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年产50吨L-谷氨酸的工艺设计
1文献评述
1.1产品概述
1.1.1名称
学名：L-谷氨酸-水化合物；
商品名：L-谷氨酸。因L-谷氨酸起源于小麦，故俗称麸酸。
英文名：Monosodium L-glutamate
其它名称：L-2-Aminoglutaric acid, H-Glu-OH, L-glutamic acid, L(+)-glutamic acid, H-L-Glu-OH, S-2-Aminopentanedioic acid
1.1.2 产品规格及标准
结构式：
分子式C
6H
14
N
4
O
2
.C
5
H
9
NO
4
分子量321.33
1.1.3理化性质
L-谷氨酸为白色鳞片状晶体。无臭，稍有特殊的滋味和酸味。呈微酸性。微溶于冷水，易溶于热水，几乎不溶于乙醚、丙酮和冷醋酸中，不溶于乙醇和甲醇。247-249℃分解，200℃升华，相对密度1.538（20/4℃），旋光度[α]＋30-＋33°。
1.1.4产品用途
（1）食品业
氨基酸作为人体生长的重要营养物质，不仅具有特殊的生理作用，而且在食品工业中具有独特的功能。
（2）日用化妆品等
谷氨酸为世界上氨基酸产量最大的品种，作为营养药物可用于皮肤和毛发。
聚谷氨酸是一种出色的环保塑料，可用于食品包装、一次性餐具及其它工业用途，可在自然界迅速降解，不污染环境。随着科学的进步，研究的深入，谷氨酸新的应用领域将越来越广。
（3）医药行业
谷氨酸还可用于医药，因为谷氨酸是构成蛋白质的氨基酸之一，虽然它不是人体必须的氨基酸，但它可作为碳氮营养与机体代谢，有较高的营养价值。
2、工业生产方法的选择和论证
2.1L-谷氨酸生产方法的选择与确定
2.1.1传统工艺中L-谷氨酸的生产方法有两种：合成法和发酵法。
（1）合成法
丙烯腈与氢和一氧化碳在高温，高压和催化剂的作用下得到β-氰基丙醛（OHCCH2CH2CN），后者与氰化钾和氯化铵进行斯脱拉克（Straker）反应生成氨基腈。将氨基腈用氢氧化钠水解，得谷氨酸二钠，然后用硫酸中和，生成D，L-谷氨酸析出，将D，L-谷氨酸进行光学分离，即可分成L-谷氨酸和D- 谷氨酸，后者经消旋化再返回到中和工序。此法日本曾用之生产L-谷氨酸10年之久，于1973年停用。
（2）发酵法
此法是L-谷氨酸工业生产的主要方法。薯类，玉米，木薯等的淀粉水解糖或糖蜜，借助于微生物类，以铵盐，尿素等提供氮源，于大型发酵罐中，在通气搅拌下进行发酵30-50个小时，保持30-40度。PH值为7-8，发酵完毕。
表1.两种方法的比较
缺点优点
合成法需要高压，有易燃，有毒物质，设
备投资大，年产量小于5000吨L-
谷氨酸时不经济，生产工艺复杂
不用粮食，采用石油废气
发酵法需设置菌种实验室，生产过程需要
严格消毒灭菌原料来源广，设备腐蚀性小，劳动强度小，可自动化，连
续化生产，成本低
所设计的L-谷氨酸生产厂不仅生产方法要可靠，而且原料来源要广泛，故选择发酵法为宜。经过上述两种方法的优缺比较，该法的生产虽然必须要求严格灭菌，但这是不难办到的。由于此法优点很多，又是目前生产L-谷氨酸的主要方法，所以本设计选用发酵法生产L-谷氨酸。
发酵法生产L-谷氨酸大致可分为三个阶段：糖化，发酵，提取。
2.1.2谷氨酸的生产工艺流程
谷氨酸的生产主要包括以下工作：谷氨酸发酵的原料处理和培养基的配制；种子培养；发酵工艺条件的控制；谷氨酸的提取；谷氨酸的精制。
2.2主要生产原料的选择
淀粉是L-谷氨酸生产的主要原料，每吨99%的L-谷氨酸大约需要消耗纯淀粉2.4吨。淀粉的质量对生产的好坏影响很大，比较各类淀粉，以玉米淀粉为最佳，山芋淀粉次之，小麦淀粉较差，而大米淀粉较好。因我国长江流域盛产大米和玉米，故拟建的L-谷氨酸厂可选用这两种农产品的淀粉作为主要原料。生产L-谷氨酸最好是用新鲜淀粉，因为新鲜湿淀粉水解后的营养成分比干淀粉水解糖液丰富。
2.3谷氨酸发酵生产中的生产菌种及培养基
2.3.1菌种
谷氨酸发酵生产菌种主要有棒状杆菌属、短杆菌属、小杆菌属及节杆菌属的
细菌。除节杆菌外，其他三属中有许多菌种适用于糖质原料的谷氨酸发酵。这些细菌都是需氧微生物，都需要以生物素为生长因子。我国谷氨酸发酵生产所用菌种有北京棒状杆菌AS1.299、7338，钝齿棒状杆菌AS1.452、HU7251、B9；天津短杆菌T613、FM8207等。本设计采用FM8207为生产菌。
菌种特点：
（1）α-酮戊二酸脱氢酶丧失或活力极弱。
（2）谷氨酸生产菌的谷氨酸脱氢酶活力很强，且活力不被高浓度谷氨酸PH 值抑制。
（3）丙酮酸羧化支路旺盛，使丙酮酸与二氧化碳结合，提供谷氨酸合成中大量需要的碳司二羧酸。
（4）有充足的NADPH?2H供给α-酮戊二酸还原氧化。
（5）生物素缺陷型（或甘油或油酸缺陷型）。
2.3.2培养过程
斜面培养一级种子培养二级种子培养发酵罐
（1）斜面培养条件
谷氨酸斜面菌种培养条件一般是7338、B9类菌种30～32℃，T631类菌种33～34℃培养18～24h.
(2)一级种子培养
采用液体培养基，由葡萄糖。玉米浆。尿素、磷酸氢二钾、硫酸镁、硫酸铁及硫酸锰等组成，pH为6.8～7.0；三角瓶内32℃振荡培养12ｈ，采用恒温控制，贮于4℃冰箱备用。
(3)二级种子培养
培养基除用水解糖代替葡萄糖,加入泡敌，其他与一级种于培养基相仿。接种量 0.5%～1.0%，培养温度为32℃（T613菌为33～34℃），培养时间7～8h，即可移种或冷却至10℃备用。通风量1200L种子罐 1:0.2，搅拌转数180r/min。
(4)发酵培养基
培养基中另外加入植物油,氯化钾,泡敌外, 其他与二级种于培养基相仿。在
35-36℃下培养约35小时，即可进行谷氨酸提取。但必须注意发酵液中个成分的含量。在谷氨酸发酵培养液中糖浓度为12.5%，总尿量为3%，碳氮比为100:28。碳氮比为100:11时才开始积累谷氨酸。不同的碳氮比对谷氨酸的合成有着显著的影响，例如适量的氨离子可减少α-酮戊二酸的积累，促进古氨酸的合成；过量的氨离子会使生成的谷氨酸受谷酰胺合成酶的作用转化为谷酰胺。
另外，还需要无机盐、生长因子等。
2.4L-谷氨酸生产过程中的反应历程
2.4.1谷氨酸发酵原料的处理
因为所有谷氨酸生产菌株都不能直接利用淀粉或糊精，因此必须先水解淀粉成葡萄糖。将淀粉水解为葡萄糖的过程称为糖化。制取的溶液叫淀粉水解糖。在淀粉水解糖中，主要糖分是葡萄糖，另外，尚有少量麦芽糖及其他一些二糖，低聚糖等复合糖类。这些低聚糖，复合糖等杂质不能被菌体利用，它们的存在，不但降低了淀粉的利用率，增加粮食消耗，而且常影响到糖液的质量，降低糖液中可发酵成分。在谷氨酸发酵中，淀粉水解糖质量的高低，往往直接关系到谷氨酸菌的生长速度及谷氨酸的积累。因此，提高淀粉的出糖率，保证水解糖液的质量，满足发酵高产酸的要求，是一个不可忽视的重要环节。
能够作为谷氨酸发酵工业原料的水解糖液，必须具备以下条件。
（1）糖液中还原糖的含量要达到发酵用糖浓度的要求。
（2）糖液洁净，是杏黄色或黄绿色，有一定的透光度。
（3）糖液中不含糊精。
（4）糖液不能变质。
2.4.2淀粉水解糖的制备
2.4.2.1 制备方法的选定
根据原料淀粉的性质及采用的水解催化剂的不同，水解淀粉为葡萄糖的方法有下列三种。
（1）酸解法（acid hydrolysis method）
酸解法是以酸（无机酸或有机酸）为催化剂，再高温高压下将淀粉水解为葡萄糖的方法。生产路线如下：
淀粉盐酸，水
调浆
蒸汽
糖化冷却
碳酸钠，活性炭
中和脱色压
滤糖液
（2）酶解法（enzyme hydrolysis method）
酶解法是利用专一性很强的淀粉酶及糖化酶将淀粉水解为葡萄糖的工艺。
