【導(dǎo)讀】廠址選擇及全廠概況介紹；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；重點車間詳細(xì)工藝設(shè)計、工藝論證、設(shè)備選型及計算；全廠的物料衡算；全廠的水、電、熱、冷、氣的衡算；車間的布置和說明；對鍋爐、電站、空壓站等提出要求及選型；對生產(chǎn)和環(huán)境措施提出可行方案。重點車間工藝流程圖一張；批準(zhǔn)的設(shè)計任務(wù)書和附件可行性報告，以及可靠的設(shè)計基礎(chǔ)資料。四個現(xiàn)代化早日實現(xiàn)的明確指導(dǎo)思想，做到精心設(shè)計，投資省，技術(shù)新，質(zhì)量好，暢，并能讓參觀者放心的原則?；瘜W(xué)廢料堆放地區(qū)及感染中心地點。對于事故隱患和嚴(yán)重職業(yè)危害應(yīng)當(dāng)建檔查備，發(fā)放隱患通知，并跟蹤督促企業(yè)整。發(fā)動職工群眾對事故隱患進(jìn)行舉報，設(shè)立舉報箱，公布舉報電話，為廣大職工舉報安全。健康重大隱患提供便利?？s，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。噴射液化器工藝，淀粉酶和糖化酶都應(yīng)用進(jìn)口諾維信酶，確保糖液質(zhì)量。

　　

【正文】 α =+ (7020)=[kg/()] 27 14 m3種子罐的表面積為 ： S=4π R2+2π RH==4π (247。 2)2+ =40 m2 耗用蒸汽量 : D 損 =40 (7020) 247。 (2718125 )= （ 7） 罐壁附著洗滌水升溫的蒸汽消耗 ： 40 1000 (12520) 247。 (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。 (15%)=每空罐滅菌 30min用蒸汽量 : 30247。 60=每日用蒸汽量 : 4=平均量 :247。 24= 28 第六章 提取車間 提取工 藝方法 采用連續(xù)流加工藝。發(fā)酵液經(jīng)濃縮后進(jìn)入等電點中和罐，進(jìn)入罐前使溫度降為 22℃ 。谷氨酸的等電點為 。加硫酸調(diào)節(jié) pH，將 pH 先調(diào)整至 停止加酸與攪拌 2h。保證晶體增長。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。谷氨酸沉淀后用離心泵送到離心機(jī)進(jìn)行分離。得到濕谷氨酸和母液。得到谷氨酸則為我們的成品。 工藝流程 發(fā)酵液 調(diào)酸 起晶 晶種 停酸育晶 上離子交換柱 緩慢調(diào)酸 鹽酸或硫酸 水洗及疏松樹脂 等電點 熱水預(yù)熱 攪拌育晶 堿液 洗脫 再生 母液 離心分離 后流分 高流分 前流分 濕谷氨酸 用酸調(diào) 上離子交換柱 工藝說明 （ 1） 起晶：先放一罐未經(jīng)過濃縮的發(fā)酵液進(jìn)行單獨調(diào)酸和降溫，待到起晶時，添加 發(fā)酵液量的 %w/v 的外購 GA 晶體作為晶種，再逐步調(diào)節(jié) pH 和溫度，達(dá)到 、溫度22℃時停止降溫和調(diào)酸，繼續(xù)攪拌育晶做連續(xù)流加的底料。 （ 2） 發(fā)酵液放罐后經(jīng)過預(yù)熱進(jìn)入蒸發(fā)濃縮。采用四效降膜式真空蒸發(fā)器將發(fā)酵液濃縮，濃度從 %到 28%。蒸發(fā)器出來的濃縮液降溫至 40℃。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℃。 （ 3） 濃縮液適當(dāng)降溫后連續(xù)流加入上步調(diào)好的 GA懸浮液底料中進(jìn)行連續(xù)起晶。然后保持加酸調(diào)節(jié)懸浮液 pH，使 pH保持在至 。同時，開大降溫使溫度維持在 22℃左右，硫酸 硫酸硫酸 29 流加過程中，要連續(xù)加酸，不斷攪拌和不斷降溫。 （ 4） 連續(xù)流加工藝。連續(xù)加濃縮液，連續(xù)加酸。經(jīng)過繼續(xù)調(diào)節(jié) pH到 、溫度到 10℃以下，攪拌并等電點育晶 8h以上。 （ 5） 育晶好的麩酸懸浮液用泵送至中轉(zhuǎn)槽，再落入離心機(jī)進(jìn)行固液分離。 （ 6） 分離后得到濕谷氨酸和母液。濕谷氨酸進(jìn)行精制或干燥。 （ 7） 母液可以與濃縮液進(jìn)行熱交換，降低 濃縮液的溫度，起節(jié)省能源作用，經(jīng)換熱后的分 離母液可利用其他的方法進(jìn)一步提取谷氨酸，或綜合利用生產(chǎn)副產(chǎn)品（如肥料）。 物料衡算 （ 1） 發(fā)酵液量 580000L，發(fā)酵終止時數(shù)量 609000kg （ 2） 谷氨酸產(chǎn)量： 1）分離前： 100%谷氨酸量： 580000 110g/L247。 1000= 2）分離后： 100%谷氨酸量： 95%= 80%谷氨酸量： 247。 85%= （ 3） 晶種量 （ 發(fā)酵液量的 %w/v計 ） ： 580000 %=1450kg 晶種只是起底料時需要添加，正常流加過程中均不需要再添加晶種。 （ 4） 使發(fā)酵液 pH由 （ pH=）： V 高 +V 發(fā) =（ V 高 +V 發(fā) ） V 高 = 使發(fā)酵液與高流分的混合液（ pH=）調(diào)至 98%硫酸的量 （ V 高 +V 發(fā) ） =（ V 高 +V 發(fā) ） + V 硫 10 V 硫 = 98%硫酸的相對密度為 ： = （ 5） 則所需的母液量（母液密度為 ） W 發(fā) +W 晶 +W 高 +W 硫 =609000+1450++= （ 6） 分離母液數(shù)量： = 247。 = 母液中殘留谷氨酸量：（ 6380060610）247。 =% 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 30 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。 二、 維持罐 盡量采用高而瘦的圓柱型，高徑比為（ 5～ 8）： 1，串聯(lián)形式連接 （ 1）維持罐的選型 維持設(shè)備有維持罐和維持管兩種。管式對保證先進(jìn)先出、防止滑漏是有利的，但是阻力比較大；罐式容易安裝，但就是滯留滑漏現(xiàn)象比較復(fù)雜。 （ 2）數(shù)量 一般規(guī)模取一個；只有其容量 大于 8m3， 時才改為 2～ 3個。 （ 3）容積 據(jù)前述滅菌時間，扣除在連消逗留的時間，即為在維持罐中逗留的時間θ，有維持罐填充系數(shù)φ，則維持罐總?cè)莘e V 維 ： V 維 = V出θ /φ （ 4）設(shè)備主要尺寸的確定 維持罐考慮返混問題，取 H/D = ~3 可取 H=3D V維 = 2V封 + V筒 = 2 x π /24D3+ D2 x 3D （ 5）設(shè)備材料的選擇 選用普通鋼材。 （ 6）雖然維持罐的內(nèi)壓較小，為安全計，考慮誤操作，設(shè)計壓力仍取 P = 三、換熱器 糖化車間因為糖化料多渣 ，容易發(fā)生堵噻，選用螺旋式交換器，通道大，不易堵噻；而發(fā)酵連消和提取車間選用熱效率高的板式交換器。（均要采用不銹鋼材質(zhì)） 四、連消塔 連消塔的形式有噴孔型、螺旋形、氣液混合型等一般 操作條件：培養(yǎng)基在塔內(nèi)停留時間，根據(jù)實際操作經(jīng)驗，一般取 15~20s，而長度在 1m至 。 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 31 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=。 七、 連續(xù)噴射液化器 選用中壓噴射器，型號： SLJ91II型；處理量： 15～ 50m3/h。 (根據(jù)物料衡算，每小時處理的粉漿量來選擇流量大小 ) 八、 種子罐 材質(zhì)：由于種子罐較小，而且對無菌要求較高，多用不銹鋼如 A3 鋼； 容積： H： D=2： 1，種子罐的總?cè)萘堪?V總 =2V封 +V 筒 計算； 加熱方式：利用夾套蒸汽加熱的方式。 