味精发酵设计 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
化学化工学院生物与制药工程系生物工艺学课程设计题
目：
4500
年产
吨的味精发酵罐的设计
名：
姓
郝嘉斌
学
号：
业
专
：
生物工程
1301
指导教师：
赵秋勇
20 17 年 1 月 13 日
目录
第一章设计依据、设计原则
概述
设计味精生产全过程可划分为四个工艺阶段：（1）原料的预处理及淀粉水解糖的制备；（2）种子扩大培养及谷氨酸发酵；（3）谷氨酸的提取；（4）谷氨酸制取味精及味精成品加工。
本设计的任务是对一个年产一万吨的味精厂前两个阶段的工艺进行设计，主要是谷氨酸发酵阶段的设计。设计的内容包括：
1）确定生物反应器的类型、材质、反应温度和反应压强；
2）进行物料衡算，确定反应器的公称容积和反应器各部主要尺寸；
3）生物反应器通气和搅拌装置的设计，确定通气量和通气管内径；
4）生物反应器传动形式的设计，能防止染菌和微生物污染；
5）进行热量衡算，由换热器类型和进出料温度进行换热器传热面积的计算；
6）确定搅拌器的类型，由搅拌器转速进行搅拌功率、搅拌轴直径的计算；
7）其它辅助设备的设计与选型；
设计依据
1.《发酵工厂工艺设计概论》北京中国轻工业出版社 2008
2.《谷氨酸工程设计统一技术规定》北京轻工业出版社 1999
3.《化工工厂初步设计内容深度的规定》北京轻工业部颁发 2001
4.《化工厂公用设施设计手册》北京化学工业出版社 2005
5.《采暖通风及空气调节设计手册》北京建筑工业出版社 2006
设计原则
1.查阅大量文献，加大科技含量，采用先进、可靠、合理、经济的工艺。
2.贯彻符合实际、多向思考、反复求证的思想充分利用现有的资源、条件、设施，努力降低成本，达到符合技术经济的设计标准。
3.在符合实际的前提下，积极采用国内新技术、新设备，在节能降耗方面采取有效措施。
4.坚持环境保护“三同时”，采取可靠的治理措施，强化洁净工艺技术，做到达标排放
第二章设计内容
生物反应器的类型、材质、反应温度和反应压强的确定
设计生产规模为年产4500吨纯度99%味精发酵罐。使用机械搅拌发酵罐生产。材质选用碳钢。发酵罐设计在太原地区使用，综合当地气温和谷氨酸发酵温度，确定发酵罐的工作温度在32℃到34℃。谷氨酸发酵为低压发酵，设计压力为，反应压力。
表1 设计条件表
序号项目数值
1名称谷氨酸发酵罐
2用途99%味精的生产
3反应压力（MPa）
4工作温度（℃）32℃到34℃
5公称容积（m3）50
6装量系数
7工作地点太原市（室外）物料衡算及发酵罐的主要设计
工艺技术参数
（1）生产基础数据：
生产规模： 4500吨／年
生产规格：纯度为99％的味精
生产方法：以工业淀粉为原料、双酶法糖化、低温浓缩、等电提取
生产天数： 300天／年
倒罐率： 1%
发酵周期： 40小时
生产周期： 48小时
种子发酵周期： 8小时
种子生产周期： 16小时
原料淀粉含量： 80％
发酵醪初糖浓度: 150 kg/m3
淀粉糖转化率： 95％
糖酸转化率： 50％
谷氨酸提取收率： 80％
味精对谷氨酸精制收率：112％
发酵罐接种量： 2％
发酵罐填充系数： 75％
（2）种子培养基：
种子培养基(g/L)：水解糖：25，糖蜜：20，玉米浆：10，MgS04：，
MnSO4：，FeSO4：，K2HP04：1，
尿素：，消泡剂：，泡敌：
（3）谷氨酸发酵菌株:
谷氨酸发酵菌株:目前工业上应用的谷氨酸产生菌有谷氨酸棒状杆菌、乳糖发酵短杆菌、散枝短杆菌、黄色短杆菌、噬氨短杆菌等。本次选用北京棒杆菌及其诱变株D110等菌株。
（4）发酵培养基：
发酵培养基(g/L)：水解糖：150，糖蜜：3， MgS04：，KCl．，
Na2HP04：，MnSO4：，FeSO4：，
尿素：40，消泡剂：4，泡敌：
物料衡算
表2 主要技术指标
生产规模4500t/a发酵初糖150%生产方法中糖发酵，一次等电点提取发酵罐接种量2%
年生产天数300d/a淀粉糖化转化率95%
产品日产量15t/d糖酸转化率50%产品质量纯度99%麸酸谷氨酸含量90%倒灌率1%谷氨酸提取率80%生产周期48h味精对谷氨酸产率112%
主要原材料质量指标淀粉原料的淀粉含量为80%，含水14%。
淀粉浆量及加水量味精生产过程中，淀粉加水的比例为1：，即1000kg的工业淀粉调浆时的加水量为2500kg，由此制得的淀粉浆量为3500kg.
淀粉浆中干物质（淀粉）的浓度 1000×86%/3500=%
液化用酶的量淀粉液化用酶是α-淀粉酶，其用量为淀粉浆的%，
即α-淀粉酶的用量为：
3500×%=（kg）
一般来说，CaCl2的加入量是淀粉浆量的%，那么CaCl2量
3500×%=（kg）
糖化酶的用量糖化酶的用量是淀粉浆量的%，即糖化酶量：
3500×%=（kg）
制得的24%糖化液的量为：
1000×86%××98%/24%=3898(kg)
24%的糖液的相对密度为，那么糖化液的体积就为：
3898/=3576(l)
加珍珠岩量和滤渣量淀粉需加入珍珠岩进行助滤，加入量为糖化液的%，即：
3898×%=（kg）
而过滤后的滤渣是含水70%的废珍珠岩，滤渣量有：
(1-70%)=(kg)
生产过程进入的蒸汽和洗水量
3898+—3500—（++）—=(kg)
其中淀粉原料每日用量为39000kg，则根据比例可得
表3 糖化过程物料表
以生产1t纯度为100%的味精需要的原辅料及其他物料为例：
(1)发酵液量
V1=1000/（150×50%×80%×99%×112%）=（m F）
其中 150——发酵培养基初糖浓度（kg/m3）
50%——糖酸转化率
80%——谷氨酸提取率
99%——除去倒灌率1%后的发酵成功率
112%——味精对谷氨酸的精制产率
(2)发酵液配制需水解糖量
以纯糖算，G1=V1×150=（kg）
其中 150——发酵培养基初糖浓度（kg/m3）
(3)种液量
V2=2%V1=（m3）
其中 2%——接种量
(4)种子培养液所需水解糖量
G2=25V2=（kg）
其中 25——种液含糖量（kg/m3）
(5)生产1t味精需水解糖总量为：
G=G1+G2=+=（kg）
(6)耗用淀粉原料量
理论上，100kg淀粉可转化生成111kg葡萄糖，则理论上耗用淀粉量为：G淀粉=（80%×95%×111%）=（kg）
其中 80%——淀粉原料含纯淀粉量
95%——淀粉糖化转化率
(7)尿素耗用量
种子培养基耗尿素量为 =（kg）
发酵培养基耗尿素量为 40V1=（kg）
则耗尿素总量为
(8)糖蜜耗用量
种子培养基耗用糖蜜量为 20V2=（kg）发酵培养基耗用糖蜜量为 4V1=（kg）
则耗用的糖蜜总量为（kg）
(9)玉米浆耗量
种子培养基玉米浆耗量为 8V2=（kg）
耗用的玉米浆总量为（kg）
(10)硫酸镁（MgSO4·7H2O）用量
（V1+V2）=（+）=（kg）
(11)硫酸锰耗用量
2（V1+V2）=2×（+）= (g)
(12)硫酸亚铁耗用量
2（V1+V2）=2×（+）=(g)
(13)氯化钾耗用量
V1=×=（kg）
(14)磷酸氢二钾（ K2HP04·7 H2O）耗用量
1V2=1×=（kg）
(15)Na2HP04耗用量
=×=（kg）
(16)泡敌耗用量
（V1+V2）=（+）=（kg）
(17)植物油耗用量
V1=（kg）
(18)谷氨酸量
发酵液谷氨酸含量为：
