黑曲霉发酵生产葡萄糖酸钠实习报告(编辑修改稿)

黑曲霉发酵生产葡萄糖酸钠实习报告(编辑修改稿)内容摘要：

同时也有一定缺陷，如产品色泽不易控制、无菌化要求程度高等。 均相化学氧化法 结晶葡萄糖加水溶解后加入催化剂，控制一定的温度，滴加次氯酸钠溶液， 同时滴加离子膜液碱来控制反应体系的 p H 值，使平衡向生成葡萄糖酸钠的方向移动。 通过测定残糖量来确定反应终 点，然后过滤，将反应液浓缩，利用氯化钠溶解度比葡萄糖酸钠溶解度低的特性，浓缩后先析出氯化钠，后析出葡萄糖酸钠来进行提纯，可得葡萄糖酸钠含量在 95%( 质量分数 )以上的产品。 高树桐等在国外改进的次氯酸钠氧化法的基础上，又进行了改进，提高了物料浓度并在室温进行反应，具备了工业化生产的条件。 于 1989年 10月在石家庄东华化工厂建成了 100t/a中试装置，收率在 90%左右。 但是副产物氯化钠混在产品中，不易分离。 为此必须将氧化后的反应液用酸酸化，使生成的葡萄糖酸钠转化为内酷，蒸出水后再用有机溶剂萃取，使氯化钠与内醋分离，然后再用碱中和，使内醋转化为葡萄糖酸钠。 流程繁琐，成本较高。 电解氧化法 该方法是在电解槽中加入一定浓度的葡萄糖溶液，再加入适宜的电解质，在一定温度、一定电流密度下恒电流电解。 其工业参数的确定因加入电解质的不同而异。 例如，以溴化钠为电解质时， 葡萄糖浓度为 %(质量分数 )温度控制在40℃，电流密度为 1 A .dm2 ， 电解质浓度为 2%(质量分数 )，电 解过程中碳酸钠可一次性加入。 电解结束后电解液经浓缩、结晶，可得葡萄糖酸钠晶体。 电解氧化法虽然克服了生物发酵法和均相化学氧化法的某些缺点，但在工业生产中能耗大，不易控制，因此工业化生产中很少采用。 采用次氯酸钠氧化法生产葡萄糖酸钠具有转化率高、工艺过程简单、成本低的优点，但是其中间步骤多，副产物多，产物难于分离， 因此在应用上受到了限制。 多相催化氧化法 配制一定量的葡萄糖溶液加入于四口 烧瓶中， 称取适量催化剂加入到此烧瓶中，恒温。 向溶液中通入空气，并不断滴加一定浓度的 NaOH 溶液来维持一定的 pH值。 反应后的溶液经冷却、抽滤（催化剂回收 )，滤液减压蒸馏浓缩、结晶，风干后得到葡萄糖酸钠晶体。 该法工艺简单，反应平稳，易于控制，反应条件温和，其葡萄 糖转化率在95%左右。 缺点是所用催化剂在循环使用一定次数后，催化效率下降，使葡萄糖转化率降低，反应时间延长甚至基本无催化活性， 催化剂必须报废更新，相应提高了单位产品催化剂耗量，也使葡萄糖酸钠产品生产成本较高。 由此可见，催化剂性能的好坏是使用此法的关键。 催化氧化法还是目前国内葡萄糖酸钠生产的主要方法，其产量占到 80%以上。 制备方法的比较 葡萄糖氧化制备葡萄糖酸钠的 4 种方法 ， 目前在中国均有广泛研究。 在工业化生产上 ， 生物发酵法和多相催化氧化法应用较多。 其中多相催化氧化法具有工艺过程简单、反应条件温 和 (各种气 液 固三相混合的反应器在常压均可采用 ，反应温度一般控制在 60 ℃以下 )反应时间短、转化率高、三废少且易处理的特点 ，此法关键是催化剂的性能及循环使用的次数。 只要选择合适的催化剂体系 ， 通过催化剂多次套用 ， 克服贵重金属价格昂贵和催化剂失活的缺点 ， 多相催化氧化法将具有较大的优越性和应用潜力。 葡萄糖酸钠生产作为一种传统行业，其主要生产方法有发酵法，电解氧化法及催化氧化法。 