1、 课程设计报告 题目： 年产4.5万吨味精发酵工段工艺设计 学 院： 化学与生物工程学院 专 业： 生 物 工 程 班 级： 生 物 09 - 3 姓 名： 杨 利 学 号： 3099990482 指导老师： 李 文 兰 2012 年 1 月 15 日 课程设计任务书 学 院 化学与生物工程学院 专业班级 生物工程09-3 姓 名 杨 利 所在组别 2009-3-4 课程设 计题目 年产4.5万吨味精发酵工段工艺设计 完成时间 2012 年 1 月 2 日 至 2012 年 1 月 15 日，共 2 周 设计 依据 1、发酵培养基配方：水解糖 150 g/L，玉米浆 2 g/L，糖蜜 4 g/
2、L，无机盐 3.2 g/L，尿素（总尿）40 g/L，消泡剂 0.6 g/L。 二级种子培养基配方：水解糖 25 g/L，玉米浆 10 g/L，糖蜜20 g/L，无机盐 1.4 g/L，尿素 3.5 g/L，消泡剂 0.6 g/L。接种量：10 2、商品淀粉中淀粉含量85.5。 3、发酵过程相关指标：进入发酵工段的糖液浓度为30（密度为1.1321），淀粉糖化转化率96.8，发酵对糖转化率62，倒罐率为2。 4、提取精制过程相关指标：谷氨酸提取收率96，精制收率95。 5、商品味精纯度为99，发酵周期48 h，全年工作日330 d。 6、发酵罐选型相关指标：单台公称体积200 m3，装液系数8
3、0，H=2D，封头H=D/6。 设计内容 及要求 1、查阅相关资料，对国内外味精生产工艺进行简述； 2、进行年产4.5万吨味精发酵工段工艺的设计及论证，绘制味精生产工艺总流程图； 3、根据本任务书给出的相关指标进行发酵工段的物料衡算及总物料衡算； 4、列出主要的发酵工段设备，并对主要设备发酵罐进行设备选型，确定糖化罐主要参数（H、D）、台数。绘制发酵设备流程示意图。 5、撰写一份不少于5000字的课程设计报告。 工作计划 及进度 第19周：查阅相关资料，进行发酵工艺设计及论证、工艺计算 第20周：进行设备选型、撰写课程设计报告 指导教师： 李 文 兰 2011 年 12 月 28 日 - I
4、- 摘 要 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。 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。食品工业上，味精是常用的仪器增鲜剂，其主要成份是谷氨酸钠盐。过去生产味精主要用小麦面筋水解法进行，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。 本设计对年产 4.5 万吨味精厂发酵工段进行初步设计。重点介绍将谷氨酸菌到制成食用味精过程中，通过对原料发酵工段的物料衡算对发酵工段进行工艺选择和设备选型、设备数量确定，确保工艺、设备型号及数量满足生产要求。 由于我的水平有
5、限，加之对先进设备的了解甚少，设计中有许多不足的地方敬请各位老师和同学批评指正。 关键词：物料衡算，发酵工段工艺，设备选型 - II - Abstract GLutamic acid is a kind of acidic amino acid,is the bioLogicaL nitrogen metaboLism in body of one of the essentiaL amino acids,with important significance in metaboLism. GLutamic acid in the bioLogy protein metaboLism,whic
6、h occupies an important position in the process,animaLs,pLants and microbes in many of the important chemicaL reaction.The food industry,monosodium gLutamate is a common instrument increase fresh agent,its main ingredients gLutamic acid sodium saLt.The past with wheat gLuten monosodium gLutamate pro
