合工大生物工程畢設(共34頁)

1、PAGE PAGE 畢業(yè)論文(b y ln wn)及設計 設計（論文(lnwn)）題目 利用(lyng)根霉發(fā)酵產(chǎn)富馬酸工藝及年產(chǎn)500噸生產(chǎn)線設計 學院名稱 生物與食品工程學院 專 業(yè) （班 級） 生物工程（2010-2班） 姓 名 （學 號） 王凌軍（20106332） 指 導 教 師 李 興 江 系（教研室）負責人 葉 明 目錄(ml) HYPERLINK l _Toc718 目錄(ml) PAGEREF _Toc718 HYPERLINK l _Toc22744 中文(zhngwn)摘要 PAGEREF _Toc22744 HYPERLINK l _Toc18106 Abstract

2、PAGEREF _Toc18106 HYPERLINK l _Toc16198 1 引言 PAGEREF _Toc16198 HYPERLINK l _Toc6262 1.1 富馬酸的性質和用途 PAGEREF _Toc6262 HYPERLINK l _Toc26648 1.3 課題的作用、意義以及國內外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，尚待研究的問題 PAGEREF _Toc26648 HYPERLINK l _Toc15506 1.3.1 課題的作用、意義 PAGEREF _Toc15506 HYPERLINK l _Toc13879 1.3.2 國內外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 PAGEREF _Toc

3、13879 HYPERLINK l _Toc24700 1.3.3 尚待研究的問題 PAGEREF _Toc24700 HYPERLINK l _Toc26307 1.4 課題研究的主要內容及擬解決的問題 PAGEREF _Toc26307 HYPERLINK l _Toc9369 2 材料與方法 PAGEREF _Toc9369 HYPERLINK l _Toc6471 2.1 實驗材料 PAGEREF _Toc6471 HYPERLINK l _Toc4121 2.1.1 菌種 PAGEREF _Toc4121 HYPERLINK l _Toc20158 2.1.2 培養(yǎng)基 PAGEREF

4、 _Toc20158 HYPERLINK l _Toc1137 2.2 實驗方法 PAGEREF _Toc1137 HYPERLINK l _Toc15778 2.2.1 試管培養(yǎng) PAGEREF _Toc15778 HYPERLINK l _Toc13729 2.2.2 搖瓶種子培養(yǎng) PAGEREF _Toc13729 HYPERLINK l _Toc2972 2.2.3 搖瓶發(fā)酵培養(yǎng) PAGEREF _Toc2972 HYPERLINK l _Toc5554 2.2.4 實驗試劑和儀器 PAGEREF _Toc5554 HYPERLINK l _Toc16784 2.3 分析方法1 0 H

5、YPERLINK l _Toc21769 2.3.2 單因素變量1 0 HYPERLINK l _Toc13586 2.3.3 正交試驗1 0 HYPERLINK l _Toc26251 2.3.4 高錳酸鉀滴定1 1 HYPERLINK l _Toc14991 3 米根霉發(fā)酵產(chǎn)酸的結果與討論1 1 HYPERLINK l _Toc11686 3.1 培養(yǎng)條件的初步優(yōu)化1 2 HYPERLINK l _Toc19883 3.2 結果與討論1 2 HYPERLINK l _Toc28077 3.2.2 接種量對富馬酸產(chǎn)量的影響1 2 HYPERLINK l _Toc2469 3.2.3培養(yǎng)基成分

6、對富馬酸產(chǎn)量的影響（單因素實驗）1 2 HYPERLINK l _Toc3383 3.2.4 培養(yǎng)基成分對富馬酸產(chǎn)量的影響（正交實驗）以及時間對富馬酸產(chǎn)量的影響1 9 HYPERLINK l _Toc22973 3.2.5 小結(xioji)2 4 HYPERLINK l _Toc5476 4 年產(chǎn)500t富馬酸的發(fā)酵工藝(gngy)計算2 4 HYPERLINK l _Toc18932 4.1 生產(chǎn)(shngchn)方案與生產(chǎn)規(guī)模2 4 HYPERLINK l _Toc21542 4.1.1 生產(chǎn)方案2 4 HYPERLINK l _Toc25244 4.1.2生產(chǎn)規(guī)模2 4 HYPERLI

7、NK l _Toc519 4.2 生產(chǎn)工藝流程設計2 4 HYPERLINK l _Toc3471 4.2.1 富馬酸生產(chǎn)工藝流程示意圖2 5 HYPERLINK l _Toc3851 4.3 物料衡算2 5 HYPERLINK l _Toc14861 4.3.1工藝技術經(jīng)濟指標及基礎數(shù)據(jù)2 5 HYPERLINK l _Toc6035 4.3.2原料消耗計算（基準：一噸成品富馬酸）2 6 HYPERLINK l _Toc23692 4.3.3發(fā)酵醪量的計算2 6 HYPERLINK l _Toc18802 4.3.4 接種量2 6 HYPERLINK l _Toc4606 4.3.5 液化醪

8、量計算2 6 HYPERLINK l _Toc659 4.3.6成品富馬酸2 7 HYPERLINK l _Toc10843 4.3.7淀粉質原料年產(chǎn)500噸一水富馬酸廠總物料衡算2 7 HYPERLINK l _Toc32222 4.4 能量衡算2 8 HYPERLINK l _Toc15476 4.4.1 液化熱平衡計算2 8 HYPERLINK l _Toc18499 4.4.2發(fā)酵過程中的蒸汽耗量的計算2 8 HYPERLINK l _Toc13654 4.5 發(fā)酵過程中的冷卻水耗量計算2 8 HYPERLINK l _Toc18190 4.6發(fā)酵過程中的無菌空氣耗用量的計算2 8 H

9、YPERLINK l _Toc10180 5 設備設計計算與選型2 9 HYPERLINK l _Toc8692 5.1 主要設備設計計算2 9 HYPERLINK l _Toc1176 5.1.1 發(fā)酵罐溶劑和臺數(shù)的確定3 0 HYPERLINK l _Toc13950 5.1.2 發(fā)酵罐設備材料的選擇3 0 HYPERLINK l _Toc27398 5.1.3 種子罐臺數(shù)的確定3 1 HYPERLINK l _Toc10162 5.2 主要設備選型3 1 HYPERLINK l _Toc30739 6 廠址的選擇3 1 HYPERLINK l _Toc29745 6.1 廠址選擇的原則3

10、 2 HYPERLINK l _Toc30407 6.2 經(jīng)濟原則3 2 HYPERLINK l _Toc3621 6.3 廠址的選擇依據(jù)3 3 HYPERLINK l _Toc7901 6.4 廠址選擇(xunz)結果3 3 HYPERLINK l _Toc2990 6.5 技術(jsh)經(jīng)濟分析與概算3 4 HYPERLINK l _Toc15870 6.5.1 基本(jbn)投資3 4 HYPERLINK l _Toc31669 7 年產(chǎn)500t富馬酸的設計圖3 4 HYPERLINK l _Toc18379 7.1 車間設備布置設計3 4 HYPERLINK l _Toc2633 7.

