【正文】 述 ...............................................4 原料的預(yù)處理及淀粉水解制備 .....................................5 原料的預(yù)處理 ..............................................5 淀粉水解制備 ..............................................5 種子擴(kuò)大培養(yǎng)及谷氨酸發(fā)酵 .......................................5 谷氨酸的提取 ...................................................5 谷氨酸制取味精及味精成品加工 ...................................5 二 .發(fā)酵罐及種子罐的設(shè)計(jì)與選型 ..........................................6 味精工廠發(fā)酵車間的物料衡算 ......................................6 工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù) ....................................6 谷氨酸發(fā)酵車間的物料衡算 ..................................6 30000t/a 味精廠發(fā)酵車間的物料衡結(jié)果 ........................8 熱量衡算 ........................................................9 液化工序熱量衡算 ..........................................9 連續(xù)滅菌和發(fā)酵工序熱量衡算 ................................9 谷氨酸鈉溶液濃縮結(jié)晶過程的熱量衡算 .......................10 干燥過程的熱量衡算 .......................................11 生產(chǎn)過程耗用蒸汽衡算匯總衡算結(jié)果 .........................11 無菌空氣耗量計(jì)算 ...............................................12 設(shè)備設(shè)計(jì)與選型 .................................................12 發(fā)酵罐 ...................................................12 種子罐 ...................................................21 空氣分過濾器 .............................................27 味精廠發(fā)酵車間設(shè)備一覽表 .................................28 致謝 ..................................................................28 主要參考文獻(xiàn) ..........................................................29 4 一 .味精生產(chǎn)工藝 味精生產(chǎn)全過程可劃分為四個(gè)工藝階段：（ 1）原料的預(yù)處理及淀粉水解糖的制備；（ 2）種子擴(kuò)大培養(yǎng)及谷氨酸發(fā)酵；（ 3）谷氨酸的提??；（ 4）谷氨酸制取味精及味精成品加工。 用于原料粉碎的設(shè)備除盤磨機(jī)外，還有錘式粉碎機(jī)和輥式粉碎機(jī)。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］ 。 7H2O）用量 G4 ? ? ? ?kgVVG 214 ??? （ 12）消泡劑（泡敵）耗用量 G5 ? ?kgVVG 215 ??? （ 13）磷酸氫二鈉耗用量 G6 ? ?kgVG 16 ?? （ 14）谷氨酸（麩酸） 量 發(fā)酵液谷氨酸含量為： ? ? ? ?kgG 1010%%561 ??? 實(shí)際生產(chǎn)的谷氨酸（提取率 90%）為： ? ?kg9 0 9%901 0 1 0 ?? （ 15）玉米漿用量 217 ??? VVG 30000t/a 味精廠發(fā)酵車間的物料衡算結(jié)果 年產(chǎn) 30000 噸味精物料橫算表 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） 310? 822 二級(jí)種液（ m3） ? 發(fā)酵水解用糖（ kg） 1809 ? ? 二級(jí)種培養(yǎng)用糖（ kg） ? 2055 水解糖總量（ kg） ? ? 淀粉 (kg) ? ? 尿素（或液氨） ? ? 糖蜜（ kg） 3101233? ? 氯化鉀（ kg） ? 987 磷酸氫二鉀（ kg） ? 9 熱量衡算 熱量衡算是根據(jù)能量守恒定律建立起來 的，熱平衡方程表示如下： Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6 （ 1）液化加熱蒸汽量 加熱蒸汽消耗量（ D），可按下式計(jì)算： D= )()12( ?????? IttCG 式中 G淀粉漿量（ kg/h） C淀粉漿比熱容（ kJ/（ kg 高峰量： 963+420=1383（ kg/h） 硫酸鎂（ kg） ? 362 泡敵（ kg） ? 354 磷酸氫二鈉（ kg） ? 1315 玉米漿（ kg） ? 2466 谷氨酸（ kg） ? ? 