G1×50%×（1-1%）=×50%×99%=（kg）
实际生产的谷氨酸为：×80%=（kg）
4500t/a味精厂发酵车间的物料衡算表
由上述生产1000kg味精（100%纯度）的物料衡算结果，可以得4500t/a味精厂发酵车间的物料平衡计算。具体计算结果如下表：
表4 物料衡算表
物料名称生产1t味精（100%）
物料量
4500t/a味精（99%）生产
的物料量
每日物料量
发酵液（m3）68318
种子培养液（m3）
发酵水解用糖（kg）
种子培养用糖（kg）
水解糖总量（kg
淀粉原料（kg）
尿素（kg）27375009125糖蜜（kg）273363
玉米浆（kg）10945
硫酸镁（kg）27872
硫酸锰（g）139372
硫酸亚铁（g）139372
氯化钾（g54654
磷酸氢二钾（kg）1368
磷酸氢二钠（kg）13663
泡敌（kg）41813
谷氨酸（kg）4058109
发酵罐的设计
机械搅拌通风发酵罐是一种密封式受压设备，其主要部件包括：罐身、轴封、消泡器、搅拌器、联轴器、中间轴承、挡板、空气分布管、换热装置和人孔以及管路等。 发酵罐公称容积的确定
现每天产99%纯度的味精15吨，谷氨酸生产周期为48h （包括发酵、发酵罐清洗、灭菌进出物料等辅助操作时间）。则每天需发酵液体积为V 发酵。每天产纯度为99%的味精15吨，每吨100%的味精需发酵糖液：
V 发酵=×15×99%=（m 3
）
发酵罐填充系数为ψ=75%，则每天需要发酵罐的总容积为V 0（生产周期为48h ）。
V 0= V 发酵/ψ==（m 3
）
以公称容积为50 m 3
的六弯叶机械搅拌通风发酵罐为基础，则需要发酵罐的个数为N 查表知公称容积为50 m 3的发酵罐的总容积为V 总= ，则有
N= V 发酵τ/（V 总ψ*24）=×48/（××24）=（个）
则需要取公称容积为50 m 3的发酵罐11个；实际产量为： 富裕量：（4900-4500）/4500=%，满足产量要求。
随着科技的发展，现有的发酵罐容量系列有：5，10，20，50，60，75，100，120，150，200，250，500m 3
等等。一般说来单罐容量越大，经济性能越好，但风险也越大，要求技术管理水平也越高，根据生产的规模和实用性，可以先选择公称容积为50m 3
的六弯叶机械搅拌通风发酵罐。
发酵罐各部主要尺寸计算
（1）酵罐罐体的尺寸比例：
D
H
～3 W =（～）D
d=（1/2～1/3）D
8.0 B
B
～1 H---发酵罐筒身高度(m) D----罐内径(m) d----搅拌器直径 S----两搅拌器的间距 B----最下一组搅拌器距罐底的距离 W----挡板宽度
（2）实际体积的计算：
V 全=V 筒+2V 封头= m 3
，忽略封头折边不计，则有：V 全=×H+2πD 3
/24= 其中，设H=2D ， D 3
+ D 3=，可求得D=（m ）
取D=，则H=2D=
查表可知封头高H 封=815（mm ），
则全容积V ＇全= V 筒+2V 封头=×H+2πD 3
/24+××2=（m 3
）
表5发酵罐的主要尺寸
序号 名称 数值 1 公称容积（m 3
） 50
2 公称直径（m ）
3 反应器高度（m ）
4 封头高（m ）
5 罐体总高（m ）
6 筒体体积（m 3）
7 封头体积（m 3）
8 实际体积（m 3）
9 搅拌桨直径（m ）
10 搅拌转数（r/min ） 110 11 电动机功率（kW ） 55
12 搅拌轴直径（m ）
13
冷却方式
列管
发酵罐的通气设计
（1）单罐发酵无菌空气的消耗量
根据生产情况，50m3规模的通气搅拌发酵罐的通气速度为—，计算时按最大值进行计算。
单罐发酵过程的用气量（常压空气）
V=50×75%××60=（m3/h）
单罐年用气量
Va=V×40×150=×40×150=3375000m3
式中：40——发酵周期（h）；150——每年单罐发酵批次。
（2）种子培养等其他无菌空气耗量
二级种子培养是在种子罐中进行的，可根据接种量、通气速率、培养时间进行计算。但是常用的习惯，是把种子培养用气、培养基压送及管路损失等算在一起，一般取这些无菌空气消耗量之和等于发酵过程空气消耗量的25%。
无菌空气的用量为
,
V=25%V=25%×=(m3/h)
,
a
V=25%×Va×12= m3
其中：12——发酵罐个数
（3）发酵车间高峰无菌空气消耗量
Vmax=12×(V, + ,V)=12×+=(m3/h)
（4）发酵车间年用量
Vt=12×(Va +,
a
V)=12×（m3）
（5）发酵车间无菌空气单耗
表6 空气用量计算表
发酵罐容积（m3）单罐空气用量
(m3/h)
种子培养及培
养基压送耗气
量(m3/h)
高峰空气耗量
(m3/h)
年空气用量
(m3)
空气单耗
（m3/t味
精）
1.接管直径的确定：
接管直径的确定，主要是根据流体力学方程式计算。 每个发酵罐的实际装液量为，设2h 之内排空，则物料的体积
)/(1075.52
36004
.4133s m Q -⨯=⨯=
。
设发酵醪的流速为ν=1m/s ，，则输料管截面积为F 物。则：
)m 1075.51
1075.523
-3-（物⨯=⨯==V Q F ，
管径d 为：）
（物
m 086.0785
.0==
F d ， 则可取无缝钢管102mm ×4mm ，管内径为94mm ，满足要求。
若按通风管计算，压缩空气在下，支管的气速为20~25m/s 。通风比为~，为常温下20℃、下的情况，折算到30℃、的状态，通风量取最大值Q=×= （m 3
/min ）=（m 3
/s ）。
利用气态方程式计算工作状态下的风量Q f ： 气速为ν=25m/s ，则风管截面积为F f 为：
则通气管径d 气为：）（气m 04.0785
.000128
.0d ==
。
因通风管也是输料管，故取两者最大值，即可取102mm ×4mm 的无缝钢管。
输料管道的截面积为：F=×=（m 2
），液体物料的流量为Q=s ，流速为ν=1m/s ，则该管道在相同的流速相同的时间内，流过的料液量Qo=×1=（m 3
/s ），它们两者的比为P=Q/Qo==，排料时间t=×2=＜2h ，符合要求。
2.接管长度h 设计：
各接管的长度h 根据管径大小和有无保温层，进行选择。该发酵罐的输料管可选择不带保温层的，则接管长度可取h=150mm 。
表7 接管表
.接管 规格 无缝钢管
102mm ×4mm
50
3306
通风管102mm×4mm 计算工作状态下风量Qf（ m3/s）
气速（m/s）25风管截面积Ff（ m2）
通气管径d（m）
2.4生物反应器传动形式的设计
表8 传动形式表
传动形式主要优点主要缺点
带传动中心距变化范围大，可用于较远距离
的传动，传动平稳，噪音小，能缓冲
吸振，有过载保护作用，结构简单，
成本低，安装要求不高
有滑动，传动比不能保持恒定，外廓尺寸
大，带的寿命较短（通常为3500h～
5000h），由于带的摩擦起电不宜用于易
燃、易爆的地方，轴和轴承上作用力大
链传动中心距变化范围大，可用于较远距离
的传动，在高温、油、酸等恶劣条件
下能可靠工作，轴和轴承上的作用力
小
虽然平均速比恒定，但运转时瞬时速度不
均匀，有冲击、振动和噪音，寿命较低
（一般为5000h～15000h）
传动外廓尺寸小，效率高，传动比恒定，
圆周速度及功率范围广，应用最广
制造和安装精度要求较高，不能缓冲，无
过载保护作用，有噪音
