年产15000吨味精的工厂设计方案

1、第一章可行性报告一、项LI建设的背景和意义二、产品需求初步预测三、产品方案及拟建规模3四、厂址选择4五、产品的销售4六、主要原料、燃料、动力的供应5七、工厂组织及劳动定员5八、项H实施进度预测5九、环境保护及三废处理5十、投资估算及资金筹措方案6十一、经济效益和社会效益的初步估计6十二、结论6第二章厂址选择7一、园区简介7二、原材料供应条件评价7三、燃料及动力供应评价7四、交通运输和通讯条件评价7五、环境影响评价8六、厂址最后选择8第三章总平面设计8一、厂区总平面设计原则8二、厂内建筑及技术经济指标8第四章工艺设计9一、产品方案及班产量的确定9二、生产工艺流程10三、物料衡算12四、设备设计及

2、选型17五、劳动力计算30六、生产车间工艺布置30七、水、电、汽用量佔算31第五章 工厂卫生设计33一、工厂设计与设施的卫生33二、原料采购、运输、贮藏的卫生34三、生产过程中的卫生34四、成品贮藏、运输的卫生35五、工厂的卫生管理35六、个人卫生与健康管理35七、卫生与质量检验管理35第六章 公用工程和辅助设施36一、公用工程36二、辅助设施36第七章 坏境保护与安全生产37一、废水处理37二、废气处理37三、噪声控制38四、废渣处理38五、粉尘控制38六、生活垃圾38第八章 基本建设概算38第九章技术经济分析39一、直接成本费39_、间接成本费40三、年总成本费40四、销售收入40五、税金

3、40六、年净利润40七、投资回收期40参考文献39附图一厂区总平面布置图41附图二生产工艺流程图41附图三设备流程图41附图四重点单体设备图41第一章可行性报告一、项目建设的背景和意义味精是人们熟悉的鲜味剂，是L谷氨酸单钠盐(Mono sodium glutamate)的一水化 合物(HOOC-CH2CH(NH2)-COONa吐0),具有旋光性，有D型和L型两种光学异 构体。味精具有很强的鲜味(阈值为0. 03%),现已成为人们普遍采用的鲜味剂，其消费 量在国内外均呈上升趋势。1987年3月，联合国粮农组织和世界卫生组织食品添加剂专 家联合委员会第十九次会议，宣布取消对味精的食用限量，再次确认

4、为一种安全可黑的 食品添加剂。味精主要用于提高菜肴及各种食物的食用鲜味，增强人们的食欲。作为食物的可溶性成分溶于食物溶液或人的唾液中，从而刺激舌头的味蕾，通过味蕾中的味觉中枢神经 传到大脑的味觉中枢，经大脑分析后产生菜食味道鲜美的味觉。味精进入人体后，遇到胃酸会很快转化为易被人体吸收的谷氨酸，谷氨酸经消化道 吸收构成蛋口质，人脑在工作时，所需要的能量主要依靠氨基酸来提供，所消耗的氨基 酸中，谷氨酸所占比例最大。在参与人体脱氨基、转氨基、解氨、脱竣反应中起着重要 作用。除此之外，经研究发现，它能与血氨结合形成对人体无害的氨酰胺，谷氨酰胺的 合成过程不仅是解氨毒的重要方式，也是氨的运输和储存形式。

5、可用于肝昏迷回复和严 重肝功能不全，具有调节人体酸碱平衡的作用，防止酸中毒，对治疗神经衰弱和防止癫 痫也有一定疗效。二、产品需求初步预测2001年，味精的全球销售量达到150万吨，而我国2001年味精产量为91. 29万吨; 工业总产值达到137. 08亿元；销售收入为94. 38亿元。近十年来，随着人们生活水平 的提高，味精的需求量不断增加，从总体上说，我国作为世界上人口最多的国家，味精 行业的发展前景是比较广阔的。烟台经济技术开发区地处中国山东半岛黄海之滨，北与北京、大连隔海相望，南与 上海、青岛陆路相通，东与韩国、日本一衣带水，是21世纪中国重点开发的环渤海经 济圈内的重要生长点，交通极

