味精的发酵生产工艺设计开题报告.doc

太原工业学院毕业论文开题报告学 生 姓 名：XXX学 号：0720651XX系 部：环境与安全工程系专 业：生物工程论 文 题 目：50000t/a味精的发酵生产工艺设计指导教师:XXX副教授 2011年 3 月 20 日开题报告填写要求1开题报告作为毕业论文答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业论文工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在系审查后生效；2开题报告内容必须用按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3学生的“学号”要写全号（如072074123），不能只写最后2位或1位数字；4. 有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2009年3月15日”或“2009-03-15”；5. 指导教师意见和所在系意见用黑墨水笔工整书写，不得随便涂改或潦草书写。毕 业 论 文 开 题 报 告一论文研究目的及意义：1. 通过本设计熟悉并掌握味精的发酵工艺。味精的发酵工艺是味精生产企业根本所在，他决定了企业的生产能力和效益。本文通过对味精生产中的原料预处理、淀粉糖化、发酵、提取部分的生产方法和生产流程设计，熟悉并掌握目前我国较先进的味精生产工艺。本设计采用现阶段较先进工艺即淀粉原料双酶法糖化、中糖发酵、一次等电点提取工艺生产味精。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2。与这四个工艺阶段相对应味精生产厂家一般都设置了糖化车间,发酵车间,提取车间和精制车间作为主要生产车间.另外,为保障生产过程中对蒸汽的需求,同时还设置了动力车间,利用锅炉燃烧产生蒸汽,并通过供气管路输送到各个生产需求部位.为保障全厂生产用水,还要设置供水站.所供的水经消毒,过滤系统处理,通过供水管路输送到各个生产需求部位。2. 通过本设计将理论和实践相结合，为以后的工作打下坚实的基础。经过四年的学习我们已经全面的掌握了生物发酵及其相关知识，然而这些知识并不是直接财富，要将知识变为财富就需要将其用于实践。当今社会需求的不光有知识，还要能将知识转化为实实在在的财富的人才。通过本设计将我们学习过的工业微生物菌种选育、工业发酵培养及设计、发酵工业无菌技术、种子扩大培养、发酵动力学、氧的供需、发酵生理及其过程控制、发酵罐的放大与设计、发酵产品的提取与精制、发酵工业的清洁生产等等知识综合应用，使我们具备工厂工艺设计能力4。同时熟悉现代发酵工业的发展领域和重点方向，为我们今后从事与发酵工业相关的新产品、新工艺的研究和开发打下坚实的理论与实践基础1。3. 通过本设计为企业的大规模生产提供一些有价值的参考意见。味精是一种白色晶体，又名叫谷氨酸钠，化学名称为L-谷氨酸单钠一水化合物，英文缩写为MSG3。我国味精生产始于1923年，从1965年至2007年，我国味精产量由4000吨增长到191.29万吨，42年间，味精产量增加470多倍，复合增长率达到15.82%，中国已成为味精生产大国。目前，各项经济技术指标已达到或接近世界先进水平。2002-2008年间，我国味精行业CR10占有率由44%提升到78%。现阶段味精需求的结构为：食品加工业消费了50%左右的味精供给，餐饮业消费了30%，家庭消费为20%左右。这三个渠道的增长，将成为带动调味品市场发展的动力。而据有关部门预测，2010-2015年，味精行业保持8%-10%左右的增速仍能持续。在味精需求仍有平稳增长的前提下，与之伴生的谷氨酸行业亦将呈现类似的增长速率5。由于味精为微利产品只有生产规模越大，企业才能盈利，而规模在2万吨以下则很难盈利。然而截至2009年末，具有生产能力的企业将从原有的100多家急剧缩减，75%的味精由4万吨以上的12家企业供应。目前符合国家规定2万吨以上的企业也仅有17家。国家的大型生产厂家还太少无法满足日益增长的市场需求，大规模生产将是味精行业发展必然趋势，所以本设计将为企业的大规模生产提供一些有价值的参考意见。参考文献：1吴思芳主编.发酵工厂工艺设计概论.M.北京：中国轻工业出版社.2010：1-2.2陈卓贤等编.