葡萄糖酸鈉的發(fā)酵動力學(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)酵動力學(xué)等。
　　 首先，在本實驗室前人所做研究的基礎(chǔ)上，對本實驗室保藏的一株黑曲霉發(fā)酵產(chǎn)葡萄糖酸鈉的分批發(fā)酵動力學(xué)特性進行了研究。通過對Logistic方程，Luedeking-Piret方程和Luedeking-Piret/like方程進行最優(yōu)參數(shù)估

2、計和非線性擬合，得到了描述發(fā)酵過程中黑曲霉菌體生長、葡萄糖酸鈉合成、葡萄糖消耗的動力學(xué)模型。對實驗數(shù)據(jù)與模型預(yù)測值比較發(fā)現(xiàn)，模型預(yù)測值與實驗數(shù)據(jù)能較好地擬合,3個模型的平均相對誤差分別為3.36％、4.95％和3.21％。所得發(fā)酵動力學(xué)模型基本上反映了黑曲霉分批發(fā)酵過程的動力學(xué)特征，為實驗數(shù)據(jù)的模擬放大及其補料和連續(xù)發(fā)酵研究提供了理論基礎(chǔ)。
　　 然后對葡萄糖酸鈉的結(jié)晶熱力學(xué)性質(zhì)進行了研究?？疾炝藴囟?、溶劑組成、pH、雜質(zhì)等對葡

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之間對葡萄糖酸鈉溶解度無明顯影響；發(fā)酵液中殘留的葡萄糖對葡萄糖酸鈉溶解度沒有明顯影響，而檸檬酸鈉會略微降低葡萄糖酸鈉的溶解度。同時測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)對葡萄糖酸鈉的結(jié)晶工藝進行了優(yōu)化。通過考察晶種添加量、蒸發(fā)溫度、進料濃度、攪拌速率以及真空度等幾個主要影響因素，進行了單因素試驗，在此基礎(chǔ)上進行了結(jié)晶工藝的正交優(yōu)化試驗，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