1、沈 阳 化 工 大 学 科 亚 学 院本 科 毕 业 论 文题 目： 年产 4 万吨味精工厂初步工艺设计 专 业： 生物工程 论文提交日期： 年 月 日论文答辩日期： 年 月 日毕业设计（论文）任务书生物工程 专业 0901 班 学生：叶乃玮毕业设计（论文）题目：年产 4 万吨味精工厂初步工艺设计。毕业设计（论文）内容： 味精生产工艺流程的物料横算，热量横算，水横算以及味精生产主要工艺流程工序的设计，设计味精生产的主要设备（发酵罐）的设计。毕业设计（论文）专题部分： 味精生产的设计和发酵罐的设计起止时间：2013 年 4 月2013 年 6 月指导教师： 签字 年 月 日年产 4 万吨味精工厂
2、初步工艺设计摘 要味精，学名“谷氨酸钠（C5H8NO4Na） ”。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 4 万吨味精工艺设计；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一钠即味精为主体工艺，进行物料衡算、热量衡算、水衡算和发酵罐选型计算,并绘制了发酵罐结构图，发酵流程图，全厂平面
3、布置图糖化流程图，提取与精制流程图.通过设计明确味精生产的工艺流程，对生产所需的总物料，热量，水。以及相关设备进行计算，设计出一个具有高产量，低能耗，污染小的现代化味精生产工厂。本设计的具体计算内容包括对对味精生产的四个工艺流程的所需的物料、热量和水进行了衡算和主要发酵选型计算，选取了合适的发酵生产设备以及合理的工艺流程进行味精的工厂生产，通过一系列的计算从而提高味精生产的质量和产量，降低了生产原料成本,既为味精的工厂化生产的进步提供合理的理论依据,又为环境保护和可持续发展提供重要的数据支持,因此此次味精工厂初步工艺设计是较为必要的.设计中的计算部分占总设计较多篇幅。通过物料横算，热量横算，水
4、平衡计算，以及设备选型部分。得出了此次毕业设计所需的重要数据:玉米淀粉为原料日产 100% MSG119.06 吨，每日消耗的 86%的玉米淀粉质量为 181.88 吨，日运转糖化罐 4 罐，投放料 4 罐次。本次设计采用公称容积为 300 立方米的机械搅拌式发酵罐 8 台进行发酵，每天运转 7 台。该发酵罐的主要参数有：罐的高度 11.2m，罐身厚度 15mm，封头壁厚 10mm，选用六平叶涡轮式搅拌器，搅拌器转数 75r/min，通风搅拌轴功率 167kw，罐内工作压力 0.15MPa。每日总蒸汽量 1115t/d，每小时平均量 46.5t/h，高峰时用量 59t/h。日供给新鲜水 218
5、72t/d，二次水 20111t/d，凝结水 163t/d，每日排水 118565.6t。从而完成了年产 4 万吨味精工厂初步工艺设计。由于此次味精工厂设计仅限于理论计算和模拟的运行数据,对于现实的生产只存在指导和借鉴意义,其实用性有待在生活生产中进行进一步可行性测试和研究.关键词：味精；发酵；工艺设计; 发酵罐;Annual production capacity of 40000 tonsof monosodium glutamate factory preliminary process designAbstractThe design is an annual output of 40
6、000 tons of monosodium glutamate for material balance calculation , heat balance calculation, water balance calculation and the selection calculation of fermentor, process design; To hydrolysis of corn starch as raw materials to generate glucose, glutamic acid producing bacteria to use carbon metabo
7、lism, biosynthesis of glutamic acid , glutamic acid and alkali to form a sodium glutamate or MSG is the main process, for material balance calculation , heat balance calculation, water balance calculation and the selection calculation of fermentor, and mapped the structure of fermentation tank, ferm
8、entation process with control point map, the factory floor plan , saccharification process map and the process map of extraction and purification . The result of the design and the destination of the process is to conceive a high yield, low energy consumption and the production of small pollution MS
9、G plant modernization. This design is to get the feasible data through the four phase calculation, including the material balance calculation , heat balance calculation, water balance calculation and the selection calculation of fermentor, based on which we chose the factory of suitable fermentation