其中发酵法有真菌发酵法，细菌发酵法，细菌发酵以及固定细胞发酵法等。 目前行业中普遍采用的是采用的是黑曲霉发酵制葡萄糖酸钠的工艺。 葡萄糖酸 钠由葡萄糖经葡萄糖糖化酶催化生成葡萄糖酸再经氢氧化钠中和生成。 生产过程中多采用黑曲霉，以葡萄糖为底物进行发酵生产。 从化学反应方程式来看在合成途径中生成一分子 FADH2， FADH2在呼吸链中以氧为受体被氧化。 在葡萄糖酸快速合成的过程中需要氧的供给。 葡萄糖酸钠 的发展史 葡萄糖酸钠行业作为新兴产业，发展迅猛，有报道称： 20xx20xx年国内葡萄糖酸钠行业的产量保持了 %的复合增长率，中国已成为全球重要的生产国和出口国。 中国目前有超过四十家葡萄糖酸钠生产企业，大部分分布在玉米主产区，主要产地分布在山东、浙江、河南、湖北、广东、江苏、 江西、 安徽等地。 年总产能超过 60万吨 ，不包括广东、浙江等南方地区葡萄糖酸钠水剂产品， 如计算在内将会超过 70万吨。 仅山东就超过 7家，全部采用发酵法生产，总产能超过 40万吨，浙江也超过 7家，少数采用发酵法生产，总产能超过 10万吨左右。 其他省份生产厂家较少，规模小，大多采用多相催化氧化法，以生产水剂产品为主。 微生物发酵法生产葡萄糖酸钠在我国发展于 60年代，当时上海微生物研究 所上了我国第一家微生物生产该产品技术，当时主要是作为口服葡萄糖酸钙等食品 级产品生产； 1955年轻工业部上海工业是实验所陈陶等选出黑曲霉 360，以葡萄糖为碳源转化率 %，以后山东新华制药厂投入工业化生产； 60年代江苏大丰、浙江温州、江西赣南、浙江仙居也陆续投产； 1992年上海工业微生物所孙智凤等高糖发酵葡萄糖酸中试成功 [19]。 进入 21世纪初，产品应用研究很活跃，应用效果十分显著。 20xx年 5月，青岛科海改造衣康酸生产线，以淀粉原料采用发酵工艺单效蒸发装置生产 2万吨葡萄糖酸钠； 20xx年 10月，山东凯翔与山东省食品发酵工业研究设计院合作采用发酵工艺和多效蒸发技术建成 3万吨葡萄糖酸钠生产线， 20xx年扩至 5万吨，蒸发技术已申请国家专利并获授权，技术指标和质量指标处于国内领先水平； 20xx年济南华明采用发酵法投产 2万吨生产线； 20xx年开始西王集团在赖氨酸生产线上改建 20万吨葡萄糖酸钠；20xx20xx年德州福洋、兖州百盛相继投产 5万吨葡萄糖酸钠生产线。 这一时期内，其他省份，发酵法上马葡萄糖酸钠的企业极少。 至此，山东省内以淀粉、淀粉乳为原料发酵法生产葡萄糖酸钠的总产能超过 40 万吨，占全国产量的半壁江山。 为了对黑曲霉发酵生产 葡萄糖酸钠 进行过程放大， 本实验在 50 L发酵罐中以黑曲霉作为菌种发酵生产葡萄糖酸 钠。 2实验材料 黑曲霉 Aspergillus niger 发酵培养基 （ 25 L）：玉米粉糖化液 140 g/l，玉米浆 ， KH2PO4 g/l， (NH4)2HPO4 g/l， MgSO4 g/L， polyether defoamer ml/l 培养基糊化、液化、糖化后灭菌，可防止培养基结团。 补料培养基 （ 8L）： 350 g/l 葡萄糖， g/l KH2PO4， g/l (NH4)2HPO4， g/l MgSO4 玉米粉、玉米浆为市售。 MgS04 7H KH2P04 、 (NH4)2HPO4为国产分析纯。 电子天。