【正文】 。 Sons, INC. York.。 [17]Lydersen B. K, D39。 [15]英漢生物化學(xué)詞典 [M]，科學(xué)出版社， 1983。 [13]華東理工大學(xué) 浙江大學(xué)．生物工程 (技術(shù) )專業(yè)英語 [M]，化學(xué)工業(yè)出版社， 1999。 [11]何銘新等．機(jī)械制圖 [M]，高等教育出版社， 1997。 [9]江體乾．化工工藝手冊 [M]，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社， 1992。 [7]黎潤鐘．發(fā)酵工廠設(shè)備 [M]，中國輕工業(yè)出版社， 1991。 [5]吳 思方．發(fā)酵工廠工藝設(shè)計(jì)概論 [M]，中國輕工業(yè)出版， 1995。 [3]高孔榮．發(fā)酵設(shè)備 [M]，中國輕工業(yè)出版社， 1991： 15。 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 23 參考文獻(xiàn) [1]張克旭．氨基酸發(fā)酵工藝學(xué) [M]，中國輕工業(yè)出版社， 1992： 279280。這對我以后工作有著重要的作用和意義，并 為畢業(yè)論文的完成做好了鋪墊。鍛煉了自己的綜合能力。使我對該工藝流程有了更深的認(rèn)識。 壁厚設(shè)計(jì) : 交換柱所受壓力不打于 kg/cm2 ,取為 kg/cm2 由《發(fā)酵設(shè)備》 P37 式： S=PD/2400（ 1+（ 1+ａ H/P（ D+H）） ） +C (mm) 式中： S壁厚 P外壁壓力（ kg/cm2） D柱直徑 ａ 直立圓筒取 45有焊縫取 50 H圓筒高度 C腐蝕系數(shù) 取為 2mm 所以代入上式有： S= mm 為增加安全系數(shù)壁厚取 8mm 封頭設(shè)計(jì)：查《化工制圖》采用碳鋼襯底膠材料，用橢圓形封頭。 圓形人孔直徑為 ５００ mm ,橢圓形人孔選用 ３００＊４００ （ mm*mm） . 管道：采用 A2。 調(diào)酸罐與離子交換柱間管道流量： Q= m3/h 堿液罐與離子交換柱間管道流量： Q= m3/h 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 20 根據(jù)流量查《化工原理》上冊附表選用 ６５Ｆ－１００Ｂ 型耐腐蝕泵。 下部布液裝置 主要有網(wǎng)布和排水帽兩種形式，用網(wǎng)布時(shí)可在其上面再放些石英砂，用排水帽時(shí)，排 水帽安裝于帶有孔的花板上 【 17 18】 。中間一個(gè)視鏡位于樹脂層頂面附近。 樹脂加入口和取出口 加入口的位置應(yīng)在樹脂層以上并盡量靠近上布液裝置，設(shè)計(jì)時(shí)，可以從上邊的上封頭的管道或入口視鏡投入。因上部采用花板結(jié)構(gòu)，故采用多孔板排水冒液體分布器。當(dāng)?shù)谌握{(diào)酸完成且上柱后，第一批上柱的也已完成一次提取。 離子交換樹脂的設(shè)計(jì) 選用 732 型樹脂，其性能有關(guān)的參數(shù)如下（由《氨基酸工藝學(xué)》 P232 表 615 查得 ） 全交換容量 （毫克當(dāng)量 /克） : 溶沸率： 在水中為 ％ 粒度： 16～ 60 交聯(lián)度： 7～ 8 最高耐溫： 93 ℃ 濕視密度 : ～ 理論交換量： mmol/g PH 范圍： 0～ 14 水分： 46％～ 52％ 活性基團(tuán) : SO3 1. 每天需上柱提取得上清液（母液）中所含有的谷氨酸的質(zhì)量為 11710 kg 2. 