6、为便利。在烟台经济技术开发区建厂不仅靠近华北平原原 料充足，便利的交通方便产品的销售，该项LI建成后，对于壮大当地的经济实力，推动 地方经济的发展起到很大作用。三、产品方案及拟建规模（一）产品方案汁划每年生产15000吨纯度为99%的味精，大包500名，小包200g,大包20袋装一 箱，小包50袋装一箱。每年工作日为300天，实行三班制，发酵周期为40小时，生产 周期为48小时。（二）生产工艺流程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。与这四个工艺阶段相对应味精生产厂家一

7、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。味精发酵法生产的总工艺流程见图lo空气斜而培养预处理空气压缩机除铁过滤脫色浓缩结晶禽心I粗谷姐酸粗谷氨酸溶解离子交换处理粗谷氨酸溶液中和制味精图1味精生产总工艺流程图（三）技术来源山科研机构或学校获得。四、厂址选择厂址选在烟台经济技术开发区，占地面积30000平方米。采用先进工艺技术及设备, 每年生产150

8、00吨纯度为99%的味精。五、产品的销售（一）销售方向产品的销售主要面对整个山东市场，并进一步打入国家市场及朝鲜、韩国、日本等 周边国家。（二）销售方式味精作为一种面向广大消费者的日用消费品，其营销理念和模式与以往有很大的不 同。就产品而言，小包装味精利润要高于大包装味精,但由于小包装味精的销售面向千家 万户，品牌知名度非常重要，而品牌的建立不是一蹴而就的。面对激烈的市场竞争，从现 实情况出发，制定了如下的味精产品的市场战略：扬长避短,在迅速提高产品市场份额的 基础上提高产品的利润率，先期以大包装销售为主，并逐步提高小包装生产和销售的比 例；大包装以大消费客户、大的下游生产厂家为销售重点，小包

9、装以人口密集的城镇为 发展重点，逐步树立产品品牌，逐步构建终端销售网络，逐步开拓农村和海外市场。六、主要原料、燃料、动力的供应（一）原料供应该项U所在地秋季主要农作物为玉米，原料资源丰富，可保证味精的持续生产，其 他辅助原料也可以在当地采购。（二）水、电、热供应该区毗邻潍坊发电厂，电力供应充足；厂内设有锅炉房，基本实现集中供热；该区 水库，为该厂的生产需要提供丰富的水资源。七、工厂组织及劳动定员总经理下设4个部门总经理，其中财务会计部2人，总务部3人，人力资源部1人, 生产技术部4人，产品技术部6人，原料供应部2人，营销部6人，运输部6人，质检 部2人，车间工人165人。另外，伙食科8人，传达

10、室3人，警卫科6人。工厂开始生产以后，采用3班倒的制度。八、项目实施进度预测项目工期18个月，进度安排为:2010 年 5-6 月2010 年 6-7 月2010 年 7-8 月2010 年 8-12 月2011 年 1-4 月2011 年 5-6 月完成项目材料并设计进行工程勘测和设计完成工艺设计并筹集资金利用筹集资金进行土建工程并考察订购设备贷款资金到位，土建工程完成设备到位安装并购进原料设备安装并调试2011 年 7-9 月招聘员工进行培训并安排岗位2011年9月正式投产九、环境保护及三废处理拟建项U产生的主要污染物及控制：（一）废水该项H主要生产废水为玉米清洗、味精精制、玉米浸泡、谷氨

11、酸发酵、设备清洗等 工序产生的废水以及生活废水。pH偏酸性并有一定的营养价值，属中等浓度的有机废水, 适宜用生物处理法处理。本厂设有废水处理车间，以活性污泥法为主要的处理方法，达 到标准后可以循环利用。（二）废气大气污染源主要是淀粉车间粉碎筛分工序产生的粉尘和发酵阶段产生的发酵气味， 山于地势平坦开阔，空气的扩散能力较强，再加上距离最近的居民区有300m之远，所 以发酵异味一般不会影响人们的正常生活。（三）噪声控制本厂噪声控制主要通过车间内壁隔音，吸音装置。釆用了精细设备仪器，提高装配质量, 从而确保自根本上降低噪声。高噪音设备安装了液压减震套筒。员工进入车间操作一律 配戴封闭式耳塞。（四）废