蜗杆传动结构紧凑，外廓尺寸小，传动比大，
传动比恒定，传动平稳，无噪音，可
做成自锁机构
效率低，传递功率不宜过大，中高速需用
价贵的青铜，制造精度要求高，刀具费用
高
表9几种机械传动的基本特性
基本特性V形带传动链传动圆柱齿轮传动蜗杆传动
h 闭式-～～
自锁
非自锁～开式～～～自锁
非自锁～
速度
v/(m/s) ≤25～30 ≤20(40) ≤15～25(斜齿)(200) vs ≤15 (vs ≤35) 转速/(r/min)
<10000 <5000 <10000 <30000 功率
使用范围 ≤1000 ≤4000 ≤50000 ≤750 常用范围 ≤75 ≤100 ≤3000 ≤50 单级(传动比)imin
使用值
≤15
齿形链15滚子链10 ≤10
≤100
常用值 2～4 ≤5～8 3～5 闭式10～40开式15～60 噪音 小 大 大 较小 寿命 短 中等 长 短 抗冲击能力 良 差 差 中等 外廓尺寸 大 大 小 小 相对价格100%
100
140
165
125
综合比较，选用蜗杆传动最优。
热量衡算 冷却面积的计算
为了保证发酵在最旺盛、微生物消耗基质最多以及环境气温最高是也能冷却下来，必须按发酵生成热量高峰、一年中最热的半个月的气温下，冷却水可能达到的最高温度的恶劣条件下，设计冷却面积。
计算冷却面积使用牛顿传热定律公式，即m
t K Q F ∆=
总
发酵过程的热量计算有许多方法，但在工程计算时更可靠的方法仍然是实际测得的每1 m 3
发酵液在每一小时传给冷却器的最大热量，对谷氨酸发酵，每1 m 3
发酵液、每1h 传给冷却器的最大热量约为×4500kJ/（m 3
·h ）。
采用竖式列管换热器，取经验值K=×500kJ/（m 3
·h ·℃），平均温度差Δt m ：
32 ℃ → 32 ℃ Δt 1=32-20=12 ℃ 20 ℃ → 29 ℃
Δt 2=32-29=3 ℃
5.63
12ln 3
12t m =-=
∆℃ 对公称容积为50 m 3
的发酵罐，每天装罐，6 则每罐实际装液量为：6=（m 3
） 换热面积m
t K Q F ∆=
总=
5
.650018.49545
.37600018.4⨯⨯⨯⨯=（m 2)
淀粉液化工序的热量衡算
液化加热蒸汽量 淀粉液化时加热需要消耗的蒸汽量（W 蒸汽1）可按下式计算： W 蒸汽1=Gc(t 2-t 1)/(I-λ)
式中，G —淀粉浆的重量（kg/h ）；c —淀粉浆的比热容﹝kJ/(kg ·K)﹞；t 1—淀粉浆的初始温度（℃）；t 2—液化温度（℃），I —加热蒸汽的热焓，2738 kJ/kg （,表压）；λ—加热蒸汽凝结水的热焓，363K 时377 kJ/kg 。
淀粉浆量G 根据物料衡算可知，日投工业淀粉量为39t ，24h 连续液化，即每小时的处理量为39/24=（t/h ）。液化调浆时淀粉与水的比例关系为1:，淀粉浆量就为1625×=（kg/h ）
淀粉浆中淀粉的浓度为：1625×86%/×100%=% 淀粉浆的比热容c 可按下式计算： 53.3100
6.2410018.41006.2455.11001001000=-⨯+⨯=-*+*
=x c x c c 水﹝kJ/(kg ·K)﹞ 式中，0c —淀粉的比热容﹝kJ/(kg ·K)﹞；
x —淀粉浆中淀粉的含量（浓度）； c 水—水的比热容﹝kJ/(kg ·K)﹞。 蒸汽用量W 蒸汽1：
W 蒸汽1=
)/(31.594377
2738)
2090(53.35.5678h kg =--⨯⨯
灭酶用的蒸汽量W 蒸汽2 灭酶时需将液化液由90℃加热至100℃，100℃时蒸汽的λ为419（kJ/kg ）,那么灭酶用的蒸汽量W 蒸汽2：
W 蒸汽2=
)/(4.86419
2738)
90100(53.35.5678h kg =--⨯⨯
灭酶过程一般要求在20min 内使液化液由90℃加热至100℃，则蒸汽的高峰用量为： ×60/20=(kg/h)
因此，液化过程的平均用蒸汽量为+=(kg/h)，每日蒸汽平均用量为d,而高峰时用汽量为+=1674(kg/h)。
液化液的冷却水用量液化、灭菌过程完成后，需将物料内100℃降温至65℃，假设冷却水的进口温度是20℃，出水温度是℃，那么需要的冷却水用量即为： W=
)/(9.479018
.4)207.58()
65100(53.3)31.5945.5678(h kg =⨯--⨯⨯+
每天的用水量为×24=115（t/d ）。
液化液糖化过程的热量衡算
年产4500吨味精工厂，按前面计算，日产24%糖液，按相对密度计算，其体积为÷=(m 2
)。糖化操作周期为30h ，选用50m 3
的糖化罐，装填系数75%，则需要糖化罐数量为：
48.224
30
7577.148=⨯ 取整数，需3只罐。 按生产上的流程使用板式换热器，使糖化液（经灭菌后）由85℃降至60℃，用二次水冷却，冷却水的进口温度20℃，出口温度为45℃，其平均用水量为： 式中的为糖化液量（液化液+蒸汽冷凝水=+）。
生产上一般要求在2h 内把75m 3
的糖液冷却至40℃，其高峰用水量为： 由于每天同时运转的糖化罐有×25/30=(罐)；每天冷却水的用量为：
2××=（t ）
连续灭菌和发酵工序的热量衡算
1.培养液连续灭菌用蒸汽量 发酵过程所用的发酵罐为503m ，装料系数为，那么每只罐产100%MSG 的量应为：
由前面的技术指标物料衡算知道，每日生产100%MSG 为15t ，周期为48h ，则生产需要的发酵罐为：
17.524
488.515=⨯台，取整数位6台。 每日投放罐次为15÷= 台，日运转×(40÷48)=台。每罐初始体积为373m ，糖浓度是100ml ，灭菌前培养基的含糖量为19%，起数量应为：
)(94.31%
19%
4.1637t =⨯
灭菌过程中用蒸汽，其I=2743kj/kg 分两步加温，先用板式换热器将物料由20℃预热到75℃，再加热到120℃，而冷却水的温度由20℃升至45℃。设每罐的灭菌时间为3h ，需要输料流量为
)/(65.10394.31h t =÷，灭菌所用的蒸汽量为：
W 蒸汽3=
)/(17318
.4)1202743(07
.1)75120(7.310650h kg =⨯-⨯-⨯⨯
其中 ——糖液的比热容[KJ/(kg*K)]
这样，每天的灭菌蒸汽用量就是)/(6.133173d t =⨯⨯，其中高峰用量是173（kg/h ）,平均用量是1600/24=（kg/h ）。
2.培养液冷却水用量 由培养液板式换热器灭菌流程可知，120℃的热料先通过与生料进行热交换，降温至80℃后，再用冷却水冷却至35℃，在此过程中冷却水由20℃升温至45℃，所以冷却水用量为： W 冷却)/(2.18)/(1820718
.4)2045()
3580(97.310650h t h kg ==⨯--⨯⨯=
全天冷却水用量为：)/(8.163332.18d t =⨯⨯
3.发酵罐空罐灭菌的蒸汽用量 由于发酵罐的体积是503m ，假设发酵罐体是由不锈钢1Cr18Ni9制造而成，此时罐体的重量为,冷却排管重有3t ，不锈钢1Cr18Ni9的比热容是[KJ/(kg*K)]，用蒸汽灭菌，使发酵罐在下，由20℃升温至127℃，蒸汽的用量为：