7、duction main hydroLysis method,now switch to the microorganism fermentation to mass production.No matter in the food,cosmetic or pharmaceuticaL industry.GLutamic acid has the very big use. This design for an annuaL output of 45000 tons of WeiJing Chang fermentation preLiminary design section.Emphasi
8、s wiLL be made to gLutamic acid bacteria eating MSG process,through the raw materiaL of materiaL baLance is fermented section of fermentation process section choice and seLection of equipment,equipment to determine the number,ensure the process,equipment types and quantity meet the production requir
9、ements. Because of my Limited LeveL,and to see very LittLe of the advanced equipment,design has many shortage of pLace pLease aLL teachers and students correct me criticism. Key words：The materiaL baLance caLcuLations，fermentation section technoLogy，equipment selection - III - 目 录 摘 要.I AbstractII 第
10、一章 绪 论1 1.1 味精的定义1 1.2 味精的发展1 第二章 工艺流程设计.3 2.1 味精生产总工艺流程图3 2.2 发酵工段工艺流程图4 2.3 发酵方法的选择论证4 第三章 发酵工段物料衡算.5 3.1 生产能力5 3.2 计算指标5 3.3 发酵工段物料衡算5 3.3.1 水解糖量5 3.3.2 玉米浆耗用量7 3.3.3 尿素耗用量7 3.3.4 糖蜜耗用量8 3.3.5 无机盐量8 3.3.6 消泡剂耗用量8 3.3.7 年产4.5万吨味精厂发酵车间的物料衡算结果9 3.4 总物料衡算10 3.4.1 商品淀粉用量.11 3.4.2 糖化液量.11 3.4.3 产谷氨酸量.1
11、1 3.4.4 衡算结果汇总.11 第四章 设备的设计和选型.13 4.1 味精厂发酵车间设备一览表13 - IV - 4.2 设备设计与选型13 4.2.1 发酵罐13 4.2.2 种子罐16 4.3 设备流程图17 参考文献18 致 谢19 课程设计总结及体会20 杨 利：生物工程课程设计报告 1 第一章 绪 论 1.1 味精的定义 味精是人们熟悉的鲜味剂，学名“谷氨酸钠”，是 L-谷氨酸单钠盐的-水化合物（HOOC-CH2CH（NH2）-COONaH2O），具有旋光性，有 D-型和 L-型两种光学异构体。成品为白色柱状结晶体或结晶性粉末，是目前国内外广泛使用的增鲜调味品之一，其主要成分为