所需的樹脂量 取谷氨酸的交換量為 35kg/t 商品樹脂 根據(jù)上柱和洗脫所需的時(shí)間為 8h 每天完成三次提取 所以樹脂的質(zhì)量 =11710/35/3= t 3. 離子交換柱的大小和個(gè)數(shù) 取 D=1m H=8m 取樹脂層高度為圓筒高度的 75％ 則每柱中樹脂體積 =1/4ⅹ ⅹ D2ⅹ Hⅹ =1/4ⅹ ⅹ 1ⅹ 8ⅹ = m3 取樹脂視比重為 ⅹ 103 kg/m3 則樹脂總體積 =ⅹ 1000/（ ⅹ 1000） = m3 考慮破損 =山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 19 所需離子交換柱的個(gè)數(shù)： n=取 40 個(gè)離子交換柱 注：因?yàn)橥瓿梢淮翁崛⌒枰?８ h ，而每 ４ h 調(diào)酸一次，所以采用分批上柱。 （ 3） 將谷氨酸上清液調(diào)成 PH= 所需的的 H2SO4 的量 1. 上清液的質(zhì)量 == kg 根據(jù) 1噸上清液（含谷氨酸 ～ ％）從 PH= 需 ％的硫酸約 60kg ,而由于我們的上清液中谷氨酸含量為 ％，所以適當(dāng)增加硫酸（ ％）為 61 kg 硫酸的質(zhì)量 =ⅹ 61= kg 又知 ％的硫酸的密度 ρ =1824 kg/m3 H2SO4 的體積 =每天需要調(diào)酸的液體總體積 =+= m3 每 4 個(gè)小時(shí)調(diào)酸一次，一天調(diào)酸 6 次 則每次調(diào)酸的液體體積 =所以需體積（以一天計(jì)算）為 100 m3 的調(diào)酸罐一個(gè) 【 14】 。 2. 采用 732 型陽離子交換樹脂，其交換當(dāng)量為 35kg/t 商品樹脂（含水量 50％計(jì)） 3. 離子交換樹脂柱采用Φ ⅹ .碳鋼襯膠材料。 （三） 設(shè)計(jì)基本依據(jù) : 1. 以淀粉為原料，流加液氨，產(chǎn)酸平均為 10％ ，轉(zhuǎn)化率為 50％ 。 1. 應(yīng)采用交換容量大，吸交專一性好，抗污染性能強(qiáng)和再生較容易的樹脂。由此離子交換柱也就成為生物工程工廠常用的設(shè)備。尤其被應(yīng)用于氨基酸，有機(jī)酸，抗生素等生物制品的分離提純上，它具有提取收率高 ，產(chǎn)品質(zhì)量好，生產(chǎn)成本低以及便于連續(xù)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 14 3 物料衡算 設(shè)計(jì)依據(jù) （一） 本設(shè)計(jì)的任務(wù)：年產(chǎn)量 2 萬噸，純度為 99％ 的味精廠等電母液，采用離子交換法提取工藝的工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)。 B： 廢渣：水解濾渣是高效有機(jī)肥，但該工段如發(fā)生物料泄漏，會影響環(huán)境衛(wèi)生，因此，要嚴(yán)格控制水解濾渣的擴(kuò)散。 水解、脫色工段產(chǎn)生的三廢主要有： A： 廢氣 水解過程中，某些物質(zhì)（如含硫蛋白質(zhì)）和濃硫酸發(fā)生反應(yīng)，放出刺激性氣體（量少），以及水解過濾時(shí)溢出的酸氣（主要）。 水解結(jié)束后，水解液需要用活性炭脫色，脫去水解液中含有的色素類物質(zhì)。水解液也有很強(qiáng)的腐蝕性，不能用普通的換熱器，因此采用了耐腐蝕的石墨換熱器，把 100℃的水解液降溫至 70℃，然后水解液進(jìn)入板框壓濾機(jī)過濾，清夜輸送至水解清夜儲罐， 水解結(jié)束后采用廂式壓濾機(jī)過濾，由于水解濾渣量大，且谷氨酸含量高，在過濾機(jī)上洗滌達(dá)不到工藝要求，為了控制該工段谷氨酸的損失率，水解濾渣 送至攪拌罐，用水洗滌后再經(jīng)板框壓濾機(jī)過濾， 這時(shí) 濾液可以直接輸送至水解液儲罐和下批次降溫后的水解液混合，但是由于攪拌后過濾完的濾液溫度已經(jīng)低于 60℃，再進(jìn)入水解液儲罐混合的話，會使整個(gè)水解液的溫度低于最佳的過濾溫度，過濾效果不好?？