11、1.1車間布置設計的目的和重要性3 5 HYPERLINK l _Toc27457 7.1.2設備布置圖的內容和畫法3 5 HYPERLINK l _Toc14577 7.1.3車間布置設計的原則3 5 HYPERLINK l _Toc65 7.1.4年產(chǎn)500t富馬酸的車間布置設計圖3 5 HYPERLINK l _Toc21155 7.2 帶控制點的生產(chǎn)工藝流程圖設計3 5 HYPERLINK l _Toc30265 7.2.1帶控制點工藝流程圖的內容3 6 HYPERLINK l _Toc16434 7.2.2年產(chǎn)500t富馬酸生產(chǎn)線工藝流程圖3 6 HYPERLINK l _Toc30

12、024 結論3 6 HYPERLINK l _Toc18804 致謝3 7 HYPERLINK l _Toc11604 參考文獻3 7中文(zhngwn)摘要摘 要: 富馬酸是一種(y zhn)重要的平臺化合物和精細化學品,廣泛應用于材料、醫(yī)藥、食品及飼料添加劑等領域,市場潛力巨大。國內外有機酸發(fā)酵(f jio)中, 富馬酸發(fā)酵的方法分為兩種, 即“化學法”和“生物法”。以米根霉為菌種, 通過生物發(fā)酵法生產(chǎn)富馬酸, 應用單因素和正交實驗設計法，在搖瓶實驗中，通過逐個改變基本培養(yǎng)基中某一成分的濃度，添加不同大小的接種量以及對培養(yǎng)時間等因素進行探索,考察它們對富馬酸產(chǎn)量的影響，確定最優(yōu)工藝條件。結

13、果表明, 最佳發(fā)酵時間為80h，最適發(fā)酵條件為溫度32.0 、轉速為170r/min、起始糖濃度為120.0 g/L、 碳酸鈣加量80.0 g/L。本課題通過優(yōu)化培養(yǎng)基成分和培養(yǎng)條件，為工業(yè)生產(chǎn)使用淀粉為原料，米根霉為菌種來提高富馬酸產(chǎn)量提供相關依據(jù)和參數(shù)。 關鍵詞：米根霉 葡萄糖 富馬酸 工藝設計AbstractAbstract: Fumaric acid is an important platform chemicals and fine chemicals,which widely used in the field of materials, medicine, food and f

14、eed additives，having huge market potential. In the fermentation of Fumaric acid around the world , Fumaric acid fermentation can be divided into two methods: the Biological and chemistry . We select Rhizopus oryzae as the strain of Biological fermentation to yield Fumaric acid. In the experiment of

15、flasks, adding different sizes of inoculum and using different time for training，through single factor and orthogonal experiment, through changing the concentration of a component one by one in the basic medium. The result showed the best fermentation period (80h) and the best fermentation condition

16、 as follows: temperature (32.0 ), rotation speed （170r/min）， the initial content of glucose (120.0 g/L), the initial content of calcium carbonate(80.0 g/L).Keywords: Rhizopus oryzae Glucose Fumaric acid Process Design1 引言(ynyn)1.1 富馬酸的性質(xngzh)和用途富馬酸, 又名反丁烯二酸，延胡索酸。分子式：C4H4O4。分子量：116.07。英文名：fumaric a

17、cid，trans-Butene dioic acid 。外觀(wigun)：無色晶體 。熔點：299300相對密度：1.635（204）。溶解性：溶于水，微溶于冷水、乙醚、苯，易溶于熱水，溶于乙醇。反丁烯二酸的化學性質與順丁烯二酸相似。 圖 1.1富馬酸的結構反丁烯二酸用于生產(chǎn)不飽和聚酯樹脂，這類樹脂的特點是耐化學腐蝕性能好，耐熱性也好；反丁烯二酸與乙酸乙烯的共聚物是良好的粘合劑，與苯乙烯的共聚物是制造玻璃鋼的原料，反丁烯二酸所制得的增塑劑無毒，可用于與食品接觸的乙酸乙烯乳膠。該品是醫(yī)藥和光學漂白劑等精細化學品中間體，在醫(yī)藥工業(yè)中用于解毒藥二巰基 HYPERLINK /view/123220

18、.htm t _blank 丁二酸的生產(chǎn)，將反丁烯二酸用碳酸鈉中和，即得到反丁烯鈉，進而用硫酸亞鐵置換得到反丁烯二酸鐵，是用于治療小紅血球型貧血的藥物富血鐵。該品作為一種食品添加劑酸味劑，用于清涼飲料、水果糖、果凍、冰淇淋等，大多與酸味劑 HYPERLINK /view/122100.htm t _blank 富馬酸并用，反丁烯二酸與氫氧化鈉反應制成的單鈉鹽，也用作酸味調味品，還用作合成樹脂、媒染劑的中間體。1.2 富馬酸的生產(chǎn)與制備方法 目前，在工業(yè)上主要是通過化學合成法以及生物合成法來制備富馬酸。 富馬酸的化學合成方法主要包括有順丁烯二酸酐(順酐)異構法和糠醛氧化法二種。順酐主要廣泛用于合

19、成樹脂、涂料、農藥、潤滑油添加劑、醫(yī)藥、紙張?zhí)幚韯?、食品添加劑、穩(wěn)定劑等方面，是用量比較大的有機原料?？啡﹦t是一種以農林副產(chǎn)品水解獲得的重要有機化工原料，它在醫(yī)藥、獸藥、農藥、染料、香料、涂料、塑料、電絕緣材料、助劑、試劑、溶劑、粘合劑、飼料添加劑、食品、合成樹脂、合成橡膠及合成纖維單體等工業(yè)部門有著十分廣泛的用途。 化學合成法制備富馬酸面臨著的重要難題是石油資源的短缺所引起的生產(chǎn)成本提高和對環(huán)境的污染。石油作為一不可再生資源，其儲量是有限的石油的短缺使世界石油市場供需嚴重失衡，導致石油價格飛漲，同時以石油為原料制備的苯、甲苯、乙烯、乙二醇等大宗化學品的價格也大幅上漲，使下游制造業(yè)的成本增加。