12、谷氨酸和食盐。化学式 C5H8NNaO4，摩尔质量 169.111 g/mol，外观白色结晶粉末，熔点 225 ，易溶于水。 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著提高食品的风味。谷氨酸作为风味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。 味精具有很强的鲜味(阈值为 0.03)，能够增加菜肴的色、香、味，促进食欲，有益于人体健康的辅助食品。其消费量在国内外均呈上升趋势。 1.2 味精的发展 味精不仅应用于食品行业，还被广泛应
13、用于医药、工业、农业等方面。2004 年的全球市场约为 170 万吨，2010 年增长到 210 万吨。我国是味精生产大国，2003 年中国味精产量 118.9 万吨，占世界 53，2006 年产量 136 万吨，居世界第一。 味精曾一度被怀疑是不可安全食用的增鲜调味品。1973 年 FAO/WHO 食品添加剂专家联合组织一度规定，味精的 ADI 值 0 mg120 mg，即摄入量每天每千克人体体重不得超过 120 mg。但国际上许多权威机构都做过味精的各种毒理试验，到目前为止，还未发现味精在正常使用范围内对人体有任何危害的依据，即证明食用味精是安全的。 味精的生产大致经历了三个大的阶段： 第
14、一阶段：最早的味精制造方法就是从天然的食物材料中抽取，例如：将海带以热水煮过，取其汤液浓缩后即可得到含有味精的浓缩液或调味粉。 第二阶段：最早商业化制造味精的原料是面筋。面筋即是面粉中的蛋白质，采用的方法是蛋白质水解法，因为面筋的来源丰富，且含有高达 23的麸氨酸，最合适做为制造味精的原料。 第三阶段：1958 年利用微生物生产味精的发酵技术开发成功，主要是利用葡萄糖、果糖或蔗糖为糖源，经特别筛选的味精生产菌吸收代谢后，合成大量的麸氨酸，是属于生物杨 利：生物工程课程设计报告 2 合成的天然氨基酸。这些特别筛选的微生物会将糖蜜中的糖转变成麸氨酸。每消耗一公斤的糖，约可产生 0.5 公斤的麸氨酸
15、，生产效率非常高。 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，二十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行业。由此可见，味精的消费市场开拓是很有前景的。 杨 利：生物工程课程设计报告 3 第二章 工艺流程设计 2.1 味精生产总工艺流程图 图 1 味精生产总工艺流程图 菌 种 斜面培养 摇瓶扩大培养 种子罐扩大培养 预处理 原 料 空 气 空气压缩机 沉 淀 离 心 母 液 粗谷氨酸 离子
16、交换处理 溶 解 粗谷氨酸溶液 中和制味精 小颗粒 大颗粒 干 燥 拌盐粉碎 过 筛 粉状味精 颗粒味精 发 酵 配 料 淀粉水解糖 过 滤 预处理 过滤除菌 气液分离 冷 却 等电点调节 过 筛 离 心 除 铁 过 滤 脱 色 浓缩结晶 杨 利：生物工程课程设计报告 4 2.2 发酵工段工艺流程图 图 2 发酵工段工艺流程图 2.3 发酵方法的选择论证 发酵工段主要采取发酵法进行发酵生产，发酵法又分为连续发酵法和半连续发酵法。 连续发酵指以一定速度向培养系统内添加新鲜培养基，同时以相同的速度流出培养基，从而使培养系统内培养液的液量维持恒定，使微生物细胞能在近似恒定的状态下生长的微生物培养方式
17、。 半连续发酵指在发酵过程的后期周期性地放出部分含有产物的发酵液，然后再补加相同体积的新鲜培养基的发酵方法。 两种发酵方法各有其优缺点。从操作时间、总的操作管理来看，连续发酵比半连续发酵方便，但连续发酵对设备的合理性、加料设备的精确性、营养成分的利用程度稍低，从产物稳定，人力物力节省度来看，连续发酵较分批发酵好，比分批发酵高，且连续发酵生产费用投入较少，自动化控制高而获得发酵行业广泛的应用。 所以，本次设计采用连续发酵法生产味精。 淀 粉 水 解 糖 尿 素 无 机 盐 糖 蜜 水 消 泡 剂 培 养 基 培 养 基 种 子 发 酵 液 种 子 罐 摇瓶培养 斜 面 杨 利：生物工程课程设计报