10、 production equipment and the reasonable technological processes to produce, in order to improve the quality and output and to low the cost at the same time, both giving the reasonable theory base to the progress of factory production of monosodium glutamate and providing the data support to the env
11、ironment protection and sustainable development .So, the factory preliminary process design is comparative necessary.After a series of calculation, we gain the following important data required for this design: the mass of the 100% MSG with corn starch as raw material is 119.06 t, the mass of 86% co
12、rn starch is 181.88t, the number of tank needed to work is 4, which demands of 4times of filling.This design adopts 3mechanical agitated fermentor with the nominal of 300m to ferment, with 3 operating a day.This kind of fermentor technical parameters is as follow : The height is 11.2m, , the thickne
13、ss is15 mm, the thickness of end socket is16 mm, the revolving speed is 62r/min, the shaft power is167 kw, the working pressure inside the tank is 0.15MPa. The total quantity of steam is1092/d, the average is 145.6t/h, peak consumption is51t/h. the fresh water is25324.3 t/d, secondary water is18996.
14、6 t/d, condensed water163.1 is t/d, draining water a day is 18565.6t. Then, we accomplish the design.Because of being curbed by the theory calculation and the process data, this design is only to guide the actual production, its practical applicability is waited to being further test and research. K
15、ey Words： MSG; Fermentation ; Process Design ; Fermentor;目 录第一章 文献综述 .11.2 味精生产常用设备及常用菌种 .21.3 味精的各种制法 .21.3.1 水解提取法 .21.3.2 合成法 .31.3.3 发酵法 .41.4 我国未经发展现状 .41.5 本设计的意义及目标 .5第二章 全场设计概论 .72.1 味精的设计依据及主要技术参数 .72.1.1 味精的产品规格 .72.1.2 味精工厂设计的主要技术参数 .82.2 味精生产预采用的工艺流程 .8第三章 基础恒算 .103.1 物料恒算 .103.1.1 生产过程的
16、总物料衡算 .103.1.2 制糖工序的物料衡算 .123.1.3 连续灭菌和发酵工序的物料衡算 .143.1.4 谷氨酸提取工序的物料衡算 .163.1.5 精制工序的物料衡算 .173.2 热量衡算 .193.2.1 液化工序热量衡算 .193.2.2 糖化工序热量衡算 .213.2.3 连续灭菌和发酵工序热量衡算 .213.2.4 谷氨酸提取工序冷量衡算 .253.2.5 谷氨酸钠溶液浓缩结晶过程的热量衡算 .263.2.6 干燥过程的热量衡算 .283.2.7 生产过程耗用蒸汽衡算汇总 .29第四章 水平衡 .314.1 糖化工序用水量 .314.2 连续灭菌工序用水量 .314.3
17、发酵工序用水量(使用新鲜水) .314.4 提取工序用水量 .324.5 中和脱色工序用水量 .324.6 精制工序用水量 .324.7 动力工序用水量 .334.8 用水量汇总 .33第五章 发酵罐及其附属设备 .355.1 罐体 .355.1.1 罐体主要尺寸比例 .355.1.2 罐的容积计算 .355.2 搅拌器和挡板 .385.2.1 搅拌器 .385.2.2 档板 .405.3 空气分布装置 .405.4 罐的换热装置 .415.4.1 罐的换热装置的形式 .415.4.2 换热面积的计算 .415.5 轴封装置，联轴器和轴承 .425.5.1 轴封装置 .425.5.2 联轴器和轴承 .445.6 消 泡 装 置 .445.7 传 动 装 置 .445.8 溶氧速率和溶氧系数 .455.8.1 溶氧系数的计算 .455.8.2 溶氧系数的换算 .465.9 发酵罐技术性能表 .47参考文献 .48致谢 .49
