【導(dǎo)讀】對年產(chǎn)10萬噸味精廠發(fā)酵車間平面布置圖的設(shè)計，我負(fù)責(zé)的主要是。進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的計算，并詳細(xì)說明；認(rèn)真編寫設(shè)計任務(wù)書。耗冷量計算、副產(chǎn)物計算等。別進(jìn)行相關(guān)的計算與設(shè)計，為繪圖提供量化依據(jù)。指導(dǎo)書寫設(shè)計報告。求，完成有關(guān)文字報告。宿舍18四全天寫圖紙說明書：主要是對車間平面布置初步設(shè)計圖中的有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行說明，包括車間位置和大小確。定、設(shè)備選型與布置的依據(jù)等。[4]劉振宇．發(fā)酵工程技術(shù)與實踐[M]．上海：華東理工大學(xué)出版社，[7]俞俊堂，唐孝宣．生物工藝學(xué)（上冊）[M]．上海：華東理工大學(xué)出版社，查找相關(guān)的資料和數(shù)據(jù)。工藝流程；集體商量，進(jìn)行比較；提出設(shè)計方案；

　　

【正文】 5 4 樓 梯 V4 4 5 輔助原料儲藏室 V5 20 10 5 倉管辦公室 V6 8 6 4 注 ：（ 2）為建在二樓。 因此， 3654321 21321921003090420400 mvvvvvvV ?????????????輔第一層的占地面積為： 65432原 ??????????? 24 . 原料的預(yù)處理 此工藝操作的目的在于初步破壞原料結(jié)構(gòu)，以便提高原料的利用率，同時去除固體雜質(zhì)，防止機(jī)器磨損。用于除雜的設(shè)備為篩選機(jī)，常用的是振動篩和轉(zhuǎn)筒篩，其中振動篩結(jié)構(gòu)較為簡單，使用方便。 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)。盤磨機(jī)廣泛 用于磨碎大米、玉米、豆類等物料，而錘式粉碎機(jī)應(yīng)用于薯干等脆性原料的中碎和細(xì)碎作用，輥式粉碎機(jī)主要用于粒狀物料的中碎和細(xì)碎 ［ 3］ 。 預(yù)處理流程： 運至糖化車間稱量定量大米粉碎、收集精選材料去除雜質(zhì) ???? 顆粒狀的生物質(zhì)原料（如大米、小麥）等必須進(jìn)行精選和分級，其主要原理是按照粒長度進(jìn)行分級，以除去不必要的雜粒。常用的精選機(jī)有滾筒式和碟片式，都是利用帶有袋孔的工作面來分離雜粒，袋孔中嵌入長度不同的顆粒，利用帶升高不同而分離。 碟片精選機(jī)的特點是工作面大 ，轉(zhuǎn)速高，產(chǎn)量比滾筒精選機(jī)大；而且為了出去不同品種雜質(zhì)所需要的不同袋孔可用于同一機(jī)器中，即在同一臺機(jī)器上安裝不同袋孔的碟片。 滾筒精選機(jī)的袋孔開在篩轉(zhuǎn)圓管的內(nèi)表面，長粒大米依靠進(jìn)料位差和里喲哦那個滾筒本省的傾斜度，沿滾筒長度方向流動由另一端流出，而短粒大米嵌入袋孔的位置較深，被帶到較高位置而落入螺旋機(jī)送出。 本次設(shè)計選用滾筒式精選機(jī)，由于每天的大米處理量較大，每天要工作 24小時。而片式雖然效果好，但碟片上的袋孔容易磨損。 本次選擇型號為： MMJA71/71， 選購 8 臺。 25 粉碎操作是食品 加工中重要的單元操作，對食品特征、品質(zhì)改良、分離重組、功能特性等具有重要的作用。根據(jù)粉碎時物料的狀態(tài)，粉碎分為干法粉碎和濕法粉碎兩種形式，干法操作時物料在空氣或其他氣體中粉碎；濕法操作時物料則在水或者其他液體中粉碎。粉碎機(jī)械常與篩分或分級機(jī)械聯(lián)合工作。根據(jù)粉碎粒度的大小不同，粉碎可分為破碎、粉碎、細(xì)粉碎、微粉碎和超微粉碎；排料粒度為3～ ；排料粒度在 ～ 之間者稱為細(xì)粉磨機(jī)械；粒度小于 。 