利用α-淀粉酶将淀粉转化为糊精及低聚糖，使淀粉的可溶性增加，这个过程称为液化。利用糖化酶将糊精及低聚糖进一步水解转化为葡萄糖，这个过程在生产中称为糖化。淀粉的液化和糖化都是在酶的作用下进行的，故酶解法又有双酶水解法之称。其生产路线如下：
淀粉调浆液化灭酶糖化灭酶压滤糖化
（3）酸酶结合法（酶酸法）
将淀粉乳先用α-淀粉酶液化到一定程度，然后用酸水解成葡萄糖的工艺。
淀粉调浆液化过滤加酸糖化中和脱色压滤糖液
这些糖化方法各有特点，其主要指标的优劣列于下表。其中，A--优，B—好，C--可，D—差。由该表可知，从周期短来说，酶酸法可取；从原料广泛性的转化率而言，双酶法更胜一筹。
表2.各种糖化方法的特点
工艺简单生产周期短转化率高对淀粉要求
不高
糖液质量高
酸解法A A B D B
双酶法B C A A A
酶酸法B A B B A 通过上述三种糖化方法的比较，本设计拟选用双酶法制糖。
2.4.2.2制糖工段
双酶法制糖可使淀粉对糖的转化率高达96%～98%。糖纯度达98%，并具有能耗底、副产物少及利于发酵和提取等优点，被国内工厂广泛采用。
（1）流程
淀粉糊化淀粉液化酶
糊精、低聚糖
糖化酶
葡萄糖
（C6H10O5）n +n H2O 酶 n C6H12O6
与碘显色反应依次为：蓝色糊精，紫色糊精，红色糊精，浅红色糊精，无色寡糖，葡萄糖。
副反应：葡萄糖分解5′—羟甲基糠醛
2葡萄糖龙胆二糖+异麦芽糖+复合二糖[1]
（2）概述
先在调浆配料槽调浆配料，将淀粉乳调成15～20°Be，用碳酸钠水溶液调PH=6.4～6.5，氯化钙的用量为干淀粉的0.15%～0.3%；用泵打入缓冲器，喷射加热温度100～105℃，层流罐温度95～100℃，液化时间60min,以碘色反应呈棕色即可。然后液化液经130～140℃灭酶5～10min，再经板式换热器冷却至И℃以下。进入糖化罐。糖化温度59～61℃，PH=4.0～4.4，糖化酶用量按100～120U/g 干淀粉计算。糖化时间30～40h，以无水乙醇检查无白色沉淀为终点，终点DE 值为95%～98%。再将物料加热至80～85℃，灭酶30min。糖液用碳酸钠水溶液调节PH=4.6～4.8，然后过滤，进入贮糖罐。
2.5发酵工段
2.5.1发酵机制
首先是糖代谢阶段。葡萄糖经糖酵解(EMP途径)和己糖磷酸支路(HMP途径)生成丙酮酸，谷氨酸生产菌在生物素供应充足的情况下，经HMP途径所分解葡萄糖占总量的38%，当控制生物素亚适量，HMP途径所占比例为28%，生成的丙酮酸一部分氧化成乙酰辅酶A(乙酰COA)，一部分固定CO2，生成草酰乙酸或苹果酸。然后草酰乙酸和乙酰辅酶A进入三羧酸循环，在柠檬酸合成酶上午作用下生成柠檬酸，进而转化为α-酮戊二酸。α-酮戊二酸在谷氨酸脱氢酶（GDH）的催化及有NH
4
+存在的条件下，生成谷氨酸。当生物素缺乏时，菌种生长十分缓慢；当生物素过量时，则转为乳酸发酵。因此，一般将生物素控制在亚适量条件下，才能得到高产量的谷氨酸。
由葡萄糖生物合成谷氨酸的代谢至少16步反应，尽量控制通过CO2固定反应供给四碳二羧酸。为了获得能量和产生生物合成反应所需的中间产物，在谷氨
酸发酵的菌体生长期，需要异柠檬酸裂解酶反应，走乙醛酸循环途径。但在菌体生长期以后，进入谷氨酸生长期，为了大量合成、积累谷氨酸，最好没有异柠檬酸裂解酶反应，封闭乙醛酸循环循环，理想的发酵途径按如下反应进行：C6H12O6+NH3+3/2O2→C5H9O4+CO2+3H2O 理论转化率为81.7%
若CO2固定反应完全不起作用，丙酮酸在丙酮酸脱氢酶的作用下，脱氢脱羧全部氧化成乙酰COA，通过乙醛酸循环供给四碳二羧酸，按如下反应进行：3/2C6H12O6+NH3+3/2O2→C5H9O4+CO2+3H2O 理论转化率为54.4%
因此实际的理论转化率为54.4%～81.7%。
2.5.2谷氨酸生物合成调节机制
（1）优先合成与反馈机制
（2）糖代谢调节
（3）氮代谢调节
（4）其他代谢调节
2.5.3控制细胞膜的渗透性
通过控制发酵培养基中的化学成分，达到控制磷脂、细胞膜的形成或阻碍细胞壁正常的生物合成，使谷氨酸生产菌处于异常的生理状态，以解除细胞对谷氨酸向胞外漏出的渗透屏障，使细胞内谷氨酸不能积累到引起反馈调节的浓度。谷氨酸就会在细胞内继续不断的被优先合成，又不断的透过细胞膜，分泌于发酵培养基中，得以积累。
2.5.5培养基的灭菌
采用连续灭菌法灭菌。是一种由连消塔、维持罐、喷淋冷却器组成的连续灭菌流程。配好的培养基由配料罐放出，加入0.01%的消泡剂，用泵送入连消塔低侧，将培养基加热到125～130℃灭菌15～20s，由上侧流出，进入维持罐，维持110～115℃，停留3～5min，从罐上侧流出，经喷淋冷却至32～35℃后进入发酵罐。
2.5.6发酵阶段
发酵培养基灭菌后，立即通入无菌空气，搅拌，通入冷却水，当培养基温度下降到34℃时，将二级种子罐培养的菌种接入发酵罐，接种量为发酵培养基的1%。随着谷氨酸产生菌的生长繁殖，控制温度30～32℃；PH=7.0～7.2；发酵至
18～20h，PH值在7.0时，流加尿素量为0.5%～0.8%；发酵至24～25h流加尿素量为0.1%～0.2；风压控制在0.1MPa。通风比一般控制在1:0.12，发酵时间一般为28～32h，再发酵过程中，要及时加入消泡剂。
在发酵初期，菌体生长迟滞，约2～4ｈ后即进人对数生长期，代谢旺盛，糖耗快，这时必须流加尿素以供给氮源。本阶段主要是菌体生长，几乎不产酸，菌体内生物素含量由丰富转为贫乏，时间约12ｈ。随后转人谷氨酸合成阶段，此时菌体浓度基本不变，糖与尿素分解后产生的ａ-酮戊二酸和氨主要用来合成谷氨酸。这一阶段应及时流加尿素以提供氨及维持谷氨酸合成最适pH7.0～7.4，需大量通气，并将温度提高到谷氨酸合成最适温度34～37℃。发酵后期，菌体衰老，糖耗慢，残糖低，需减少流加尿素量。当营养物质耗尽、谷氨酸浓度不再增加时，及时放罐，发酵周期约为30ｈ。
2.5.7在发酵过程中条件的控制如下
①氧。谷氨酸产生菌是好氧菌，通风和搅拌不仅会影响菌种对氮源和碳源的利用率，而且会影响发酵周期和谷氨酸的合成量。尤其是在发酵后期，加大通气量有利于谷氨酸的合成。
②温度。菌种生长的最适温度为30～32 ℃。当菌体生长到稳定期，适当提高温度有利于产酸，因此，在发酵后期，可将温度提高到34～36 ℃。
③pH。谷氨酸产生菌发酵的最适pH在7.0～8.0。但在发酵过程中，随着营养物质的利用，代谢产物的积累，培养液的pH会不断变化。如随着氮源的利用，放出氨，pH会上升；当糖被利用生成有机酸时，pH会下降。
④磷酸盐。它是谷氨酸发酵过程中必需的，但浓度不能过高，否则会转向缬氨酸发酵。发酵结束后，常用离子交换树脂法等进行提取。
2.6谷氨酸的提取
发酵后，发酵液呈不太粘稠的液体，PH值为6.0～7.0，谷氨酸含量4%～8%。待发酵后，应立即进行谷氨酸提取。在提取谷氨酸之前应先进行菌体的分离。从发酵液中提取谷氨酸常用的方法是：等电点-离子交换法。将发酵液放入等电罐中搅拌冷却，加入菌体细麸酸，并使降温至3～5℃，加演算调PH值。前期加酸速度稍快，1h左右将发酵液的PH值调至5.0，中期加酸要慢，经过2h将PH值调至4.0～4.5，停止加酸，育晶1～2h，然后加酸使PH值调至谷氨酸等电点3.0～
3.2。然后搅拌12～14h，使晶体不断长大，再静置沉降4～6h，放出上清夜，去除谷氨酸结晶表面少量的菌体细麸酸，将底部的谷氨酸结晶取出后，进行离心分离。将分离的母液和洗水则合于等电点上层清夜，作为一次母液。由低温等电点结晶这一步所得的谷氨酸提取率达70%～80%，母液中还残存1.0%～1.3%的谷氨酸，可采用离子交换法收回。