20、因此，尋找新的資源和能源，建立新的大宗化學品合成平臺是刻不容緩的，這關系到人類文明的可持續(xù)發(fā)展。 富馬酸的生物合成法包括(boku)有酶催化轉化法和微生物發(fā)酵法2種。20世紀90年代中期所出現(xiàn)的酶催化轉化法一般是以馬來酸為底物，在馬來酸異構酶的作用下制備富馬酸。該方法有較高的轉化效率以及產(chǎn)率。而微生物發(fā)酵法所用菌種主要有以馬來酸作為底物的產(chǎn)堿假單胞菌和以葡萄糖作為底物的霉菌。20世紀初期開始的霉菌發(fā)酵產(chǎn)富馬酸的研究工作現(xiàn)隨著科學技術的進步，富馬酸得率也提高到了3040。不過，早期受技術水平的局限，對微生物的生長代謝的了解不夠深入，一直未能進行工業(yè)化的生產(chǎn)。根霉屬中的米根霉是富馬酸發(fā)酵經(jīng)常使用的

21、菌種，米根霉有淀粉糖轉化能力，發(fā)酵所需營養(yǎng)也簡單，只需要簡單無機氮源。同時菌絲與發(fā)酵液容易分離，而后提取(tq)方便，產(chǎn)品較純。米根霉產(chǎn)酸在好氧的條件下進行，要求通氣以保持好氧條件，糖對富馬酸轉化率一般在50左右。1.3課題(kt)的意義以及國內外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，尚待研究的問題1.3.1 課題的作用、意義富馬酸是一種重要的平臺化合物和精細化學品,可廣泛應用于材料、醫(yī)藥、食品及飼料添加劑等領域,市場潛力巨大。利用可再生生物質為原料發(fā)酵生產(chǎn)富馬酸符合當前社會對綠色環(huán)保、健康安全及可持續(xù)發(fā)展的總體需求。本課題研究富馬酸發(fā)酵條件及工藝參數(shù)，優(yōu)化根霉發(fā)酵產(chǎn)富馬酸的條件，為工業(yè)生產(chǎn)提高富馬酸產(chǎn)量提供

22、相關依據(jù)和參數(shù)。1.3.2 國內外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 目前全世界富馬酸的生產(chǎn)能力為400000 t/a ， 其中我國富馬酸年產(chǎn)量達到50000t左右。我國富馬酸的應用范圍較小， 用途也比較單一， 主要消費領域為不飽和聚酯樹脂、紙漿料助劑、食品、醫(yī)藥等領域。隨著其應用領域的不斷拓展， 尤其作為一種平臺化合物從它出發(fā)可以合成很多四碳化合物， 在石油資源日益枯竭的情況下,采用微生物發(fā)酵法進行富馬酸的工業(yè)化生產(chǎn)受到了越來越多的關注,發(fā)酵法生產(chǎn)富馬酸還是處于實驗室研究狀態(tài)。但目前發(fā)酵法生產(chǎn)富馬酸的生產(chǎn)成本比較高， 還無法和化學法競爭。但隨著科技的不斷發(fā)展,利用各種新興手段不斷改良現(xiàn)有菌種及工藝,必將實

23、現(xiàn)發(fā)酵法生產(chǎn)富馬酸的大規(guī)模工業(yè)化。1.1.3尚待研究的問題（1）米根霉產(chǎn)富馬酸的條件選擇，以及過程的控制；（2）對高產(chǎn)量的菌種擴大以及進一步為工廠化生產(chǎn)做好準備；（3）對發(fā)酵工廠的設計。1.4 課題研究(ynji)的主要內容(nirng)及擬解決的問題本課題研究富馬酸發(fā)酵條件及工藝參數(shù)，優(yōu)化米根霉發(fā)酵產(chǎn)富馬酸的條件，為工業(yè)生產(chǎn)提高富馬酸產(chǎn)量(chnling)提供相關依據(jù)和參數(shù)。2 材料與方法2.1 實驗材料:2.1.1 菌種 米根霉CICC 40506（合肥工業(yè)大學保藏菌種）2.1.2 培養(yǎng)基 種子培養(yǎng)基：PDA培養(yǎng)基物質濃度（g/L）馬鈴薯浸出液200葡萄糖20瓊脂20發(fā)酵培養(yǎng)基：葡萄糖10

24、0g/L，(NH4)2SO4 5g/L，KH2PO4 0.5g/L，MgSO47H2O 0.3g/L，ZnSO47H2O 0.1g/L溫度為：32，搖床轉速170 rmin，250 mL三角瓶裝培養(yǎng)液50mL,一次性添加CaCO3 80 gL用于調節(jié)pH值。2.2 實驗方法2.2.1 試管培養(yǎng) 種子培養(yǎng)基，32，培養(yǎng)57 d2.2.2 搖瓶種子培養(yǎng) 種子培養(yǎng)基，32，培養(yǎng)57 d2.2.3 搖瓶發(fā)酵培養(yǎng) 取冰箱中保存的活化菌種，加入20 mL生理鹽水，用接種環(huán)攪拌，制成孢子懸浮液，取5 mL孢子懸浮液接種于裝有50 mL發(fā)酵培養(yǎng)基的250 mL三角瓶中，添加一定量CaCO3，32，170 rm

25、in搖床培養(yǎng)60 h。2.2.4 實驗試劑和儀器 表2.1 試劑序號藥品名稱規(guī)格12345678910葡萄糖硫酸銨七水合硫酸鋅七水合硫酸鎂磷酸二氫鉀碳酸鈣氫氧化鈉瓊脂七水合硫酸亞鐵 木糖分析純分析純分析純分析純分析純分析純分析純分析純分析純分析純 表2.2 儀器(yq)設備、儀器名稱型號 數(shù)量超凈工作臺 SWCJCO 1恒溫培養(yǎng)箱 HZQ-F160 1不銹鋼手提式壓力蒸汽滅菌鍋 YXQ-SQ46-280S 1電熱恒溫鼓風干燥箱 DHG-9240A 1紫外可見分光光度計 721 1恒溫搖床 DNP-9052 1電子天平 AR1140 1 2.3 分析方法2.3.1富馬酸的測定(cdng)：本實驗

