味精发酵设计

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1、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：年产4500吨的味精发酵罐的设计姓名：郝嘉斌学号：2013003174专业：生物工程1301指导教师：赵秋勇2017年1月13日目录目录2第一章设计依据、设计原则31.1概述31.2设计依据31.3设计原则3第二章设计内容42.1生物反应器的类型、材质、反应温度和反应压强的确定42.2物料衡算及发酵罐的主要设计42.2.1工艺技术参数42.2.2物料衡算52.3发酵罐的设计92.3.1发酵罐公称容积的确定92.3.2发酵罐各部主要尺寸计算102.

2、3.3发酵罐的通气设计11第36页2.4生物反应器传动形式的设计142.5热量衡算152.5.1冷却面积的计算152.5.2淀粉液化工序的热量衡算162.5.3液化液糖化过程的热量衡算172.5.4连续灭菌和发酵工序的热量衡算172.6搅拌器的类型，由搅拌器转速进行搅拌功率、搅拌轴直径的计算的确定192.6.1搅拌器类型的确定192.6.2搅拌轴功率的计算202.7其它辅助设备的设计与选型212.7.1糖化工序的用水量212.7.2连续灭菌及发酵工序的用水量212.7.3设备结构的辅助工艺设计22

3、2.7.4发酵罐辅助尺寸的计算232.7.5冷却装置的设计242.7.6设备材料的选择252.7.7发酵罐支座选择26参考文献27第36页第一章设计依据、设计原则1.1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）

4、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；第36页1.2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20082.《谷氨酸工程设计统一技术规定》北京轻工业出版社19993.《化工工厂初步设计内容深度的

5、规定》北京轻工业部颁发20014.《化工厂公用设施设计手册》北京化学工业出版社20055.《采暖通风及空气调节设计手册》北京建筑工业出版社20061.3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

6、二章设计内容2.1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0.4MPa，反应压力0.4Mpa。表1设计条件表序号项目数值1名称谷氨酸发酵罐第36页2用途99%味精的生产3反应压力（MPa）0.44工作温度（℃）32℃到34℃5公称容积（m3）506装量系数0.757工作地点太原市

7、（室外）2.2物料衡算及发酵罐的主要设计2.2.1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:150kg/m3  淀粉糖转化率：95％第36页糖酸转化率： 50％    谷氨酸提取收率：80％味精对谷氨酸精制收率：

8、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，MgS04：0.4，MnSO4：0.002，FeSO4：0.002，K2HP04：1，尿素：3.5，消泡剂：0.3，泡敌：0.6（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AS1.229及其诱变株D110等菌株。（4）发酵培养基：