上柱前，一次母液常用离子交换法洗脱时的后流分调PH值至5～6。从交换柱底进料，料液不断从柱上部溢出。上柱过程中流速要控制适当。当达到交换容量时停加柱液，水洗柱子除去残存菌体等杂质，然后用75℃热水预防树脂，当柱温达到60℃时，放净热水，从柱子上部用60℃、45%的NaOH 溶液洗脱。洗脱的开始流出液PH值为2.0～2.5，收集为前流分，谷氨酸含量很底作冲洗水用。接着是谷氨酸含量很高的流分，谷氨酸含量很少，铵离子量较多，当流出液PH 值在9～11，停止搜集，这部分流出液用来调节上柱母液PH值，并回收其中的谷氨酸。
搜集的高流粉分用酸调PH值至3.0～3.2。一般采用加晶种快速冷却法。要求在0.5h内从流出时60～70℃冷却至25℃以下，搅拌冷却45～60min，谷氨酸结晶大量析出，静置，真空抽滤，水洗，离心分离得到谷氨酸。
3、计算书
3.150t/aL-谷氨酸工厂发酵车间的物料衡算
3.1.1L-谷氨酸发酵工艺流程示意图（见附图1）
L-谷氨酸发酵采用淀粉原料，双酶法糖化，中糖发酵，一次等电点提取的工艺。
3.1.2工艺技术指标及基础数据
（1）主要技术指标
表3.L-谷氨酸发酵主要技术指标
指标名称指标数指标名称指标数
生产规模50t/a发酵初糖150kg/m3
生产方法中糖发酵，一次等电
淀粉糖化转化率95%
点提取
生产天数300糖酸转化率48%
产品质量纯度99%谷氨酸含量90%
倒罐率 1.0%谷氨酸提取率80%
发酵周期48h日产量0.17t/a （2）主要原材料质量指标
淀粉原料中淀粉含量80%，含水14%。
（3）二级种子培养基（g/l）配方如下：
表4. 二级种子培养基配方
淀粉25硫酸镁0.6硫酸亚铁0.002糖蜜20泡敌0.6尿素 3.5
玉米桨5～10硫酸氢二钾 1.0硫酸锰0.002（4）发酵培养基（g/l）配方如下：
表5.发酵培养基（g/l）配方
淀粉150硫酸镁0.6硫酸亚铁0.002
糖蜜4泡敌0.6尿素40
植物油 1.5硫酸氢二钾0.2硫酸锰0.002
氯化钾0.8接种量2%
3.1.3发酵车间的物料衡算
以生产1000kg纯度100%的L-谷氨酸，需耗用的原料及其他物料量为例:（1）发酵液量
=1000÷(150×48%×80%×99%)=17.54(m^3)
V
1
式中: 150-发酵培养基初糖浓度kg/m^3
48%-糖酸转化率
80%-谷氨酸提取率
99%-除去倒罐率后的发酵成功率
(2)发酵液配制需水解糖量以纯糖汁m
1
=V1×150=2631(kg)
(3)二级种液量 V
2
=2%V1=0.351(m^3)
(4)二级种子培养液需水解糖量 m
2
=25×V2=8.78(kg)
式中: 25-二级种液含糖量(kg/m^3)
(5)生产1000kg L-谷氨酸所需水解糖总量为
m=m
1+m
2
=2639.78(kg)
(6)耗用淀粉原料量理论上，1000kg淀粉转化生成葡萄糖量为111kg故理论上耗用淀粉量为： m
淀粉
=2639.78/(80%×95%×111%) =3129.2(kg)
式中: 80%-淀粉原料含纯淀粉量
95%-淀粉转化率
(7)尿素耗用量
二级种子液耗尿素量为 3.5×V
2
=1.23(kg)
发酵培养基耗尿素量为 40×V
1
=701.6(kg)
共耗1.23+701.6=702.83(kg)
(8)甘蔗糖蜜耗用量
二级种液耗用糖蜜量为 20×V
2
=7.02(kg)
发酵培养基耗用糖蜜量 4×V
1
=70.16(kg)
共耗7.02+70.16=77.18(kg)
(9)氯化钾耗量 m
kcl =0.8×V
1
=14.04(kg)
(10)磷酸氢二钾耗用量 m3=0.2V
1
=3.508(kg)
(11)硫酸镁耗用量 m
硫酸镁=0.6(V
1
+V
2
)=10.74(kg)
(12)泡敌耗用量 m
泡敌=0.6×(V
1
+V
2
)=10.74(kg)
(13)植物油耗用量 m
植物油=1.5×V
1
=26.31(kg)
(14)谷氨酸量
①发酵液谷氨酸量 m
1
×48%(1-1%)=1250.3(kg)
②实际生产的谷氨酸量（提取率80%）1250.3×80%=1000.2(kg)
3.1.450t/aL-谷氨酸发酵车间的物料衡算表
由上述生产1000kgL-谷氨酸(100%纯度)的物料衡算结果，可求得100t/a物料衡算表
表6.年产L-谷氨酸吨的物料衡算表
物料名称生产1tL-谷氨
酸(100%)物料
量50t/a物料量每发酵周期物料
量
发酵液量/m^317.54877 5.84
二级种子液量/m^30.35117.550.117发酵用糖2631 1.266E5843.66二级种子液用糖8.78439 2.92
糖液总量2639.78 1.32E51043.06淀粉3129.2 1.56E5521.53尿素702.8335141.5234.26糖蜜77.18385925.72氯化钾14.04702 4.68
磷酸氢二钾 3.51175.5 1.17
硫酸镁10.74537 3.58
泡敌10.74537 3.58
植物油26.311315.58.77
谷氨酸1000.2500001333.34
3.250t/aL-谷氨酸发酵车间热量衡算
3.2.1蒸汽消耗量计算
（1）按直接蒸汽混合加热估计升温过程所需的蒸汽量D
1
D 1=G×c(t
2
-t
1
)(1+η)/(i-t
2
×c)
=877×1.08 ×1000×(121-20)×4.18×(1+10%)/(2725.3-121×4.18)
=1.62×10E5 (千克)
式中: G—培养基液体量，千克
C—培养基料液比热容，千焦/（千克×摄氏度）
t
2
—加热到的料液温度，摄氏度
t
1
—加热开始的料液温度，摄氏度
i—蒸汽热焓,千焦/千克
η—加热过程中热损失而增加的蒸汽消耗量5%-10%.这里取10%
D
1
—升温过程中所需蒸汽量，千克
(2)发酵罐实罐灭菌保温时的蒸汽量D
2
保温时蒸汽消耗量D
2
与操作有很大关系,比较难计算.一般按直接蒸汽加
热时消耗量的30%-50%来估算,D
2=（30%-50%）D
1
D
2
=50%×D1=0.81×10E5(千克) (3)发酵罐实罐灭菌过程的蒸汽消耗量D
D=D
1+D
2
=2.43×10E5(千克)
(4)种子罐实罐灭菌蒸汽消耗量D
所以根据种子罐的接种量为2%
估算蒸汽消耗量为D
=2% D=4860(千克)
(5)发酵车间总消耗蒸汽量D
总
D
总=D+D
=2.47×10E6(千克)
(6)全厂消耗蒸汽量D
全
D
全=1.2D
总
=2.97×10E5(千克)
3.2.2冷却水用量计算
(1)灭菌降温Q的计算
Q=CM△T=877×1.08×1000×4.18×(121-32)=3.52 ×10E5(千焦) (2)发酵热Q
F
的计算
Q
F
=1%×Q=3.52×10E3(千焦)
(3)计算冷却水用量
W=(Q+ Q
F )/C
2
△t=3.52 ×10E5+3.52×10E3/（4.18×3）=2.84×10E4kg
式中 C
2
——冷却水的比热容,千焦/(千克×摄氏度)
△t——循环水取3℃;冷冻水或冷盐水取5℃
W——冷却水用量,千克
所以根据种子罐的接种量为2%
估算冷却水用量为(1+2%)W=2.89×10E4kg
则根据经验估算的整个工厂水用量为2×2.89×10E4 =5.78×10E4kg 3.2.3耗电用量计算
(1)发酵用量
搅拌机的额定功率为90Kw
用电量W
1
=90×48×150×2×80%=1036800 度
(2)种子罐用电量
搅拌机的额定功率为0.6Kw
用电量W
2
=0.6×14×150×3×80%=3024度
(3)小计
W 0=W
1
+W
2
=1039824度
(4)总电量
全厂总电量=1.2 W
=1247788.8 度
4食品安全与生产安全
.4.1食品安全
本工厂母液中富马酸含量约为1%，残糖0.8%-0.6%,还含有约1%的L-谷氨酸生产菌种,这样的废水排入环境势必会影响环境卫生.
