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立方米味精发酵罐设计课程设计

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合肥学院Hefei University发酵设备课程设计题目: 80立方米味精发酵罐设计系别:专业:学号:姓名:指导教师:2013年 1月 3日发酵工程与设备课程设计任务书一、课程设计的内容1、通过查阅机械搅拌通风发酵罐或厌氧发酵罐的有关资料，熟悉基本工作原理和特点。

2、进行工艺计算3、主要设备工作部件尺寸的设计4、撰写课程设计说明书二、课程设计的要求与数据生物工程10-2班：味精发酵罐设计任务：80M3味精发酵罐设计具体要求：①按要求进行味精工艺设计及说明②发酵罐具体设计及计算③发酵罐装配图纸一张(2号图纸)三、设计论文的内容组成：1、设计任务书2、目录3、设计方案简介4、生产工艺设计及说明（发酵菌株、生产条件、原料、工艺流程等）5、发酵罐设计（发酵罐主要部件尺寸的设计计算结果）（1）罐体（2）罐体壁厚（3）封头壁厚计算（4）搅拌器（5）仪表接口（6）挡板等（7）人孔和视镜（8）管道接口（9）冷却装置设计其他内容自己可以设计参考文献[1]潘红良赫俊文. 过程设备机械设计[M]. 杭州：华东理工大学出版社，2006.4[2]吴思芳. 发酵工厂工艺设计概论[M]. 北京：中国轻工业出版社，2006.7[3]郑裕国. 生物工程设备[M]. 北京：化学工业出版社，2007[4]郑裕国薛亚平金利群等.生物加工过程与设备[M]. 北京：化学工业出版社，2004.7[5]李功样, 陈兰英, 崔英德. 常用化工单元设备的设计[M]. 广州：华南理工大学出版社，2006[6]陈英南, 刘玉兰. 常用化工单元设备的设计[M]. 杭州：华东理工大学出版社，2005目录一、味精生产工艺1.1味精的概述 (5)1.2味精生产工艺简述 (5)1.3原料预处理及淀粉水解糖制备 (6)1.3.1原料的预处理 (6)1.3.2淀粉水解糖制备 (6)1.4种子扩大培养及谷氨酸发酵 (6)1.5谷氨酸的提取 (6)1.6谷氨酸制取味精及味精成品加工 (6)二、设备的主要配件计算及说明、辅助设备的设计和选型计算2.1筒体的直径和高度(包括封头） (6)2.1.1公称直径的确定 (6)2.1.2封头 (6)2.1.3实际容积的校核 (7)2.2确定筒体和封头的壁厚并强度校核 (7)2.2.1筒体壁厚的计算 (7)2.2.2封头壁厚的计算 (7)2.2.3水压试验及强度校核 (8)2.3搅拌器、搅拌轴和联轴器的设计和计算 (8)2.3.1搅拌器设计和搅拌功率计算 (8)2.3.2搅拌轴轴径的计算 (10)2.3.3联轴器的设计 (11)2.4蛇管的设计与计算 (11)2.4.1冷却面积的计算 (11)q的计算 (11)2.4.1.1热负荷总2.4.1.2传热面积F计算 (13)2.4.2蛇管设计 (14)2.4.3灭菌后冷却要求计算 (16)2.4.4培养基灭菌蒸汽消耗量计算 (17)2.5接管设计 (17)2.5.1排料管设计 (17)2.5.2通风管设计 (18)2.6选择搅拌传动装置和密封装置 (18)2.6.1传动装置设计 (18)2.6.2密封装置的设计 (19)2.7有关零部件的设计和选用 (19)2.7.1消泡器的设计 (19)2.7.2人孔 (19)2.7.3容器法兰 (19)2.7.4空气分布器 (19)2.7.5发酵罐的支座选型 (20)2.7.6挡板的设计 (20)2.8管口设计 (20)三、设计结果汇总3.1发酵罐参数设计汇总 (21)3.2辅助设备有关参数汇总 (21)3.2.1冷却装置 (21)3.2.2辅助设备 (21)3.2.3搅拌器有关参数 (21)四、设计评述五、参考文献一、味精生产工艺1.1味精的简述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-CH2CH(NH2)-COONa·H20)，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. 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。