12、渣处理锅炉的炉渣，可做制水泥的原料。废水处理后底部的废渣可直接送化肥厂，或者供给农田。（五）生活垃圾放入厂内密闭垃圾箱内后，山当地环卫部门定期统一收集。十、投资估算及资金筹措方案建设投资总额7000万元，其中设备购置费960万元，占13. 7%；安装工程费500万元, 占7. 1%；建筑工程费1000万元，占14. 3%；其他基建费400万元，占5. 7%。流动资金2500 万元，占35. 7%,征地费1200万元，占17. l%o资金筹措方案：通过银行贷款获得3000万元，自筹1000万元，寻找风险投资3000 万。十一、经济效益和社会效益的初步估计项目建成后，年销售收入23775万元左右，

13、交纳税金7845. 75万元左右，利润总额 2679. 096万元左右。回收期近三年。该项目建成后，不但可以解决当地的玉米销售问题、劳动就业问题，还可以促进种 植、机械、轻工、交通运输、商业等行业的发展。十二、结论随着味精厂的建立与发展，需要更多的劳动力与技术人员，因而本厂的建成在一定 程度上解决了当地玉米的销售问题，缓解了当地的剩余劳动力，增加了社会的稳定性。 此外，本厂为发展当地经济、增加国家税收将做出一定的贡献。第二章厂址选择本厂建在烟台经济开发区，该区近儿年发展迅速，交通便捷，通讯便利，水资源丰 实，能源充足，基础设施配套，投资政策优惠，具有良好的投资环境。一、园区简介烟台经济技术开发

14、区地处中国山东半岛黃海之滨，位于北纬37 32、东经121 14,北与北京、大连隔海相望，南与上海、青岛陆路相通，东与韩国、日本一衣带水, 是21世纪中国重点开发的环渤海经济圈内的重要生长点烟台经济技术开发区地势平 坦，地质结构稳定。自然地耐力在12吨以上地下水埋深一般在1.7米以上，西部在2. 8 米左右。烟台经济技术开发区四季分明，气候宜人。年平均气温为12.5C,极端最低 气温一13.1C,极端最高气温38C；最冷月（1月）平均气温一 4.7C最热月（8月） 平均气温27. 2Co年平均降雨量为737毫米，相对湿度为64%全市有大中港口 9个，其中有烟台、龙口、蓬莱、莱州等4个一类对外开

15、放的港 口，有万吨级以上泊位22个，港口呑吐量达2473万吨。烟台将成为沟通华东、东北 两大地区及山东、辽东两个半岛，辐射内地、面向海外， 连接沿海城市的交通枢纽。烟台市用电山烟台电厂、龙口电厂和山东电网三部分保证供应。其中烟台电厂现有 2台5万千瓦发电机组和2台10万千瓦热电机组并网发电，1997年国家计委和电力部 决定将整体煤气联合循环（IGCC）示范机组项U定点在烟台电厂，现已建成，龙口坑口 电厂，规划装机客量100万千瓦，已建成投运。全市发电量85.6亿千瓦时，年用电 量71亿千瓦时。烟台市区用电可靠率达99.96%。烟台市水资源比较丰富。距市区10公里处的大沽夹河，其汇水面积达100

16、0多平方 公里，年水流量可达3. 5亿立方米。距市区23公里的门楼水库，兴利库容达1. 26 亿立方米。有一座日净化水13万立方米的地表水厂。沿大沽夹河下游有向市区供水的6 座地下水场，设计能力共计为35万吨。二、原材料供应条件评价该地区地形多为平原和丘陵，普遍种植玉米，完全可以满足生产需要。山东作为玉米生 产大省，保证了可鼎、价格经济合理的原材料资源，可以保证该厂生产的连续性和稳定 性。三、燃料及动力供应评价（一）燃料情况烟台市工业基础比较好。现已建立起轻工、食品、纺纤、机械、建材、丝绸、电 子、仪表、化工、冶金、煤炭等门类比较齐全的工业生产体系，是山东省重要的工业基 地之一。而且便利的交通

