年产三万吨谷氨酸的发酵罐设计和选型

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1、年产3万吨谷氨酸发酵罐设计目录第一章前言第二章谷氨酸发酵罐的主要技术指标第三章谷氨酸生产工艺流程及计算3.1谷氨酸生产原料及处理3.2谷氨酸生产工艺流程图第四章谷氨酸发酵罐的总物料衡算4.1谷氨酸生产的工艺技术指标4.2谷氨酸发酵车间的物料衡算4.3三万吨谷氨酸发酵车间的物料衡算结果表第五章谷氨酸发酵罐的设计与选型5.1谷氨酸发酵罐空管灭菌蒸汽用量5.2发酵罐的选型5.3生产能力、数量和容积的确定5.4主要尺寸的计算5.5冷却面积的计算5.6搅拌器计算5.7搅拌轴功率的计算5.8设备结构的工艺计算5.9设备材料的选择5.1

2、0发酵罐壁厚的计算5.11接管设计5.12支座选择选用裙式支座第六章发酵罐的设计图第一章前言谷氨酸是一种氨基酸, 其用途非常广泛,可用于食品、医学 、化妆品等，它是非人体所必需氨基酸，但它参与许多代谢过程，因而具有较高的营养价值，在人体内，谷氨酸能与血氨结合生成谷氨酰胺，解除组织代谢过程中所产生的氨毒害作用，可作为治疗肝病的辅助药物，谷氨酸还参与脑蛋白代谢和糖代谢，对改进和维持脑功能有益。另外，众所周知的谷氨酸钠盐即味精有很强烈的鲜味，是重要的调味品。第二章谷氨酸发酵罐的主要技术指标根据常识，一个良好的发酵罐应满足下列要求

3、：①结构严密，经得起蒸汽的反复灭菌，内壁光滑，耐腐性好，以利于灭菌彻底和减小金属离子对生物反应的影响；②有良好的气-液-固接触和混合性能以及高效的热量、质量、动量传递性能；③在保持生物反应要求的前提下，降低能耗；④有良好的热量交换性能，以维持生物反应最是温度；⑤有可行的管道比例和仪表控制，适用于灭菌操作和自动化控制。本论文设计原理是基于强化传质、传热等操作，将生物体活性控制在最佳状态，降低总的操作费用。另外，发酵罐内部状态也是不可忽视的影响因素。初步确定主要技术指标如表1所示。表1主要技术指标指标名称单位指标数生产规模t/

4、a30000(谷氨酸)生产方法采用淀粉原料，双酶法糖化，中初糖发酵流加高糖，等电点-离子交换法提取的工艺年生产天数d/a300产品日产量t/d100产品质量纯度99%第三章谷氨酸的生产工艺流程3.1谷氨酸原料的处理3.1.1谷氨酸生产糖蜜预处理的目的是为了降低生物素的含量。因为糖蜜中特别是甘蔗糖蜜中含有过量的生物素，会影响谷氨酸积累。故在以糖蜜为原料进行谷氨酸发酵时，常常采用一定的措施来降低生物素的含量，常用的方法有以下几种。　　(1)活性炭处理法用活性炭可以吸附掉生物素。但此法活性炭用量大，多达糖蜜的30%～40%，成本

5、高。在活性炭吸附前先加次氯酸钠或通氯气处理糖蜜，可减少活性炭的用量。　　(2)水解活性炭处理法国内曾有人进行过用盐酸水解甘蔗糖蜜，再用活性炭处理的方法去除生物素的实验，并应用于生产。　　(3)树脂处理法甜菜糖蜜可用非离子化脱色树脂除去生物素，这样可以大大提高谷氨酸对糖的转化率。处理时先用水和盐酸稀释糖蜜，使其浓度达到10％，pH达2.5，然后在120℃下加压灭菌20min，再用氢氧化钠调pH至4.0，通过脱色树脂交换柱后，将所得溶液调pH至7.0，用以配制培养基。3.1.2淀粉的糖化淀粉水解的方法有三种：①酸解法；②酶解法

6、；③酸酶(或酶酸)结合法。淀粉的酸水解工艺1、调浆：干淀粉用水调成10-11˚Bx的淀粉乳，加盐酸0.5-0.8％至pH1.5。2、糖化：蒸汽加热、加压糖化25min。3、中和：冷却至80℃，烧碱中和至pH4.0-5.0（避免产生焦糖又保证过滤，中和为沉淀胶体）。4、脱色：活性炭脱色和脱色树脂。活性炭用量为0.6-0.8％，在70℃及酸性条件下搅拌后过滤。 淀粉的酶法糖化工艺以大米或碎米为原料时采用大米浸泡磨浆，再调成15˚Bx，pH6.0，加细菌α-淀粉酶在85℃下液化30min，加糖化酶60℃糖化24h，过滤后可供配制

7、培养基。 糖蜜原料不宜直接用来作为谷氨酸发酵的碳源，因含丰富的生物素。预处理方法：活性炭或树脂吸附和亚硝酸法破坏以减少糖蜜中的生物素。也可以在发酵液中加入表面活性剂吐温60或添加青霉素。3.2谷氨酸的生产工艺流程图淀粉↓↓消泡剂—葡萄糖—消泡剂水—↓—水无机盐—→配料罐→定容罐定容罐←配料罐←←—无机盐糖蜜—↓↓—糖蜜玉米浆—二级种子罐连消器—玉米浆纯生物素—↓↓—纯生物素实消维持罐↓↓斜面→一级种子降温换热器↓↓—消泡剂液氮→二级种培养发酵罐←—高浓度糖液↑—液氨第四章年产3万吨谷氨酸的总物料衡算4.14.1.1谷氨酸生

8、产的工艺技术指标表1味精发酵工艺技术指标指标名称单位指标数生产规模t/a30000（味精）生产方法中糖发酵，一次等电点提取年生产天数d/a300产品日产量t/a100产品质量纯度%99倒灌率%1.0发酵周期h48发酵初糖Kg/m3150淀粉糖转化率%95糖酸转化率%48麸酸谷氨酸含量%90谷氨酸提取率%