葡萄糖酸鈉的發(fā)酵動(dòng)力學(xué)及其結(jié)晶工藝研究.pdf

1、葡萄糖酸鈉是一種具有重多優(yōu)良特性的多羥基有機(jī)酸鹽，它在食品、醫(yī)藥、化工和建筑等很多行業(yè)用途非常廣泛。本文主要研究了葡萄糖酸鈉的結(jié)晶性能和結(jié)晶工藝，以及黑曲霉發(fā)酵生產(chǎn)葡萄糖酸鈉的發(fā)酵動(dòng)力學(xué)等。
　　 首先，在本實(shí)驗(yàn)室前人所做研究的基礎(chǔ)上，對(duì)本實(shí)驗(yàn)室保藏的一株黑曲霉發(fā)酵產(chǎn)葡萄糖酸鈉的分批發(fā)酵動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了研究。通過(guò)對(duì)Logistic方程，Luedeking-Piret方程和Luedeking-Piret/like方程進(jìn)行最優(yōu)參數(shù)估

2、計(jì)和非線性擬合，得到了描述發(fā)酵過(guò)程中黑曲霉菌體生長(zhǎng)、葡萄糖酸鈉合成、葡萄糖消耗的動(dòng)力學(xué)模型。對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與模型預(yù)測(cè)值比較發(fā)現(xiàn)，模型預(yù)測(cè)值與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)能較好地?cái)M合,3個(gè)模型的平均相對(duì)誤差分別為3.36％、4.95％和3.21％。所得發(fā)酵動(dòng)力學(xué)模型基本上反映了黑曲霉分批發(fā)酵過(guò)程的動(dòng)力學(xué)特征，為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的模擬放大及其補(bǔ)料和連續(xù)發(fā)酵研究提供了理論基礎(chǔ)。
　　 然后對(duì)葡萄糖酸鈉的結(jié)晶熱力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了研究?？疾炝藴囟取⑷軇┙M成、pH、雜質(zhì)等對(duì)葡

3、萄糖酸鈉溶解度的影響。結(jié)果表明，葡萄糖酸鈉在水中的溶解度很高,25℃時(shí)的溶解度達(dá)到61.53g；葡萄糖酸鈉微溶于乙醇，乙醇的加入可明顯降低葡萄糖酸鈉的溶解度；pH在4～7之間對(duì)葡萄糖酸鈉溶解度無(wú)明顯影響；發(fā)酵液中殘留的葡萄糖對(duì)葡萄糖酸鈉溶解度沒(méi)有明顯影響，而檸檬酸鈉會(huì)略微降低葡萄糖酸鈉的溶解度。同時(shí)測(cè)定了葡萄糖酸鈉在水中以及發(fā)酵處理液中的介穩(wěn)區(qū)寬度，并用非線性擬合的方法得到了葡萄糖酸鈉在純水和發(fā)酵處理液中的溶解度及超溶解度數(shù)學(xué)模型，為發(fā)

4、酵液中葡萄糖酸鈉的結(jié)晶工藝研究提供了熱力學(xué)依據(jù)。
　　 在葡萄糖酸鈉結(jié)晶熱力學(xué)性質(zhì)研究的基礎(chǔ)上，研究了葡萄糖酸鈉發(fā)酵液中葡萄糖酸鈉的真空蒸發(fā)結(jié)晶工藝。以晶體產(chǎn)品的平均粒度和變異系數(shù)為指標(biāo)對(duì)葡萄糖酸鈉的結(jié)晶工藝進(jìn)行了優(yōu)化。通過(guò)考察晶種添加量、蒸發(fā)溫度、進(jìn)料濃度、攪拌速率以及真空度等幾個(gè)主要影響因素，進(jìn)行了單因素試驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了結(jié)晶工藝的正交優(yōu)化試驗(yàn)，得出葡萄糖酸鈉結(jié)晶的最佳工藝條件為：晶種添加量1％，蒸發(fā)溫度60℃，攪拌速率