18、告 5 第三章 发酵工段物料衡算 3.1 生产能力 商品味精年产量：45000 t/a，则纯谷氨酸钠年产量为：44550 t/a（商品味精为 99纯谷氨酸钠） 商品味精日产量：136.36 t/d，纯谷氨酸钠日产量：135 t/d。 3.2 计算指标 表 1 计算指标 项 目 数 值 淀粉糖化转化率 96.8 发酵产酸率（浓度） 12 发酵对糖转化率 62 倒罐率 2 谷氨酸提取收率 96 精制收率 95 味精对谷氨酸的产率 111 商品淀粉中淀粉含量 85.5 全年工作日 330 d 发酵培养基配方：水解糖 150 g/L，玉米浆 2 g/L，糖蜜 4 g/L，无机盐 3.2 g/L，尿素（
19、总尿）40 g/L，消泡剂 0.6 g/L。 二级种子培养基配方：水解糖 25 g/L，玉米浆 10 g/L，糖蜜 20 g/L，无机盐 1.4 g/L，尿素 3.5 g/L，消泡剂 0.6 g/L。接种量：10 发酵罐填充系数：80，发酵周期（含辅助时间）h，每个发酵罐公称体积（实际体积为公称体积的 115）200 m3，发酵罐圆筒部分 H=2D，封头部分 H=D/6。 3.3 发酵工段物料衡算 首先计算生产 1000 kg 纯度为 100的味精需耗用的原辅材料及其他物料量。 3.3.1 水解糖量 （1）发酵液量 1V 杨 利：生物工程课程设计报告 6 发酵成功率）精制收率谷氨酸提取率发酵对
20、糖转化率（发酵培养基初糖浓度发酵液量 g1000 LLgkgV 85.12030%)21(%95%96%62150100010001 式中 150发酵培养基初糖浓度 62糖酸转化率 96谷氨酸提取率 （1-2）除去倒罐率 2后的发酵成功率 95味精对谷氨酸的精制产率 （2）发酵液配制需水解糖液量 1G 量发酵培养基中水解糖含发酵液量量发酵液配制需水解糖液 kg63.1804001.015085.120301 G 式中 150发酵培养基含糖量（g/L） （3）二级种液量 2V 二级种子接种量发酵液量二级种液量 LVV 08.1203%1085.12030%1012 （4）二级种子培养液需水解糖量
21、 2G 量二级培养基中水解糖含二级种液量糖量二级种子培养液需水解 kgLgVG 08.302508.1203/2522 式中 25二级种液含糖量（g/L） （5）生产 1000 kg 味精需要水解糖总量G为 糖量二级种子培养液需水解发酵液需水解糖量水解糖总量 kgGGG 71.183408.3063.180421 （6）耗用淀粉原料量 理论上，100 kg 淀粉转化生成葡萄糖量未 110 kg，故理论上耗用的淀粉量 淀粉G 为 理论值）淀粉糖化转化率（商品淀粉中淀粉含量水解糖总量淀粉量 杨 利：生物工程课程设计报告 7 kg32.1995111.18.96%5.85 71.1834 淀粉G 式
22、中 85.5淀粉原料含纯淀粉量 96.8淀粉糖转化率 3.3.2 玉米浆耗用量 （1）发酵培养基耗玉米浆量 3G 量发酵培养基中玉米浆含发酵液量发酵培养基耗玉米浆量 kgG 06.24001.0285.120303 （2）二级种子培养基耗玉米浆量 4G 二级种子中玉米浆含量二级种液量浆量二级种子培养基耗玉米 kgG 03.12001.0108.12034 （3）耗用玉米浆总量 量二级种子培养基玉米浆发酵培养基玉米浆量耗用玉米浆总量 09.3603.1206.24 耗用玉米浆总量 3.3.3 尿素耗用量 （1）发酵培养基耗尿素量 5G 发酵培养基中尿素含量发酵种液量培养基消耗尿素量 kgG 23
23、.481001.04085.120305 （2）二级种子培养基耗尿素量 6G 含量二级种子培养基中尿素二级种子种液量素量二级种子培养基消耗尿 kgG 21.4001.05.308.12036 （3）耗用尿素总量 量二级种子培养基耗尿素发酵培养基耗尿素量耗用尿素总量 kg44.48521.423.481 耗用尿素总量 杨 利：生物工程课程设计报告 8 3.3.4 糖蜜耗用量 （1）发酵培养基耗糖蜜量 7G 发酵培养基中糖蜜含量发酵液量发酵培养基耗糖蜜量 kgG 12.48001.0485.120307 （2）二级种子培养液耗糖蜜量 8G 含量二级种子培养基中糖蜜二级种液量量二级种子培养基耗糖蜜
