【正文】 設備庫 20 16 1 320 12 CIP 清洗車間 20 10 1 200 13 生產(chǎn)辦公室 20 10 1 200 14 變電所 10 10 1 100 15 供水站 30 10 1 300 16 鍋爐房 30 10 1 300 17 煤炭庫 20 20 1 400 18 空氣除菌室 20 10 1 200 19 機修車間 30 20 1 600 20 警衛(wèi)室 5 5 1 4 個 100 21 污水處理站 20 20 1 400 22 停車廠 50 20 1 1000 23 辦公樓 30 20 6 600 24 宿舍樓 30 20 6 600 25 食堂 30 10 1 300 26 浴室 20 10 1 200 27 運動場 40 20 1 800 28 公廁 16 5 1 80 29 總計 11800 總土 地使用面積及建筑系數(shù) 總土地使用面積 ： 30000平方米； 建筑系數(shù) ： 11800247。 30000=40% 表 32技術經(jīng)濟一覽表 1 廠區(qū)占地面積 30000 2 全廠建筑面積 11800 3 建筑物覆蓋率 40% 4 綠化面積 6124 5 綠化率 21% 根據(jù)以上計算，繪制廠區(qū)布置圖， 廠區(qū)內還 建有 人工湖 等。 廠區(qū)總平面布置圖見附圖一 第四章 味精工廠工藝設計 產(chǎn)品方案及班產(chǎn)量確定 味精生產(chǎn)全過程可劃分為四個工藝階段 :(1)原料的預處理及淀粉水解糖的制備 。(2)種子擴大培養(yǎng)及谷氨酸發(fā)酵 。(3)谷氨酸的提取 。(4)谷氨酸制取味精及味精成品加工。 年產(chǎn) 味精 60000 噸 ， 兩條條生產(chǎn)線，每年工作日為 300天，實行三班制，發(fā)酵周期為 40小時 。 生產(chǎn)工藝流程 1 味精生產(chǎn)工藝概述 味精生產(chǎn)全過程可劃分為四個工藝階段 :(1)原料的預處理及淀粉水解糖的制備 。(2)種子擴大培養(yǎng)及谷氨酸發(fā)酵 。(3)谷 氨酸的提取 。(4)谷氨酸制取味精及味精成品加工。 與這四個工藝階段相對應味精生產(chǎn)廠家一般都設置了糖化車間、發(fā)酵車間、提取車間和精制車間作為主要生產(chǎn)車間。另外，為保障生產(chǎn)過程中對蒸汽的需求，同時還設置了動力車間，利用鍋爐燃燒產(chǎn)生蒸汽，并通過供氣管路輸送到各個生產(chǎn)需求部位。為保障全廠生產(chǎn)用水，還要設置供水站。所供的水經(jīng)消毒、過濾系統(tǒng)處理，通過供水管路輸送到各個生產(chǎn)需求部位 。 2 淀粉水解糖制備 在工業(yè)生產(chǎn)上將淀粉水解為葡萄糖的過程稱為淀粉的糖化，所制得的糖液稱為淀粉水解糖。由于谷氨酸生產(chǎn)菌不能直接利用淀粉或糊 精作碳源，因而必須將淀粉水解為葡萄糖，才能供發(fā)酵使用。目前，國內許多味精廠采用雙酶法制糖工藝。 3 種子擴大培養(yǎng)及谷氨酸發(fā)酵 種子擴大培養(yǎng)為保證谷氨酸發(fā)酵過程所需的大量種子，發(fā)酵車間內設置有種子站，完成生產(chǎn)菌種的擴大培養(yǎng)任務。從試管斜面出發(fā)，經(jīng)活化培養(yǎng)，搖瓶培養(yǎng)，擴大至一級乃至二級種子罐培養(yǎng)，最終向發(fā)酵罐提供足夠數(shù)量的健壯的生產(chǎn)種子。 