采用的处理工艺如下:
废水
预沉淀
污水泵
.4.2生产安全
高度重视安全生产，认真贯彻安全第一、预防为主、全员动手、综合治理的方针，坚持全员、全过程、全方位、全天候的安全管理原则，在人员、资金、设施等方面提供切实保证，建立了一套有效的安全工作体系，连续实现安全生产总体平稳。建立了一整套安全管理的制度、规定，并持续补充完善，做到了各项工作有章可循。对风险较大的现场作业实行严格的作业许可证制度和安全确认制度。建立了安全检查网络体系，认真组织各类专项安全检查和安全大检查。严格执行国家规定的安全预评价制度，对新建、改建、扩建项目实行安全设施、消防设施、职业卫生设施与主体工程同时设计、同时施工、同时投产的“三同时”监督。积极治理隐患，努力创造安全文明的生产环境。对已建成的装置、设施和公用工程，开展风险评价，积极进行隐患治理，按照分级管理、分步实施的原则，从隐患的检查评估、制定方案、立项审批直到竣工验收的全过程，实施规范化、程序化管理。2005年总部隐患治理项目共628项，总投资13.89亿元，一批重大隐患得
到治理，有力地保证了装置的安全生产。积极推进HSE（健康、安全、环境）一体化管理。中国石化的HSE目标是：“追求最大限度地不发生事故、不损害人身健康、不破坏环境，创国际一流的HSE业绩”。各企业按照总部的统一部署，全面推行HSE管理体系，进一步规范了安全行为，为企业建立安全生产的长效机制奠定了基础。重点加强对关键生产装置、要害生产部位等重大危险源的安全监督管理，有针对性地制定重大事故防范措施及应急救援预案，并组织开展事故预案演练，提高应对突发事故的能力。同时，采用国际上先进的安全评价方法，对在役装置的安全性进行评价，及时发现并消除生产装置存在的缺陷和隐患，确保安全生产。
谷氨酸发酵过程控制 【摘要】谷氨酸是构成蛋白质的20种常见α氨基酸之一。作为谷氨酰胺、脯氨酸以及精氨酸的前体。谷氨酸的质量受到发酵的条件、菌种、温度、pH、接种量和种龄等因素的影响。如果控制不好这些因素整个发酵过程发酵液受污染、出现菌体的生长缓慢和代谢产物的积累很少、发酵周期延长甚至所得产品不是最终产品。本文通过综述发酵培养基、培养条件的控制及发酵过程温度、pH、接种量和种龄的控制，以及消泡等多方面因素，来提控制高谷氨酸发酵过程的参数来提高发酵的质量以些方法。 【关键词】谷氨酸、发酵、控制 1.谷氨酸概述 谷氨酸学名：2-氨基-5-羧基戊酸。构成蛋白质的20种常见α氨基酸之一。作为谷氨酰胺、脯氨酸以及精氨酸的前体。L-谷氨酸是蛋白质合成中的编码氨基酸，哺乳动物非必需氨基酸，在体内可以由葡萄糖转变而来。D-谷氨酸参与多种细菌细胞壁和某些细菌杆菌肽的组成。符号：E。 1.1谷氨酸用途 1）下游产品开发 将有一定反应活性的双功能基试剂氯乙醇和L—谷氨酸直接酯化保护羧基，用三光气活化成其相应的N—羧酸酐，可直接得到侧链具有一定反应活性的聚L—氯乙基谷氨酸酯。谷氨酸可生产许多重要下游产品如L—谷氨酸钠、L—苏氨酸、聚谷氨酸等。 2）食品业 谷氨酸是在食品工业中应用较多的氨基酸。谷氨酸钠俗称味精，是重要的鲜味剂，对香味具有增强作用。谷氨酸钠广泛用于食品调味剂，既可单独使用，又能与其它氨基酸等并用。用于食品内，能显着提高食品的风味和有增香作用。谷氨酸作为风味增强剂可用于增强饮料和食品的味道，不仅能增强食品风味，对动物性食品有保鲜作用。 3）日用化妆品等 谷氨酸为世界上氨基酸产量最大的品种。如：N—酰基谷氨酸钠系列产品是由谷氨酸缩合而成的性能优良的阴离子表面活性剂，广泛用于化妆品、香皂、牙膏、香波、泡沫浴液、洗洁净等产品中。谷氨酸作为营养药物可用于皮肤和毛发。用于生发剂，能被头皮吸收，预防脱发并使头发新生，对毛乳头、毛母细胞有营养
年产量12000吨酸奶工厂设计 李雯霞 （安徽工程大学生物与化学工程学院安徽芜湖241000） 摘要 本毕业设计选取的题目是年产12000吨酸奶的工厂设计。本设计是建造一个年产12000吨的酸奶工厂，工厂建筑高15m，工厂面积27025m2。本毕业设计由绪论、物料衡算、设备选型和工厂造价等部分组成。前言部分,通过对酸奶的介绍和工厂的设计理念简要的概括设计理念和设计要求以及设计要达到的目标。物料衡算部分。根据产量和设备的选型以及现实情况,对物料的使用量和利用率的计算,对能量的计算。设备选型部分。根据自己产品的特点和对产品的要求对生产设备的选择以及各个管道的选择,还有各个零件的大小直径以及管壁的选择。工厂造价部分。根据上面的计算和实际情况的把握,估算出工厂的造价。 关键字：酸奶，平面设计，工艺流程，设备，经济分析
Abstract The graduation design topic is the design of an annual output of12000tons of plant.This design is the construction of an annual output of12000tons of yogurt factory,factory buildings with high15m,the factory area of47076m2.Thisgraduation design is composed of the introduction,material balance calculation,equipment selection and factory cost components.The preface:The yogurt introduction and plant design summary of design idea and design requirements and design to achieve the goal.Material balance part.：According to the selection of output and equipment as well as the current situation,use of materials and the utilization of the calculation, calculation of energy.The selection of equipment parts:According to the characteristics of their products and requirements for the product production equipment selection and the selection of pipeline,and various parts of the size of diameter and wall selection.Factory cost part.According to the above calculation and the actual. Keywords:yogurt,graphic design,process flow,equipment,economic analysis
生产车间规划设计经典 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
目录 一、主要内容简介........................................................................................... 错误!未定义书签。 1、改善主要内容.................................................................................... 错误!未定义书签。 2、制约因素 ........................................................................................... 错误!未定义书签。 3、推进方法 ........................................................................................... 错误!未定义书签。 二、改善方法运用........................................................................................... 错误!未定义书签。 1、生产车间整理、整顿........................................................................ 错误!未定义书签。 (1)整理：........................................................................................ 