26、測定(cdng)富馬酸含量的方法是滴定法。應用KMnO4滴定法快速檢測米根霉發(fā)酵液中富馬酸含量,通過研究富馬酸滴定體系下的酸度以及發(fā)酵培養(yǎng)基中的葡萄糖和代謝副產(chǎn)物如乳酸、蘋果酸、乙醇、草酰乙酸、丁二酸等對KMnO4滴定結果的影響,發(fā)現(xiàn)應用KMnO4滴定法測定米根霉發(fā)酵液中富馬酸的含量,與HPLC檢測法測定的含量誤差在3%以內,平均回收率為96.86%,相對標準偏差(RSD)為0.27%.以上結論表明,KMnO4滴定法可有效應用于快速檢測米根霉發(fā)酵液中富馬酸的含量. 2.3.2還原糖的測定：用DNS法測定殘?zhí)呛?，樣液稀?00倍，取1ml，再加入2mlDNS沸水浴2min，再加入9ml水，最后

27、用可見光分光光度計測定540nm處的吸光度。2.3.3 單因素(yn s)變量 所謂(suwi)“單因素變量” ,即控制其它因素不變 ,而僅改變其中的某一因素 ,觀察其對實驗結果(ji gu)的影響。它與控制某種因素的變化幅度 ,在不同條件下重復實驗 ,觀察其實驗結果的影響程度的平行原則不同 ,它往往與在實驗中設立對照組聯(lián)合使用。其基本思想與孟德爾的豌豆雜交實驗中先只研究一對相對性狀 ,再研究多對相對性狀實有異曲同工之妙 ;其基本方法是實驗設計中不改變實驗背景環(huán)境 (不變因子 ) ,只改變實驗中的某一條件 (單因素 ) ,觀察這一因子變化產(chǎn)生的后果 ,逐級比較 ,通過一系列的單因子變量實驗 ,

28、取得一組數(shù)據(jù) ,從而得到實驗結果。在本次實驗中，主要通過單因素變量法研究了發(fā)酵時間、培養(yǎng)基中碳氮含量、無機鹽含量、無機鹽種類對米根霉發(fā)酵積累富馬酸的影響。2.3.4 正交試驗 正交試驗設計(Orthogonal experimental design)是研究多因素多水平的又一種設計方法，它是根據(jù)正交性從全面試驗中挑選出部分有代表性的點進行試驗，這些有代表性的點具備了“均勻分散，齊整可比”的特點，正交試驗設計是分式析因設計的主要方法。是一種高效率、快速、經(jīng)濟的實驗設計方法。當分析因設計要求的實驗次數(shù)太多時，一個非常自然的想法就是從析因設計的水平組合中，選擇一部分有代表性水平組合進行試驗。因此就出

29、現(xiàn)了分式析因設計(fractional factorial designs)，但是對于試驗設計知識較少的實際工作者來說，選擇適當?shù)姆质轿鲆蛟O計還是比較困難的。 例如作一個三因素三水平的實驗，按全面實驗要求，須進行33=27種組合的實驗，且尚未考慮每一組合的重復數(shù)。若按L9(33)正交表安排實驗，只需作9次，按L18(37)正交表進行18次實驗，顯然大大減少了工作量。因而正交實驗設計在很多領域的研究中已經(jīng)得到廣泛應用。 3 米根霉發(fā)酵產(chǎn)酸的結果與討論3.1 培養(yǎng)條件的初步優(yōu)化實驗時，采用單因素變量法以及正交試驗法對發(fā)酵培養(yǎng)基成分、接種量、發(fā)酵條件進行初步優(yōu)化。3.2 結果與討論 3.2.1 接種

30、量對富馬酸產(chǎn)量的影響 接種量是指移入種子液的體積和接種后培養(yǎng)液體積的比例。接種量的大小決定于生產(chǎn)菌種在發(fā)酵罐中生長繁殖的速度，采用較大的接種量可以縮短發(fā)酵罐中菌絲繁殖達到高峰的時間，使產(chǎn)物的形成提前到來，并可減少雜菌的生長機會。但接種量過大或者過小，均會影響發(fā)酵。過大會引起溶氧不足，影響產(chǎn)物合成；而且會過多移入代謝廢物，也不經(jīng)濟；過小會延長培養(yǎng)時間，降低發(fā)酵罐的生產(chǎn)率。通常接種量，細菌15%，酵母菌510%，霉菌715%，有時2025%。本實驗考察(koch)了不同的接種量對發(fā)酵生產(chǎn)富馬酸的影響，結果如下圖所示圖1.1 接種量對富馬酸產(chǎn)量的影響051015202501234567接種量（%）富

31、馬酸產(chǎn)量（g/L）由上圖可以看出，隨著接種(jizhng)量的變大，富馬酸的產(chǎn)量先變大后保持不變，最終逐漸變小。這說明存在一個最適的接種量范圍既適合菌種的繁殖生長又利于富馬酸的產(chǎn)生。3.2.2培養(yǎng)基成分(chng fn)對富馬酸產(chǎn)量的影響（單因素實驗） 時間對富馬酸產(chǎn)量的影響： 單因素試驗以葡萄糖120g/L，(NH4)2SO4 5g/L，KH2PO4 0.5g/L，MgSO47H2O 0.3g/L，ZnSO47H2O 0.1g/L并且一次性添加碳酸鈣（80g/L）作為基礎培養(yǎng)基。實驗室所存米根霉在此條件下培養(yǎng)8d，第一次接種后48h開始測定，然后每隔24h測定一次富馬酸含量。富馬酸產(chǎn)量峰值為

32、20.3 g/L。如下圖所示：圖1.2時間進程對富馬酸產(chǎn)量的影響051015202501234567時間（天）富馬酸產(chǎn)量（g/L） 由上圖可以看出，隨著培養(yǎng)時間的增長，富馬酸的產(chǎn)量先變大后保持不變，最終逐漸變小。這說明存在一個適合的時間范圍既允許菌種的繁殖生長又利于富馬酸的產(chǎn)生。不同碳源對根霉產(chǎn)富馬酸的影響：葡萄糖濃度對富馬酸產(chǎn)量的影響：圖1.3葡萄糖濃度對富馬酸產(chǎn)量的影響1012141618202260708090100110120130140150葡萄糖濃度(g/L)選擇不同葡萄糖濃度進行發(fā)酵，分別在基礎培養(yǎng)基中添加80、100、120、140g/L的葡萄糖，在搖瓶中考察不同葡萄糖濃度對米