年产3万吨谷氨酸发酵罐的设计 目录 前言 第一章年产3万吨谷氨酸的发酵罐 2.1 生产规模及计算 2.2通用发酵罐的系列尺寸 2.3发酵罐主要设计条件 2.4 发酵罐的型式 2.5发酵罐的用途 2.6冷却水及冷却装置 2.7设计压力罐内0.4MPa；夹套0.25 MPa 第二章谷氨酸生产工艺流程 3.1谷氨酸发酵工艺技术参数 3.2谷氨酸生产原料及处理 3.3谷氨酸生产工艺流程图 第三章工艺计算 4.1主要工艺技术参数 4.2总物料衡算 第四章发酵罐选型及工艺计算 5.1 发酵罐空罐灭菌蒸汽用量计算 5.1.1发酵罐体加热用蒸汽量 5.1.2 填充发酵罐空间所需蒸汽量 5.1.3 灭菌过程的热损失 5.1.4 灌壁附着洗涤水升温所需蒸汽量 5.2发酵罐的设计与选型 5.2.1发酵罐的选型 5.2.2生产能力，数量和容积的确定 5.2.3主要尺寸的计算 5.2.4冷却面积的确定 5.2.5 搅拌器的设计 5.2.6搅拌器功率的确定 5.2.7设备结构的工艺设计 5.2.8竖直蛇管冷却装置设计 5.2.9设备材料的选择 5.2.10发酵罐厚壁计算 5.2.11接管设计 第六章发酵罐设计图
第一章前言 谷氨酸是一种氨基酸, 其用途非常广泛,可用于食品、医学、化妆品等。谷氨酸生产，始于1910年日本的味之素公司用水解法生产谷氨酸。1956年日本协和发酵公司分离得到谷氨酸棒杆菌，使发酵法生产谷氨酸成为可能，由于发酵法生产氨基酸具有生产能力大、成本低、设备利用率高等特点，使氨基酸工业得到突飞猛进的发展[1]。我国1958年开始研究，1965年在上海天厨味精厂投产。目前我国谷氨酸的年产量已达170万吨，产销量占世界第一位[2]。经过几十年的发展，在该行业诸多工程人员的努力研究下，使我国谷氨酸生产四大收率指标（糖化收率、发酵糖酸转化率和产酸率、提取收率、精制收率）均达到历史最好水平。其质量已达国际领先水平。但是，在谷氨酸生产中仍然存在原料利用率低，生产成本高，自动化控制水平低，环境污染日趋严重等问题。因此，目前对谷氨酸行业的研究方向主要集中在提高自动化生产程度，改进生产工艺，处理三废，解决环境污染等方面。 第二章年产3万吨谷氨酸的发酵罐 2.1生产规模及计算 2.1.1生产规模：年产3万吨谷氨酸 2.1.2生产规格：纯谷氨酸 2.1.3生产制度：全年生产日320天；2~3班作业，连续生产。 2.1.4生产能力 日产量：30000t÷320d=93.75t／d 发酵周期：48h(包括发酵罐清洗、灭菌、进出物料等辅助操作时间) 发酵罐个数： 需要200 m3发酵罐25个 2.2 通用发酵罐的系列尺寸 表--通用发酵罐的系列尺寸
味精厂发酵车间设计 题目：年产1万吨味精工厂发酵车间设计 学院：食品科技与工程学院 专业：09物工程 年级：xxxx级 姓名：xxx 指导教师：xxx 时间：2010年12月25号
前言 课程设计是普通高校本科教育中非常重要的一个环节，同时也是理论知识与实际应用相结合的重要环节。本设计为年产1万吨味精厂的生产车间设计，通过双酶法谷氨酸中糖发酵以及一次等电点提取工艺生产谷氨酸钠。 谷氨酸单钠（monosodium glutamate）,呈强烈鲜味，商品名为味精。因味精具有肉类鲜味，现已成为人们普遍采用的鲜味剂，其消费量在国内外均呈上升趋势。随着人们对味精的认识不断深入提高，对它的营养价值、安全性及如何正确使用都有了普遍的了解。味精具有很强的鲜味（值为0.03%），现已成为人们普遍采用的鲜味剂，其消费量在国内外均呈上升趋势。1987年3月，联合国粮农组织和世界卫生组织食品添加剂专家联合委员会第十九次会议，宣布取消对味精的食用限量，再次确认为一种安全可靠的食品添加剂。 味精是一种强碱弱酸盐，它在水溶液中可以完全电离变成谷氨酸离子（GA︱+︱）和钠离子。味精进入胃后，受胃酸作用生成谷氨酸。谷氨酸被人体吸收后，参与体内许多代谢反应，并于其他许多氨基酸一起共同构成人体组织的蛋白质。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。因为味精里含有大量的谷氨酸，是人体所需要的一种氨基酸，96％能被人体吸收，形成人体组织中的蛋白质。它还能与血氨结合，形成对机体无害的谷氨酰胺，解除组织代谢过程中所产生的氨的毒性作用。因此，谷氨酸能用来预防和治疗肝昏迷。由于谷氨酸参与脑组织的蛋白质代谢和糖代谢，故而能促进中枢神经系统的正常活动，对治疗脑震荡和脑神经损伤有一定疗效。 从总体上说，味精行业的发展前景是比较广阔的，我国是世界上人口最多的国家，而我国的味精出口不足年产量的1%，绝大部分味精都在国内市场上消化了，随着人民生活水平的提高，人们对味精的需求会越来越大，况且国内外市场上对味精的消费不仅仅限于调味，而是广泛的作为一种原材料或香料表面活性剂应用于医药和化妆品生产行业。由此可见，味精的消费市场开拓是很有前景的。 本文对味精发酵生产工艺及主要设备作简要介绍，以期有助于了解通气发酵工艺和主要设备的有关知识。 设计内容为，了解味精生产中的原料预处理、发酵、提取部分的生产方法和生产流程，根据实际情况来选择发酵工段合适的生产流程，并对流程中的原料进行物料衡算、热量衡算及设备的选择。最后，画出发酵工段的工艺流程图和平面布置图。 整个设计内容大体分成三部分，第一部分主要是味精生产的工艺和设备选择；第二部分包括发酵罐、种子罐及空气分过滤器的设计与选型；第三部分是工艺流程和平面布置图。 在本次设计过程中，自始至终得到王能强老师的悉心指导和同学的热心帮助，在此表示衷心感谢！ 虽然作者在编写和修改过程中已做了很大努力，但由于水平有限以及经验不
《发酵(制药)工厂设计》课程设计 说明书 设计题目年产10.2万吨99%味精工厂发酵 工段（种子罐+发酵罐）工艺设计 姓名 学号 院 (系) 专业 指导教师 2015 年 1 月 9 日
年产10.2万吨99%味精工厂发酵工段工艺设计 摘要:设计一个味精工厂，以工业淀粉（纯度80％）为原料，采用双酶法进行糖化生产，谷氨酸纯度为99％。本设计从全工艺流程，物料、能量衡算、设备选型、工艺布置、车间设计、主要设备工艺设计几个方面对发酵车间进行设计。 关键词:味精；谷氨酸；发酵；设计 The Fermentation Process Design Of The MSG Factory for the Annual Capacity of 60,000 Tons/Year Abstract:The design is to establish a monosodium glutamate factory. Its raw material is starch that the purity is 80%; the technique method is double-enzyme saccarfication production; the purity of glutamates is 99%. The whole design includes plant technological process, metrical and energy balance, equipment selection, technological layout, workshop design and the main equipment technological process, which are to design an efficient fermentation workshop. Key words:glumatic acid; monosodium glutamate; fermentation; Process design 目录
