【正文】 有利于菌種生長 ,以多含有機(jī)氮而不含或少含糖為原則 。 ⑷其他特征：脲酶活力強(qiáng)，需生物素作為生長因子但不需促進(jìn)因子，對于氯化銨，硫酸銨，磷酸銨，尿素均能利用，在 5%NaCL 的肉汁培養(yǎng)基中生長良好。 3. 空氣制備： 空氣進(jìn)入壓縮機(jī)壓縮，溫度升高，壓縮機(jī)的潤滑油進(jìn)入壓縮空氣中形成油霧，需進(jìn)行冷卻，大部分的水，油結(jié)成顆粒較大，濃度較高的霧粒，冷卻后又會析出大量的冷卻水，先用棉花過濾除油霧和冷凝水， 再 用膜過濾器進(jìn)行除菌，提高空氣的無菌程度，制備的壓縮空氣供發(fā)酵和培養(yǎng)種子，分別進(jìn)入發(fā)酵罐和種子罐。（ +） 75000 247。 （二）水平衡計算 配料用水量：日投淀粉 ，加水比 1: = 液化液冷卻用水（使用二次水） 液化液滅酶后，溫度達(dá) 115℃，用糖化液降至 85℃（糖化液滅酶），然后用水降溫，有 85℃降至 60℃。 （ 2738 442） = kg/h 滅酶時將液化液由 105℃加熱至 115℃，在 115℃時，λ為 485KJ/kg； 由公式 D=GC（ T1T2） 247。 100 + C 水 （ 100X） 247。 2800 100%=% 糖化液產(chǎn)量（ 300g/L）： 1000 85%（工業(yè)淀粉） 109%（糖化率） 247。 消泡劑量： 1 噸谷氨酸加消泡劑量為 6 kg， 其中：種子培養(yǎng)階段用量為 kg，發(fā)酵階段的耗氨量為 kg。95%247。95%= 日投 工業(yè)淀粉（含量 85%）量： 247。1t 純淀粉理論產(chǎn) 100%谷氨酸 量 1000 247。330= 淀粉水解為葡萄糖的總反應(yīng)式： （ C6H10O5 ) n + H2O → C 6H12O6 162 180 淀粉水解為葡萄糖理論糖化率為： 180 247。 十 三 、能源循環(huán)考慮 液化降溫和糖化終料升溫的熱量互換；蒸發(fā)器水用于調(diào) 粉漿；閃蒸罐排汽料用于清糖或發(fā)酵培養(yǎng)基料加熱；發(fā)酵培養(yǎng)基滅菌生熟料熱量互換；提取分離母液用于發(fā)酵罐出爐降溫；發(fā)酵空消排水用于蒸發(fā)器入料升溫或配料等；發(fā)酵過程取樣回放于連消培養(yǎng)基。 隨著社會的發(fā)展環(huán)保越來越重要，一個企業(yè)的生存與環(huán)保直接掛鉤。 （ 4） 所選廠址應(yīng)盡量接近原料產(chǎn)地，交通方便。 （ 5） 要注意到周圍環(huán)境的清潔衛(wèi)生，又要注意到工廠內(nèi)車間之間的衛(wèi)生、無菌、防火等條件的相互影響。 第一章 總論 一、 設(shè)計 項目： （ 1） 設(shè)計課題： 年產(chǎn) 2 萬噸谷氨酸發(fā)酵工廠的初步設(shè)計 （ 2） 廠址 ：內(nèi)蒙古通遼市 （ 3） 重點 工段：糖化 （ 4） 重點設(shè)備：糖化罐 二、 設(shè)計范圍： （ 1） 廠址選擇及全廠概況介紹（地貌、資源、建設(shè)規(guī)模、人員）； （ 2） 產(chǎn)品的生產(chǎn)方案、生產(chǎn)方法、工藝流程及技術(shù)條件的制定； （ 3） 重點車間詳細(xì)工藝設(shè)計、工藝論證、 設(shè)備選型及計算； （ 4） 全廠的物料衡算； （ 5） 全廠的水、電、熱、冷、氣的衡算； （ 6） 車間的布置和說明； （ 7） 重點設(shè)備的設(shè)計計算； （ 8） 對鍋爐、電站、空壓站等提出要求及選型； （ 9） 對生產(chǎn)和環(huán)境措施提出可行方案。 （ 4） 設(shè)計必須結(jié)合實際，因地制宜，體現(xiàn)設(shè)計的通用性和獨特性相結(jié)合，工廠生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品品種的確定，要適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)的需求，要考慮資金的來源，建廠的地點、時間、三廢綜合利用等條件， 1 并適當(dāng)留有余地。同時還應(yīng)該注意當(dāng)?shù)氐臍庀?資料和一些地震等自然災(zāi)害。 