谷氨酸发酵是通气发酵[]1,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。

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，有助于巩固通气发酵工艺和主要设备的有关知识。

1.2 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)谷氨酸的提取及谷氨酸单钠的制备；(4)味精精制。

1.3原料预处理及淀粉水解糖制备 1.3.1原料的预处理此工艺操作的目的在于初步破坏原料结构，以便提高原料的利用率，同时去除固体杂质，防止机器磨损。

用于除杂的设备为筛选机，常用的是振动筛和转筒筛，其中振动筛结构较为简单，使用方便。

用于原料粉碎的设备除盘磨机外，还有锤式粉碎机和辊式粉碎机。

盘磨机广泛用于磨碎大米、玉米、豆类等物料，而锤式粉碎机应用于薯干等脆性原料的中碎和细碎作用，辊式粉碎机主要用于粒状物料的中碎和细碎。

1.3.2淀粉水解糖制备在工业生产上将淀粉水解为葡萄糖的过程称为淀粉的糖化，所制得的糖液称为淀粉水解糖。

由于谷氨酸生产菌不能直接利用淀粉或糊精作碳源，因而必须将淀粉水解为葡萄糖，才能供发酵使用。

目前，国内许多味精厂采用双酶法制糖工艺。

1.4种子扩大培养及谷氨酸发酵种子扩大培养为保证谷氨酸发酵过程所需的大量种子，发酵车间内设置有种子站，完成生产菌种的扩大培养任务。

从试管斜面出发，经活化培养，摇瓶培养，扩大至一级乃至二级种子罐培养，最终向发酵罐提供足够数量的健壮的生产种子。

1.5谷氨酸的提取谷氨酸的提取一般采用等电点—离子交换法，国内有些味精厂还采用等电点—锌盐法、盐酸水解—等电点法及离子交换膜电渗析法提取谷氨酸。

但存在废水污染大，生产成本高，技术难度大等问题，应用上受到限制。

1.6谷氨酸制取味精及味精成品加工精制车间加工的谷氨酸产品为谷氨酸单钠，即味精。

粗品经提纯、加工、包装，得到成品。

二、设备的主要配件计算及说明、辅助设备的设计和选型计算2.1确定筒体的直径和高度（包括封头） 2.1.1公称直径的确定：一般高径比为1:7～3，取高径比为1:3，公称容积为803m ，材料为不锈钢。

mD D D 239.3)40/3(4)V/3(44/3V 1/31/32=⨯=⨯=⨯=πππ经圆整后，取D=3200mm 2.1.2封头采用标准椭圆型封头，查《发酵工厂工艺设计概论》附录15[]2，查得封头的主要尺寸如下：曲面高度：800mm ；直边高度：50mm ；内表面积：11.62m ；容积：4.69 3m 2.1.3实际容积的校核9.6m 3.233D H =⨯==计发酵罐计算容积：封计２封筒实Ｈ）（2V 4/2V V V +=+=D π 32m 55.8669.426.92.3)4/(=⨯+⨯⨯=π 而发酵罐的设计容积为803m ，所以取筒体高度为8.8m 。

375.22.3/8.8H/D 80m 12.8069.428.82.3)4/(2V 4/2V V V 332≈===⨯+⨯⨯==+=+=m D φππ封实２封筒实Ｈ）（因此，符合设计要求实际装液面高度:取装液系数为0.7，即70%则5670%80V =⨯=液6.38m )3.24.69)/(-(564)/S V -(V L 2=⨯⨯==π筒封液液2.2确定筒体和封头的壁厚并强度校核 2.2.1筒体壁厚的计算罐灭菌压力2atm ，罐设计受压4atm （表压），材料：不锈钢。