目录 1前言 (2) 1.1发展简介 (2) 1.2味精的性质 (2) 1.3味精的用途 (3) 2设计任务书 (3) 2.1生产的方法 (3) 2.2指标与数据 (3) 2.3 设计任务 (4) 2.4设计要求 (4) 3厂址选择方案 (4) 3.1总平面设计思路 (5) 4总平面图 (5) 5生产工艺流程 (6) 5.1淀粉的糖化 (7) 5.2种子的扩大培养及谷氨酸的发酵 (7) 5.3 谷氨酸的提取 (8) 5.4精制 (8) 6. 物料衡算及其设备选型 (8) 6.1物料数据 (8) 6.2热量衡算 (11) 6.3水平衡 (12) 6.4设备设计与选型 (13) 7参考文献 (21)
1前言 味精，学名谷氨酸钠。调味料的一种，主要成分为谷氨酸钠，主要作用是增加食品的鲜味，在中国菜里用的最多，也可用于汤和调味汁。味精是指以粮食为原料经发酵提纯的谷氨酸钠结晶。本设计是生产纯度为99％味精设计，以工业淀粉为原料、双酶法糖化、流加糖发酵，低温浓缩、等电提取等方法生产。本设计对全厂进行了物料衡算、热量平衡计算、水平衡计算、耗冷量计算、无菌压缩空气消耗量计算。对味精发酵车间进行工艺流程的设计和发酵罐的设计与选型计算。 其发展大致有三个阶段： 第一阶段：1866年德国人里德豪森博士从面筋中分离到氨基酸，他们称谷氨酸，根据原料定名为麸酸或谷氨酸(因为面筋是从小麦里提取出来的)。1908年,池田菊苗试验，从海带中分离到L—谷氨酸结晶体，这个结晶体和从蛋白质水解得到的L—谷氨酸是同样的物质，而且都是有鲜味的。 第二阶段：以面筋或大豆粕为原料通过用酸水解的方法生产味精，在1965年以前是用这种方法生产的。这个方法消耗大，成本高，劳动强度大，对设备要求高，需耐酸设备。 第三阶段：随着科学的进步以及生物技术的发展，使味精生产发生了革命性的变化。自1965年以后我国味精厂都采用以粮食为原料(大米、甘薯淀粉)、提取、精制而得到符合国家标准的谷氨酸钠，为市场上增加了一种安全又富有营养的调味品用了它以后使菜肴更加鲜美可口 1.1味精的性质 （1）性质 主要成分为谷氨酸钠。要注意的是如果在100°C以上的高温中使用味精，鲜味剂谷氨酸钠会转变为焦谷氨酸钠，焦谷氨酸钠虽然对人体无害，但是焦谷氨酸钠没有鲜味，会使味精鲜味丧失。还有如果在碱性环境中，味精会起化学反应产生一种叫谷氨酸二钠的物质。所以要适当地使用和存放[3]。谷氨酸钠是一种氨基酸谷氨酸的钠盐。是一种无嗅无色的晶体，在232°C时解体熔化。谷氨酸钠的水溶性很好，溶解度为74克谷氨酸钠。化学式为C5H8O4NNa·H2O摩尔质量187.13g mol-1 （2）多食味精的危害 味精的主要成分为谷氨酸钠，味精除了是调味的好助手外，它在消化过程中能分解出谷氨酸，后者在脑组织中经酶催化，可转变成一种抑制性神经递质。当味精摄入过多时，这种抑制性神经递质就会使人体中各种神经功能处于抑制状态，从而出现眩晕、头痛、嗜睡、肌肉痉挛等一系列症状；有人还会出现焦躁、心慌意乱；部分体质较敏感的人甚至会觉得骨头酸痛、肌肉无力。另外，过多的抑制性神经递质还会抑制人体的下丘脑分泌促甲状腺释放激素，妨碍骨骼发育，对儿童的影响尤为显著。 当食用味精过多，超过机体的代谢能力时，还会导致血液中谷氨酸含量增高，限制人体对钙、镁、铜等必需矿物质的利用。尤其是谷氨酸可以与血液中的锌结合，生成不能被利用的谷氨酸锌被排出体外，导致人体缺锌。锌是婴幼儿身体和智力发育的重要营养素。因此，婴幼儿和正在哺乳期的母亲应禁食或少食味精。另外，日本研究人员认为，长期过量食用味精可能导致视网膜变薄、视力下降，甚至失明。大量谷氨酸令心脏操作减缓，令心脏收缩幅度增加，令冠状脉管受压缩。很大量的谷氨酸会令心脏停止活动。 1.2味精的用途
生物工程与设备课程设计说明书 题目：年产6万吨味精厂谷氨酸生产机械搅 拌通风发酵罐设计 作者姓名 专业班级 指导教师
计 前言 谷氨酸发酵是通气发酵，该生产工艺和设备具有很强的典型型，本设计对味精发酵生产工艺及主要设备作简要介绍，以期有助于了解通气搅拌发酵工艺和主要设备的有关知识。 搅拌通风发酵罐： 1.发酵罐的径高比例适当 2.发酵罐能够承受一定的压力 3.合理有效的搅拌通风装置 4.快捷有效的冷却装置 5.罐体内表面高度抛光 6.搅拌轴轴封应严密，严防泄漏，以免造成染菌损失。 一．设计内容 1、物料衡算 2、发酵罐个数的确定 3、发酵罐结构设计 二．设计参数 1、糖酸转化率61% 2、发酵产酸水平11% 3、发酵周期32小时 4、发酵罐充满系数为0.7 5、味精分子式187.13（C5H8NO4Na ）.H2O 6、谷氨酸分子式147.13(C5H9NO4) 7、谷氨酸密度取1.553g/cm3 8、残还原糖0.8%，干菌体1.7% 9、谷氨酸提取率97.5%。 10、谷氨酸生产味精精制率为125% 11、空罐灭菌压力0.25MPa 12、年工作日安330天计算 13、取 1 L P V =（kw ） 三．工艺计算 1、日产味精量 60000181.82(/) 330 G T d = = 2、日产发酵液量 181.821356.233(/) 1.2597.5%11%G T d = =?? 3.发酵液密度
3 3 1 2511086586516.770.8952.5/1.5 1.553 1.050/m T T m ρ ρ=+ + =++== 4、日需发酵液体积 3 050 .1233.135664.1291m V == 5、取发酵罐公称容积2003m ,充满系数取0.7，有效体积1403m 6、需发酵罐个数 个3.1224 1403264.1291== ??N 故取13个发酵罐 发酵罐工艺设计 四．发酵罐尺寸设计 1、罐体尺寸计算 取罐高径比为2，用标准椭圆封头，已知罐公称容积为2003m 2 3 3 1()200 4 6 1(2)2004 6 200 4.9() 0.785 2.16667 V D H D D D m ππ= + =+== =? 2 3 525105015(100.055)213() 6 D m m m m m π==?=++ ?=0取发酵罐直径发酵罐高H 封头直角边取发酵罐公称容积V= 4 发酵罐总高度H=10+2(0.05+5/4)=12.6（m ） 封头体积： 2 2 3 15()0.7855(0.05)17.34() 4 6 6 D V D h m π = + =?+ = 发酵罐全容积： V=213+17.34=230.34(m3) 2、需发酵罐个数 发酵罐公称容积2003m ，发酵全容积2133m ，取充满系数取0.7，有效体积即149.13m 发酵罐个数：
第七组——年产35000吨味精厂发酵车间布置设计小组作业：年产35000吨味精厂发酵罐设计。 设计基础数据（供参考）：生产天数330天，糖化收率98.5%，糖酸转化率60%，产酸率120 g/L，提取率93%，精制收率97%。 设计发酵罐容积、数量、主要尺寸，冷却面积等，并画出发酵罐草图。 一、味精生产全过程可划分为四个工艺阶段： (1)原料的预处理及淀粉水解糖的制备； (2)种子扩大培养及谷氨酸发酵； (3)谷氨酸的提取； (4)谷氨酸制取味精及味精成品加工。 二、发酵罐的设计与选型： （1）发酵罐的选型：我国谷氨酸发酵中占统治地位的发酵罐仍是机械涡轮搅拌通风发酵罐，即大家常说的通用罐。选用这种发酵罐的原因主要是：历史悠久，资料齐全，在比拟放大方面积累了较丰富的成功经验，成功率高。