數(shù)量：種子罐與發(fā)酵罐對應(yīng)上料 （要預(yù)留多 1－ 2只，以防染菌時急用） 九、 發(fā)酵罐 材質(zhì)：碳鋼； 容積：一般來說單罐容量越大，經(jīng)濟(jì)性能越好，但風(fēng)險也越大，要求技術(shù)管理水平也越高，在技術(shù)管理水平允許的范圍內(nèi)，盡量取較大容量了的發(fā)酵罐，本設(shè)計發(fā)酵罐 采用 200 m3 加熱方式：蒸汽加熱； 攪拌：谷氨酸發(fā)酵過程有補(bǔ)料操作，對混合要求較高，因此選用六彎葉渦輪攪拌器； 冷卻面積：按發(fā)酵生成熱量高峰、一年中最熱的半個月的氣溫下，冷卻水可能達(dá)到最高溫度的惡劣條件下，設(shè)計冷卻面積，計算冷卻面積使用牛頓傳熱定律公式，即： F=Q總 /KΔ tm； 通風(fēng)管：采用加環(huán)型或直管型空氣分布器，對于通氣量大的發(fā)酵罐，則使用單管通風(fēng)。 十、 離心機(jī) 提取車間：采用臥螺式離心機(jī)，處理量 10 m2/h，臺數(shù) 10，耐酸材質(zhì)。 十一、 濃縮蒸發(fā)器 發(fā)酵車間濃糖蒸發(fā)器，處理量： 20210L /h； 型號 RNJMO33150； 提取車間發(fā)酵液蒸發(fā)器，型號 RNJMO46300； 十二、 化學(xué)品罐 酸，堿罐型號，材質(zhì)：不銹鋼。 十三、 CIP清洗罐 每個車間設(shè)置一個 CIP罐工車間容器清洗，材質(zhì)：不銹鋼；大小： 20m3。 32 空氣過濾系統(tǒng) 發(fā)酵用空氣采用的過濾系統(tǒng)方式： 高 空 采 風(fēng) 空 氣 壓 縮 機(jī)預(yù) 過 濾 除 油 水冷 卻加 熱棉 花 總 過 濾 器粗 纖 維 過 濾（ P T F E 0 . 3 μ m ）精 纖 維 過 濾（ P T F E 0 . 0 1 μ m ）無 菌 空 氣種 子 罐發(fā) 酵 罐流 加 糖 系 統(tǒng)消 泡 油 罐菌 種 室 所有設(shè)備自控儀表所用儀表空氣系統(tǒng)為： 空 氣 壓 縮 機(jī) 除 油 水干 燥 ， 冷 卻儲 罐總 過 濾 器發(fā) 酵 車 間 各 自 控閥 門 ， 儀 表 等蒸 發(fā) 器 各 自 控閥 門 ， 儀 表 等其 他 自 控 儀 表 設(shè)備選型：發(fā)酵用空壓機(jī)選 100m3/h，臺數(shù) 8，其他儀表用空壓機(jī)選 20m3/h一臺（最好兩臺，以備用，設(shè)備要盡量噴備有備用機(jī)，以防突發(fā)事件要急用） 十四、 制冷機(jī) 選用 制 冷壓縮機(jī)，谷氨生產(chǎn)中以選用氨制冷式活塞壓縮機(jī)為主，輔之選用溴化鋰吸收制冷機(jī)，選型： 6AW10。 33 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 28002021 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 冷機(jī) 3 6AW10 34 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。在完成本設(shè)計的期間，得到了教師的悉心指導(dǎo) 和同學(xué)們的熱情幫忙，在此對各位指導(dǎo)老師和同學(xué)們表示感謝。此外，由于本人的水平有限 和經(jīng)驗有限， 設(shè)計書 難免 存在 不當(dāng)和遺漏 之處，敬請原諒，在這里也懇請教師和同學(xué)們指導(dǎo)和糾正。 參考文獻(xiàn) [1] 《氨基酸發(fā)酵生產(chǎn)技術(shù)》 鄧毛程主編，中國輕工業(yè)出版社出版， 2021年 1月 。 [2] 《味精工業(yè)手冊》于信令主編 ,中國輕工業(yè)出版社出版 , 1995年 5第一版 。 [3] 《化工工業(yè)手冊 (第二版上卷 ) 》時鈞等主編 , 化學(xué)輕工業(yè)出版社 ,1996年第二版 。 [4] 《化工工藝設(shè)計手冊 (第二版上冊 ) 》國家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥 設(shè)計院編 ,1996 年 1 月第二版 。 [5] 《發(fā)酵工廠工藝設(shè)計概論》吳思方主編 ,中國輕工業(yè)出版社 ,2021年 8月第一版 。 [6] 《 生物加工過程與設(shè)備 》 鄭裕國主編，化工工業(yè)出版社， 2021年 7月第一版