味精生产工艺学.M.北京：中国轻工业出版社.1992：13-15.3王家勤主编.生物化学品.M.北京：中国物质出版社.2001：15-19.4余龙江主编.发酵工程原理与技术应用.M.北京：化学工业出版社.2010：15-16.5中国商情网. 2010-2015年中国味精制造市场发展现状及前景预测报告.R/OL./reports/2010-12/20101217105734.html.2010. 毕 业 论 文 开 题 报 告二本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：本设计要解决的问题：物料衡算，热量衡算，过程水平衡计算，无菌空气消耗量计算，设备选型与计算。1、 物料衡算：根据质量守恒定律，计算出每年生产50000t味精所需要的发酵液量、二级种子量、发酵水解用糖量、二级种培养用糖量、水解糖总量、淀粉用量、液氨用量、糖蜜用量、氯化钾用量用量、磷酸二氢钾用量、泡敌用量、硫酸镁用量、玉米浆用量、生物素用量、硫酸锰用量、硫酸亚铁用量、磷酸用量、谷氨酸用量。 物料衡算的方法：（1）根据题意和计算目的绘出味精生产的物料衡算流程示意图；（2）根据工艺过程发生的生物反应，写出主副反应方程式；（3）收集生产规模、年生产天数、原料规格、辅料规格等设计基础数据和密度、比热容等有关物化常数；（4）设计所用的工艺指标、原料消耗定额及其他经验数据；（4）选生产1000kg纯度为99%的味精为计算准数；（5）由已知数据，根据质量守恒进行物料衡算；（6）校核与整理计算结果，列出物料衡算表；（7）根据计算结果绘出物料流程图。2、 热量衡算：根据能量守恒定律，进行液化工序的热量衡算、液化液糖化工序的热量衡算、连续灭菌的热量衡算、发酵工序的热量衡算。 热量衡算的方法：（1）画出设备的物料流向及变化的示意图；（2）分析物物料流向及变化，根据能量守恒写出热量衡算式；（3）搜集物料量、工艺条件和必要的物性数据；（4）选取0为基准温度；（5）进行具体的热量计算，物料带入热量、物料带出热量、过程热效应、加热设备耗热量等。3、 过程水平衡计算：淀粉调浆用水量、液化液冷却水用量、糖化液冷却水用量、连续灭菌工序用水量、发酵工序用水量。 过程水平衡计算的方法：（1）由物料衡算过程所得到的淀粉浆量乘以调浆比例得到淀粉调浆用水量；（2）由液化、糖化热量衡算结果和冷却水出口、入口温度及比热容计算得到液化液冷却水用量和糖化液冷却水用量；（3）根据灭菌过程物料衡算和热量衡算计算连续灭菌工序用水量；（4）有发酵过程的发酵热和冷却水出口、入口温度及比热容计算得到发酵工序用水量。4、 无菌压缩空气消耗量计算：单罐发酵无菌空气耗用量、种子培养等其他无菌空气耗用量、发酵车间高峰无菌空气耗用量。 无菌压缩空气消耗量计算的方法：（1）味精发酵罐通风量的计算；（2）通风搅拌用的压缩空气的压强计算；（3）压送培养基等液体物料是无菌空气耗用量。5、 设备选型与计算：我们通常把生物工程厂长所涉及的设备分为专业设备、通用设备和非标准设备。专业设备系发酵罐、糖化锅等专业性较强、仅为生物工程工厂使用的设备；泵、风机等各行各业都可以使用的设备称为通用设备；非标准设备室指生产车间的储藏、池子等设施。 本设计的发酵设备采用间歇操作，灭菌设备采用连续操作。间歇操作设备选型与计算：糖化罐选型与数量计算、发酵罐选型与主要尺寸计算、冷却面积计算、搅拌器设计及功率计算、发酵罐的结构工艺设计、设备材料选择、发酵罐厚度计算、冷却装置设计、接管设计、支架设计。连续操作设备选型与计算：喷射泵的选型与数量计算、维持管选型与数量确定、旋转板换热器的选型与数量计算。间歇操作设备选型与计算方法：（1）根据发酵糖液量对发酵罐进行选型；（2）间歇操作设备生产能力的确定；（3）间歇操作所需设备数量的确定；（4）设备容积的计算；（5）设备主要尺寸的计算。连续操作设备选型与计算的方法：（1）连续操作设备生产能力的确定；（2）连续操作所需设备数量的确定；（ 3）设备容积的计算；（4）设备主要尺寸的计算。进度安排：2010年12月25日-2011年03月25日 查阅文献，完成开题报告。2011年03月26日-2011年04月04日 完成文献综述，确定工艺流程。2011年04月04日-2011年04月30日 进行工艺设计计算。2011年0