1、开 封 大 学学生毕业设计设计题目： 年产 10 万吨谷氨酸工厂发酵车间设计 班级： 10 级生化二班 姓名： 郭重阳 学号： 2010051106 指导教师： 韩艳霞 起止时间： 2013 年 3 月 1 日至 2013 年 5 月 30 日 2013 年 5 月 30 日毕业论文1目 录一、 前言 .2（一） 、课程设计目的 .2（二） 、目前生产存在问题及对策(谷氨酸) .2（三） 、采取必要措施： .2（四）今后发展方向： .3二、 10 万 ta 谷氨酸工厂发酵车间工艺流程设计任务书 .4三、 可行性分析 .5四、 10 万 ta 谷氨酸工厂发酵车间工艺流程设计 .6五、 10 万
2、ta 谷氨酸工厂发酵车间的物料衡算 .7（一） 、工艺技术指标及基础数据 .7（二） 、谷氨酸发酵车间的物料衡算 .7六、 设备的设计与选型 .10（一） 、设计原则与内容 .10（二） 、容积、生产能力、数量的计算 .10（三） 、设备选材 .11（四） 、设备的选型 .12（五） 、发酵罐的计算 .13七、 环境保护 .14（一） 、三废状况 .14（二） 、三废治理 .14八、 设计评价 .15九、 机会与收获 .16十、 参考文献 .17毕业论文21、前言（一） 、课程设计目的本课程是生物化工工艺专业的一门实用性和技术性很强的专业课程。学习本课程的目的是使学生在学完本专业的有关课程后，
3、尤其是在学完生化工艺、发酵工程及设备、化工设计这门课程后，综合运用 3 年所学的全部知识，进行工厂的初步设计。通过专业课程设计使学生掌握应具备的基本设计技能。待学生走上工作岗位后既能担负起工厂技术改造的任务，又能进行车间或全厂的工艺设计。（二） 、目前生产存在问题及对策(谷氨酸)随着经济的发展和技术水平的不断提高，我国的谷氨酸生产水平也有相应的提高。但与国际先进生产水平相比，还存在着以下问题:1) 规模小，操作费和设备费用高2) 技术水平低3) 生产过程自动化低，劳动生产率低4) 主要原材料(燃料)价格高，使得生产成本高5) 经营管理体制不完善，影响技术水平的发挥和生产稳定（三） 、采取必要措
4、施：1) 合理利用原材料2) 采用新工艺，新技术，提高技术水平3) 生产设备大型化，自动化，关键设备先进化4) 加强废水处理和综合利用，提高环境效益5) 深化改革，降低生产成本，参与国际市场竞争6) 跳出单一产品模式，开发多品种，提高企业抗风险能力毕业论文3（四）今后发展方向：今后的发展方向是采用诱变、细胞工程、基因工程的手段选育出从遗传角度解除了反馈调节和遗传性稳定的更理想的菌种以提高产酸率；采用过程控制检测调节与自控，逐步使用现代化的电子仪表，电子计算机控制，加强科学管理，完善受控参数，进行最佳化控制，连续化、自动化、稳产高产；在工艺设备上进一步探求新工艺、新设备，以提高产率和受的率；继续
5、研究微生物生理生化遗传变异和发酵机制等外问题，以更好地控制谷氨酸的发酵。毕业论文42、10 万 ta 谷氨酸工厂发酵车间工艺流程设计任务书1、完成 10 万 ta 谷氨酸工厂发酵车间工艺流程的设计2、对主要设备（重点为发酵罐）进行设计与选型3、对谷氨酸生产的发酵车间进行物料衡算4、对结果进行评价毕业论文53、可行性分析 1、工艺简炼。在用粮食制谷氨酸的工艺中，第一步是用水解糖(糖化酶)把粮食中的淀粉(长链葡萄糖)变成单个的葡萄糖;第二步是用酵母菌再把葡萄糖变成谷氨酸和母液。其中第一步是相当复杂的。而果谷氨酸制造技术是将淀粉中的糖加上菌种发酵，即可变成谷氨酸，省去了艰难的第一步。2、原料成本低。
6、按每千克谷氨酸 0.5 元，每千克辣椒 2 元计算，前者的成本只有后者的 24% 。3、设备简单。整个制谷氨酸过程中所用的发酵罐、换热器、过滤机、灌装机等设备，一般工厂都有，可将闲置设备加以改装，充分利用设备资源，不用另外投资，提高了设备利用率。4、可实现全年生产。谷氨酸生产无季节性，生产周期短，不象酒每年只能加工一次。按发酵周期为巧天左右计算，一年至少可以生产 20 批。5、能耗小。此项技术在春夏秋冬季节都可以发酵，而且不需特别加热，利用室温即可进行，节省能源。毕业论文64、10 万 ta 谷氨酸工厂发酵车间工艺流程设计谷氨酸发酵工艺流程示意图谷氨酸发酵采用淀粉原料，双酶法糖化，中糖发酵，一