（2）生产能力的计算： ①已知:生产天数330天，糖化收率98.5%，糖酸转化率60%，产酸率120g/L （120kg/m3），提取率93%，精制收率97%。 ②查资料得知谷氨酸生成味精产率：127.2%。 ③生产1吨即1000kg纯度为100%的味精所需发酵液量为： 1000÷(120×93%×127.2%×97%)=7.26m3； ④每天需要生产的味精量：35000÷330≈106t/d； ⑤则每天需要的发酵液量：106×7.26=769.56≈770m3。 （3）发酵罐容积的确定：此处选择公称容积200m3发酵罐，查表总容积230m3。 （4）发酵罐的个数确定： ①取填充系数ζ为70%，操作周期48h； ②需发酵罐个数：n=［770/(200×70%)］×48/24=11台，即需要11台发酵罐；也可以多加一台备用，预防发生意外导致的减产。 （5）主要尺寸的计算： ①取H=2D，并设总容积为V?，圆筒的容积为V?，封头的容积V?（分上、下两个）； ②则V?=V?+2V?=3.14D2H/4+2×3.14D3/24=230m3,H=2D 解的发酵罐的直径为D=5m，则高为H=10m； ③根据课本附表15，由于没有公称直径5000mm的数据，所以选用相似值4000mm 的数据，可知封头高H封=H?+h=1000+50=1050(mm)，H?为曲面高度，h为直边高度。 验算发酵罐的全容积： V?'=V?+2V?=πD2H/4+2×πD3/24+2×hπD2/4=（3.14×52×10）÷4 +2×（3.14×53）÷24+2×（0.05×3.14×52）÷4 =196.25+32.70+1.96=230.91（m3）；
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 Annual Production Capacity of 100,000 Tons of Monosodium Glutamate Fermentation Plant Design Workshop 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 Nanyang Institute of Technology
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 Annual Production Capacity of 100,000 Tons of Monosodium Glutamate Fermentation Plant Design Workshop Biological Engineering Major LI Ting Abstract：This design is the subject of an annual output of 100,000 tons of monosodium glutamate fermentation plant design workshop, in a familiar and monosodium glutamate production based on comparative advantages and disadvantages of different processes to determine the production tasks to meet the advanced and reasonable process. According to the process used in the process of utilization of raw materials to meet production requirements to determine the amount of raw materials, and then used to determine the type of equipment, structure, size, at the same time to carry out the necessary balance of water and steam balance, at the same time to determine medium sterilization processes, the necessary equipment and then proceed to the selection and calculation of the final fermentation workshop equipment layout, and production process flow diagram and equipment layout. Key words：Monosodium glutamate material balance fermentation workshop design equipment selection
年产1.5万吨味精工厂发酵车间设计 说明书（doc 31页） 咅部门：XXX 时间：XXX 整理范文，仅供参考，可下载自行编辑
年产 1.5 万吨味精工厂发酵车间设计说明书 引言 味精是人们熟悉的鲜味剂，是L —谷氨酸单钠盐(Mono sodium glutamate)的一水化合物(HOOC-CH 2CH(NH 2)-COONa • H2O)，具有旋光性，有D —型和L —型两种光学异构体。味精具有很强的鲜味(阈值为0. O3%) ，现已成为人们普遍采用的鲜味剂，其消费量在国内外均呈上升趋势。1987 年3 月，联合国粮农组织和世界卫生组织食品添加剂专家联合委员会第十九次会议，宣布取消对味精的食用限量，再次确认为一种安全可靠的食品添加剂[1]。早期味精是由酸法水解蛋白质进行制造的，自从1956 年日本协和发酵公司用发酵法生产以后，发酵法生产迅速发展，目前世界各国均以此法进行生产。 谷氨酸发酵是通气发酵，也是我国目前通气发酵产业中，生产厂家最多、产品产量最大的产业[2]。该生产工艺和设备具有很强的典型性，本文对味精发酵生产工艺及主要设备作简要介绍，以期有助于了解通气发酵工艺和主要设备的有关知识。 设计内容为，了解味精生产中的原料预处理、发酵、提取部分的生产方法和生产流程，根据实际情况来选择发酵工段合适的生产流程，并对流程中的原料进行物料衡算、热量衡算及设备的选择。最后，画出发酵工段的工艺流程图和平面布置图。 整个设计内容大体分成三部分，第一部分主要是味精生产的工艺和设备选择；第二部分包括发酵罐、种子罐及空气分过滤器的设计与选型；第三部分是工艺流程和平面布置图。 由于我的水平有限，加之对先进设计的了解甚少，设计中有好多不足的地方敬请各位老师和同学批评指正。 1 味精生产工艺 1.1味精生产工艺概述 味精生产全过程可划分为四个工艺阶段:(1) 原料的预处理及淀粉水解糖的制备;(2) 种子扩大培养及谷氨酸发酵;(3) 谷氨酸的提取;(4) 谷氨酸制取味精及味精成品加工。
生物工程与设备课程设计说明书 年产6万吨味精厂谷氨酸生产机械搅拌通风发酵罐设计 专业班级：生物工程 作者学号：201106011158 作者姓名：张晓勇 指导老师：王君高王兰芝 设计日期:2013年6月18日至2013年6月21日