在味精生產(chǎn)發(fā)酵過程中，大米的粉碎度應(yīng)在 1mm 左右， 原料的粒度應(yīng)均勻，不能粗的粗、細(xì)的細(xì) 。 不然，細(xì)的原料先完成發(fā)酵而 粗 的原料仍在繼續(xù)發(fā)酵，給人造成都完全發(fā)酵的錯覺，致使蒸餾時產(chǎn)生焦鍋、糊鍋和淤鍋的現(xiàn)象。以前說大米不用粉碎，但實踐證明，大米經(jīng)過粉碎后、其發(fā)酵期可以縮短四五天，當(dāng)然大米不用粉碎也能發(fā)酵，但發(fā)酵期比粉碎過的大米要延長四五天時間。 根據(jù)味精生產(chǎn)中大米的屬性和粉碎的粒度，我們設(shè)計選擇為干法粉碎。干法粉碎形式很多，根據(jù)生產(chǎn)粉碎作用力的原理不同，有氣流式、高頻振動式、旋轉(zhuǎn)球磨式、轉(zhuǎn)輥式、錘擊式和自磨式等六大類，而我們設(shè)計選擇輥式粉碎機(jī)。輥式粉碎機(jī) 的工作原理是：由于磨輥的表面刻有尖齒的螺旋齒紋，而且在工作時兩磨輥的圓周速度不同，當(dāng)大米等由喂料機(jī)構(gòu)送入由兩磨輥形成的間隙時，就受到擠壓、剪切和研磨等作用而將皮層剝開，并從皮層上刮下胚乳，研磨成粗粉，粗粉再通過裝有不同齒輪齒形教的磨粉機(jī)，逐步磨成各種等級的粒料。 各式粉碎機(jī)的技術(shù)參數(shù) 型號 ／ 規(guī)格 功率（ kw） 轉(zhuǎn)速（ r／ min） 生產(chǎn)能力（ kg） 粉碎度（目） 進(jìn)料粒度（ mm） SDF500（ 1 型） 3000 200~500 20~350 80 80 SDF500(P) 11 3000 200~250 20~300 80 80 SDF300B 4 5600 25~100 20~350 50 60 SDF－ 8501 10 800 500~2500 5～ 30 350 170 SDY600 5000 35~75 40~120 5 10 26 根據(jù)上述各粉碎機(jī)的特點以及工藝的需求，我們選擇 SDF－ 8501 型粉碎機(jī)。 每臺粉碎機(jī)的功率為： 10kw／ h 總功率為： 10kw／ h 12＝ 120kw／ h 日耗電量為： 120 kw／ h 24h＝ 2880kw， 月耗電量為： 2640kw 30＝86400kw 精選機(jī)耗電量 每臺粉碎機(jī)的功率為： 2kw／ h 總功率為： 2kw／ h 8＝ ／ h 日耗電量為： kw／ h 24h＝ ， 月耗電量為： 30＝12672kw 除雜機(jī)耗電量 每臺粉碎機(jī)的功率為： ／ h 總功率為： ／ h 3＝ ／ h 日耗電量為： kw／ h 24h＝ ， 月耗電量為： 30＝14752kw . 預(yù)處理車間生產(chǎn)機(jī)械總耗電量 預(yù)處理車間主要的機(jī)械是粉碎機(jī)、精選機(jī)、除雜機(jī)三種。因此主要耗電量為這三者之和，而其他輔助設(shè)施（抽風(fēng)機(jī)、電燈等等）的耗電量按實際情況而定。 10382447521267286400 ??? ???三種設(shè)施的月耗電量： ：三種設(shè)施的每日耗電量 ．預(yù)處理車間設(shè)計 預(yù)處理車間分為兩層，長寬高為 30 25 3 臺除雜 27 永磁機(jī)和 8 臺精選機(jī)，第二層主要放置 12 臺粉碎機(jī)。除了主體車間外，還有輔助的樓梯，二樓的預(yù)處理后大米暫放室，雜物區(qū)等等。 預(yù)處理車間各 生產(chǎn)輔助 室 的大小 各生產(chǎn)輔助室 長（ m） 寬（ m） 高（ m） 樓梯 11 5 暫存區(qū) 21 8 5 雜物區(qū) 6 8 5 人員休息室 15 8 5 變電所 14 8 5 整個車間體積為 7500 立法米，具體的布置請看設(shè)計圖。 