17、可以为燃料的运输节省很多成本。（二）供电情况烟台市用电曲烟台电厂、龙口电厂和山东电网三部分保证供应。其中烟台电厂现有 2台5万千瓦发电机组和2台10万千瓦热电机组并网发电,1997年国家计委和电力部 决定将整体煤气联合循环（IGCC）示范机组项LI定点在烟台电厂，现正已建成。龙口坑 口电厂，规划装机客量100万千瓦，已建成投运。全市发电量85. 6亿千瓦时，年用电 量71亿千瓦时。烟台市区用电可靠率达99. 96%。（三）供水情况烟台市水资源比较丰富。距市区10公里处的大沽夹河，其汇水面积达1000多 平方公里，年水流量可达3.5亿立方米。距市区23公里的门楼水库，兴利库容达1.26 亿立方米

18、。有一座日净化水15万立方米的地表水厂。沿大沽夹河下游有向市区供水的 6座地下水场，设计能力共计为35万吨。四、交通运输和通讯条件评价（一）交通运输全市有大中港口 9个，其中有烟台、龙口、蓬莱、莱州等4个一类对外开放的港 口，有万吨级以上泊位22个，港口呑吐量达2473万吨。烟台港客轮直达天津、大连 等港口，与韩国釜山、群山有“紫玉兰”号轮往来，货轮与世界70多个国家和地区的100 多个港口通航，现已开辟了烟台与日本、美国、加拿大、韩国、香港、新加坡的定期集 装箱运输业务。烟台境内蓝（村）-烟（台）铁路与国内主要干线相连接，火车可直达 北京、上海、济南、青岛等城市。烟台公路四通八达，全市现有通

19、车里程5172公里。 公路质量比较高，已沟通所有县、乡（镇）和村庄。烟台航空运输有了很大发展，已建 成的莱山机场达到4D级标准，被国务院正式批准为对外籍飞机开放的国际空港。已有 飞往北京、上海、广州、沈阳、哈尔滨、深圳、大连、西安、厦门、武汉、汕头、温州、 成都、海口等全国各大中城市的20多条航线，同时，还开通了烟台直飞香港、澳门、 韩国汉城的国际航线和地区航线。烟台将成为沟通华东、东北两大地区及山东、辽东两 个半岛，辐射内地、面向海外，连接沿海城市的交通枢纽。（二）通讯条件这里有发达的通讯网络，能及时获取外部信息。可办理国际、国内直拨电话、电传、 传真、移动通信、数据通信、无线寻呼、汁算机互

20、联网、多媒体通信等多种电信业务， 为投资者提供分组交换、DDN、帧中继、ADSL和IP宽带上网等服务。五、环境影响评价味精废水主要包括难降解的高浓度母液废水，冲罐及洗涤过程中排放的大量污水， 属于中浓度污水，还含有部分冷凝水和冷却水，污染较轻。采取了等离子放电产生臭氧 联合超声波技术来处理味精废水。该技术在处理高浓度的有机废水中取得了显著效果， 一方面可以作为生化处理预处理手段，为后续生化处理减低负荷，同时可提高生化处理 的效率；另一方面，可作为生化处理的后续手段，对于残余的不可生化的物质进一步去 除，以保证废水达标排放棋至可能回用的指标要求。发酵阶段会产生二氧化碳、水和发 酵气味，山于地势平

21、坦开阔，空气的扩散能力较强，再加上工厂周围没有居民区，所以 发酵异味一般不会影响人们的正常生活。锅炉渣凝固后，再经过破碎，筛分，可制成渣 砂和碎石作为混凝土的骨料或筑材料，另外，炉渣也可作为水泥的原材料。本厂采用的环境保护标准有污水综合排放标准GB8978-1996;工业企业厂界噪 声标准GB12348-1990;地面水质量标准GB-3838-1996;环境空气质量标准 GB16297-1996。另外，厂区建成后会适度扩大绿林面积，综合发展。六、厂址最后选择厂址最后选在烟台经济开发区，占地面积30000平方米第三章总平面设计一、厂区总平面设计原则1. 主车间、仓库等应按生产流程布置，并尽量缩短