谷氨酸發(fā)酵開始前，首先必須配制發(fā)酵培養(yǎng)基，并對其作高溫短時滅菌處理。用于滅菌的工藝除采用連消塔 — 維持罐一噴淋冷卻系統(tǒng)外，還可采用噴射加熱器 — 維持管 — 真空冷卻系統(tǒng)或薄板換熱器滅菌系統(tǒng)。但由于糖液粘度較大，流 動性差，容易將維持管堵塞，同時真空冷卻器及薄板加熱器的加工制造成本較高，因而應用較少。 發(fā)酵設備，國內味精廠大多采用機械攪拌通風通用式發(fā)酵罐，罐體大小在 50m3 到 500m3 之間。對于發(fā)酵過程采用人工控制，檢測儀表不能及時反映罐內參數(shù)變化，因而發(fā)酵進程表現(xiàn)出波動性，產(chǎn)酸率不穩(wěn)定。 由于谷氨酸發(fā)酵為通風發(fā)酵過程，需供給無菌空氣，所以發(fā)酵車間還有一套空氣過濾除菌及供給系統(tǒng)。 空氣經(jīng) 兩級冷卻兩級分離加熱除菌裝置制得無菌空氣 送至發(fā)酵罐使用。 4 谷氨酸的提取 谷氨酸的提取一般采用等電點 — 離子交換法，國內有些味精 廠還采用等電點 — 鋅鹽法、鹽酸水解 — 等電點法及離子交換膜電滲析法提取谷氨酸。但存在廢水污染大，生產(chǎn)成本高，技術難度大等問題，應用上受到限制 。 5 谷氨酸制取味精及味精成品加工 精制車間加工的谷氨酸產(chǎn)品為谷氨酸單鈉，即味精。粗品經(jīng)提純、加工、包裝，得到成品。 味精中和液的脫色過程，除使用碳柱外，還可使用離子交換柱，利用離子交換樹脂的吸附色素。味精的干燥過程，國內許多廠家還采用箱式烘房干燥，設備簡單，投資低，但操作條件差，生產(chǎn)效率低，不適應大規(guī)模生產(chǎn)的要求。也有的廠家使用氣流干燥技術，生產(chǎn)量大，干燥速度快，干 燥時間短，但干燥過程對味精光澤和外形有影響，同時廠房建筑要求較高，這樣均不如振動式干燥床應用效果好 。 生產(chǎn)工藝流程圖見附圖 二。 物料衡算 1 味精發(fā)酵工藝技術指標 （ 1）查《發(fā)酵工廠工藝設計概論》 P326表 3 味精行業(yè)國家企業(yè)標準 ，選用主要指標如表 41 表 41 味精發(fā)酵工藝技術指標 指標名稱 單位 指標數(shù) 生產(chǎn)規(guī)模 t/a 60000（味精） 生產(chǎn)方法 中糖發(fā)酵，一次等電點提取 年生產(chǎn)天數(shù) d/a 300 產(chǎn)品日產(chǎn)量 t/a 200 產(chǎn)品質量 純度 % 99 倒灌率 % 發(fā)酵周期 h 40 發(fā)酵初糖 Kg/m3 150 淀粉糖轉化率 % 108 糖酸轉化率 % 60 麩酸谷氨酸含量 % 90 谷氨酸提取率 % 90 味精對谷氨酸產(chǎn)率 % 122 （ 2）主要原材料質量指標 淀粉原料的淀粉含量為 80%，含水 14%。 （ 3）二級種子培養(yǎng)基（ g/L） 水解糖 25，糖蜜 20，尿素 ，磷酸氫二鉀 ，硫酸鎂 ，玉米漿 5~10，泡敵 ，硫酸鎂 ，硫酸亞鐵 。 （ 4）發(fā)酵培養(yǎng)基（ g/L） 水解糖 150，糖蜜 4，硫酸鎂 ，氯化鉀 ，磷酸氫二鈉 ，硫酸亞鐵 ，硫酸錳 ，尿素（總尿） 40，泡敵 ，植物油 。 （ 5）接種量為 8% 。 