山东轻工业学院 课程设计任务书 食品与生物工程学院11 级生物工程专业学生张晓勇题目：年产6万吨味精厂谷氨酸生产机械搅拌通风发酵罐设计 一、主要内容： 1、物料恒算，计算发酵罐总容积； 2、求发酵罐个数，取单罐公称容积200m3； 3、公称容积200m3发酵罐设计（罐体尺寸、壁厚、搅拌器类型选择及尺寸设计、搅拌功率计算、搅拌轴直径计算、冷却面积计算与设计） 二、基本要求 1、编写计算设计说明书（有前言、设计参数、物料恒算、发酵罐工艺设计， 设计体会） 2、用CAD绘出发酵罐结构图。 三、设计参数 1、糖酸转化率61% 2、发酵产酸水平11% 3、发酵周期32小时 4、发酵罐充满系数为0.7 5、味精分子式187.13（C5H8NO4Na）.H2O 6、谷氨酸分子式147.13(C5H9NO4) 7、谷氨酸密度取1.553g/cm3 8、残还原糖0.8%，干菌体1.7% 9、谷氨酸提取率97.5%。 10、谷氨酸生产味精精制率为125% 11、空罐灭菌压力0.25MPa 12、年工作日安330天计算 四、主要参考资料 〔1〕郑裕国《生物工程设备》化学工业出版社2007 〔2〕高孔荣《发酵设备》轻工业出版社1991.10 〔3〕梁世中《生物工程设备》轻工业出版社2002.2 〔4〕化工设备设计全书编辑委员会编《搅拌设备设计》上海科学技术出版社1985 〔5〕吴思方《发酵工厂工艺设计概论》中国轻工业出版社2007 （6）化工工艺设计手册 （7）于令信《味精工业手册》 （8）张克旭《氨基酸发酵工艺学》轻工业出版社 完成期限：自2013年6月18 日至2012 年 6 月21日 指导教师：王君高王兰芝教研室主任：
年产1.5万吨味精工厂发酵车间设计说明书 味精工厂发酵车间设计说明书 一、引言 本设计说明书为一家年产1.5万吨味精的工厂发酵车间设计而 编写，旨在确保车间的安全、高效和规范化运行。本设计说明书包括车间布局、设备选择、生产工艺流程和卫生保健要求等方面的详细说明。 二、车间布局 1. 车间整体布局应满足物料流程的合理性和工作人员的舒适性。 2. 车间内应设有生产区、检测区、原料存放区、成品存放区、设备维修区和办公区等功能分区。 3. 生产区应设有发酵罐、搅拌机、冷却器、控制室等工艺设备。 4. 检测区应设有实验台、试验仪器和相关检测设备。 5. 原料存放区和成品存放区应设有适当的货架和仓储设备。 6. 设备维修区应设有专门的维修工具和设备。 7. 办公区应设有办公桌、文件柜和会议室等设施。 三、设备选择 1. 发酵罐：选择符合国家标准的不锈钢罐，具有合理的容量和搅拌功能。 2. 搅拌机：选择能够均匀搅拌发酵液的搅拌机，并配备适当的控制设备。 3. 冷却器：选择高效冷却器，确保发酵液的温度能够快速降低到适宜的范围。 4. 控制室：选择具有稳定性和可靠性的自动控制系统，可监控
和调整发酵过程中的温度、pH值和氧气含量等参数。 5. 实验台和试验仪器：选择符合实验要求的台面和仪器，包括pH计、电导仪和溶氧仪等。 6. 货架和仓储设备：选择能够储存原料和成品的货架和仓储设备，确保物料的安全和整齐。 7. 维修工具和设备：选择适合车间设备维修和保养的工具和设备。 8. 办公设施：选择符合办公需求的办公桌、文件柜、会议室设施等。 四、生产工艺流程 1. 原料准备：将符合质量要求的原料按照配方进行准确称量和混合。 2. 液态发酵：将混合好的原料加入发酵罐中，控制温度、pH 值和氧气含量等参数进行液态发酵。 3. 分离纯化：将发酵液进行分离、纯化和浓缩，获得高纯度的味精产品。 4. 成品包装：按照规格和包装要求进行产品包装，确保产品质量和外观。 5. 产品存储：将包装好的成品存放在成品存放区，进行分类储存和标记。 6. 清洁消毒：定期对车间进行清洁和消毒，保证车间环境卫生。 五、卫生保健要求 1. 车间内应保持干净整洁，定期进行清洁和消毒。 2. 工作人员应按照要求穿戴工作服、帽子和手套等防护设备，保持个人卫生。
味精发酵生产工艺及其主要设备 摘要：随着人们生活水平的不断提高，人们对食品的需求也越来越大，特别是味精在食品中的利用更为关键。只有保证味精的生产技术水平，才能保证味精的整体质量。保持良好的市场份额，确保味精企业获得良好的效益。谷氨酸钠，也称为谷氨酸钠，化学上称为谷氨酸钠。味精作为生活必需品，随着一些误解的传播，味精市场的发展受到了影响。为了更有效地解释味精的现状，我们必须对味精有很好的了解。 关键词：味精；谷氨酸钠；自动化； 味精是人们日常生活的必需品，在人们的饮食中起着重要作用。味精需要充分发酵才能生产味精。市场上的味精质量参差不齐。味精生产工艺复杂，对工艺参数要求严格。随着市场竞争的加剧，我国味精生产规模不断扩大。 一、味精生产工艺的概述 整个单钠谷氨酸生产过程可分为四个阶段:(1)原料预处理和淀粉水解制糖；（2）扩大种子培养和谷氨酸发酵；(3)谷氨酸的提取；(良好的谷氨酸制备谷氨酸单钠和谷氨酸单钠加工成品。作为这四个工艺步骤的一部分，冰淇淋制造商设立了一个车辆间糖化和发酵车间、一个采矿车间和一个精炼车间，作为主要生产车间。此外，为了确保生产过程中对蒸汽的需求，还设立了一个能源车间，通过锅炉燃烧产生蒸汽，并通过管道输送到各种生产需求点。为了保护张泉工厂的生产用水，应该建立供水站。所提供的水由一个消毒和过滤系统处理，并通过供水管道交付给生产需求的各个部分。 二、味精生产工艺的流程 1.液化和糖化。传统味精生产主要以大米为原料，但随着市场的发展，大米原料价格不断上涨，味精成本不断上升。大多数味精工厂使用淀粉作为原料。淀粉利用复杂，工艺要求高。一般先液化后与β-淀粉酶混合糖化。淀粉糊经α-
味精生产工艺-发酵法 味精又称谷氨酸钠，在化学上称为Ｌ－谷氨酸单钠，是人们生活中重要的调味品之一。在比较其生产工艺之前，先更正一下多食味精对身体健康有影响的错误观点，味精在化学上称为谷氨酸钠，其前体物质之一的谷氨酸是人类食物和人体蛋白质的重要成分。在天然食品中，它比同一种蛋白质的其他氨基酸往往高出１～２０倍。成年人普通的一日三餐都需要摄入较多的谷氨酸，因为在人体各部分组织器官中，谷氨酸占的比例十分令人瞩目。例如，血液中的谷氨酸占游离氨基酸的３３%，肝脏中占１４%，在大脑神经系统的灰质蛋白质和白质蛋白质中分别占２４.９%和２６.８%。由此看来，一个机体正常的人每天在菜肴中适量放些味精，是不会有危害的，至于味精致癌、致畸或突变更是无从谈起。美国实验生物学会经过１０年的调查研究，宣布味精是一种安全的调味品，列入了“实际无毒”的行列，并指明按现行量使用，对成人的确毫无损害。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β－淀粉酶作用进入糖化阶段。首先利用α－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率去大量蛋白质沉淀。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
味精发酵工艺流程 味精是一种由谷氨酸、天然蛋白质等为原料，经过微生物发酵得到的调味品。下面将介绍一种味精的发酵工艺流程。 首先，在生产味精的发酵罐中，加入适量的发酵基质，如糖、淀粉等。发酵基质有助于提供微生物所需的营养物质和生长环境。 接着，将发酵罐中的发酵基质进行均质处理。均质处理的目的是使发酵基质均匀混合，避免出现团块。一般可以通过搅拌设备进行均质处理。 然后，将发酵罐进行灭菌处理。灭菌的目的是消除病原菌和野生微生物的存在，保证发酵过程的纯净度。常用的灭菌方法包括高温蒸汽灭菌、高压灭菌等。 灭菌结束后，将发酵罐中的发酵基质冷却至适宜的温度。发酵基质的温度会影响微生物的生长速度和代谢活性，因此需要在适宜的温度范围内进行发酵。 发酵基质冷却后，将适量的发酵菌种接入发酵罐中。常用的发酵菌种有谷氨酸菌、天然蛋白质菌等。发酵菌种的选择需要考虑其对目标产品的产量、品质以及生长特性等因素。 发酵过程中，需要控制发酵罐内的氧气含量。过高或过低的氧气含量都会影响微生物的生长和产物的合成。通常可以通过调节发酵罐中的通风和搅拌设备来控制氧气含量。