33、根霉發(fā)酵生產(chǎn)富馬酸的影響，結果下圖所示: 由上圖可知，富馬酸發(fā)酵產(chǎn)量隨葡萄糖質量(zhling)濃度升高而升高，當葡萄糖質量濃度為120g/L時,富馬酸產(chǎn)量最高。但當葡萄糖質量濃度大于120g/L時富馬酸產(chǎn)量反而下降。這是因為雖然葡萄糖作為碳源，而碳源提供 HYPERLINK /view/3687.htm t _blank 細胞(xbo)的碳架，提供細胞生命活動所需的能量，提供合成產(chǎn)物的碳架。但這些并不意味著碳源越多越好，我們同時需要注意的是，微生物生長(shngzhng)需要合適的滲透壓過高的滲透壓不利于微生物的生長。 木糖濃度對富馬酸產(chǎn)量的影響：選擇不同木糖濃度進行發(fā)酵，分別在基礎培養(yǎng)基中

34、添加80、100、120、140g/L的木糖，在搖瓶中考察不同的木糖濃度對米根霉發(fā)酵生產(chǎn)富馬酸的影響，結果如下圖所示：圖1.4木糖濃度對富馬酸產(chǎn)量的影響051015206080100120140160木糖濃度（g/L）富馬酸產(chǎn)量（g/L）由上圖可知，富馬酸發(fā)酵產(chǎn)量隨木糖質量濃度升高而升高，當木糖質量濃度為120g/L時,富馬酸產(chǎn)量最高。但當木質量濃度大于120g/L時富馬酸產(chǎn)量反而下降。但值得注意的是，木糖提供碳源對于根霉產(chǎn)富馬酸的效果沒有葡萄糖顯著，所以經(jīng)常使用葡萄糖為根霉提供碳源產(chǎn)富馬酸。不同氮源對根霉產(chǎn)富馬酸的影響： 尿素濃度對富馬酸產(chǎn)量的影響：圖1.5尿素濃度對富馬酸產(chǎn)量的影響0510

35、1520250123456尿素濃度（g/L）富馬酸產(chǎn)量（g/L） 選擇了不同的尿素濃度進行發(fā)酵，分別在基礎培養(yǎng)基中添加1、2、3、4、5g/L的尿素，在搖瓶中考察了不同的尿素濃度對米根霉發(fā)酵生產(chǎn)富馬酸的影響，結果如下圖所示: 由上圖可知，富馬酸發(fā)酵產(chǎn)量隨尿素濃度的升高而升高，當在尿素濃度在3g/L時富馬酸產(chǎn)量達到最大值19.5 g/L。硝酸銨濃度繼續(xù)增大時，富馬酸產(chǎn)量略有下降 硝酸銨濃度對富馬酸產(chǎn)量的影響： 在本實驗中，硝酸銨提供無機氮源，而氮源主要用于合成細胞內蛋白質和核酸及代謝產(chǎn)物中的含氮化合物。選擇了不同的硝酸銨濃度進行發(fā)酵，分別在基礎培養(yǎng)基中添加1、2、3、4、5g/L的硝酸銨，在搖瓶

36、中考察了不同的硝酸銨濃度對米根霉發(fā)酵富馬酸的影響，結果如下所示：05101520250123456硝酸銨濃度（g/L）富馬酸產(chǎn)量（g/L）圖1.6硝酸銨對富馬酸產(chǎn)量的影響 由上圖可知，富馬酸發(fā)酵產(chǎn)量隨硝酸銨濃度的升高而先增大后減小，在3g/L時富馬酸的產(chǎn)量達到(d do)最大值20.3g/L。從折線的走勢來看，硝酸銨的濃度對富馬酸的影響較大。 硫酸銨濃度(nngd)對富馬酸產(chǎn)量的影響：選擇了不同的硫酸銨濃度進行發(fā)酵，分別在基礎培養(yǎng)基中添加(tin ji)1、2、3、4、5g/L的硫酸銨，在搖瓶中考察不同的硫酸銨濃度對米根霉發(fā)酵生產(chǎn)富馬酸的影響，結果如下圖所示：圖1.7硫酸銨濃度對富馬酸產(chǎn)量的影

37、響051015200123456硫酸銨濃度（g/L）富馬酸產(chǎn)量（g/L） 由上圖可知，富馬酸發(fā)酵產(chǎn)量隨硫酸銨濃度的升高而逐漸增大，最佳濃度為2g/L但增大的幅度相對較小，這顯示硫酸銨對富馬酸的產(chǎn)生影響較小。無機鹽濃度以及種類對根霉產(chǎn)富馬酸的影響 硫酸鎂濃度對富馬酸產(chǎn)量的影響：選擇了不同的硫酸鎂濃度進行發(fā)酵，分別在基礎培養(yǎng)基中添加0.3、0.4、0.5、0.6、0.7g/L的硫酸鎂，在搖瓶中考察，米根霉發(fā)酵生產(chǎn)富馬酸的影響，結果如下圖所示：051015200.20.30.40.50.60.70.8硫酸鎂濃度（g/L）富馬酸產(chǎn)量（g/L） 圖1.8硫酸鎂濃度對富馬酸產(chǎn)量的影響 由上圖可知，富馬酸發(fā)

38、酵產(chǎn)量隨硫酸鎂濃度的升高而略有升高，當在硫酸鎂濃度在0.4g/L左右時富馬酸產(chǎn)量達到最大值。硫酸鎂濃度繼續(xù)增大時，富馬酸產(chǎn)量略有下降。 磷酸二氫鉀濃度在本實驗中，選擇了不同的磷酸二氫鉀濃度進行發(fā)酵，分別在基礎培養(yǎng)基中添加0.4、0.5、0.6、0.7、0.8g/L的硫酸鎂，在搖瓶中考察，米根霉發(fā)酵生產(chǎn)富馬酸的影響(yngxing)，結果如下圖所示：由上圖可知，當磷酸二氫鉀濃度在0.5g/L左右時富馬酸產(chǎn)量達到最大值。磷酸二氫鉀濃度繼續(xù)增大時，富馬酸產(chǎn)量略有(l yu)下降。硫酸鋅濃度(nngd)對富馬酸產(chǎn)量的影響：圖2.0硫酸鋅濃度對富馬酸產(chǎn)量的影響101214161820220.10.20.