7、次等电点提取的工艺。其工艺流程示意图如图所示。水解糖 预热器 连消塔 维持罐 冷却器 灭菌培 无菌 过滤除菌 压缩机 空气养基 空气尿素（或液氨） 灭菌 母液成熟发酵液 等电点罐 分离机 消泡剂 灭菌 谷氨酸 图 谷氨酸发酵工艺流程示意图发酵罐毕业论文75、10 万 ta 谷氨酸工厂发酵车间的物料衡算（一） 、工艺技术指标及基础数据(1)主要技术指标如表所示。表 谷氨酸发酵工艺技术指标指标名称 单 位 指标数 指标名称 单 位 指标数生产规模 ta 10 万 发酵初糖 kgm 3 150生产方法 中糖发酵，一次等电点提取 淀粉糖化转化率 95年生产天数 da 300产品日产量 td 10 糖酸
8、转化率 48产品质量 纯度 99 麸酸谷氨酸含量 90倒罐率倒罐率% 1.0 谷氨酸提取率 谷氨酸提取率% 80发醇周期 h 48(2)主要原材料质量指标 淀粉原料的淀粉含量为 80，含水 14。(3)二级种子培养基 (gL) 水解糖 25，糖蜜 20，尿素 3.5，磷酸氢二钾1.0，硫酸镁 0.6，玉米浆 510，泡敌 0.6，硫酸锰 2mgL，硫酸亚铁2mgL 。(4)发酵培养基 (gL) 水解糖 150，糖蜜 4，硫酸镁 0.6，氯化钾 0.8，磷酸氢二钠 0.2，硫酸亚铁 2mg/L，硫酸锰 2mgL，尿素(总尿)40，泡敌 06，植物油 1.0。接种量为 2。（二） 、谷氨酸发酵车间
9、的物料衡算 首先计算生产 1000kg 纯度为 100的谷氨酸需耗用的原辅材料及其他物料量。(1)发酵液量V1=1000(150488099)=15.66( )3m式中 150发酵培养基初糖浓度(kg )3m毕业论文848糖酸转化率80谷氨酸提取率99除去倒罐率 l后的发酵成功率(2)发酵液配制需水解糖量以纯糖算，G 1=V1150=2349(kg)(3)二级种液量 V2=2%V2=0.313（ ）3m(4)二级种子培养液所需水解糖量G2=25V2=7.83(kg)式中 25二级种液含糖量(kg )3(5)生产 1000kg 谷氨酸需水解糖总量为：G=G1+G2=2356.8(kg)(6)耗用
10、淀粉原料量理论上，100kg 淀粉转化生成葡萄糖量为 111kg，故理论上耗用淀粉量为：G 淀粉=2356.8 (8095111)=2793.7(kg)式中 80淀粉原料含纯淀粉量95淀粉糖化转化率(7)尿素耗用量二级种液耗尿素量为 35V 2=1.1(kg)发酵培养基耗尿素为 40V1=626.4(kg)故共耗尿素量为 627.5(kg)(8)甘蔗糖蜜耗用量二级种液耗用糖蜜量为 20 V2=6.26(kg)发酵培养基耗糖蜜量为 4Vl=62.64(kg)合计耗糖蜜 69.9(kg)(9)氯化钾耗量GKCl=0.8 V1=12.53(kg)毕业论文9(10)磷酸氢二钠 (Na2HPO47H2O
11、)耗量。G3=0.2 V1=3.13(kg)(11)硫酸镁 (MgS047H20)用量0.6(V1+V2)=9.58(kg)(12)消泡剂 (泡敌)耗用量0.6 V1=9.4(kg)(13)植物油耗用量1.5 V1=23.5(kg)(14)谷氨酸 (麸酸)量发醇液谷氨酸含量为：G148(1-1 )=1116.2(kg)实际生产的谷氨酸(提取率 80)为：1116.280=893(kg)（三） 、10 万 ta 谷氨酸厂发酵车间的物料衡算表由上述生产 1000kg 谷氨酸(100纯度)的物料衡算结果，可求得 10 万 ta谷氨酸厂发酵车间的物料平衡计算。具体计算结果如下表所示。表 10 万 ta
12、 谷氨酸厂发酵车间的物料衡算表物料名称物料名称生产 1t 谷氨酸(100%) 10 万 t/a 每日物料量发酵液(m 3) 1566 1566000 5220二级种液(m 3) 0313 31300 104发酵水解用糖(kg) 2349 234900000 783000二级种陪养用糖(kg)二级种培养用糖(kg)7.83783783000 261000水解糖总量(kg) 23568 235680000 785600淀粉(kg) 27937 279370000 931233尿素(或液氨) (kg)尿素( 或液氨)(kg)6275 62750000 209166糖蜜(kg) 699 6960000 23000氯化钾(kg) 1253 1253000 4176磷酸氢二钠(kg) 313 313000 1043硫酸镁(kg)硫酸镁(1【g】958 958000 3193