24、kgG 06.24001.02008.12038 （3）耗用糖蜜量 量二级种子培养基耗糖蜜发酵培养基耗糖蜜量耗用糖蜜总量 kg18.7206.2412.48 耗用糖蜜总量 3.3.5 无机盐量 （1）发酵培养基耗无机盐量 9G 量发酵培养基中无机盐含发酵液量发酵培养基耗无机盐量 kgG 5.38001.02.385.120309 （2）二级种子培养基耗无机盐量 10G 盐含量二级种子培养基中无机二级种液量盐含量二级种子培养液耗无机 kgG 68.1001.04.108.120310 （3）总耗无机盐量 盐量二级种子培养液耗无机发酵培养基耗无机盐量总耗无机盐量 kg18.4068.150.38
25、总耗无机盐量 3.3.6 消泡剂耗用量 （1）发酵培养基耗消泡剂量 11G 用量发酵培养基中消泡剂使发酵液量发酵培养基耗消泡剂量 杨 利：生物工程课程设计报告 9 kgG 22.7001.06.085.1203011 （2）二级种子培养基耗消泡剂量 12G 消泡剂量二级种子培养基中使用二级种液量剂量二级种子培养基耗消泡 kgG 72.0001.06.008.120312 （3）总耗消泡剂量 剂量二级种子培养基耗消泡发酵培养基耗消泡剂量总耗消泡剂量 kg94.772.022.7 总耗消泡剂量 3.3.7 年产4.5万吨味精厂发酵车间的物料衡算结果 由上述生产 1000 kg 味精（100纯度）的
26、物料衡算结果，可求得年产 4.5 万吨味精厂发酵车间的物料平衡计算。具体计算结果如表 2 杨 利：生物工程课程设计报告 10 表 2 年产 4.5 万吨味精厂发酵车间的物料衡算 物料名称 生产 1 吨味精（ 100）的物料量 4.5 万吨味精 生产的物料量 每日物料量 发酵液量（t） 12.0308 546856.5983 1657.1412 水解糖量（t) 1.8046 82028.4897 248.5712 玉米浆量（t) 0.0241 1093.7132 3.3143 尿素耗用量（t) 0.4812 21874.2639 66.2856 糖蜜耗用量（t) 0.0481 2187.4264
27、 6.6286 无机盐量（t) 0.0385 1749.9411 5.3029 发酵培养基 消泡剂量（t) 0.0072 328.1140 0.9943 二级种液量（t） 1.8347 83395.6312 252.7140 水解糖量（t) 0.0301 1367.1415 4.1429 玉米浆量（t) 0.0120 546.8566 1.6571 尿素耗用量（t) 0.0042 191.3998 0.5800 糖蜜耗用量（t) 0.0241 1093.7132 3.3143 无机盐量（t) 0.0017 76.5599 0.2320 二级培养基 消泡剂量（t) 0.0007 32.8114
28、0.0994 水解糖量（t) 1.8347 83395.6312 252.7140 玉米浆量（t) 0.0361 4.9217 0.0149 尿素耗用量（t) 0.4854 22065.6637 66.8656 糖蜜耗用量（t) 0.0722 3281.1396 9.9428 无机盐量（t) 0.0402 1826.5010 5.5349 总 量 消泡剂量（t) 0.0079 360.9254 1.0937 3.4 总物料衡算 物料衡算是根据质量守衡定律而建立起来的。物料衡算是进入系统的全部物料质量等于离开系统的全部物料质量，即： WDF 式中 F 进入系统物料量，kg D离开系统的物料量，k