梢允鼓┐文敢褐械慕构劝彼峄厥绽?97 % ,而且 用硫酸水解，水山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 13 解液經(jīng)過濾以后出來的腐殖質(zhì)是很好的肥料， 這樣既節(jié)約了成本又提高了收益 【 12】 。若水解液用于中和發(fā)酵液 ,可實(shí)現(xiàn)不增加酸、堿消耗的情況下 ,提高回收率 ,是比較理想的方法。第 3 階段 :把硫酸加入味精母液中 ,調(diào) pH 至 0. 5～ 1. 0 ,用連續(xù)噴射水解法 ,水解液加入發(fā)酵液一起調(diào)等電點(diǎn)。第 2 階段 :把鹽酸水解液加入發(fā)酵液中作為中和劑中和發(fā)酵液 ,提取谷氨酸。第 1 階段 :鹽酸水解 ,在酸性條件下加熱水解 PCA Na ,提高母液的回收率。生產(chǎn)上可以采用此法降低需要用水解法處理的母液量 ,從而減少工藝損失。 3．再結(jié)晶法 將末次母液直接蒸發(fā)濃縮 ,再降溫 ,結(jié)晶 ,分離 ,得到的粗 MSG可以直接投入結(jié)晶罐的底料中 ,或?qū)⑵淙芙?,脫色除鐵后制味精。堿水解法回收率高 ,但需要水解設(shè)備 ,若采用鹽酸中和工藝 ,其堿耗比鹽酸水解法低。該法的回收率在 85 %以上。 Na (堿水解 ) → L2Glu水解過程為 :L2PCA為了提高末次母液的回收率 ,根據(jù)焦谷氨酸的性質(zhì) ,在堿存在下 ,加熱水解將其轉(zhuǎn)化成谷氨酸二鈉。 1．直接等電點(diǎn)法 這種方法是先將母液濃度調(diào)整到 17～ 18Be′ ,再按直接等電點(diǎn)工藝操作制白酸 ,其工藝如下 : 味精末次母液→調(diào)整濃度和 pH →冷卻結(jié)晶→分離→白麩酸→母液→售出或綜合利用 該法工藝簡單不需要專門設(shè)備 ,但回收率不高 ,一般在 60 %～ 70 % ,回收的谷氨酸純度僅90 %～ 93 % ,末 次母液中的焦谷氨酸沒有得到利用。流量計(jì)選用 L2B15F 型玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)，基座材質(zhì)為不銹鋼，密封件材料為氟橡膠。輸送的物料的量是個(gè)定值，所以還 選用 L2B15F 型普通防腐流量計(jì)，基座材質(zhì)為不銹鋼，密封件材料為氟橡膠。離心式泵當(dāng)流量減少時(shí)，軸功率降低 依泵比轉(zhuǎn)速而定。壓力減，流量幾為定值（原動機(jī)恒速） 構(gòu)造特點(diǎn) 轉(zhuǎn)速高，體積小，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，基礎(chǔ)小，設(shè)備維修較容易 與離心式基本相同，翼輪較離心式葉片結(jié)構(gòu)簡單，制造 成本低 轉(zhuǎn)速低，能力小，設(shè)備外型龐大，基礎(chǔ)大。螺桿泵結(jié)合了離心泵與往復(fù)泵的優(yōu)點(diǎn)，流量穩(wěn)定，較適于在高壓下輸送粘稠的液體 【 9】 。齒輪泵流量較小，但壓頭較高。但往復(fù)泵不能象離心泵那樣，在出口管上設(shè)控制閥的辦法來調(diào)節(jié)流量，如若限制往復(fù)泵出口流量，即會出現(xiàn)重大事故。選離心泵必須選耐腐蝕泵，被輸送液體的粘度比較大時(shí)，則泵內(nèi)液體的能量損失增大，因此泵的壓頭、流量都要減少，效率下降，軸功率增大，而且