年产10万吨味精厂发酵车间设计

年产10万吨味精厂发酵车间设计南阳理工学院本科毕业设计年产10万吨味精厂发酵车间设计AnnualProductionCapacityof100,000TonsofMonosodiumGlutamateFermentationPlantDesignWorkshop学院：生物与化学工程学院专业：生物化学专业学生姓名：*****学号：****指导教师：李杰（讲师）完成日期：2009.5南阳理工学院NanyangInstituteofTechnology年产10万吨味精厂发酵车间设计年产10万吨味精厂发酵车间设计生物工程专业****[摘要］本设计的题目是年产10万吨味精厂发酵车间设计，在熟悉味精及其生产的基础上通过比较不同工艺的优缺点，确定能满足生产任务的先进、合理的工艺流程。根据所采用的工艺流程、该工艺对原料的利用情况确定满足生产任务所需原料的量，然后确定所采用的设备类型、结构尺寸，同时进行所需水的衡算，同时确定培养基灭菌流程，然后进行所需设备的选型和计算，最后进行发酵车间的设备布置，并制作工艺流程图和设备布置图。[关键词]味精物料衡算发酵车间设计设备选型年产10万吨味精厂发酵车间设计AnnualProductionCapacityof100,000TonsofMonosodiumGlutamateFermentationPlantDesignWorkshopBiologicalEngineeringMajorLITingAbstract：Thisdesignisthesubjectofanannualoutputof100,000tonsofmonosodiumglutamatefermentationplantdesignworkshop,inafamiliarandmonosodiumglutamateproductionbasedoncomparativeadvantagesanddisadvantagesofdifferentprocessestodeterminetheproductiontaskstomeettheadvancedandreasonableprocess.Accordingtotheprocessusedintheprocessofutilizationofrawmaterialstomeetproductionrequirementstodeterminetheamountofrawmaterials,andthenusedtodeterminethetypeofequipment,structure,size,atthesametimetocarryoutthenecessarybalanceofwaterandsteambalance,atthesametimetodeterminemediumsterilizationprocesses,thenecessaryequipmentandthenproceedtotheselectionandcalculationofthefinalfermentationworkshopequipmentlayout,andproductionprocessflowdiagramandequipmentlayout.Keywords：Monosodiumglutamatematerialbalancefermentationworkshopdesignequipmentselection年产10万吨味精厂发酵车间设计1目录前言................................................................11味精生产工艺......................................................31.1工艺选择.....................................................31.2原料选择.....................................................41.3菌种选择......................................................41.4培养基选择...................................................42工艺设计..........................................................62.1物料衡算......................................................62.1.1工艺技术指标及基础数据...................................62.1.2谷氨酸发酵车间的物料衡算..................................72.2无菌空气消耗量的计算..........................................92.2.1无菌空气消耗量计算的意义..................................92.2.2无菌空气消耗量计算........................................92.3设备的设计选型...............................................112.3.1专业设备设计选型.........................................112.3.2连续操作设备的计算和选型.................................252.3.3非专业设备的计算和选型....................................282.4味精厂发酵车间设备一览表.....................