2 谷氨酸發(fā)酵車間的物料衡算 首先計算生產(chǎn) 1000kg純度為 100%的味精需耗用的原輔材料及其他物料量。 （ 1）發(fā)酵液量 V1 設發(fā)酵初糖和流加高濃度糖最終發(fā)酵 終 糖濃度為 220 kg/m3，則發(fā)酵液量為： ? ?? ?31 %122%%90%602202000 mV? ?????? 式中 220—— 發(fā)酵培養(yǎng)基終糖濃度（ kg/m3） 60%—— 糖酸轉化率 90%—— 谷氨酸提取率 %—— 除去倒灌率 %后的發(fā)酵成功率 122%—— 味精對谷氨酸的精制產(chǎn)率 （ 2）發(fā)酵液配制需水解糖量 G1 以純糖算， )(152022020 kgVG ??? （ 3）二級種液量 V2 ? ?312 5 %8 mVV ?? （ 4）二級種子培養(yǎng)液所需水解糖量 G2 ? ?kgVG 22 ?? 式中 50—— 二級種液含糖量（ kg/m3） （ 5）生產(chǎn) 1000kg味精需水解糖 總量 G為： ? ?kgGGG ??? （ 6）耗用淀粉原料量 理論上， 100kg淀粉轉化生成葡萄糖量為 111kg，故理論上耗用的淀粉量 G 淀粉 為： ? ?? ? 13 %111%081% 47? ????淀粉G 式中 80%—— 淀粉原料含純淀粉量 108%—— 淀粉糖轉化率 （ 7）尿素耗用量 二級種液耗尿素量為 V3 ? ?kgVV 23 ?? 發(fā)酵培養(yǎng)基耗尿素為 V4 ? ?kgVV 14 ?? 故共耗尿素量為 （ 8）甘蔗糖蜜耗用量 二級種液耗用糖蜜量 V5 ? ?kgVV 25 ?? 發(fā)酵培養(yǎng)基耗糖蜜量 V6 ? ?kgVV 16 ?? 合計耗糖蜜 （ 9）氯化鉀耗量 GKCl ? ?kgVG KCl 1 ?? （ 10）磷酸氫二鈉（ Na2HPO4 7H2O）耗量 G3 ? ?kgVG 13 ?? （ 11）硫酸鎂（ MgSO4 7H2O）用量 G4 ? ? ? ?kgVVG 214 ??? （ 12）消泡劑（泡敵）耗用量 G5 ? ?kgVG 15 ?? （ 13）植物油耗用量 G6 ? ?kgVG 16 ?? （ 14）谷氨酸（麩酸）量 發(fā)酵液谷氨酸含量為： ? ? ? ?kgG 1 0%%601 ??? 實際生產(chǎn)的谷氨酸（提取率 90%）為： ? ?% ?? 由上述生產(chǎn) 1000kg 味精（ 100%純度）的物料衡算結果，可求得 60000t/a 味精廠發(fā)酵車間的物料平衡計算。 具體計算結果如表 42 表 42 15000t/a味精廠發(fā)酵車間的物料衡算 設備生產(chǎn)能力計算及選型 1 發(fā)酵罐 （ 1）發(fā)酵罐的選型 選用機械渦輪攪拌通風發(fā)酵罐 （ 2）生產(chǎn)能力、數(shù)量和容積的確定 ① 發(fā)酵罐容積的確定：選用 300m3罐 ② 生產(chǎn)能力的計算： 每噸 100%純度的味精 需要 谷氨酸的發(fā)酵周期為 48h(包括發(fā)酵罐清洗、滅菌、進出物料等輔助操作時間 )。 V1 =；生產(chǎn) 60000t/a味精需要 105 m3 ；每年工作 300天，每天需糖液體積 V 糖 ： ? ?3m38213004 1 4 6 0 0 ???糖V 設發(fā)酵罐的填充系數(shù)φ =80%；則每天需要發(fā) 酵需要發(fā)酵