29、g 杨 利：生物工程课程设计报告 11 W 损失的物料量，kg 图 3 味精生产工艺总物料衡算流程图 3.4.1 商品淀粉用量 由上述糖化工段计算可知，每日投入的商品淀粉量为 207.90 t。 3.4.2 糖化液量 化为葡萄糖的理论产率淀粉转淀粉糖化转化率商品淀粉中淀粉含量商品淀粉量日产纯糖量 dt/17.191111.1%8.96%5.8590.207 日产纯糖量 折算为 30的糖液：（发酵时糖液浓度为 30） t22.637%3017.191 即日产 30糖液 637.22 t。 3.4.3 产谷氨酸量 由上述糖化工段计算可知，生产一吨 100味精需水解糖 1804.63 kg，现日产
30、135 吨100味精，故需水解糖： 味精量日产解糖液量）味精发酵培养基需水吨（产水解糖 %100%1001 t63.24313563.1804 水解糖 精制收率谷氨酸提取率率发酵成功发酵对糖转化率味精需水解糖液量日产日产纯谷氨酸量 %100 dt/135%95%96%2-1%6263.243 ）（日产纯谷氨酸量 3.4.4 衡算结果汇总 杨 利：生物工程课程设计报告 12 表 3 总物料衡算结果汇总表 原 料 规 格（） 日产（耗）量（t/d） 商品淀粉 /t 85.500 207.90 糖 液 /t 30 637.22 谷氨酸 /t 100 135 味 精 /t 99 136.36 杨 利：
31、生物工程课程设计报告 13 第四章 设备的设计和选型 4.1 味精厂发酵车间设备一览表 味精发酵车间设备见表 4 表 4 年产 4.5 万吨味精厂发酵车间设备一览表 位 号 设备名称 台 数 规格与型号 材 料 备 注 F301-311 发酵罐 19 500010000mm A3钢 专业设备 F321-326 二级种子罐 12 14002800mm A3钢 专业设备 F331-336 一级种子罐 13 400800mm A3钢 专业设备 R301-311 发酵罐分过滤器 18 12001800mm A3钢 专业设备 R321-326 种子罐分过滤器 12 75520mm A3钢 专业设备 R3
32、31-336 种子罐分过滤器 12 22150mm A3钢 专业设备 4.2 设备设计与选型 4.2.1 发酵罐 （1）发酵罐的选型： 选用机械涡轮搅拌通风发酵罐。 （2）生产能力、数量和容积的确定： 发酵罐容积的确定：选用 200 m3罐。 生产能力的计算： 现每天生产 99纯度的味精 136.36 t，谷氨酸的发酵周期为 48 h(包括发酵罐清洗、灭菌、进出物料等辅助操作时间)。则每天需糖液体积为 糖V 。每天产纯度为 99的味精136.36 t，每吨 100的味精需糖液 12.03 m3。 3m01.1624%99136.3612.03 糖V 设发酵罐的填充系数 =80；则每天需要发酵需
33、要发酵罐的总体积为 0V （发酵周期为 48 h）： 30 2030.018.001.1624/ mVV 糖 发酵罐个数的确定：公称体积为 200 m3的发酵罐，总体积为 230 m3 杨 利：生物工程课程设计报告 14 个总17.65248.0230 481624.0124V 01 VN 取公称体积 200 m3发酵罐 19 个，其中一个留作备用。 实际产量验算： at/20.61333330%9936.136 58.0230 富余量: %36.045000 00.4500020.61333 故能满足产量要求 （3）主要尺寸的计算：取高径比 HD=21 3230m2 封筒全 VVV 则 有：
34、 2302242785.0 32 DDDV 全 H=2D 解方程得： 23026.057.1 33 DD mD 004.583.1230 取 D=5 m H=2D=10 m； 封头高： mmhhH ba 1300封 封头容积 ： 34.16 mV 封 圆柱部分容积： 3197mV 筒 验算全容积 全V ： 杨 利：生物工程课程设计报告 15 3 8m.2294.1621972 封筒全 VVV 全全 VV 符合设计要求，可行。 （4）冷却面积的计算 对谷氨酸发酵，每 1 m3 发酵液、每 1 h 传给冷却器的最大热量约为 4.186000 kJ/(m3h)。 采用竖式蛇管换热器，取经验值 K=4