................302.5车间设计布置原则.............................................312.6车间布置相关技术参数要求.....................................322.7设备布置说明.................................................33结论...............................................................35参考文献...........................................................36致谢.............................................................37年产10万吨味精厂发酵车间设计1前言味精是人们熟悉的鲜味剂，是世界上应用范围最广、产销量最大的一种氨基酸类物质，是发酵工业和调味工业的主导产业。味精的化学成分是谷氨酸钠,为白色透明有光泽的八面柱状结晶体。易溶于水，不溶于纯酒精、醚及丙酮等有机溶剂，对光稳定，中性条件下水溶液加热也不分解，一般情况下无毒性。味精是重要的调味品之一，作为调味品的市售味精，为干燥颗粒或粉末，因含一定量的食盐而稍有吸湿性，贮放应密闭防潮。商品味精中的谷氨酸钠含量分别有90%、80%、70%、60%等不同规格，以80%最为常见，其余为精盐，食盐起助鲜作用兼作填充剂。市场也有不含盐的颗粒较大的“结晶味精”。据研究：味精可以增进人们的食欲，提高人体对其他各种食物的吸收能力，对人体有一定的滋补作用。其摄入体内后可分解成谷氨酸、酪氨酸，对人体健康有益。但过多的食用味精就会出现一些不良反应，如头昏眼花，眼球突出，上肢麻木，下颌发抖，心慌气喘，晕眩无力等表现。因此，在烹制食品时，放入味精宜适量[1]。味精是世界上应用范围最广、产销量最大的一种氨基酸类物质,是发酵工业和调味工业的主导产业。主要生产国家和地区有中国、韩国、日本、印尼、泰国、法国、巴西和我国台湾等地，其中，亚洲的味精产量占世界总产量的90％，而我国又是世界上最大的味精生产国之一。就人均消费量来看，我国味精消费主要在沿海经济发达地区。据估计，北京市年消费达1.5万吨。因而预期味精需求将有进一步的增长，我国和世界部分地区味精产品的消费潜力很大，市场前景看好，为我国发展味精工业提供了先决条件。我国味精的生产，从技术水平上看，与国外还有不小的差距，主要表现在以下几个方面：①菌种性能，我国平均产酸水平5～6%，日本10～14%，糖酸转化率，我国45％左右，而日本则在50～60％左右；②工艺和过程控制，我国普遍采用底糖或中糖发酵，而日本已采用高糖并实行流加糖工艺；③生产规模，我国生产规模普遍较小；④污染，国外已普遍对味精废液进行了综合利用，我国在培养单细胞蛋白方面取得了一定的成功。经过近年来引进国外技术和技术改进，缩短了我国与国外先进水平的差距。主要表现在以下几个方面:（1）技术提高。谷氨酸平均产酸率从4.58%提高至8.46%，糖酸转化率从38.24%提高到54.07%，提取率从77.87%提高到89.22%，精制率得从89.51%提高到93.50%。均已达到或接近世界先进水平。（2）发酵设备发展朝向大型化。多数味精厂已淘汰了75m3、的发酵罐，广泛采年产10万吨味精厂发酵车间设计2用100m3至200m3的中型罐。1997年,珠海益力味精厂已建立全国最大容量660m3的发酵罐，产酸率达到10％以上。等电点罐从原来的50m3,发展至现时的200m3；离子交换柱由1.2m扩大到6.0m；味精结晶缸由6～10m3扩大到12～25m3。（3）工艺改进。味精生产糖化工艺，1994年，全行业由酸法过渡到酸酶、酶酸法，并采用连续喷射液化，使淀粉糖化收率从90％左右提高到97％～98％，味精总收率提高4％，全行业年增产味精2万多吨，糖液含糖由18-20％提高到30～36％，为酶发酵产酸创造了有利的条件。（4）开发替代原料,降低生产成本。我国味精生产均以淀粉为原料。成本相对比较高，如全部改用玉米代替大米做原料，每吨味精成本由比国际同行业先进水平高1000元有望降到比国际同行业先进水平低2000元的水平，同时可大大减少生产所形成的有机废水、废渣，实现清洁生产。（5）环保问题，味精行业已成为国家限期治理三河三湖地区的重点行业之一。目前全国主要味精十几个企业基本上实施了废水达标排放。无锡轻工业大学研制的味精封闭循环的清洁生产工艺，在青岛味精厂中试的基础上，在菱花味精厂进行2万吨味精规模的生产性试验，取得满意结果[2]。本设计主要研究以玉米为原料进行发酵生产味精的过程。主要涉及菌种的选育、谷氨酸发酵设备的设计和选型，及发酵条件的控制等方面的内容。关键的问题是工艺流程的选择和确定，这关系到味精产量的多少和质量的好坏，因此工艺流程的确定必须要选择先进、经济的工艺流程。其次就是车间设备的布置，车间设备布置得好坏直接关系着整个工厂的生产效率和能力的耗损，因此必须要慎重解决。最后争取在工艺上力求其合理性和先进性，在设备上尽量采用先进的生产设备，生产过程机械化、自动化，减轻繁重的体力劳动，提高劳动生产率，在技术上尽量采用已成熟的生产技术，使建厂后即能顺利投产，并能达到设计能力。年产10万吨味精厂发酵车间设计31味精生产工艺1.1工艺选择目前国内正在采用的谷氨酸发酵工艺有酸解法、双酶法、酶酸法等三种，此三种发酵工艺各有优缺点。选择发酵工艺时应该根据具体情况，如所用的原料、发酵设备、提取工艺、水、热量等条件来决定［1］。无论采用哪一种工艺都必须达到提高效率、降低单耗、降低成本，而不能片面追求某一项高指标，必需考虑综合效益。图1发酵法制造谷氨酸的工艺流程Figure1GlutamicAcidFermentationProcesstoCreate目前谷氨酸的生产方法主要有三种：⑴蛋白质水解法：