错误!未定义书签。 (2) 整顿：....................................................................................... 错误!未定义书签。 2、人、机、料、法、环管理优化........................................................ 错误!未定义书签。 （1）对人员的管理——OJT ........................................................ 错误!未定义书签。 （2）对设备的管理——TPM ...................................................... 错误!未定义书签。 （3）对物料的管理 ...................................................................... 错误!未定义书签。 （4）法、环管理 .......................................................................... 错误!未定义书签。 3、工序优化 ........................................................................................... 错误!未定义书签。 4、设施布局优化.................................................................................... 错误!未定义书签。 5、流程（排产、流水线设计）优化.................................................... 错误!未定义书签。 （1）排产设计 .............................................................................. 错误!未定义书签。 （2）流水线设计 .......................................................................... 错误!未定义书签。 6、执行力的提升.................................................................................... 错误!未定义书签。 三、各任务间的关系....................................................................................... 错误!未定义书签。 四、管理上的其他问题................................................................................... 错误!未定义书签。 1、员工是“社会人”而非“经济人” ............................................... 错误!未定义书签。 2、建立责任制 ....................................................................................... 错误!未定义书签。 3、改善推进注意事项............................................................................ 错误!未定义书签。 五、进度安排................................................................................................... 错误!未定义书签。 六、总结........................................................................................................... 错误!未定义书签。
生物工程专业综合实训 （2016 年 11 月
谷氨酸生产工艺 摘要： 谷氨酸做为一种人体所必须的氨基酸，在生命的生理活动周期中具有很大的作用。不仅参与各种蛋白质的合成，组成人体结构，还做为味精可以给我们带来味蕾上的享受。现代生产谷氨酸的工艺主要是利用微生物发酵提取而来。不同的发酵方法和不同的发酵条件会造成产量的很大不同。本次谷氨酸的生产工艺，主要是掌握发酵方法和发酵条件的控制，还有各种仪器的使用方法。通过测得的数据来观察菌种的生长变化，同时谷氨酸发酵工艺各个工段的原理和使用方法。关键词：谷氨酸；发酵；工艺；等电点。
引言 谷氨酸是一种酸性氨基酸，是生物机体内氮代谢的基本氨基酸之一，在代谢上具有重要意义。不论在食品、化妆品还是医药行业，谷氨酸都有很大的用途。 谷氨酸在生物体内的蛋白质代谢过程中占重要地位，参与动物、植物和微生物中的许多重要化学反应。医学上谷氨酸主要用于治疗肝性昏迷，还用于改善儿童智力发育。食品工业上，味精是常用的仪器增鲜剂，其主要成分是谷氨酸钠盐。过去生产味精主要用小麦面筋（谷蛋白）水解法进行，现改用微生物发酵法来进行大规模生产。不论在食品、化妆品还是医药行业，谷氨酸都有很大的用途。 谷氨酸钠俗称味精，是重要的鲜味剂，对香味具有增强作用。谷氨酸钠广泛用于食品调味剂，既可单独使用，又能与其它氨基酸等并用。用于食品内，有增香作用。甘氨酸具有甜味，和味精协同作用能显着提高食品的风味。谷氨酸作为风味增强剂可用于增强饮料和食品的味道，不仅能增强食品风味，对动物性食品有保鲜作用。
一、谷氨酸简介 谷氨酸一种酸性氨基酸。分子内含两个羧基，化学名称为α-氨基戊二酸。谷氨酸是里索逊1856年发现的，为无色晶体，有鲜味，微溶于水，而溶于盐酸溶液，等电点3.22。大量存在于谷类蛋白质中，动物脑中含量也较多。谷氨酸在生物体内的蛋白质代谢过程中占重要地位，参与动物、植物和微生物中的许多重要化学反应。医学上谷氨酸主要用于治疗肝性昏迷，还用于改善儿童智力发育。食品工业上，味精是常用的仪器增鲜剂，其主要成分是谷氨酸钠盐。过去生产味精主要用小麦面筋（谷蛋白）水解法进行，现改用微生物发酵法来进行大规模生产。 谷氨酸是生物机体内氮代谢的基本氨基酸之一，在代谢上具有重要意义。L －谷氨酸是蛋白质的主要构成成分，谷氨酸盐在自然界普遍存在的。多种食品以及人体内都含有谷氨酸盐，它即是蛋白质或肽的结构氨基酸之一，又是游离氨基酸，L型氨基酸美味较浓。 L－谷氨酸又名“麸酸”或写作“夫酸”，发酵制造L－谷氨酸是以糖质为原料经微生物发酵，采用“等电点提取”加上“离子交换树脂”分离的方法而制得。 谷氨酸产生菌主要是棒状类细菌，这类细菌中含质粒较少，而且大多数是隐蔽性质粒，难以直接作为克隆载体，而且此类菌的遗传背景、质粒稳定尚不清楚，在此类细菌这种构建合适的载体困难较多。需要对它们进行改建将棒状类细菌质粒与已知的质粒进行重组，构建成杂合质粒。受体菌选用短杆菌属和棒杆菌属的野生菌或变异株，特别是选用谷氨酸缺陷型变异株为受体，便于从转化后的杂交克隆中筛选产谷氨酸的个体，用谷氨酸产量高的野生菌或变异菌作为受体效果更好。供体菌株选择短杆菌及棒杆菌属的野生菌或变异株，只要具有产谷氨酸能力都可选用, 但选择谷氨酸产量高的菌株作为供体效果最好。这样就可以较容易地在棒状类细菌中开展各项分子生物学研究。有了合适的载体及其转化系统后，就可通过DNA体外重组技术进行谷氨酸产生菌的改造。这对以后谷氨酸发酵的低成本、大规模、高质量有较大的发展空间。
年产2万吨谷氨酸发酵生产的初步设计
第一章总论 一、设计项目： （1）设计课题：年产2万吨谷氨酸发酵工厂的初步设计 （2）厂址：某市 （3）重点工段：糖化 （4）重点设备：糖化罐 二、设计范围： （1）厂址选择及全厂概况介绍（地貌、资源、建设规模、人员）；（2）产品的生产方案、生产方法、工艺流程及技术条件的制定；（3）重点车间详细工艺设计、工艺论证、设备选型及计算；（4）全厂的物料衡算； （5）全厂的水、电、热、冷、气的衡算； （6）车间的布置和说明； （7）重点设备的设计计算； （8）对锅炉、电站、空压站等提出要求及选型； （9）对生产和环境措施提出可行方案。 三、要完成的设计图纸： （1）全厂工艺流程图一张； （2）重点车间工艺流程图一张； （3）重点车间设备布置立面图一张；