預(yù)處理車間占地面積為 750m2，變電所占地面積為 112m2 ： 倉管 2 人（兩班倒），負(fù)責(zé)看守 yu 倉庫，登記原料進(jìn)出貨登記，及簡單衛(wèi)生清潔。 檢驗室 1 人 ，負(fù)責(zé)大米及其它輔助原料檢驗。 計量室及卸米區(qū) 1 人，負(fù)責(zé)輔助卸貨，及計算需使用大米量等。 辦公室 2 人，負(fù)責(zé)原料倉以及預(yù)處理車間的事務(wù)。 一共 6 人 ： 安排每人負(fù)責(zé)三臺機(jī)械，共 8 人控制機(jī)械的運作。三班倒，共需 24 人。 五 .糖化工段 薯類和谷類以及野生植物原料經(jīng)過加壓蒸煮，淀粉糊化成為溶解狀態(tài)，但是 28 還不能直接被酵母菌利用進(jìn)行發(fā)酵。因此，經(jīng)過蒸煮以后的糊化醪，在發(fā)酵前必須加入一定量的糖化劑，使溶解狀態(tài)的淀粉，變?yōu)榻湍改軌虬l(fā) 酵的糖類，這一個由淀粉轉(zhuǎn)變?yōu)樘堑倪^程，稱為糖化。糖化過程是淀粉酶或酸水解的作用，把淀粉糖化變成可發(fā)酵性糖。 將淀粉質(zhì)原料進(jìn)行蒸煮的第一個目的就是；原料吸水后，借助于蒸煮時的高溫高壓作用，使原料的淀粉細(xì)胞膜和植物組織破裂，即破壞原料中淀粉顆粒的外皮，使其內(nèi)容物流出，呈溶解狀態(tài)變成可溶性淀粉，以便糖化劑作用，使淀粉變成可發(fā)酵性糖。這個過程叫糊化，采用的方法是用加熱蒸汽加熱蒸煮。蒸煮的第二個目的是借助蒸汽的高溫高壓作用，把存在于原料中的大量微生物進(jìn)行滅菌，以保證發(fā)酵過程中原料無雜菌污染，使酒精發(fā)酵能順利進(jìn)行。 （糊化） 是為了給糖化酶的作用創(chuàng)造條件，而糖化酶水解糊精及低聚糖等分子時，需先與底物分子生成絡(luò)合結(jié)構(gòu)，然后才發(fā)生水解作用，使葡萄糖單位逐個從糖苷鍵中裂解出來，這就要求被作用的底物分子有一定的大小范圍，才有利于糖化酶生成這種結(jié)構(gòu)，底物分子過大或過小都會妨酶的結(jié)合和水解作用速度。液化達(dá)到終點后，酶活力逐漸喪失，為避免液化酶對糖化酶的影響，需對液化液進(jìn)行滅酶處理，一般液化結(jié)束，升溫至 100℃保持 10min 即可完成，然后降低溫度，供糖化用。 （ 1）水解動力的不同：酸法、酶法、酸酶法、機(jī)械液化法 （ 2）工藝的不同：間歇式、半連續(xù)式、連續(xù)式 （ 3）設(shè)備的不同：管式、罐式、噴射式 （ 4）加酶方式的不同：一次加酶、兩次加酶、三次加酶 （ 5）原料的精粗不同：淀粉質(zhì)原料直接液化、精制淀粉液化 本設(shè)計糖化工段的主要工藝是連續(xù)操作，雙酶法。 29 （ 1）連續(xù)操作 連續(xù)操作是指從淀粉進(jìn)入蒸煮罐，經(jīng)過整個糖化階段，到糖化醪出車間，液體在罐體中或者在管道中都是保持流動的狀態(tài)。 連續(xù)液化的優(yōu)點是液化操作連續(xù)進(jìn)行，產(chǎn)量大，料液與蒸汽混合均勻，液化質(zhì)量有 保證。特別是噴射式液化，料液與蒸汽的接觸、混合是在噴射器內(nèi)瞬間完成的，并通過在高溫下短時間的停留達(dá)到徹底糊化的目的。連續(xù)液化的另一個優(yōu)點是液化溫度高，所以溶液中蛋白質(zhì)凝聚好，結(jié)團(tuán)好，料液過濾速度快，糖液透光率高。 連續(xù)糖化工藝與間歇糖化工藝不同，前者的糖化過程中，進(jìn)料、加曲、降溫是同時在不同的設(shè)備中進(jìn)行，且不斷地從上面加料，不斷地從下面出料，整個過程連續(xù)化。連續(xù)糖化時間會縮短。 （ 2）雙酶法 雙酶法生產(chǎn)葡萄糖工藝，是以作用專一的酶制劑作為催化劑，反應(yīng)條件溫和，復(fù)合分解反應(yīng)較少，因此采用雙酶法生產(chǎn)葡萄糖，提 高了淀粉等原料的轉(zhuǎn)化率和糖液濃度，改善了糖液的質(zhì)量，是目前最為理想的制糖方法。 