[]CPPDS +-=ϕδ2 式中：P ：罐的设计压力，取最高工作压力的1.05倍（MPa ） ， P=0.4MPaD ：罐径（cm ），D=320cmϕ：焊缝系数，一般取0.5～1之间，取ϕ=0.7C ：壁厚附加量（cm ） 0C %10S C 0C :2C 21:C 8.0C ,3.1~13.0:C C 303332211321=⨯====++=，现取，热加工封头加工减薄量，对冷加工，现取，双面腐蚀取腐蚀裕量，单面腐蚀取现取度查表确定，其范围为钢板负偏差，视钢板厚C mm mm mm C C C 代入上式得： C=0.8+2+0=2.8[δ]:3A 钢的允用应力，[δ]=127MPa经圆整，取壁厚12mm 。

2.2.2封头壁厚的计算cm S 002.10.280.4}-0.7127/{22504.0=+⨯⨯⨯=标准椭圆封头的厚度计算公式如下：[]{}[]mmcmS cm C C C C MP cmC P PD S 1210.138.0)4.07.012723204.0(38.01.02.008.07.0a127320D MPa 4.0P -2/321圆整为其中：=+-⨯⨯⨯=∴=++=++=====+=ϕδϕδ[]32.2.3水压试验及强度校核内筒体水压试验压力：MPa 5.0P ,5.025.15.01.0T ====+=取；MPa P P MPa P P T T封头水压试验压力：MPa 5.0P ,5.025.15.01.0T ====+=取；MPa P P MPa P P T T()[]()()[]()()[]()()[]()()[]()()[]()()[]()()[]()MPa8.1257.08.31228.31232009.05.02KD MPa 7.1397.08.31228.31232005.02D MPa 0.1127.08.31228.21232009.05.02KD MPa6.1247.08.31228.21232005.02D T T T T T T T T =⨯--+⨯=--+==⨯--+=--+==⨯--+⨯=--+==⨯--+=--+=ϕδδσϕδδσϕδδσϕδδσc n c n P c n c n P c n c n P c n c n P 力：封头水压试验时壁内应应力：内筒体水压试验时壁内2.3搅拌器、搅拌轴和联轴器的设计和计算 2.3.1搅拌器设计及搅拌功率的计算考虑到发酵罐径高比较高，为了使发酵液充分混匀，保持均一，根据经验，本设计采用六叶涡轮搅拌器。

①搅拌器主要尺寸计算搅拌器的各部分尺寸与罐径有一定的比例关系[]4，主要尺寸如下： 搅拌器叶径1100m m d m m ,10673/32003/====取内D d 叶宽mm 22011002.02.0=⨯==d B弧长mm 5.4121100375.0375.0=⨯==d l底距mm 11003/32003/===D C 盘径m m 825110075.075.0=⨯==d d I叶弦长mm 275110025.025.0=⨯==d L 叶距mm 3200==D Y 弯叶板厚mm 12=S ②搅拌桨的确定经计算，设计第一档搅拌桨距罐底的高为1.1m 。

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味精发酵罐课程设计

味精发酵罐课程设计

专业课程设计课程名称生物技术专业课程设计题目名称年产6000t味精发酵罐设计学生学院化学与生命科学学院专业班级生物专08-1班学号 *********** 学生姓名吴诗平指导教师马超2010 年12 月31 日广东石油化工学院大学课程设计任务书年产6000吨味精发酵罐设计DESIGN AND CHOICE OF 6000t MONOSODIUM GLUTAMATE FERMENTOR ABSTRACT 1、中英文摘要味精是烹饪中常用的一种鲜味调味品，主要以发酵法生产。