（4）重点车间设备布置平面图一张； （5）重点设备装配图一张。 四、设计依据： （1）批准的设计任务书和附件可行性报告，以及可靠的设计基础资料。 （2）我国现行的有关设计和安装的设计规范和标准 （3）广东轻工职业技术学院食品系下达的毕业设计任务书 五、设计原则： （1）设计工作要围绕现代化建设这个中心，为这个中心服务。首先要有加速社会主义四个现代化早日实现的明确指导思想，做到精心设计，投资省，技术新，质量好，收效快，收回期短，使设计工作符合社会主义经济建设的总原则。 （2）要学会查阅文献，收集设计必要的技术基础资料，要善于从实际出发去分析研究问题，加强技术经济的分析工作。（3）要解放思想，积极采用技术，力求设计上具有现实性和先进性，在经济上具有合理性，尽可能做到能提高生产率，实现机械化和自动化，同时兼顾社会和环境的效益。 （4）设计必须结合实际，因地制宜，体现设计的通用性和独特性相结合，工厂生产规模、产品品种的确定，要适应国民经济的需求，要考虑资金的来源，建厂的地点、时间、三废综合
酸奶的现状及其发展趋势 李凡金 （师范学院生物资源与环境科学学院，云南曲靖655011） 摘要：酸奶在人们的生活中扮演着越来越重要的角色，本文主要介绍了酸奶的基本定义，国内外发展现状及发展前景 关键词：酸奶、发展前景、现状 The present situation and Prospect of yoghurt LI Fan-jin (College of Biological Resources and Environment Science, Qujing Normal University, Qujing Yunnan 655011, China;) Abstract：Y oghurt in people's life plays a more and more important role,this paper introduces the basic definition of yoghurt,the domestic and foreign development situation and development prospect of Keywords： Y ogurt,development prospects,present situation 引言 20世纪50年代以来，酸奶生产技术有了很大发展，除了使用传统的保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌发酸奶的品质外，还增加了营养保健功能。由于不断开发出新的品种，极大地拓宽了消费市场，特别是20世纪80年代以来，各大中城市的酸奶生产量急剧上升，并迅速地向城镇和农村扩展。现在酸奶有凝固型和搅拌型2 大类别数10个品种。
整车工厂冲压车间规划设计原理 摘要：结合实际案例，介绍整车工厂冲压设计冲压车间在规划设计阶段应考虑的原则，提出结合实际优化设计、降低投资和运行成本、提高生产效率、利于扩建需求的设计原则。 1、产品产能、工艺、设备与生产管理规划 1.1产品输入 （1）投产车型 不同的车型其工艺流程、工艺布局、设备选型、模具与物料缓冲区及扩建预留都不一样。该基地投产车型包括7座家用车、紧凑车型、中型车、SUV等。 （2）自制件种类与数量 为保证产量和质量，确定车门外板、左/右翼子板、发动机盖、车顶盖、尾门外板等10多个重要车身覆盖件采取自制，内板有供应商提供，以减少自身生产规模建设投资及降低运行成本、风险。 1.2产能 依据工厂产量测算：月产能（冲次）=小时产量*每日工作小时数*每月工作日*模具数线； 月实际产能（冲次）=每分钟实际冲次*60*每日工作时间小时数*每月工作日 1.3工艺 车身外板多为三维非规则曲面。尺寸大、形状复杂、，外观质量要求极高以满足造型、配合精度高、状和尺寸的一致性好以保证焊接和装配质量的对不同车型零件，冲压的工艺特点、设备、模具、材料都不同。 为精益的投资和运行成本、该车间选择4序而非5序工艺，两者优缺点如下： （1）4序工艺有点是投资、运行成本相对较低，与本地其它工厂生产工艺相同，满足产品柔性；缺店是较复杂零件的模具设计难度较高、模具较负责、成产稳定性较差。
（2）5序工艺有点是可简化相应的模具设计，减小模具设计难度，降低模具结构复杂性，提高稳定性；缺点是公司其他共产均为4序压力机生产，若5序设备损坏，需5序设备损害，序5序生产较大影响，且占地与设备投资大。 1.4.1压力机 （1）根据产量、生产线自动化程度，按工艺流程排列，通常采用以双动力机为首的加上多台单动宽台面压力机，多以贯通纵向排列的形式。 （2）由于车身覆盖件形状复杂，单动压力机很难达到要求，在拉深工序，采用2250吨宽台面双动压力机 （3）由于车身覆盖件轮廓尺寸大而材料厚度小，同时为了缩短换模时间，其它切边、翻边、整形工序采用宽台面多点且带活动台面的1000吨压力机 为控制投资、便于生产维保、两条压力机线供应为济南二机床集团有限公司，其特点为： 1）适合高强度钢材的冲压使用； 2）配合单臂机械手及高速拆垛系统，可不停机更换料垛； 3）滑块运动曲线特性好，速度最高可达18转/分钟，能实现一模双件的冲压； 4）生产线的冲压效率有效提升； 5）整线设计最大冲压节拍为12次/分钟，能实现一模双件的冲压。 1.4.2落料翻转系统 主要车门板需要翻转，落料翻转单元采用10001吨的偏心轮式压力机，使用Fanuc六轴机器人搬运零件，落料与翻转工艺一体化程序启动后，机器人抓取板材送至落料压力机上，整形后再由另一端的Funuc六轴机器人去下在并放置在完工台上。 主要参数：清洗机速度最大120米/分钟（可调式），挤干輥上輥压力最大100PL1，泵输出量约600升/分钟，邮箱加热器功率6KW 1.4.4自动化输送线 零件输送一般有3中方式： a机器人（六台机器人+拆垛对中+零件输送带）
发酵工艺标准操作流程 (SOP) 一生产前准备 每次生产前按品种配方将所需原料称重准备齐全,并确认生产原料库存量,保证原料库存量足够下次生产所需、 二生产前检查 1检查蒸汽、压缩空气、冷却水进出的管路就是否畅通,所有阀门就是否良好,并关闭所有阀门、 2检查电路、控制柜、开关的状态,确保控制柜运行正常、 3检查空压机油表油表及轴承、三角带、气缸等就是否正常,确保空压机运行正常、 4检查发酵罐搅拌减速机的油量及密封轴降温水就是否正常、 三总过滤器灭菌 当蒸汽总管路上的压力为0、2-0、25MPa时,打开总过滤器进气阀输入蒸汽,同时打开出气阀的跑分阀、排气阀、排污阀,当三个阀均排出蒸汽时,调整进气阀、排污阀,稳定总过滤器压力0、15-0、2MPa,此时打开压力表下跑分,计时灭菌2-2、5小时、灭菌结束后启动空压机,当空气输入管道压力大于总过滤器压力时,关闭蒸汽阀,打开空气阀,将空气出入总过滤器,然后调整进气阀与排污阀,稳定总过滤器压力在0、15-0、2MPa,保持通气在15-20小时,当出气阀跑分与排污阀放出的空气为干燥空气时,完成灭菌、 四分过滤器灭菌 1当蒸汽管路压力为0、2-0、25MPa时,打开蒸汽过滤器的进气阀与排污阀,当蒸汽管路中无蒸汽凝结液后,再将蒸汽输入空气管路,然后打开分过滤器的进气阀、排污阀及出气阀上的跑分,当所有阀门均有蒸汽排出后,调整进气与排污阀,就是压力稳定在0、11-0、15MPa,计时灭菌30-35分钟、灭菌结束后,关闭蒸汽过滤器进出气阀、排污阀,并立即将空气输入预过滤器,使空气通过预过滤器进入到分过滤器,再调整分过滤器排污阀使压力稳定在0、11-0、15MPa,备用、
酸乳生产工艺流程 酸乳工艺流程如下： 乳酸菌纯培养物→母发酵剂→生产发酵剂 ↓ 原料乳预处理→标准化→配料→均质→杀菌→冷却→加发酵剂 灌装在零售容器内→在发酵室发酵→冷却→后熟→凝固型酸奶 → 在发酵罐中发酵→冷却→添加果料→搅拌→灌装→后熟→搅拌型酸奶 酸奶的生产工艺流程： 1.凝固型酸奶生产工艺流程 鲜牛奶→标准化→均质→杀菌→冷却→接种→搅拌→灌装封口→发酵→冷却→后熟 2.搅拌型酸奶生产工艺流程 鲜牛奶→标准化→均质→杀菌→冷却→发酵→搅拌→灌装封口→冷藏后熟→酸乳↑ 果料、香精 前者先冷却分装，后培养发酵。后者先冷却接种发酵，后分装。 凝固型酸乳用于纯酸奶的生产，搅拌型酸乳还可用于果味、果料等花色品种酸奶的生产。一般凝固型纯酸奶要有良好的组织状态，要防止有裂纹出现，因此要先搅拌，分装，再发酵。带有果料的酸奶，影响乳酸菌的发酵，不能保持良好的组织状态，固采用先发酵，后搅拌加果料的方式。 酸奶生产工艺操作要点 1.配料 2.均质 3.杀菌、冷却 4.乳酸的制备（重点） 5.发酵的操作条件及终点判断（难点） 配料的选择和要求：选择符合质量标准的各种原辅料:牛乳、乳粉、砂糖和稳定剂等。乳粉、砂糖混合后加50～60℃温水溶解。琼脂、明胶等稳定剂可与少量糖混合后加水加热溶解充分后添加。 均质的目的是：防止脂肪上浮,使脂肪微粒化，改善口感。一般采用高压均质机。 均质工艺条件：均质前，应先将混合料预热至50～60℃,均质压力为～. 杀菌目的是什么？ ①除去原料乳中的氧，降低氧化还原反应，明显促进乳酸菌的生长。 ②由于蛋白质的变性，改善了牛乳的硬度与组织。 ③对防止乳清分离有效。 杀菌及冷却的条件：杀菌条件：90℃、15min。经杀菌后的混合料冷却到40～45℃备用。 还可以采用高温瞬时杀菌。 操作：135-140℃加热２秒左右。这样有利于营养成分的保存，减少煮沸气味。 酸奶常用的乳酸菌发酵剂及工艺要求：