39、30.40.50.60.7硫酸鋅濃度(g/L)富馬酸產(chǎn)量（g/L）選擇了不同的硫酸鋅濃度進行發(fā)酵，分別在基礎培養(yǎng)基中添加0.2、0.3、0.4、0.5、0.6g/L的硫酸鋅，在搖瓶中考察對米根霉發(fā)酵生產(chǎn)富馬酸的影響，結果如下圖所示：由上圖可知，當硫酸鋅濃度在0.3g/L左右時富馬酸產(chǎn)量達到最大值。硫酸鋅濃度繼續(xù)增大時，富馬酸產(chǎn)量略有下降。0硫酸亞鐵濃度對富馬酸產(chǎn)量的影響：選擇了不同的硫酸亞鐵濃度進行發(fā)酵，分別在基礎培養(yǎng)基中添加0.1、0.2、0.3、0.4、0.5g/L的硫酸亞鐵，在搖瓶中考察對米根霉發(fā)酵生產(chǎn)富馬酸的影響，結果如下圖所示：10121416180.10.20.30.40.50.6

40、0.7硫酸亞鐵濃度（g/L）富馬酸產(chǎn)量（g/L）圖2.1硫酸亞鐵濃度對富馬酸產(chǎn)量的影響由上圖可知，當硫酸亞鐵濃度在0.4g/L左右時富馬酸產(chǎn)量達到最大值。硫酸亞鐵濃度繼續(xù)增大時，富馬酸產(chǎn)量略有下降。3.2.4 培養(yǎng)基成分(chng fn)對富馬酸產(chǎn)量的影響（正交實驗）以及時間對富馬酸產(chǎn)量的影響 通過對培養(yǎng)基成分進行(jnxng)單因素方差分析得知，葡萄糖，硝酸銨，KH2PO4 ，F(xiàn)eSO47H2O 等5個因素(yn s)對富馬酸產(chǎn)量有影響。因此，選擇了上述五個因素，設計五因素四水平的正交實驗，以富馬酸產(chǎn)量為響應值，試驗設計及結果見下表，每組三個平行樣，結果取平均值。 注：在正交實驗及其驗證實驗

41、中，我們均以1ml發(fā)酵液滴定消耗的高錳酸鉀毫升數(shù)作為數(shù)據(jù)處理的對象。表3.2.1 正交實驗設計及結果實驗號因 素實驗結果ABCDE葡萄糖KH2PO4ZnSO47H2OMgSO47H2O(NH4)2SO411（80）1（0.3）1(0.08)1(0.25)1(4)31.34212（0.4）2(0.10)2(0.30)2(6)22.05313（0.5）3(0.12)3(0.35)3(8)15.67414（0.6）4(0.14)4(0.40)4(10)16.8352（100）123414.5162214320.3172341218.5782432113.9393（120）134212.7710324

42、3115.67113312416.83123421313.93134（140）142312.191442314 9.86154324115.09164413220.31表3.2.2 直觀(zhgun)分析表項目ABCDE均值121.4717.7022.2018.4319.01均值216.8316.9816.4016.2518.43均值314.8016.5413.0616.5415.53均值414.3616.2515.8116.2514.51極差7.111.459.142.184.50。正交實驗(shyn)的驗證實驗： 通過直觀分析得到的最優(yōu)組合為A1B1C1D1E1，同時由直接分析得到的最優(yōu)組

43、合也為A1B1C1D1E1，所以可以(ky)初步判定米根霉搖瓶發(fā)酵產(chǎn)富馬酸的培養(yǎng)基最優(yōu)組合即為A1B1C1D1E1，隨后對實驗結果進行驗證實驗，安排和結果如下： 實驗分為兩組，即對照組和驗證組，兩者的培養(yǎng)基成分如上所述外，對照組即為未改進的基礎培養(yǎng)基，驗證組使用得到的最優(yōu)組合培養(yǎng)基，每組三個平行樣（兩組共30個三角瓶）,實驗結果取平均值。每天取六個三角瓶（每組三個）進行取樣測定富馬酸產(chǎn)量，培養(yǎng)三天后，每24小時檢測一次。因為這樣既可以進行驗證正交實驗，又能同時研究時間對米根霉發(fā)酵富馬酸產(chǎn)量的影響。其實驗結果如下圖所示：由上圖得知(d zh)，分析得到的配方（A1B1C1D1E1)比原始配方的富

44、馬酸發(fā)酵產(chǎn)量要高。因此得到的配方（A1B1C1D1E1)是本人得到的最佳培養(yǎng)基配方。當利用此最佳培養(yǎng)基配方進行發(fā)酵到第五天時，滴定1mL發(fā)酵液消耗的EDTA毫升數(shù)為5.3mL,即富馬酸產(chǎn)量為30.76g/L。3.2.5 小結(xioji) 經(jīng)過培養(yǎng)基的初步優(yōu)化，確定了出發(fā)菌株米根霉搖瓶發(fā)酵(f jio)的最佳培養(yǎng)基組成為：葡萄糖120g/L，（NH4）2SO4 4g/L, KH2PO4 0.3g/L ,MgSO4.7H2O 0.25g/L ,ZnSO4.7H2O 0.08g/L ，碳酸鈣80g/L。相對于基礎培養(yǎng)基，優(yōu)化出的培養(yǎng)基的富馬酸產(chǎn)量提高了26.1%。同時，也研究了接種量和時間對富馬酸

45、發(fā)酵的影響，了解到富馬酸發(fā)酵需要合適的接種量，適當?shù)臅r間延長能夠增加富馬酸的產(chǎn)量。4 年產(chǎn)500t富馬酸的發(fā)酵工藝計算4.1 生產(chǎn)方案與生產(chǎn)規(guī)模4.1.1 生產(chǎn)方案 本次生產(chǎn)工藝設計以薯干為原料，采用直接粉碎、調漿、液化，進行好氣液體深層發(fā)酵，鈣鹽法提取，最后結晶、干燥得到富馬酸。4.1.2生產(chǎn)規(guī)模500t/a 99.5%一水富馬酸折合成432.83t/a 99.5%無水富馬酸。4.2 生產(chǎn)工藝流程設計 本次生產(chǎn)工藝的基本過程是：在接收糖漿后，根據(jù)糖漿組成作適當?shù)奶幚砘蚺渲?，配成發(fā)酵原料，進行連續(xù)殺菌并冷卻后，進入發(fā)酵罐，加入菌種和凈化壓縮空氣后進行發(fā)酵；發(fā)酵液經(jīng)升溫、過濾處理后，進入中和罐，

