：安装在空压机吸入口前，主要作用是拦截空气中较大的灰尘 以保护空气压缩机，同时起一定的除菌作用，减轻总过滤器的负担。应阻力小， 容量大。8.%2.空气压缩机

22、：作用是提供动力，以克服随后各设备的阻力。9.%2.空气储罐：作用是消除压缩空气的脉动。要求：h/b二22.5,v二（0.10.2） v1其中,h为罐高;b为罐直径；为空压机每分钟排气量（20c, lx105pa状况下）,尬10.%2.旋风分离器：是利用离心力进行气-固或气-液沉降分离的设备。作用是 分离空气中被冷却成雾状的较大的水雾和油雾粒子。11.%2.冷却器： 空压机出口温度气温在120c左右， 必须冷却。 另外在潮湿的地 域和季节还可以达到降湿的目的。空气冷却器可采用列管式热交换器空气走壳程，管内走冷却水。12.%2.丝网除沫器： 可以除去空气中绝大多数的20刚 以上的液滴和1曲以上的

23、 雾滴，一般采用规格为直径0. 25 mmx40孔月.高度为150 mm的不锈钢丝网。13.%2.空气加热器：采用列管换热器，空气走管程，蒸汽走管外。14.%2.总过滤器：填充物按下面顺序安装：孔板 f 铁丝网一麻布 f 活性炭 f 麻布 f 棉花 f 麻布 f 铁丝网一 孔板介质要紧密均匀，压紧一致，上下棉花层厚度为总过滤层厚度的1/4,屮间 活性炭层为l/3o无菌空气的检查空气系统的无菌检测主要考察过滤器是否失效。过滤器失效的检测方法之 一是检测过滤器两侧的压降，压降大说明过滤介质被堵塞；二是用粒子计数器测 定空气屮的粒子数是否超标，有无达到洁净度要求。3 7 发酵以2%的接种量接种于发酵

24、培养基，35c培养56小时，进行液体深层发酵 培养；在发酵过程屮，采取调节ph的方法控制发酵，bp：将种子接种于发酵培 养基后，使发酵液初始ph为7；在发酵期间，当发酵液酸性逐渐增加时，应控 制发酵液ph不低于6.0；随后，当发酵液碱性逐渐增加时，应控制发酵液的ph不高丁8. 0o3. 8 分离纯化工业中使用的基本都是碱性蛋白酶的粗制品，进一步的分离纯化有助于更好 地确定酶的性质及作用机制。以菌株的发酵液为处理对象，首先离心除去菌体 细胞及其它不溶性物质，对无细胞发酵液进行沉淀，达到分离和浓缩的目的。再 通过等电层析、亲和层析等不同的色谱层析手段对碱性蛋口酶进一步纯化。4工艺计算4.1 碱性蛋

25、白酶发酵工艺技术指标指标名称单位指标数生产规模t/a3生产方法深层液态发酵年生产天数d/a100产品日产量t/a0. 03产品质量比活力（u/g）50万倒罐率%1.0发酵周期h36发酵液酶活力u/ml18000碱性蛋白酶提取率%85冷冻t燥酶收率%80平均总收率率%682 工艺参数与基本物性数据的选取4. 2. 1工艺参数碱性蛋白酶比活力比活力为50万u/g,生产周期为36h,发酵温度为37c,溶氧为0.03-0. 04mpao4. 2. 2基本物性数据的选取在低温下油或油脂的平均热容在2.05-2.51kj/(kg- c),随着温度升高比 热将增加。3物料衡算根据物料衡算的质量守衡定律，在间

26、歇操作过程川，若系统内不发生物料量 的积累，输入的物料量等于输出的物料量。表1物料的基木物性参数密度(kg/卅)汽化替热kj/kg比热容kj/(kg 0沸点(c)培养基10004. 183水99822584. 183100生产1000kg比活力为50万u/g的发酵液量：50万u/g x 1000 x 1000二10*万u10$万u/18000=2. 78x10 ml=27. 8n?18000u/ml-发酵液酶活每口所需量v0=v发/(0. 68x0. 7)=0. 278/ (0. 68x0. 7) = 1. 75m30. 68平均总收率0. 7填充系数发酵液所需淀粉量：175 x2%=0. 0

