年產(chǎn)15萬噸味精工廠發(fā)酵車間設(shè)計-文庫吧
2025-07-14 01:42 本頁面
【正文】 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(yīng)用較少。發(fā)酵設(shè)備，國內(nèi)味精廠大多采用機械攪拌通風(fēng)通用式發(fā)酵罐，罐體大小在50m3到200m3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(nèi)參數(shù)變化，因而發(fā)酵進(jìn)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(fēng)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)。首先由高空采氣塔采集高空潔凈空氣，經(jīng)空氣壓縮機壓縮后導(dǎo)入冷凝器、油水分離器兩級處理，再送入貯氣罐，進(jìn)而經(jīng)焦炭、瓷環(huán)填充的主過濾器和纖維分過濾器除菌后，送至發(fā)酵罐使用。在北方地區(qū)由于空氣濕度小、溫度低，還可采用空氣壓縮、冷卻過濾流程，省去一級冷卻設(shè)備［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(nèi)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(shù)難度大等問題，應(yīng)用上受到限制［1］ 。 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(nèi)許多廠家還采用箱式烘房干燥，設(shè)備簡單，投資低，但操作條件差，生產(chǎn)效率低，不適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)的要求。也有的廠家使用氣流干燥技術(shù)，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(yīng)用效果好[4]。 2 發(fā)酵罐及種子罐的設(shè)計與選型 味精工廠發(fā)酵車間的物料衡算 工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù) （1）查《發(fā)酵工廠工藝設(shè)計概論》P326表3 味精行業(yè)國家企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)［5］，選用主要指標(biāo)如表1表1 味精發(fā)酵工藝技術(shù)指標(biāo)指標(biāo)名稱單位指標(biāo)數(shù)生產(chǎn)規(guī)模t/a15000（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/a300產(chǎn)品日產(chǎn)量t/a50產(chǎn)品質(zhì)量純度%99倒灌率%發(fā)酵周期h48發(fā)酵初糖Kg/m3150淀粉糖轉(zhuǎn)化率%95糖酸轉(zhuǎn)化率%48麩酸谷氨酸含量%90谷氨酸提取率%80味精對谷氨酸產(chǎn)率%112（2）主要原材料質(zhì)量指標(biāo) 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，，玉米漿5~10，。 （4）發(fā)酵培養(yǎng)基（g/L） 水解糖150，糖蜜4，，，尿素（總尿）40。（5）接種量為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 式中 150——發(fā)酵培養(yǎng)基初糖濃度（kg/m3） 48%——糖酸轉(zhuǎn)化率 80%——谷氨酸提取率 99%——除去倒灌率1%后的發(fā)酵成功率 112%——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， （3）二級種液量 V2 （4）二級種子培養(yǎng)液所需水解糖量 G2 式中 25——二級種液含糖量（kg/m3）（5）生產(chǎn)1000kg味精需水解糖總量G為： （6）耗用淀粉原料量 理論上，100kg淀粉轉(zhuǎn)化生成葡萄糖量為111kg，故理論上耗用的淀粉量G淀粉為：式中 80%——淀粉原料含純淀粉量 95%——淀粉糖轉(zhuǎn)化率（7）尿素耗用量 二級種液耗尿素量為V3發(fā)酵培養(yǎng)基耗尿素為V4（8）甘蔗糖蜜耗用量 二級種液耗用糖蜜量V5發(fā)酵培養(yǎng)基耗糖蜜量V6（9）氯化鉀耗量GKCl （10）磷酸氫二鈉（Na2HPO47H2O）耗量G3 （11）硫酸鎂（MgSO47H2O）用量G4 （12）消泡劑（泡敵）耗用量G5 （13）植物油耗用量 G6 （14）谷氨酸（麩酸）量 發(fā)酵液谷氨酸含量為：實際生產(chǎn)的谷氨酸（提取率80%）為： 15000t/a味精廠發(fā)酵車間的物料衡算結(jié)果 由上述生產(chǎn)1000kg味精（100%純度）的物料衡算結(jié)果，可求得15000t/a味精廠發(fā)酵車間的物料平衡計算。具體計算結(jié)果如表2物料名稱生產(chǎn)1t味精（100%）的物料量15000t/a味精生產(chǎn)的物料量每日物料量發(fā)酵液（m3）105783二級種液（m3）4695發(fā)酵水解用糖（kg）2349107105二級種培養(yǎng)用糖（kg）105水解糖總量（kg）107105淀粉(kg)107105尿素（或液氨）106104糖蜜（kg）1063495氯化鉀（kg）105磷酸氫二鈉（kg）104硫酸鎂（kg）105479泡敵（kg）105470植物油（kg）1051175谷氨酸（kg）89310744650表2 15000t/a味精廠發(fā)酵車間的物料衡算 設(shè)備設(shè)計與選型 發(fā)酵罐 （1）發(fā)酵罐的選型 選用機械渦輪攪拌通風(fēng)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200m3罐 ②生產(chǎn)能力的計算：現(xiàn)每天生產(chǎn)99%純度的味精50t，谷氨酸的發(fā)酵周期為48h(包括發(fā)酵罐清洗、滅菌、進(jìn)出物料等輔助操作時間)。則每天需糖液體積為V糖 。每天產(chǎn)純度為99%的味精50t，每噸100%設(shè)發(fā)酵罐的填充系數(shù)φ=70%；則每天需要發(fā)酵需要發(fā)酵罐的總體積為V0（發(fā)酵周期為48h）。③發(fā)酵罐個數(shù)的確定：公稱體積為200m3的發(fā)酵罐，總體積為230 m3 取公稱體積200 m3 發(fā)酵罐11個，其中一個留作備用。實際產(chǎn)量驗算：富裕量 能滿足產(chǎn)量要求（3）主要尺寸的計算：取高徑比 H：D=2：1[6] 則有：H=2D；解方程得： 取D=5mH=2D=10m；封頭高： 封頭容積 ：V封=（m3）圓柱部分容積：V筒=197m3驗算全容積V全：V全=V’全符合設(shè)計要求，可行。（4）冷卻面積的計算 對谷氨酸發(fā)酵，每1
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