46、用CaCO3中和處理；再經(jīng)過過濾洗滌，得到富馬酸鈣固體，送入酸解罐，再添加H2SO4酸解，并加入活性炭進行脫色；然后，通過帶式過濾機過濾、酸解過濾，除去CaSO3及廢炭；酸解過濾液經(jīng)離子交換處理后，進行蒸發(fā)、濃縮，再進行結晶；結晶后，用離心機進行固液分離，對得到的濕富馬酸晶體進行干燥與篩選，最后得到成品的富馬酸。4.2.1 富馬酸生產(chǎn)工藝流程示意圖淀粉糖化過濾糖化液加配料連續(xù)滅菌發(fā)酵過濾蒸發(fā)濃縮結晶富馬酸鈣酸解過濾粗富馬酸離子交換濃縮真空抽濾產(chǎn)品4.3 物料(w lio)衡算4.3.1工藝技術經(jīng)濟指標及基礎(jch)數(shù)據(jù) 表4.1 工藝技術基礎(jch)數(shù)據(jù) 指標名稱生產(chǎn)規(guī)模生產(chǎn)天數(shù)發(fā)酵產(chǎn)酸率

47、淀粉糖化率提取率產(chǎn)品純度指標500 t/年250天/年40 g/L90%80%90%發(fā)酵培養(yǎng)基組成（g/L）:葡萄糖120g/L；(NH4)2SO4 4g/L；KH2PO4 0.2g/L；MgSO47H2O 0.25g/L；ZnSO47H2O 0.08g/L；碳酸鈣 40g/L發(fā)酵培養(yǎng)基中主要成分為碳源和水。工藝技術指標及基礎數(shù)據(jù)如下：（1）生產(chǎn)規(guī)模：500t/a99.5%一水富馬酸折合成432.83t/a 99.5%無水富馬酸；（2）生產(chǎn)方法：外加耐高溫-淀粉酶液化，深層液體發(fā)酵，鈣鹽干法提?。唬?）生產(chǎn)天數(shù)：每年280天；（4）食用99.5%無水富馬酸日產(chǎn)量：432.83280=1.5t；

48、（5）食用99.5%無水富馬酸年產(chǎn)量：1.5280=433t；（6）產(chǎn)品質量：國際食用富馬酸99.5%（質量分數(shù)），實際產(chǎn)率98%，副產(chǎn)品約占2%；（7）薯干粉成分：含淀粉量 70%，水分13%；（8）-淀粉酶用量：8U/g原料；（9）操作參數(shù)：淀粉糖轉化率98.5%，糖酸轉化率95%，提取階段分離收率95%，精制階段收率98%，倒罐率1%則其得率為；產(chǎn)酸率（即糖發(fā)酵液轉化率）50%；發(fā)酵周期75h，發(fā)酵溫度（311），發(fā)酵通風量10V/(V發(fā)酵液h)。4.3.2原料消耗計算（基準：一噸成品富馬酸）年產(chǎn)500噸一水富馬酸，折合無水富馬酸，按1995年5月，中國發(fā)酵工業(yè)協(xié)會富馬酸分會制定的“富馬

49、酸行業(yè)統(tǒng)計辦法”：無水富馬酸需要量為：5001.1552=432.83t/a(1)生產(chǎn)無水富馬酸的總化學反應式：(C6H10O5)n+nH2O+nCO22nC4H4O4 +2nH2O 162 2116 X 1000（2）生產(chǎn)1000kg99.5%無水富馬酸所需的理論淀粉消耗量： X=1000 (162232)99.5%=694.78 kg (3）生產(chǎn)1000kg99.5%無水富馬酸所需實際淀粉消耗量： X(98.5%95%95%98%99%)=805.6kg（4）生產(chǎn)1000kg99.5%無水富馬酸所需實際薯干粉原料消耗量： 805.670%=1150.86kg（5）-淀粉酶的消耗量：應用酶活

50、力為20000u/g的-淀粉酶使淀粉液化。 -淀粉酶用量按8u/g原料計算；有： 1150.86103820000=0.46kg4.3.3發(fā)酵(f jio)醪量的計算 根據(jù)(gnj)發(fā)酵液轉化率為50%：100099.5%（95%98%50%）=2137.5kg4.3.4 接種(jizhng)量接種量為發(fā)酵醪的10%，則：2137.510%110%=194.32 kg4.3.5 液化醪量計算 因為成熟蒸煮醪為：2137.5-194.32-0.46=1942.72kg 則調漿濃度為：1150.86100%1942.72=59.2% 粉漿的干物質濃度為：805.6100%1942.72=41.47

51、% 蒸煮直接蒸汽加熱,采用連續(xù)液化工藝:操作流程:（1）混合后粉漿溫度為50，應用噴射液化器迅速使粉漿升溫至100。升溫后進入維持罐，使料液保溫2030min以完成液化，進蒸汽壓力保持在0.30.4MPa表壓。（2）液化完成的醪液由板式換熱器降溫至35+1備用。（3）調漿及液化滅菌時產(chǎn)生的泡沫可用少量泡敵消泡。工藝計算:干物質含量B0=70%的薯干原料比熱容為: C0=4.18(1-0.7 B0)=2.13kJ/(kgK)粉漿的干物質濃度為B1=41.47%液化醪的比熱容為：C1=B1C0+(1.0- B1)Cw =41.47%2.13+(1.0-41.47%)4.18 =3.33kJ/(kg

52、K)Cw-水的比熱容取4.18kJ/(kgK) 為簡化計算，定液化醪的比熱容在整個過程中維持不變. 經(jīng)噴射液化器前的液化醪量為X:X+X3.33(100-50)(2731.2-1004.18)=1942.72(kg) 解得X=1812.3（kg）其中2731.2-噴射液化器加熱蒸汽0.3MPa的焓4.3.6成品富馬酸日產(chǎn)富馬酸量為：432.83280=1.54 t/d即結晶液中富馬酸的含量為：1.54 t/d需精制液中富馬酸含量為：1.5498%=1.58t/d需分離液中富馬酸的含量為：1.58（95%98%）=1.69t/d4.3.7淀粉質原料年產(chǎn)500噸一水富馬酸廠總物料衡算即對生產(chǎn)432