2）化學(xué)法：主要通過添加化學(xué)物質(zhì)使廢液中的污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)， 3）生物法：是我國普遍采用處理廢液的方法，主要是利用微生物的生理生化作用，使廢液中溶解性和膠體態(tài)的有機(jī)污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化為簡單穩(wěn)定的物質(zhì)，將有害物質(zhì) 轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。 十 二 、生產(chǎn)方法 發(fā)酵采用中初糖流加高濃度糖液的生物素“超亞適量”工藝，發(fā)酵液采用帶菌體真空濃縮，提取采用連續(xù)濃縮等電點工藝、采用雙酶法并糖化采用連續(xù)噴射液化器形式。物料衡算是進(jìn)入系統(tǒng)的全部物料衡算重量等于離開該系統(tǒng)的全部物料重量，即 Σ F=Σ D＋ W 式中： F――進(jìn)入系統(tǒng)的物料重量（ Kg） D――離開系統(tǒng)物料重量（ Kg） W――損失的物料重量（ Kg） 活性劑 助濾劑 消泡劑 高濃度糖液 液氨 消泡劑 水 無機(jī)鹽 糖蜜 玉米漿 純維生素 消泡劑 水 無機(jī)鹽 糖蜜 玉米漿 純維生素 硫酸 硫酸 4 FDW可 預(yù) 見 和不 可 預(yù) 見 （一） 生產(chǎn)能力 生產(chǎn)規(guī)模： 2 萬噸 /年（產(chǎn)品含量以 80%計） 生產(chǎn)天數(shù)： 330 天 生產(chǎn)能力： 20xx0247。 = ③ 1t100%谷氨酸理論消耗工業(yè)淀粉 1t 100%谷氨酸 247。80%= t/d 發(fā)酵車間日產(chǎn)谷氨酸量： 247。（ %%） = 每天需 純糖 量： 247。 初始發(fā)酵液的純糖量占 60%， 補(bǔ)加的純糖量占 40%， 配制的種 子培養(yǎng)基密度為 ， 種子液密度為 ， 發(fā)酵的接種量為 10%， 配制的發(fā)酵培養(yǎng)基密度為 ，發(fā)酵液的密度為 耗氨量： 1 噸谷氨酸耗氨量為 250 kg， 其中：種子培養(yǎng)階段的耗氨量為 25 kg，發(fā)酵階段的耗氨量為 225 kg。 結(jié)果匯總 如下 表 液 化 工 藝 調(diào)漿濃度 3035% 耐高溫淀粉酶量 % PH ~ 溫度 105~1100C 時間 60120 min 滅酶溫度 115~1200C 滅酶時間 5~10min 液化 DE 12~18% 糖 化 工 藝 糖化酶量 % PH ~ 溫度 58~620C 時間 25h 滅酶溫度 850C 左右 時間 5~10min 糖化 DE 96%~98% 脫 色 脫色 PH ~ 脫色時間 ~1h 脫色溫度 55~600C 10 糖化車間物料衡算（以 1000kg 工業(yè)淀粉計算） 本車間物 料平衡圖為： 淀 粉水液 化 液液 化 酶 ＋ 氯 化 鈣 ＋ 硫 酸糖 化 液 （ 糖 化 酶 ＋ 燒 堿 ）蒸 汽清 糖 液 糖 濾 渣 淀粉及加水量：淀粉 ： 水 =1： 1000kg 工業(yè)淀粉產(chǎn)淀粉漿： 1000（ 1+） =2800kg 加水量為 1000 =1800kg 粉漿濃度： 1000 85%247。 100%= % 粉漿比熱 C 可按下式計算： C=C0X 247。 （Ｉ－λ） 得 D= 3 .62 （ 10550） 247。所以可以用一臺交換器實現(xiàn)熱的交換，而不需要外加能源。（（ 5020） ） =要求 2h 把 75 m3糖液冷卻至 60℃，高峰用水量： 247。殘?zhí)橇靠刂圃?－ 。 ⑶對氧要求：好氧或兼性厭氧。如果要長期保藏則必須定期進(jìn)行移種或采用沙土罐等載體吸附法進(jìn)行菌種長期保藏。 3） 二級種子 培養(yǎng) (1)培養(yǎng)基組成 玉米漿 ~% 水解糖 % 磷酸氫二鉀 % 尿素 % 硫酸鎂 % 二價鐵離子2mg/l (2)培養(yǎng)條件 接種量： % 培養(yǎng)溫度： 31~330C 攪拌轉(zhuǎn)速：攪拌轉(zhuǎn)速 150r/min，通風(fēng)量為 ~（ m3/min） 培養(yǎng)時間：培養(yǎng)時間長短根據(jù)生產(chǎn)中采用的培養(yǎng)工藝與培養(yǎng)基營養(yǎng)成分及濃度而定。谷氨酸的碳氮比為 100：（ 13~30）， 當(dāng)碳氮 比在 100： 11 以上才開始累積谷氨酸。 （ 4） 生長因子 ： 凡是微生物生長不可缺少的微量的有機(jī)物質(zhì)，如氨基酸、嘌呤、嘧啶、 維生素等均稱為生長因子。 