本论文以年产6000吨为规模，针对味精发酵生产过程中最主要的设备发酵罐进行了模拟设计和选型。

本论文进行工艺计算、主要设备工作部件（如罐体、罐体壁厚、封头壁厚计算、搅拌器、仪表接口、人孔和视镜、管道接口等）尺寸的设计。

【abstract】(英文摘要)Monosodium glutamate is cooking a common freshness condiment, mainly fermentation production. This thesis with annual output of 6,000 tons for scale, aiming at the monosodium glutamate fermentation process of the main equipment fermentation tank simulated in the design and selection. This thesis process calculation, the main equipment working parts (such as tanks, vessel wall thickness, sealing head wall thickness calculation, mixer, instrument interface, manhole and as a mirror, pipeline interfaces, etc.) design.of size【关键词】：味精发酵罐设计选型【key words】：Fermentor Monosodium glutamate Design Choice2、目录1、中文英摘要 (2)2、目录 (3)3、前言 (4)4、发酵生产工艺及流程（发酵菌株、生产条件、原料、工艺流程等） (4)4.1味精生产工艺 (4)4.1.1 发酵菌株 (4)4.1.2 生产原料【3】 (4)4.1.3 培养基制备[5] (4)4.1.4 味精发酵生产影响条件 (5)4.1.5 味精生产工艺概述[6] (5)5、发酵罐主要设计条件（发酵罐主要部件尺寸的设计计算结果） (7)5、罐体几何尺寸的确定、罐体主要部件尺寸的设计计算 (7)5.1发酵罐主要设计条件及主要技术指标 (7)5.2罐体选型、几何尺寸的确定、罐体主要部件尺寸、生产能力的设计计算 (8)5.2.1发酵罐的选型 (8)5.2.2 发酵罐生产能力、数量和容积的确定 (8)5.2.3 罐体主要部件尺寸的设计计算 (10)6、冷却装置设计 (14)6.1 冷却方式 (14)6.2 装液量 (14)6.3冷却水耗量 (14)6.4 冷却面积的确定 (14)7、发酵罐设计总结及心得体会 (15)参考文献及资料 (16)3、前言我设计的是一台30M3的机械搅拌通风发酵罐,发酵生产谷氨酸，进而生产味精。

发酵课程设计

发酵课程设计

味精发酵罐的设计味精发酵罐的设计一定义：味精是调味料的一种，主要成分为谷氨酸钠。

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，具有旋光性，有D—型和L—型两种光学异构体。

注意的是如果在100℃以上的高温中使用味精，谷氨酸钠会转变成对人体有致癌性的焦谷氨酸钠。

由于炒菜时油温在150--200℃，这会使味精变成有毒性的焦化谷氨酸钠，所以，对于加入味精的半成品配菜的烹饪，应以蒸煮为妥。

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，所以要适当的使用和存放。

二味精生产全过程可划分为四个工艺阶段:原料的预处理及淀粉水解糖的制备;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。

1原料的预处理此工艺操作的目的在于初步破坏原料结构，以便提高原料的利用率，同时去除固体杂质，防止机器磨损。

用于除杂的设备为筛选机，常用的是振动筛和转筒筛，其中振动筛结构较为简单，使用方便。

用于原料粉碎的设备除盘磨机外，还有锤式粉碎机和辊式粉碎机。

盘磨机广泛用于磨碎大米、玉米、豆类等物料，而锤式粉碎机应用于薯干等脆性原料的中碎和细碎作用，辊式粉碎机主要用于粒状物料的中碎和细碎。

2淀粉水解糖制备在工业生产上将淀粉水解为葡萄糖的过程称为淀粉的糖化，所制得的糖液称为淀粉水解糖。

由于谷氨酸生产菌不能直接利用淀粉或糊精作碳源，因而必须将淀粉水解为葡萄糖，才能供发酵使用。

目前，国内许多味精厂采用双酶法制糖工艺。

3种子扩大培养及谷氨酸发酵种子扩大培养为保证谷氨酸发酵过程所需的大量种子，发酵车间内设置有种子站，完成生产菌种的扩大培养任务。

从试管斜面出发，经活化培养，摇瓶培养，扩大至一级乃至二级种。

子罐培养，最终向发酵罐提供足够数量的健壮的生产种子。

谷氨酸发酵开始前，首先必须配制发酵培养基，并对其作高温短时灭菌处理。

用于灭菌的工艺除采用连消塔—维持罐一喷淋冷却系统外，还可采用喷射加热器—维持管—真空冷却系统或薄板换热器灭菌系统。

年产6万吨味精厂谷氨酸机械搅拌通风发酵罐设计

年产6万吨味精厂谷氨酸机械搅拌通风发酵罐设计

浅谈“三环五学”教学模式实践心得体会摘要：俗话说“活到老学到老”，在终身学习理念的当下，学习是永无止境的，只有不断地学习才能紧跟时代的步伐。

在深化教育教学改革全面提高义务教育质量的背景下，“三环五学”课堂教学模式应运而生。

“三环五学”课堂教学模式，是指学生在导学案的引领下，通过先学、后教、再思三个教学环节，采用独学、对学、群学、班学、固学五种学习形式，自主完成学习任务的一种较为稳定的教学活动结构框架和活动程序。