53、.83t/a 99.5%無水富馬酸的薯干原料富馬酸廠進行計算 (1)富馬酸成品日產(chǎn)食用99.5% 無水富馬酸量為1.54t，取整數(shù)為2t日產(chǎn)副產(chǎn)品為：2298=0.04t則日產(chǎn)總量為：2.04t實際年產(chǎn)量為：食用富馬酸量為：2280=560t/a 副產(chǎn)物為：0.04280=11.2 t/a 總產(chǎn)量為：571t/a（2）主要(zhyo)原料薯干用量 日耗量：1150.861032.04=2.35t 年耗量：2.35280=658t(3)根據(jù)(gnj)以上計算，將物料衡算結果列于表4.2。物料名稱每噸產(chǎn)品耗物量（kg） 年產(chǎn)500噸耗物量每天（t/d） 每年(t/a)食用富馬酸9802500副產(chǎn)品

54、200.0410薯干原料1150.862.35587.5淀粉805.61.65411-淀粉酶0.460.00090.23發(fā)酵醪2137.54.361090接種量194.320.499成熟蒸煮醪1942.723.96990.79 薯干漿量7231.4614.7536884.4 能量(nngling)衡算4.4.1 液化熱平衡計算噴射加熱器耗熱噴射加熱初溫t1=50加熱后t2=100醪液的比熱容為C1 =3.33kJ/(kg)由工藝可知:經(jīng)過噴射加熱器溫度由t1=50升溫至t2=100 Q= C1G醪液(100-50) =3.337231.46(100-50) =1204036.01 kJ4.4.

55、2發(fā)酵過程中的蒸汽耗量的計算（1）蒸汽用量的計算公式整個生產(chǎn)過程采用蒸汽加熱，蒸汽耗用量計算公式為：式中：為蒸汽的熱效率，??； I汽化潛熱。(2)基礎數(shù)據(jù)在28下，查得：淀粉(dinfn)的比熱容為1.55 kJ/kgK 水的比熱容為4.174 kJ/kgK 加熱(ji r)蒸汽的熱焓為2549.5 kJ/kgK 加熱(ji r)蒸汽的冷凝水的熱焓為1250.60 kJ/kgK由前面的計算可知，日耗薯干粉量為2.35t/d 日耗淀粉量為1.65t/d 日耗薯干漿量為3.96t/d則日耗調漿用水量為：3.96-2.35=1.61 t/d日耗淀粉漿量為：1.65+1.61=3.26 t/d淀粉漿中

56、含水量為：（1.613.26）100%=49.4%淀粉濃度為：（1.653.26）100%=50.6%由此可算得淀粉漿的比熱容為： C=C淀粉X+C水Y=1.5550.6%+4.17449.4%=2.85 kJ/kgK式中：X淀粉濃度，50.6% Y水濃度，49.4%（3）生產(chǎn)過程中蒸汽耗量的計算培養(yǎng)基滅菌及管道滅菌：培養(yǎng)基采取連消塔連續(xù)滅菌，進塔溫90，滅菌130則滅菌用蒸汽量：每罐的初始體積為70 m3，初糖濃度是13g/100mL，滅菌前培養(yǎng)基含糖量19%。其數(shù)量為：7013%19%=47.9t滅菌加熱過程中用0.3MPa，蒸汽（表壓）I=2725.3kJ/kg，由維持罐（90），進入連

57、消塔加熱至130，糖液比熱容3.69。每罐滅菌時間3h，輸料流量47.93=15.96t/h，消毒滅菌用蒸汽量：D=159603.69(130-90)(2725.3-1304.18) 95%=1136kg/h=1.14t/h；每天培養(yǎng)基滅菌用蒸汽量：1.1434=13.68 t/d；所有用罐空罐滅菌及相關管道滅菌用蒸汽量，據(jù)經(jīng)驗取培養(yǎng)基滅菌用蒸汽量的10%，則：D1=22.3610%=1.4t/d。加熱發(fā)酵醪所用的蒸汽量D6：富馬酸水溶液的比熱容可按下式近似計算：C=(0.99-0.66+0.0010t) 4.16式中：0.99比熱容kJ/kg 富馬酸質量分數(shù)，=（294.9630.56）10

58、0%=46.8% t 溫度(wnd)，代入上式，得：C=（0.99-0.6646.8%+0.001035）4.19=3.0 kJ/kgK那么(n me)由此可得D6為：D6=GC(t1-t2)/(I-)=4.363.0（85-35）（2549.5-1250.60）95% =0.49t/d=122.5t/a生產(chǎn)工序日用蒸汽量(t/d)平均蒸汽用量(t/h)年用蒸汽量（t/a）培養(yǎng)基滅菌22.361.865590加熱發(fā)酵醪9.930.412482空罐滅菌2.240.09560合計34.532.368632將發(fā)酵(f jio)段蒸汽衡算列于表4.3。4.5 發(fā)酵過程中的冷卻水耗量計算已知發(fā)酵過程中的

59、發(fā)酵熱為4.186000 kJ/m3h，100 m3的發(fā)酵罐一般裝料量為70 m3（填充系數(shù)為0.7），則 =32308kg/h=775.385t/d=193846.3t/a已知25 m3的種子罐（填充系數(shù)0.7），裝料量為17.5 m3W種子=4.18600017.54.18(28-15)=8077kg/h=193.85t/d=58155t/d將發(fā)酵段水衡算列入表3-3。表4.4 發(fā)酵車間冷卻水衡算表生產(chǎn)工序平均耗水量(t/h)日耗水量(t/d)年耗水量(t/a)發(fā)酵罐用水32.3775.4193846.3種子罐用水8.1193.9 58155合計 40.4969.3252001.34.6發(fā)

60、酵過程中的無菌空氣(kngq)耗用量的計算（1）單罐發(fā)酵罐用無菌空氣量：根據(jù)(gnj)無菌空氣用量的計算公式：V=發(fā)酵罐體積(tj)通氣速率填充系數(shù)已知：發(fā)酵罐體積為100 m3 通氣速率為0.18vvm填充系數(shù)為60%則：V=1000.1860%=10.8 m3/min=648m3/h（2）單個種子罐用無菌空氣量：取種子罐的空氣消耗量為發(fā)酵過程空氣耗量的25%, 則: V=25%V=25%648=162m3/h（3）將發(fā)酵車間蒸汽衡算列入表3.4。表4.5 發(fā)酵車間無菌空氣用量衡算表設備 名稱單罐每小時用氣量(m3/h)單罐每日用氣量(m3/d)每罐每年用氣量(m3/a) 發(fā)酵罐756181