目录 一、主要内容简介 (2) 1、改善主要内容 (2) 2、制约因素 (2) 3、推进方法 (2) 二、改善方法运用 (3) 1、生产车间整理、整顿 (3) (1)整理： (3) (2) 整顿： (3) 2、人、机、料、法、环管理优化 (4) （1）对人员的管理——OJT (4) （2）对设备的管理——TPM (4) （3）对物料的管理 (5) （4）法、环管理 (5) 3、工序优化 (5) 4、设施布局优化 (7) 5、流程（排产、流水线设计）优化 (7) （1）排产设计 (7) （2）流水线设计 (9) 6、执行力的提升 (9) 三、各任务间的关系 (10) 四、管理上的其他问题 (10) 1、员工是“社会人”而非“经济人” (10) 2、建立责任制 (10) 3、改善推进注意事项 (11) 五、进度安排 (11) 六、总结 (11)
生产车间规划设计 一、主要内容简介 生产车间规划设计是从科学管理角度出发，对人员、物料、设备、能源、信息等所组成的集成系统，运用数学、运筹学和社会科学的专门知识和技术，结合工程分析与设计的原理和方法，对该系统进行Plan（计划）、Do（实施）、Check（检查）、Action（处置）。 1、改善主要内容 我认为今后生产车间改善主要内容如下： (1)生产车间5S，三定，目视化管理； (2)人、机、料、法、环管理优化； (3)工序优化； (4)设施布局优化； (5)流程优化［排产、加工方式（流水线）设计］； (6)执行力的提升； 2、制约因素 改善计划能否顺利进行取决于以下几个因素： (1) 目标正确、领导支持； (2) 管理制度健全、执行坚决； (3) 方法科学、操作人员支持； （4）管理上的科学； 3、推进方法 改进永无止境，坚持先易后难、逐步、全面的推动改进工作，由粗到细，由细到精，进而精益求精。
1）生物素营养缺陷型 ?作用机制:生物素是脂肪酸生物合成最初反应的关键酶乙酰CoA羧化酶的辅酶,参与 了脂肪酸的合成,进而影响脂肪酸的合成.当磷脂合成量少到正常的1/2左右时,细胞变形,Glu向膜外泄漏. ?控制关键:使用该类突变株必须限制发酵培养基中生物素亚适量(5-10 g/L).在发酵 初期(0-8小时),细胞正常生长,当生物素耗尽后,在菌的再次倍增时,开始出现异常形态细胞,即完成了细胞从生长型到积累型转换. 2）油酸营养缺陷型 ?作用机制:油酸营养缺陷型丧失了合成油酸的能力,通过控制油酸使磷脂合成量减少 到正常量的1/2左右. ?控制关键:保证在培养基中油酸亚适量,完成细胞从生长型到生产型的转换. （3）添加表面活性剂 ?添加表面活性剂(如吐温60)或不饱和脂肪酸(C16-18),也能造成细胞渗漏,积累谷氨 酸. ?机理:两者在脂肪酸合成时对生物素有拮抗作用,导致磷脂合成不足,形成不完整的细 胞膜. ?关键:控制好脂肪酸或表面活性剂的时间和浓度,必须在药剂加入后,在这些药剂存在 下进行分裂,形成产酸型细胞. （4）添加青霉素 ?机理:青霉素抑制谷氨酸生产菌细胞壁后期的合成,细胞膜在失去保护,在渗透压的作 用下受损,向外泄露谷氨酸. ?控制关键:一般在进入对数生长期的早期(3-6小时)添加.添加青霉素后倍增的菌体不 能合成完整的细胞壁,完成细胞功能的转换. 谷氨酸发酵强制控制工艺 ?为了稳产,克服培养基原料中某些成分不易控制带来的影响,在谷氨酸发酵时可采取 “强制控制”的方法,如:“高生物素高吐温”或“高生物素高青霉素”的方法. ?控制方法:在发酵培养基中预先配加一定量(过量)的纯生物素,大大地削弱每批原料 中生物素含量变化的影响,高生物素、大接种量能促进菌体迅速增殖.再在菌体倍增的早期加入相对高的吐温或青霉素,形成产酸型细胞.固定其它条件,确保高产稳产。谷氨酸发酵 ? 1.适应期:尿素分解出氨使pH上升.糖不利用.2-4h. 措施:接种量和发酵条件控制使适应期缩短. ? 2.对数生长期:糖耗快,尿素大量分解使pH上升,氨被利用pH又迅速下降.溶氧急剧 下降后维持在一定水平.菌体浓度迅速增大,菌体形态为排列整齐的八字形.不产酸.12h. 措施:及时供给菌体生长必须的氮源及调节pH,在pH7.5-8.0时流加尿素;维持温度30- 32℃ ? 3.菌体生长停止期:谷氨酸合成. 措施:提供必须的氨及pH维持在7.2-7.4.大量通**,控制温度34-37 ℃. ? 4.发酵后期:菌体衰老,糖耗慢,残糖低. 措施:营养物耗尽酸浓度不增加时,及时放罐. 发酵周期一般为30h. 二、谷氨酸发酵的生化过程
年产十万吨酸奶工厂设计说明书
目录第一章绪论 1.1酸奶的简介 1.2 项目背景 1.3 项目实施的区位优势及厂址选择1.4 市场预测 第二章原辅料及产品的标准 2.1原辅料的特性及标准 2.2产品的标准 第三章工艺论证 3.1 基本原理 3.2项目设计主要特点及可行性 3.3 工艺流程及说明 第二章车间平面设计 2.1 生产车间 2.2 总平面布置基本原则 2.3 总平面设计说明 第三章产品方案、工艺流程及论证3.1 产品与产量的确定 3.2 工艺流程及论证 3.3 产品质量标准 3.4 管路设计
3.5 管路安装 3.6 车间布置与结构 第四章产品方案及物料计算 4.1 产品方案确定说明 4.2 凝固型酸奶的物料衡算 第五章设备的选型 5.1 选择原则 5.2 设备选型 5.3 中心实验室 第六章企业组织与劳动力平衡6．1 企业组织 6．2 生产制度 6．3 全厂人员编制 第七章水、电、汽衡算 7.1 用水量的估算 7.2 用电量的估算 7.3 用汽量的估算 第八章全厂辅助部门及生活设施8.1概述 8.2生产性辅助设施 8.3生活性辅助设施 第九章公用系统
9.1给水系统 9.2 排水系统 9.3 供电系统 9.4供汽系统 第十章建筑物平面布置与卫生要求 10.1全厂平面设计的基本原则 10.2 总平面布置的主要技术指标 10.3 主车间的布置原则 10.4环境卫生要求 第十一章经济核算 11.1 产品成本 11.2 其他支出 11.3产品利润 11.4设备折旧 11.4设备折旧 11.5 利润估算 11.6 静态回收期计算 第十二章酸奶生产的 HACCP 管理 12.1 酸奶生产 HACCP 的管理意义 12.2 HACCP体系在风味凝固型酸奶生产中的应用第十三章卫生、安全及防治污染的措施 13.1 个人卫生
最新年产15000 吨酸奶工厂设计 年产15000 吨酸奶工厂设计（上）目录 第一章绪论 1.1 项目背景 1.2 项目实施的区位优势 1.3 市场预测 1.4 项目实施的意义 第二章车间平面设计 2.1 生产车间 2.2 总平面布置基本原则 2.3 总平面设计说明 第三章产品方案、工艺流程及论证3.1 产品与产量的确定 3.2 工艺流程及论证 3.3 产品质量标准 3.4 管路设计 3.5 管路安装 3.6 车间布置与结构 第四章物料衡算 4.1 十类主要产品生产成本 4.2 原辅料衡算 第五章设备选型 5.1 设备选型的依据 5.2 设备概况 第六章辅助部门设计 6.1 冷库 6.2 包装材料库 6.3 化验室 6.4 机修、配电车间 第七章水、电、汽衡算 7.1 用水量的估算 7.2 用电量的估算 7.3 用汽量的估算 7.4 冷用量 第八章卫生、安全及生活设施
8.1 用水方面要求 8.2 个人卫生 8.3 车间设备、环境卫生 8.4 食品接触表面清洁卫生标准 8.5 防止交叉污染卫生标准及操作规程 8.6 虫害防治卫生标准及操作规程 8.7 生产安全及劳动保护 8.8 全厂生活设施 第九章劳动组织 9.1 企业结构 9.2 岗位需求 9.3 人员培训 第十章酸奶生产的HACCP 管理 10.1 酸奶生产HACCP 的管理意义 10.2 酸奶生产HACCP 危害分析 10.3 重点控制 10.4 HACCP 实施注意事项 第十一章技术经济分析 11.1 投资指标 11.2 年经营费用的计算 11.3 利润、利润率、投资回收期计算 11.4 综合评价 致谢 参考文献 第一章绪论 在如今的酸奶市场上，“乳酸饮料”和“酸性乳饮料”占据相当大的比重；在“乳酸菌饮料”和“搅拌型酸奶”类别内，尚无大品牌出现，品牌整合度较低。常温产品中，早期的酸奶市场中的主流产品“调制型酸性乳饮料”和“发酵型乳酸饮料”，由于没有低温保鲜限制，得以较快速的发展，但是其营养价值低，淡出市场是大势所趋。低温产品中，低温乳酸菌饮料及纯酸奶将得到快速发展，此类产品能提供丰富的营养物质，还能调节机体内微生态的平衡，经常食用，能够调整肠道功能、预防癌症、养颜，是一种“功能独特的营养品”。 随着我国冷链设施的不断完善和人们消费知识的日益丰富，这种纯酸奶将成为未来酸奶市场发展的主流。