27、35kg发酵液所需隸皮量：175x5%=0. 0875kg发酵液所需玉米浆量：175x 3%=0. 0525kg二级接种量:v2二1%v尸0.0175n?吐温-80(m / v)：0. 02%x 1.75=0. 00035kgmgs04(m / v)：0. 02%xi. 75=0. 00035kg发酵罐的尺寸个数：尺寸：2立方米个数；1个4.4 热量衡算4.4.1基准温度的选定为便于计算，热量输入和输出的基准温度选为20r(293k)o4.4.2连消塔的热量衡算q二gc(t2t)=13406x3.91x(11570)=2.36xl()6(kj/h) 4.4.3发酵罐的热量衡算发酵时放出的生物热

28、：q总=4.18x6000 x102.14=2.56x10%kj/h)5分离干燥5.1 双水相萃取萃取原理:将亲水性聚合物加入水中会形成两和。聚合物以不同的比例分配 与这两相中，而水分在每一相中都会占很大的比例(85%-95%),生物蛋白质等在 这种体系屮能够保持自然活性。当两种聚合物的水溶液相互混合时，究竟是分层成两相，还是混合成一相， 取决于两种因素，一是混合爛的变化，二是分子间的作用力。对人分子而言，则 分子间的作用力占主导地位，也就是说，由分子间的作用力决定混合的结果。若两种聚合物的分子间存在斥力，那么再某一分子的周围就可能系同种分子 而非异种分子。当达到平衡后则分成两相，两种聚合物分

29、别进入到每一相屮，达 到分离的冃的。 反过来， 如杲两种聚合物z间存在引力， 如在带相反电荷的两种 聚合物电解质之间，则它们相互结合而存在于同一相中， 若两种聚合物间不存在 分子间力， 则它们相互混合。根据上述分析可知，能够进行双水相萃取的必耍条 件是：形成的两种聚合物分子间存在引力。双水相萃取屮，影响分配的主要参数有聚合物的分子质量和浓度、ph、盐 的种类和浓度、操作稳定等。聚合物分子质量低时，生物大分子易分配于富含该 聚合物的相中，当远离临界点时，双水相萃取本身受温度的影响很小。人规模生 产总是在常温下操作，一则节省制冷费用，再则聚合物在常温下对蛋白质有稳定 作用，不会引起损失，同时温度高

30、时，粘度低，有利于和的分离操作。因此，确 定适宜的操作条件，可达到较高的分配系数和选择性。双水相萃取的一个重要优 点是可直接从细胞破碎浆液屮萃取蛋白质而无需将细胞碎片分离，i 步操作可达 到固液分离和纯化两个fl的。双水相萃取方法：双水相萃取法的一个主要应用是胞内酶的提取，采用双 水相系统可使欲提取的酶与细胞碎片以较大的分配系数分配在不同的相屮，进而 采用离心法就可实现分离。采用双水相萃取时，通常将蛋口质分配在上相（peg）,细胞碎片分配在下相（盐）。反过来对相的分离不利，因为当上相固含量髙时，分 离机的性能会受到影响。在操作时，单位重量相系统中料浆的加入量是一个重耍 参数。显然，料浆的加入量