随着发酵的进行，检测发酵液的pH值。微生物的生长和代谢 会影响发酵液的酸碱度，因此需要定期检测并及时调节pH值。 发酵结束后，将发酵液进行分离。分离的目的是分离其中的微生物、杂质以及未反应的物质。常见的分离方法有离心等。 最后，通过多次结晶、过滤、干燥等工艺步骤，将发酵产物中的味精提取出来，并进行制粉、包装等工艺步骤，最终得到成品味精。 总的来说，味精的发酵工艺流程包括发酵基质的处理、灭菌、菌种接种、发酵过程控制、pH值调节、分离、提取、制粉等 环节。通过科学的工艺流程，可以生产出优质的味精产品。
目录 前言 (2) 设计方案的拟定................................................................................... (3) （1）、机械搅拌生物反应器的型式 (3) （2）、反应器用途 (3) （3）、冷却水及冷却装置 (3) （4）、设计压力罐内0.4MPa；夹套0.25 Mpa (4) 表-发酵罐主要设计 (4) 工艺设计及计算 (5) （1）生产能力、数量和容积的确定 (5) （2）主要尺寸计算 (5) （3）冷却面积的计算 (6) （4）搅拌器设计 (6) （5）搅拌轴功率的计算 (7) （6）i求最高热负荷下的耗水量W (8) ii 冷却管组数和管径 (9) iii冷却管总长度L计算 (10) iv 每组管长 l和管组高度 (10) V 每组管子圈数 n (10) Vi 校核布置后冷却管的实际传热面积 (10) （7）设备材料的选择 (10) （8）发酵罐壁厚的计算 (11) （9）接管设计 (12) （10）支座选择 (13) 设计结果汇总 (14) 参考资料 (14) 发酵罐设计心得体会 (15) 附录及设计图 前言 生化工程设备课程设计是生物工程专业一个重要的、综合性的实践教学环节，要求我们综合运用所学知识如生化反应工程与生物工程设备课程来解决生化工程实际问题，对培养我们全面的理论知识与工程素养，健全合理的知识结构具有重要作用。在本课程设计中，通过生化过程中应用最为广泛的设备，如机械搅拌发酵罐、气升式发酵罐、动植物细胞培养反应器，蒸发结晶设备、蒸馏设备等的设计实践，
武汉轻工大学 《发酵(制药)工厂设计》课程计 说明书 设计题目：年产３5０00吨味精工厂发酵车间工艺设计 姓名 学号1００２1 院 (系）生物与制药工程学院 专业生物工程 指导教师陶兴无 201４年 1月 10 日
35００0吨味精工厂发酵车间工艺设计 xxx (武汉轻工大学生物与制药工程学院武汉430023）摘要： 味精,学名“谷氨酸钠(C 5H 8 NO 4 Ｎa)”。谷氨酸是氨基酸的一种,也是蛋白质的 最后分解产物。我们每天吃的食盐用水冲淡400 倍,已感觉不出咸味，普通蔗糖用水冲淡200 倍,也感觉不出甜味了,但谷氨酸钠，用于水稀释3000倍，仍能感觉到鲜味,因而得名“味精”。味精是采用微生物发酵的方法由粮食制成的现代调味品。本设计为年产味精厂350０0吨味精工艺设计;以玉米淀粉为原料水解生成葡萄糖、利用谷氨酸生产细菌进行碳代谢、生物合成谷氨酸、谷氨酸与碱作用生成谷氨酸钠即味精为主体工艺,进行物料衡算、热量衡算、水衡算和设备选型计算，并绘制了发酵车间连续消毒工序流程图以及设备布置图。 关键词:味精,发酵车间,连消工序,工艺设计 ﻬAbstrａｃt: Ｔhe ｄｅsiｇｎiｓaｎａnnual ｏｕｔput oｆ4００00tｏｎs ｏf monosoｄiumｇluｔａmate for ｍaterial bａlance calcuｌation ,heat balance ｃaｌculａtion，waｔer bａlａnce ｃaｌcuｌation and the seｌｅｃｔｉoｎcalculatｉｏn oｆfeｒmeｎtor, ｐrｏcess ｄesigｎ; To hｙdｒoｌysiｓof cor ｎstａrchａs ｒaw ｍａterials tｏgeｎｅrate ｇluｃｏｓe, gluｔaｍiｃa ｃiｄproｄuｃiｎg baｃｔeｒia ｔo uｓe carbon metabｏlism,ｂiosｙntｈesｉｓｏf gluｔaｍiｃacid , glｕｔaｍiｃaｃidａnｄalkali tｏform a sｏdium glutａmate ｏr MSG is the mainｐrｏｃess，ｆor material bａlａｎｃe calculatｉon ，heａｔbａlａｎceｃaｌｃulａtiｏn，wateｒbaｌａn ｃｅｃalcｕlatｉon and ｔhe selectｉon calcｕｌatiｏn of fermentｏr, and mａpped thｅstrucｔureｏf fｅrmentation tａｎk, ferｍeｎtation procｅss ｗｉｔh cｏｎｔrol pｏiｎｔmap，thｅfacｔory floｏr pｌaｎ，saccharｉfication ｐroｃｅsｓmaｐanｄthe ｐrocess mａp of eｘｔｒactｉｏn and ｐurifiｃation 。
年产8000吨味精工厂发酵车间设计说明书 目录 前言 (3) 第一章全厂工艺论证 (7) 1.1 味精生产工艺 (7) 1.1.1味精生产工艺概述 (7) 1.1.2味精生产全厂工艺流程图 (8) 1.2原料预处理 (9) 1.3淀粉水解糖制备 (9) 1.4淀粉的液化 (9) 1.5淀粉的糖化 (10) 1.6种子扩大培养 (10) 1.7谷氨酸的发酵 (11) 1.8谷氨酸的提取 (12) 1.9谷氨酸制取味精 (12) 第二章物料衡算及热量衡算 (13) 2.1味精工厂发酵车间的物料衡算 (14) 2.1.1工艺技术指标及基础数据 (14) 2.1.2谷氨酸发酵车间的物料衡算 (15) 2.1.3 8000t/a味精厂发酵车间的物料衡算结果 (16) 2.1.4谷氨酸提取车间的物料衡算 (16) 2.1.5 8000t/a味精厂提取车间物料衡算表 (17) 2.2 谷氨酸提取车间热量衡算 (18) 2.2.1提取车间热量衡算的意义和具体计算 (18) 2.2.2 提取车间热量衡算表 (19) 第三章设备的设计与选型 (20) 3.1 发酵罐 (20) 3.1.1发酵罐的选型 (20) 3.1.2生产能力、数量和容积的确定 (20) 3.1.3主要尺寸的计算 (21) 3.1.4冷却面积的计算 (21) 3.1.5搅拌器计算 (22) 3.1.6搅拌轴功率的计算 (23) 3.1.7设备结构的工艺计算 (24) 3.1.8设备材料的选择 (26) 3.1.9发酵罐壁厚的计算 (26) 3.1.10接管设计 (27) 3.1.11支座选择 (28) 3.2 种子罐 (28) 3.2.1二级种子罐容积和数量的确定 (28) 3.2.2一级种子罐 (34) 3.3 空气分过滤器 (34)