车间看板设计 看板的本质是在需要的时间，按需要的量对所需零部件发出生产指令的一种信息媒介体，而实现这一功能的形式可以是多种多样的。 央达车间看板是专门为生产型企业设计生产，用于标示当天或当班的计划生产量、实际生产量等信息，加强工厂车间生产过程的管理，相关信息做到目视化，信息传递做到快捷化，工序过程透明化，把制造车间每个环节紧密地相联，保证生产全过程顺畅及高效率，准时制生产，目视化管理，降低生产成本。 一、车间看板分类 1、工序内看板 工序内看板是指某工序进行加工时所用的看板。这种看板用于装配线以及即使生产多种产品也不需要实质性的作业更换时间（作业更换时间接近于零）的工序，例如机加工工序等。 2、信号看板 信号看板是在不得不进行成批生产的工序之间所使用的看板。例如树脂成形工序、模锻工序等。 信号看板挂在成批制作出的产品上，当该批产品的数量减少到基准数时摘下看板，送回到生产工序，然后生产工序按该看板的指示开始生产。另外，从零部件出库到生产工序，也可利用信号看板来进行指示配送。 3、工序间看板 工序间看板是指工厂内部后工序到前工序领取所需的零部件时所使用的看板。典型的工序间看板，前工序为部件1#线，本工序总装2#线所需要的是号码为A232－60857的零部件，根据看板就可到前一道工序领取。 4、临时看板
临时看板是在进行设备保全、设备修理、临时任务或需要加班生产的时候所使用的看板。与其它种类的看板不同的是，临时看板主要是为了完成非计划内的生产或设备维护等任务，因而灵活性比较大。 二、车间看板功能特点 1、可将车间现场的生产、物料、品质、设备、异常信息的数据信息通过设备看板 及时显示出来，将所有的管理问题都暴露出来，让所有的职能部门关注，围绕现场解决问题创造价值。 2、通过对生产设备、生产线、生产区域的状况进行标示和动态监控，实现工厂的 全面目视化，构建透明工厂。 3、实时查询各种异常问题发生的时间点、问题解决点、解决问题的时间长度，工 位发生频率，问题发生的原因及现象等。 4、实现按需生产，物料按节拍流动，减少浪费，提高效率。 5、根据产品的价值流分析，改善生产布局，定义工作单元。 6、当跟不上生产节拍或有非标准的状况产生时，寻求帮助。使操作过程能够防止 缺陷产生或流入下一道工序。
1味精的生产工艺流程简介 味精的生产一般分为制糖、谷氨酸发酵、中和提取及精制 等4个主要工序。 1．1液化和糖化 因为大米涨价，目前大多数味精厂都使用淀粉作为原材 料。淀粉先要经过液化阶段。然后在与B一淀粉酶作用进入糖 化阶段。首先利用一淀粉酶将淀粉浆液化，降低淀粉粘度并 将其水解成糊精和低聚糖，应为淀粉中蛋白质的含量低于原来 的大米，所以经过液化的混合液可直接加入糖化酶进入糖化阶 段，而不用像以大米为原材料那样液化后需经过板筐压滤机滤 去大量蛋白质沉淀。液化过程中除了加淀粉酶还要加氯化钙， 整个液化时间约30min。一定温度下液化后的糊精及低聚糖在 糖化罐内进一步水解为葡萄糖。淀粉浆液化后，通过冷却器降 温至60℃进入糖化罐，加入糖化酶进行糖化。糖化温度控制在60℃左右，PH值4．5，糖化时间18-32h。糖化结束后，将糖化罐加热至80 85℃，灭酶30min。过滤得葡萄糖液，经过压滤 机后进行油水分离(一冷分离，二冷分离)，再经过滤后连续消 毒后进入发酵罐。 1．2谷氨酸发酵发酵 谷氨酸发酵过程消毒后的谷氨酸培养液在流量监控下进入谷氨酸发酵罐，经过罐内冷却蛇管将温度冷却至32℃，置入 菌种，氯化钾、硫酸锰、消泡剂及维生素等，通入消毒空气，经一
段时间适应后，发酵过程即开始缓慢进行。谷氨酸发酵是一个 复杂的微生物生长过程，谷氨酸菌摄取原料的营养，并通过体 内特定的酶进行复杂的生化反应。培养液中的反应物透过细胞 壁和细胞膜进入细胞体内，将反应物转化为谷氨酸产物。整个 发酵过程一般要经历3个时期，即适应期、对数增长期和衰亡期。每个时期对培养液浓度、温度、PH值及供风量都有不同的 要求。因此，在发酵过程中，必须为菌体的生长代谢提供适宜的生长环境。经过大约34小时的培养，当产酸、残糖、光密度等指标均达到一定要求时即可放罐。 1．3 谷氨酸提取与谷氨酸钠生产工艺 该过程在提取罐中进行。利用氨基酸两性的性质，谷氨酸 的等电点在为pH3．0处，谷氨酸在此酸碱度时溶解度最低，可经长时间的沉淀得到谷氨酸。粗得的官司谷氨酸经过于燥后分 装成袋保存。 1．4谷氨酸钠的精制 谷氨酸钠溶液经过活性碳脱色及离子交换柱除去C a 、 Mg 、F e 离子，即可得到高纯度的谷氨酸钠溶液。将纯净的 谷氨酸钠溶液导入结晶罐，进行减压蒸发，当波美度达到295 时放入晶种，进入育晶阶段，根据结晶罐内溶液的饱和度和结 晶情况实时控制谷氨酸钠溶液输入量及进水量。经过十几小时 的蒸发结晶，当结晶形体达到一定要求、物料积累到80％高度时，将料液放至助晶槽，结晶长成后分离出味精，送去干燥和筛
1 绪论 1．1酸奶简介 牛乳的组成最为接近人体的母乳，含有人体所需要的全部营养成分，营养最为均衡，在人们的膳食结构中具有其他食品无法替代的地位和作用。由鲜牛乳发酵成的酸乳由于其丰富的营养、特殊的风味、爽滑的质构和良好的生理功能，备受人们青睐[1]。联合国粮农组织和世界卫生组织（FAO/WHO）将酸奶定义为乳与乳制品(杀菌乳或浓缩乳)在保加利亚杆菌（L.bulgaricus）和嗜热链球菌(S.thermophilus)的作用下乳酸发酵而得到的凝固型乳制品其中可任意添加全脂乳粉、脱脂乳粉、乳清粉等。但在最终发酵产品中必须大量存在这些微生物。也可简单将其定义为以新鲜牛乳或乳粉为原料，经乳酸菌保温发酵而制成的产品[2]。 通常根据酸奶在零售过程中的产品存在状态来进行分类，具体可分为凝固型酸奶和搅拌型酸奶。乳酸菌在乳中生长繁殖，发酵分解产生乳酸等有机酸，导致乳的pH 值下降，使乳酪蛋白在其等电点附近发生凝集，把这种乳凝状的酸奶称为凝固型酸奶。所谓搅拌型酸奶，是指先在发酵罐中通过乳酸菌的作用，将经过标准化处理的牛乳发酵至乳凝，然后再用搅拌器破乳，是凝乳粒子保持在0.01～0.04mm大小的一种酸奶。产品呈半流动状态的粥糊状，易使用吸管吸食[3]。一半搅拌型酸乳可分为原味型和水果型，而凝固型大都为原味型[4]。 酸乳又名酸牛乳或酸奶，作为众多的发酵乳产品中当今最为流行的乳制品，最初出现时其名是与发酵乳混用的，表示变酸的乳。尽管目前没有关于人类何时第一次制作酸奶的明确记载，但酸奶的食用可以追溯到许多世纪以前。发酵乳起源于巴尔干半岛和中东地区，在那里，牧民们早在几千年前就发现了可以通过发酵可以延长鲜乳保存期的方法。虽然起源没有明确的记载，但酸奶有益于人类身体健康并有丰富的营养价值这一观念在许多文明国度里已存在了很长时间。依据波斯人的传统，亚伯拉罕把自己的富饶和长寿归功于酸奶而法国皇帝法兰西一世据说也因饮用由山羊奶制成的酸奶而治愈其体虚气弱之疾[5]。然而，酸奶却极有可能起源于中东，在那时这种发酵产品的演变与世界各地牧民的烹饪技术发展是分不开的[6]。 在如今的酸奶市场上，“乳酸饮料”和“酸性乳饮料”占据相当大的比重；在“乳酸菌饮料”和“搅拌型酸奶”类别内，尚无大品牌出现，品牌整合度较低。常温
工艺计算 生产方法：以工业淀粉为原料、双酶法糖化、流加糖发酵，低温浓缩、等电提取。主要技术指标： 淀粉液化工艺参数： 糖化工艺参数：
培养基配方： 灭菌各参数：
一、谷氨酸发酵车间的物料衡算 首先计算生产1000kg 纯度为100%的味精需耗用的原材料以及其他物料量。 （一）、发酵液量 设发酵液初糖和流加高浓糖最终发酵液总糖浓度为180kg/ ，则发酵液量为： )(0.8% 124%99%95%601801000 3 1m V =????= 式中 180——发酵培养基终糖浓度（kg/） 60%——糖酸转化率 95%——谷氨酸转化率 99%——除去倒罐率1%后的发酵成功率 124%——味精对谷氨酸的精制产率 （二）、发酵液配制需水解糖量，以纯糖计算： )(136017011kg V G =?= （三）、二级种液量： ) (4.0%53 12m V V == （四）、二级种子培养液所需水解糖量： )(164022kg V G == 式中 40——二级种液含糖量（kg/） （五）、生产1000kg 味精需水解糖总量： )(137616136021kg G G G =+=+= （六）、耗用淀粉原料量： 理论上，100kg 淀粉转化生成葡萄糖量为111kg ，故耗用淀粉量为： )(6.1572%)111%5.98%80(G kg G =??÷=淀粉 式中 80%—淀粉原料含纯淀粉量 98.5%—淀粉糖化转化率 （七）、液氨耗用量： 二级种液耗液氨量：2.4V 2=0.96（kg ） 发酵培养基耗液氨量：20V 1=160（kg ） 共耗液氨量：160+0.96=161.0（kg ） （八）、磷酸氢二钾耗量：