31、愈多愈经济，但过量的料浆会影响原來聚合物的成相 系统，是分配系数降低，结果收率降低。根据经验，一般每lkg萃取系统处理200-400湿菌体为宜。5.2 干燥冷冻干燥原理：冷冻干燥是将湿物料在较低温度下冻结成固态，然后在高度 真空（130pa0.1mpa）下，将其屮固态水分直接升华为气态而除去的干燥过程，也 称为升华干燥。冷冻干燥也是真空干燥的一种特例。冷动干燥也可将湿物料不预冻， 而是利用高度真空时水分汽化吸热而将物料 自行冻结。这种冻结能量消耗小，但对液体物料易产生泡沫或飞溅现象而遭致损 失，同时也不易获得多孔性的均匀干燥物。冷冻干燥中升华温度一般为-35c-5c,而抽出的水分可在冷凝器上冷

32、冻聚集或直接为真空泵排出。若升华 时需要的热量直接由所干燥的物料供给，这种情况下，物料温度减低很快，以至 于冰的蒸汽压很低而使升华速率降低。一般悄况f,热量由加热介质通过干燥室 的间壁供给，因此，既要供给湿物料的热量以保证一览的干燥数率，乂要避免冰 的融化。与其他干燥相比，冷冻干燥具有以下特点：1）干燥温度低，特别适合于高热敏性物料的干燥，生物制品的干燥。乂系在真 空下操作，氧气极少，物料中易氧化物质得到了保护，因此，制品中的有效 物质及营养成分损失很少。2）能保持原物料的外观形状。物料在升华脱水前先进行预冻，形成稳定的固体 骨架。干燥后体积形状基本不变，不失原有的固体结构，无干缩现象。3）冻

33、干制品具有多孔结构，因而有理想的速溶性和快速复水性。干燥过程屮， 物料屮溶于水的溶质就地析岀，避免了 i 般干燥方法屮因物料水分向表面转 移而将无机盐和其他有效成分带到物料表面，产生表面硬化现象。4）冷冻干燥脱水彻底（一般低于2%-5%）,质量轻，产品保存期长，若采用真空 密封包装，常温下即可运输、保存，十分简便。但冷冻干燥需要昂贵的专用设备，干燥周期长，能耗校大，产量小，加工成 本咼。冷冻干燥流程：冷冻干燥过程分为两个阶段，第一阶段，在低丁熔点的温度 下，使物料中的固态水分直接升华，大约有98%-99%的水分在这一阶段除去。第二阶段屮，将物料温度逐渐升高甚至高于室温，使水分汽化除去，此时水分

34、可 以减少到0.5%。冷东干燥系统主要有4部分组成，即冷冻装置、真空装置、水 汽去除装置和加热部分，用于生物制品的了扭动干燥流程见带控制点饿工艺流程 图。预冷冻和干燥均在一个箱内完成。带干燥的物料放入干燥室内，开动预冷用 冷冻机对物料进行冷冻，随之开启冷凝器和真空装置，实现升华干燥操作。加热 器以作冷凝器内化霜之用。笫一阶段升华干燥结束后，开启油加热循环泵对干燥 室加热升温，使z汽化排除剩余的水分。6后记通过此次课程设计使我更扎实的掌握了有关发酵的一系列问题，使本來枯燥 乏味的发酵课程变得有趣。在这过程中遇到了很多问题，从前都未曾涉猎，但经过这次课程设计让我 不光懂得了有关发酵的问题，还懂得了

35、cad的使用，增加了自c各方面的认识， 我不断地查找资料，遇到不懂得及时请教丰富了自己的知识面，同时深刻领悟了 “致知于行”的意义。从理论到实践的过程是一个很重要的过程，终于明白“纸 上得来终觉浅，绝知此事要躬行”的意义，纸上谈兵终究不能让1己在所学的领 域有多大的成就与贡献，我在这段时间里学到的我觉得比我这一学期的都多，因 为这是一种实践和理论的结合。历时两个星期的课程设计，查阅了大量的资料，在这个过程中我有时候真 的心烦，由于找不到碱性蛋白酶的相关资料，但最后还是耐心的寻找，通过去图 书馆查阅教辅资料和上网查找再加上向学长学姐请教，终于完成了这份课程设 计，无论质量如何，这都是我精心设计的成果，他让我在完成了发酵