10 （ 1） 培養(yǎng)液連續(xù)滅菌用蒸汽量 發(fā)酵罐 200m3 裝料系數(shù) ，每罐產(chǎn) 100%MSG 量： 2003%85%97%=（ t） 發(fā)酵操作時(shí)間 48h（其中發(fā)酵時(shí)間 38h），需發(fā)酵罐臺(tái)數(shù) 6 臺(tái)。 α=+(7020)=(kJ/(m2干燥水分量 34（ kg/h） 18℃ 空氣濕含量 ψ=70%， X0=（ kg/kg 干空氣）， I0=；加熱80℃ ， I1=用公式 ： Δ=（ I2I1） /（ X2X1） =Q 物料 +Q 損失 Q 初溫 式中 Δ空氣經(jīng)過干燥后的熱量變化（ kJ/kg） Q 損失 損失熱量，通常為有效熱量的 10% Q 物料 =103（ 6018） （ kJ/kg 水） Q 損失 =（ 595+60+392418） =645（ kJ/kg 水） Δ=18= 4494（ kJ/kg 水） 設(shè) X2= I2=I1+Δ（ X2X1） =+（ 4494）（ ） =（ kJ/kg 空氣） 空氣耗量為： 34/=18888（ kg/h） 12 80℃ 時(shí)空氣的比容 實(shí)際消耗空氣量為： 18888=15677（ m3/h） 耗用蒸汽量（ D）：使用 （表壓）蒸汽加熱，熱損失按 15%計(jì)： D= =618（ kg/h） 每日用蒸汽量： 61816=9888（ kg/d） 平均每小時(shí)用蒸汽量： 9888/24=412（ kg/h） ： 每日用蒸汽量為 338t/d，每小時(shí)平均量為 ，高峰量為 。 ? ?30 ??? φ糖VV ③ 發(fā)酵罐個(gè)數(shù)的確定：公稱體積為 200m3的發(fā)酵罐，總體積為 230 m3 ? ?個(gè)τ總 01 ?????? VN 取公稱體積 200 m3 發(fā)酵罐 11 個(gè)，其中一個(gè)留作備用。 該攪拌器的各部分尺寸與罐徑 D 有一定比例關(guān)系 攪拌器葉徑 ? ?mDD i ??? 15 取 d=（ m） 葉寬 ： ? ?mdB ???? 弧長(zhǎng)： ? ?mdl 7 7 ???? 底距： ? ?mDC ??? 盤踞 ： ? ?mDd ii ???? 葉弦長(zhǎng)： ? ?mDL i ???? 葉距 ： ? ?mDY 5?? 彎葉板厚： δ =12（ mm） 取兩擋攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速 N2 可根據(jù) 50m3 罐，攪拌直徑 ，轉(zhuǎn)速N1=110r/min。 17 ④ 冷卻管 布置：采用豎式蛇管 Ⅰ 最高負(fù)荷下的耗水量 W ? ?12 ttc QW P ?? 總 式中 Q 總 —— 每 1m3 醪液在發(fā)酵最旺盛時(shí)， 1h 的發(fā)熱量與醪液總體積的乘積 ? ?hkJQ / 5 56 0 0 6?????總 cp—— 冷卻水的比熱容， （ kg ② 封頭壁厚計(jì)算：標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭的厚度計(jì)算公式 [5]如下： ? ? CPPQS ??? ??2 （ cm） 式中 P= D=500cm 〔σ〕 =127MPa C=++=（ cm） φ = ? ?cmS ????? ?? （ 10）接管設(shè)計(jì) ① 接管的長(zhǎng)度 h 設(shè)計(jì)：各接管的長(zhǎng)度 h 根據(jù)直徑大小和有無保溫層，一般取 20 100~200mm。取φ 133 4mm 無縫管，可滿足工藝 要求?？?為： ’封‘ 筒‘ 總 VVV 2?? 簡(jiǎn)化方程如下： ? ?323 mDDDV ????? ?‘ 總 整理后 33 ?? DD 解方程得 D= 則 H=2D=2 =（ m） 查得封頭高 H39。 綜上，傳熱需要的面積 F=(m2) 該設(shè)計(jì)夾套能提供的冷卻面積為 S 夾 = m2 S 夾 〉 F，可滿足工藝要求。 通風(fēng)管管徑計(jì)算：設(shè)罐壓 ，發(fā)酵溫度 t=32℃，風(fēng)速 v=20m/s，通風(fēng)量為 ， 常壓下 t0=20℃，送風(fēng)量 V 為： ? ?m in/ 3mV ??? 將通風(fēng)換算成工作狀態(tài)，求通風(fēng)管直徑 d1 ? ? ? ?mmmvttPVd29330527301?????????????? 圓整，查 《 發(fā)酵工廠工藝設(shè)計(jì)概論 》 ， P313 表 12，無縫鋼管 (YB23170)，管 26 徑采用 25 3mm ,內(nèi)徑 252 3=19 mm 大于 12 mm，可滿足生產(chǎn)要求。 空 氣分過濾器 （ 1）二級(jí)種子罐分過濾器： 二級(jí)分過濾器風(fēng)量的計(jì)算： ? ? ? ?m i n/??????? 查《生物工程設(shè)備》 P389 表 319 JLSD 型空氣過濾器技術(shù)特性，選用JLSD025 型空氣過濾器，過濾能力 ，外型尺寸φ 75 520mm, 重量5kg，進(jìn)出口管徑φ 20 20，與種子罐進(jìn)風(fēng)口不一致，可采用法蘭變徑即可。圓整倒推薦值： D 過濾器 =1200mm ③ 分過濾器的壁厚：設(shè)計(jì)壓力 P= ? ?cmS ????? ?? 28 取 S=6mm。本設(shè)計(jì)的這些不足之處和錯(cuò)誤之處還需要各位老師多多指點(diǎn) 29 并加以改進(jìn)。 [7]黎潤(rùn)鐘．發(fā)酵工廠設(shè)備，中國(guó)輕工業(yè)出版社， 1991。 [15][蘇 ] 著 ，程躍芳等譯 ， 發(fā)酵生產(chǎn)工藝計(jì)算 ,中國(guó)輕工業(yè)出版社 ,1989 年 [16]高平、劉書志 ， 生物工程設(shè)備 ,化學(xué)工業(yè)出版社 ,20xx 年 [17]陳陶聲 ， 氨基酸及核酸類物質(zhì)發(fā)酵生產(chǎn)技術(shù) ,化學(xué)工業(yè)出版社 ,1993 年 30 [18]于信令 ， 味精工業(yè)手冊(cè) ,中國(guó)輕工業(yè)出版社， .