故前期 ， 8h 后 ~， 20~~，通過流加液氨進(jìn)行調(diào)節(jié)發(fā)酵 pH。 T613 菌種，流加液氨與pH 的控制為：第一次流加： pH 達(dá) 高峰后下跌至 ~， 流加量為 %； 第二次流加： pH 達(dá)高峰后下跌至 ~， 流加量為 %。 ： 1）污染菌的檢查： 產(chǎn)菌球散開、菌絲變形、產(chǎn)酸不正常甚至不產(chǎn)酸或“倒酸”、而糖卻大量消耗等。 95%247。 300 = kg 糖蜜用量 ： 15247。 1000= 氯化鉀量 ： 2247。 4= m3 選 200 m3的發(fā)酵罐 （ 2） 一個發(fā)酵罐的操作周期為 40h（其中發(fā)酵時間為 35h） ，一天能生產(chǎn) 24247。 24= t/h 培養(yǎng)液冷卻用水量： 1200C 熱料通過與生料交換 ,降至 800C,在用冷水冷至 200C 升至 450C,計算冷卻水量 (W) W= (8030)247。 (2 105 ) = 查表得 ,1m 高筒節(jié)鋼板重量為 : 發(fā)酵罐筒體重量為 : =36233kg 22 發(fā)酵罐重量為 :42597kg,列管換熱面積比為 :1: H 列管 =200 247。 K)] 200 m3發(fā)酵罐的表面積為 S=4π R2+2π RH=4π (247。 16= 罐， 4247。 (2[? ]tP)+G1+C2= 1600247。 (2718125 )=8kg 式中 : (1min) （ 8） 滅菌過程蒸汽滲漏 ,去總氣消耗量的 5%,空罐滅菌蒸汽消耗量為 : (+++8) 247。然后緩慢加酸調(diào)整，直至 pH 降為 ，溫度冷卻至 8℃，使之達(dá)到等電點，停止中和及攪拌。存放至貯罐內(nèi)，使用時，經(jīng)過換熱器與離心分離的上機(jī)母液交換熱量，溫度降低至 28~30℃。 （ 6） 分離后得到濕谷氨酸和母液。 =% 衡算結(jié)果匯總表 進(jìn)入系統(tǒng) 離開系統(tǒng) 項目 日投入量 kg 項目 日產(chǎn)出量 kg 發(fā)酵液 609000 母液 晶種 1450 80%谷氨酸 75760 高流分 98%硫酸 累計 累計 第七章 重點設(shè)備的篩選和論證 一、 調(diào)漿罐 耐溫 ,圓柱錐底，徑高比 H=2D，罐規(guī)格： 20m3；攪拌選用六彎葉渦輪攪拌器。 結(jié)構(gòu)：采用兩段加熱的混合式連消塔 五、 糖化 罐 大?。?100m3 材質(zhì)： OCr18Ni11Ti 或 OCr17Ni12Mo2或碳鋼襯玻璃鋼均可； 攪拌形式 :六彎葉渦輪攪拌器； 六、 板框壓濾機(jī) 結(jié)構(gòu)：發(fā)酵工廠大多采用明流式，因為能直接觀察每組板框的工作情況 及泄露情況 ；濾板和濾框通常為正方形；板框數(shù)從 10～ 60 塊不等； 型號： BAY40635/25 明流式油壓壓緊板框壓濾機(jī)； 過濾面積為： 40m2，框內(nèi)尺寸為 635mm635 mm,濾框厚度為 25mm；濾框塊 =40/（ 2）=50 塊；濾板為： 501=49 塊；板內(nèi)總體積 = 50=。 歸類成表格形式： 工序 設(shè)備名稱 規(guī)格 /容積 m3 數(shù)量 備注 糖化工序 調(diào)漿罐 20 3 Ф 280020xx 連續(xù)噴射液化器 1050 2 糖化罐 100 OCr18Ni11Ti 連消塔 2 Ф 3001600 交換器 30 4 BR20 發(fā)酵車間 發(fā)酵罐 200 7 Ф 40008000 種子罐 20 4 Ф 18003600 維持罐 4 4 Ф 15004500 濃糖蒸發(fā)器 10 3 RNJMO33150 空壓機(jī) 100 8 提取車間 發(fā)酵液蒸發(fā)器 10 3 RNJMO46300 板框壓濾機(jī) 30 2 BAY40635/25 公用設(shè)備 化學(xué)品罐 30 2 CIP 清洗罐 200 3 空壓機(jī) 20 1 30 冷 機(jī) 3 6AW10 后 記 設(shè)計書的內(nèi)容為年產(chǎn) 2 萬噸谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)的初步設(shè)計。 [6] 《 生物加工過程與設(shè)備 》 鄭裕國主編，化工工業(yè)出版社， 20xx 年 7 月第一版