35、.18500 kJ/(m3h)。 平均温差 mt ： 2121ttlnttmt 32 32 20 27 12 5 代 入： 8512ln512tm 对公称容量 200 m3的发酵罐，每天装 11 罐，每罐实际装液量为： 364.1471101.1624 m 换热面积： 346.221850018.464.147600018.4 mtKQFm （5）设备结构的工艺计算： 空气分布器：本罐采用单管进风，风管直径 1334mm。 挡板：本罐因有扶梯和竖式冷却蛇管，故不设挡板。 密封方式：本罐采用双面机械密封方式，处理轴与罐的动静问题。 杨 利：生物工程课程设计报告 16 4.2.2 种子罐 发酵所需
36、的种子从试管斜面出发，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。种子罐冷却方式采用夹套冷却。 （1）二级种子罐容积和数量的确定 二级种子罐容积的确定：接种量为 10计算，则种子罐容积 2种V 为： 32 23m%10230%10 总种 VV 式中 总V 发酵罐总容积（m3） 二级种子罐个数的确定：种子罐与发酵罐对应上料。发酵罐平均每天上 11 罐，需二级种子罐 12 个。种子罐培养 8 h，辅助操作时间 810 h，生产周期 1618 h，因此，二级种子罐 12 个已足够，其中 1 个备用。设备材料采用 A3钢制作。 （2）一级种子罐 一级种
37、子罐的选型： 选用机械搅拌通风发酵罐。 一级种子罐容积和数量的确定： 种子罐容积的确定：接种量按 10计算，则种子罐容积 1种V 为： 321 46.0%106.4%10 mVV 种种 故选用公称体积为 100 L 的发酵罐，发酵罐的主要尺寸为：罐内径 400 mm，圆柱高800 mm，封头高 125 mm，罐体总高 1050 mm，封头容积 11.5 L，圆柱部分容积 100 L，不计上封头的容积 112 L，全容积 123 L，搅拌桨直径 135 mm。冷却选用夹套冷却。 一级种子罐个数的确定：一级种子罐与二级种子罐对应上料。二级种子罐平均每天上12 罐，需一级种子罐 13 个。种子罐培养
38、 8 h，辅助操作时间 810 h，生产周期 1618 h，因此，一级种子罐 13 个已足够，其中 1 个备用。 杨 利：生物工程课程设计报告 17 4.3 设备流程图 杨 利：生物工程课程设计报告 18 参考文献 1. 华南工学院. 发酵工程与设备. 北京：轻工业出版社.1983. 2. 梅乐和，姚善泾，林东强. 生化生产工艺学. 北京：科学出版社.1999. 3. 曹军卫，马辉文.微生物工程. 北京：科学出版社.2008.8. 4. 高孔荣. 发酵设备. 北京：中国轻工业出版社.1993. 5. 高平，刘书志. 生物工程设备. 北京：化学工业出版社.2006. 6. 邹东辉. 生物加工设备
39、选型与应用. 北京：化学工业出版社.2009.1. 7. 韩长日，宋小平. 食品添加剂生产与应用技术. 北京：中国石化出版社.2006. 8. 陈宁. 氨基酸工艺学. 北京：中国轻工业出版社.2010.8. 9. 谢梅英，别智鑫. 发酵技术. 北京：化学工业出版社.2007.8. 10. 梁世中生物工程设备. 北京：中国轻工业出版社.2002 11. 张克旭. 氨基酸发酵工艺学. 中国轻工业出版社.1992：279-280 12. 姚玉英. 化工原理. 天津大学出版社.1999. 杨 利：生物工程课程设计报告 19 致 谢 此次设计历时两个星期，完成了年产 4.5 万吨味精发酵工段工艺的物料衡
40、算、设备选型等计算。本设计参考了许多文献，特别是的到了老师的精心指导与督促。 本课题在选题及进行过程中得到老师的悉心指导。论文行文过程中，老师多次帮助我分析思路，开拓视角，在我遇到困难想放弃的时候给予我最大的支持和鼓励。老师严谨求实的治学态度，踏实坚韧的工作精神，将使我终生受益。再多华丽的言语也显苍白。在此，谨向老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 这次设计不仅让我们进一步熟悉和巩固了很多生物方面的知识，还初步掌握了许多有关设计方面的知识，同时也让我明白理论联系实际的重要性，更让我懂得了独立思考问题、分析问题和解决问题，以及谦虚的求教态度和团结的合作精神等。这些对于我们将来的工作和生活都将有着很大