雙酶法具有很多優(yōu)點：雙酶法是在酶的作用下進(jìn)行的，反應(yīng)條件較溫和，不需要耐高溫高壓或而酸腐蝕的設(shè)備；酶作為催化劑的特點是專一性強(qiáng)，副反應(yīng)少，故水解糖液純度高，淀粉轉(zhuǎn)化率高； 可在較高的淀粉乳濃度下水解。用雙酶法制得的糖液較純凈、顏色淺、無苦味、質(zhì)量高，有利于糖液的充分利用。但雙酶法反應(yīng)時間較長，設(shè)備要求較多，且酶是蛋白質(zhì)，易引起糖液過濾困難。當(dāng)然，隨著酶制劑生產(chǎn)及應(yīng)用技術(shù)的提高，雙酶法制糖將逐漸取代酸解法制糖。 酶解法液化、糖化淀 粉常用的酶 α 淀粉酶：其作用是將淀粉迅速水解為糊精及少量麥芽糖，對淀粉的作用，可將長鏈從內(nèi)部分裂成若干短鏈的糊精，所以也稱內(nèi)切淀粉酶。淀粉受到α 淀粉酶的作用后，遇碘呈色很快反應(yīng)，如下表現(xiàn)： 藍(lán)→紫→紅→淺紅→不顯色 (即碘原色 ) 淀粉在糊化之前，α 淀粉酶是難以直接進(jìn)入淀粉顆粒內(nèi)部與淀粉分子發(fā)生作用的。淀粉原料的預(yù)處理，例如原料的粉碎細(xì)度、配水比例等都將影響淀粉的 30 糊化效果酶制劑的種類、酶制劑的使用量、液化溫度、液化 pH 等又將最終影響淀粉的液化質(zhì)量。 糖化酶：作用于淀粉的 l， 4 鍵結(jié)合，能從葡萄糖鍵的非還原性 末端起將葡萄糖單位一個一個的切斷，因為是從鏈的一端逐漸地一個個地切斷為葡萄糖，所以稱為外切淀粉酶。使用糖化酶的優(yōu)點：糖化酶對設(shè)備沒有腐蝕性，使用安全。工藝簡單、性能穩(wěn)定、有利于各廠的穩(wěn)定生產(chǎn)。對淀粉水銀比較安全，可提高出酒率，麩曲法能減少雜菌感染，節(jié)約糧食可降低勞動強(qiáng)度，改善勞動條件。有利于生產(chǎn)機(jī)械化，有利于實現(xiàn)文明生產(chǎn)。 本設(shè)計采用自動化設(shè)備對液化糖化過程進(jìn)行控制，主要控制回路有調(diào)漿罐溫度及 pＨ值控制、一次噴射溫度控制、糖化溫度控制。調(diào)漿罐定容可采用流量或液位測量方式 。調(diào)漿罐 溫度用進(jìn)入盤管的蒸汽量控制在 30℃ 。ｐＨ值用純堿溶液控制在 。這些系統(tǒng)均采用單回路 PID 控制，只要控制器參數(shù)調(diào)整適宜，都能滿足控制要求。制糖過程的另一個重要控制系統(tǒng)是糖化罐的溫度控制，要在整個糖化時間內(nèi)保持穩(wěn)定的溫度，以利于液化淀粉轉(zhuǎn)換成葡萄糖。因為糊化及糖化屬于原料處理階段，所以衛(wèi)生及自動化要求可以相對低一些。 味精生產(chǎn)糖化階段工藝流程 淀粉漿 — 預(yù)蒸 — 糊化 — 氣液分離 — 真空冷卻 — 糖化 — 壓慮 糖化的主要工藝參數(shù)有： 液化來料 DE 值： 15～ 19% 糖化前 pH 值： 177。 加酶量： 100300u/g 淀粉 糖化溫度： 5860℃ 糖化時間： 60min 糖化結(jié)束 pH 值： ～ 滅酶溫度： 7580℃ 后 滅酶保溫時間： 30min 31 . 物料的計算 . 味精廠的總物料衡算 原料消耗的計算： 主要原料為淀粉，其他原料有 α－淀粉酶、糖化酶、尿素 中間產(chǎn)品： 蒸煮醪、糖化醪、發(fā)酵醪量等。 成品、副產(chǎn)品以及廢氣、廢水、廢渣等 生產(chǎn)工藝采用雙酶法糖化、間接發(fā)酵和等電點結(jié)晶、流化床干燥，見圖 。 主要工藝參數(shù)及經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 生產(chǎn)規(guī)模（ t/a） 100000 t/a 味精 生產(chǎn)方法 雙酶法糖化 間接發(fā)酵 等電點結(jié)晶 生產(chǎn)天數(shù) 每年 320 天