【正文】 π247。4=封頭厚度δ=PD247。(2[σ]tP)+G1+C2=1600247。(2105)=，取10mm查表得,1m高筒體鋼板重量為3015kg種子罐筒體重量為：3015=19296kg取列管換熱面積比為1:H列管=14247。(π76)=查表得:=500kg（4）種子罐體加熱,14 m31Cr18Ni9種子罐體重為3015kg，冷卻排管重500kg，(kgK),(表壓)蒸汽滅菌: (表壓)下,由200C升到1250C其蒸汽量為:D=(3015+500)(12520) 247。(2718125)=（5）填充種子罐空間所需的蒸汽量:因14 m3種子罐的容積大約為14 m3,考慮到罐內(nèi)之排管,攪拌器等場占空間,罐之自由空間仍按14 m3計(jì)算,填充空間需蒸汽量D空= Vρ=14=式中: ρ加熱蒸汽的密度(kg/ m3),V 種子罐自由空間，即全體積(m3)（6）滅菌過程的熱損失:輻射與對流聯(lián)合給系數(shù)α,罐外壁溫度700Cα=+(7020)=[kg/()]14 m3種子罐的表面積為：S=4πR2+2πRH==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：401000(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=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(diǎn)中和罐，進(jìn)入罐前使溫度降為22℃。加硫酸調(diào)節(jié)pH。保證晶體增長。然后緩慢加酸調(diào)整，溫度冷卻至8℃，使之達(dá)到等電點(diǎn)，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)酵液硫酸硫酸調(diào)酸 起晶 晶種 硫酸 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(diǎn) 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 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(dú)調(diào)酸和降溫，待到起晶時，%w/v的外購GA晶體作為晶種，再逐步調(diào)節(jié)pH和溫度，、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，%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。同時，開大降溫使溫度維持在22℃左右，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。、溫度到10℃以下，攪拌并等電點(diǎn)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：580000110g/L247。1000= 2）分離后： 100%谷氨酸量：95%=80%谷氨酸量：247。85%=（3）晶種量（%w/v計(jì)）：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）（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=）%硫酸的量（V高+V發(fā)） =（V高+V發(fā)） + V硫10 V硫=98%：=（5）則所需的母液量（ ）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(xiàng)目日投入量kg項(xiàng)目日產(chǎn)出量kg發(fā)酵液609000母液晶種145080%谷氨酸75760高流分98%硫酸累計(jì)累計(jì)第七章 重點(diǎn)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eV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=3DV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(jì)，考慮誤操作，設(shè)計(jì)壓力仍取P = 三、換熱器 糖化車間因?yàn)樘腔隙嘣?，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(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，一般取15~20s。結(jié)構(gòu)：采用兩段加熱的混合式連消塔五、糖化罐 大?。?00m3 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?yàn)槟苤苯佑^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635mm635mm,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)萘堪碫總=2V封+V筒 計(jì)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(jì)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(jì)冷卻面積，計(jì)算冷卻面積使用牛頓傳熱定律公式，即：F=Q總/KΔtm；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：20000L /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?。?0m3?？諝膺^濾系統(tǒng)發(fā)酵用空氣采用的過濾系統(tǒng)方式：所有設(shè)備自控儀表所用儀表空氣系統(tǒng)為：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。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203Ф28002000連續(xù)噴射液化器10502糖化罐100OCr18Ni11Ti連消塔2Ф3001600交換器304BR20發(fā)酵車間發(fā)酵罐2007Ф40008000種子罐204Ф18003600維持罐44Ф15004500濃糖蒸發(fā)器103RNJMO33150空壓機(jī)1008提取車間發(fā)酵液蒸發(fā)器103RNJMO46300板框壓濾機(jī)302BAY40635/25公用設(shè)備化學(xué)品罐302CIP清洗罐2003空壓機(jī)201冷機(jī)36AW10 59