41、的作用。 由于理论知识与设计经验的不足，本设计对于有些设备的计算与选型等方面没有加以分析，已经计算选型的设备也有可能与实际有偏差甚至不符，同时所选的参考资料比较单一，有些信息与实际情况有些差距，因此本设计用于实际生产时需要进一步的改进。本设计的这些不足之处和错误之处还需要各位老师多多指点并加以改进。 在此次设计完成之际，再次对一直悉心教导我们的老师们，特别是耐心的指导老师，还有帮助过我们的同学表示衷心的感谢，并致以崇高的敬意。 杨 利：生物工程课程设计报告 20 课程设计总结及体会 通过查阅相关资料，本设计对国内外味精生产工艺进行了简述，对年产4.5万吨味精发酵工段工艺进行设计及论证，并绘制了
42、味精生产工艺总流程图、发酵工段工艺流程图以及发酵工段设备流程图；根据相关指标进行发酵工段的物料衡算及总物料衡算，并且列出了发酵工段的主要设备，并对主要设备发酵罐、种子罐进行设备选型，确定发酵罐、种子罐的主要参数（H、D）和台数。 本设计共列出了六种发酵工段的主要设备，F301-311 发酵罐 19 台，F321-326 二级种子罐 12 台，F331-336 一级种子罐 13 台，R301-311 发酵罐分过滤器 18 台，R321-326 种子罐分过滤器 12 台，R331-336 种子罐分过滤器 12 台。 发酵罐选用机械涡轮搅拌通风发酵罐，容积选用公称体积 200 m3发酵罐共 19 个
43、，其中一个留作备用，实际产量61333.20 t/a, 富余量0.36；封头高1300 mm, 封头容积16.4 m3；圆柱部分容积197 m3, 换热面积221.46 m3, 空气分布器采用单管进风，风管直径1334 mm, 罐体本生因有扶梯和竖式冷却蛇管，故不设挡板；密封方式采用双面机械密封方式，处理轴与罐的动静问题。 二级种子罐：按接种量为 10计算，则罐容积为 23 m3。种子罐与发酵罐对应上料，发酵罐平均每天上 11 罐，需二级种子罐 12 个。种子罐培养 8 h，辅助操作时间 810h，生产周期 1618h，因此，二级种子罐 12 个已足够，其中 1 个备用。 一级种子罐：接种量按
44、 10计算，则种子罐容积为 0.46 m3，故选用公称体积为 100 L的发酵罐，发酵罐的主要尺寸为：罐内径 400 mm，圆柱高 800 mm，封头高 125 mm，罐体总高 1050 mm，封头容积 11.5 L，圆柱部分容积 100 L，不计上封头的容积 112 L，全容积 123 L，搅拌桨直径 135 mm。冷却选用夹套冷却。一级种子罐与二级种子罐对应上料。二级种子罐平均每天上 12 罐，需一级种子罐 13 个。种子罐培养 8 h，辅助操作时间 810 h，生产周期 1618 h，因此，一级种子罐 13 个已足够，其中 1 个备用。 课程设计是我们学习阶段一次非常难得的理论与实际相结
45、合的机会，通过这次设计，我摆脱了单纯的理论知识学习状态，和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，提高了我查阅文献资料、设计手册以及设计规范的能力。 虽然设计内容繁多，过程繁琐，但我的收获却无比丰富。各种设备的设计，我都是随着设计的不断深入而不断熟悉的。 在设计的过程中，一些设备的设计让我很头痛，原因是我们所学的只是有限，考虑到这点，我意识到要与其他专业人才的交流沟通是很有必要的，我们还要从国家的高度看待杨 利：生物工程课程设计报告 21 一些大局上的问题，更好的处理设计中出现的各种矛盾。 提高是有限的，但提高也是全面的，正是这一次的设计，让我积累了无数实际经验，使我的头脑更好的被知识武装了起来，也必然让我在未来的工作学习中表现出更高的应变能力，更强的沟通能力和理解能力。