随着教学改革的深入，“三环五学”的教学模式将逐渐展现它的优势，将学生带入崭新的课堂，真正实现“让化学教学激发学生的学习兴趣，培养学生自主学习的意识和习惯，培养团结协作、互助共赢的团队理念，为学生创设良好的学习环境”。

关键词：三环五学；教学模式；心得体会1.正确引导，自主探究中国有句古话叫“授之以鱼不如授之以渔”，陶行知先生也曾经说过“先生的责任不在于教，而在教学生学”。

它不仅强调学生自己主宰自己的学习，重要的是通过培养学生自主学习意识，调动学生自主学习的能动性，促进学习过程中的自我实现、自我创新、自我发展。

学生学习的主战场在课堂，课堂教学是一个双边活动过程，只有营造浓厚的自主学习氛围，唤起学生的主体意识，激起学习需要，学生才能真正去调动自身的学习潜能，进行自主学习，真正成为课堂学习的主人。

”先学（独学）是最基础的环节，是学习新内容的起点。

在实践中，我把第二天要学习的内容，在头一天就将导学案相关内容布置给学生，要求学生在晚上阅读课本完成导学案中自主学习的内容，对不能独立完成的内容做好标记，第二天早晨收集起来，根据完成的情况调整导学过程中的内容，这样收到了事倍功半的效果。

1.团结协作，合作攻关如果说先学是学生独立自主学习能力的培养，那么后教（对学、群学）则是对先学学习成果的展示和检验。

这对学生的组织能力，表达能力，团结协作能力等提出了较高的要求。

教师要尊重学生的个体差异，根据学生的特点组建合作学习小组，指导学生进行合作学习。

25立方米的发酵罐

25立方米的发酵罐

前言生物反应工程与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，对我们进行一次生化过程发酵设备设计的基本训练，使我们初步掌握发酵设备设计的基本步骤和主要方法，树立正确的设计思想和实事求是，严肃负责的工作作风，为今后从事实际设计工作打下基础。

设计方案的拟定我们设计的是一台25M3机械搅拌通风发酵罐,发酵生产味精。

设计基本依据(1)、机械搅拌生物反应器的型式通用式机械搅拌生物反应器，其主要结构标准如下：①高径比：H/D=1.7-4.0②搅拌器：六弯叶涡轮搅拌器,Di:di:L:B=20:15:5:4③搅拌器直径：Di=D/3④搅拌器间距：S=(0.95-1.05)D⑤最下一组搅拌器与罐底的距离：C=(0.8-1.0)D⑥挡板宽度：B=0.1D，当采用列管式冷却时，可用列管冷却代替挡板(2)、反应器用途用于味精生产的各级种子罐或发酵罐，有关设计参数如下：①装料系数：种子罐0.50-0.65发酵罐0.65-0.8②发酵液物性参数：密度1080kg/m3粘度2.0×10-3N.s/m2导热系数0.621W/m.℃比热4.174kJ/kg.℃③高峰期发酵热3-3.5×104kJ/h.m3④溶氧系数：种子罐5-7×10-6molO2/ml.min.atm发酵罐6-9×10-6molO2/ml.min.atm⑤标准空气通风量：种子罐0.4-0.6vvm发酵罐0.2-0.4vvm(3)、冷却水及冷却装置冷却水：地下水18-20℃冷却水出口温度：23-26℃发酵温度：32-33℃冷却装置：种子罐用夹套式冷却，发酵罐用列管冷却。