22、距离，避免物料往返运输。2. 全厂的货流、人流、原料、管道等的输送应有各自线路，力求避免交义，合理地 加以组织安排。3. 动力设施应接近负荷中心。4. 生产区和生活区要分开。5. 总平面中要有一定的绿化面积，但乂不宜过大。6. 厂区建筑物间距应按有关规范设计。二、厂内建筑及技术经济指标1. 该厂的厂内建设惜况见表3-1表3-1厂内建筑物而积一览表序号建筑物名称建筑而积/平方米占地而积/平方米1原料库30X5015002辅料库20X153003包装材料库20X153004生产车间60X10060005成品库50X2010006污水处理车间40X5020007锅炉房20X102008行政楼20X3

23、06009宿舍楼30X40X2240010食堂20X1530011传达室10X10X220012配电室10X1010013化验室20X1020014空气净化车间10X1515015菌种培养室20X3060016休闲中心20X40800总面积166502.技术经济指标见表3-2表3-2技术经济指标一览表名称占地而积/平方米厂区总而积30000建筑物总而积16650建筑物覆盖率56%绿化面积8400绿化率28%第四章工艺设计一、产品方案及班产量的确定（一）原料玉米淀粉菌种：谷氨酸棒状杆菌（二）辅料液氨、碳酸钠、活性碳、液碱、盐、消泡剂、淀粉酶、玉米浆、尿素等。（三）配方谷氨酸钠99% 其他1%（四

24、）产品方案及班产量的确定表4-1产品方案及班产呈:产品名称年产量/吨日产量/吨班产量/吨味精150005016.7全年生产300天，每种产品各一条生产线，实行三班制。二、生产工艺流程（一）生产工艺流程生产工艺流程图见附图二（二）操作要点1斜面种子培养：葡萄糖0. 1% 蛋白腺1% 牛肉膏1% Nacl 0. 5%琼脂2% PH值7.032C培养1824h,生产用的斜面菌种不宜多次转接，一般只转接三代，以免菌种 的自然变异引起菌种的不纯。2. 级种子培养：葡萄糖2. 5% 尿素0.5% 硫酸镁0. 04% PH 7.0磷酸氢二钾0. 1%玉米浆粉0. 5%0. 6% 硫酸亚铁2mg/L硫酸猛2m

25、g./L每只斜面种子接种三只一级种子三角瓶，接种后，32C振荡培养12h,将培养好的 一级种子取样做平板检查，确认无杂菌及噬菌体感染后，储存于4C冰箱中备用。3. 二级种子培养基（g/L）：水解糖25,糖蜜20,尿素3. 5,磷酸氢二钾1. 0,硫酸镁0.4,玉米浆10,消泡剂：0.3o二级种子培养温度32C,时间710h,活菌浓度达到10IO?个/ml,平板检查，菌 落淡黃色，中间隆起，表面湿润，有光泽，边缘整齐，呈半透明状。4. 淀粉水解糖的制备：采用双酶法制备淀粉水解糖，首先是淀粉酶将原料淀粉分解成糊精和低聚糖（液 化），然后糖化酶将糊精和低聚糖进一步水解成葡萄糖（糖化）。采用双酶水解法

26、，水解 条件温和，不要求设备耐高温、高压、耐酸碱，对原料要求粗放可使用粗淀粉原料，缺 点是主产周期长。（1）淀粉的液化：采用高温液化法，将淀粉乳调好PH值和52 +浓度加入所需的液化酶，用泵将其打 入液化桶（桶内有90C的热水），淀粉受热糊化，液化即可进行，由筒底部流入保温桶, 90C保温40min,达到所需的液化程度。此法设备简单，操作简单，液化效果好。主要 缺点是淀粉受热时间不同，也花不均匀，后进的物料作用时间较短（2）糖化：采用曲霉糖化剂，温度控制在60C,PH 4.04. 5,加入量为100U/g干淀粉，糖化 开始搅拌15min,然后静置保温，糖化时间一般为24h。糖化结束，升温至10

27、0C维持 5min,已灭酶。5. 发酵培养基（g/L）：水解糖150,糖蜜3,玉米浆：2,硫酸镁0.4,氯化钾1.2,磷酸氢二钠1.6,尿素（总尿）40,消泡剂0.4。6. 发酵条件的控制：谷氨酸发酵条件包括温度、PH、菌龄及接种量、通风及搅拌、氧的传递、泡沫的控 制等。用发酵条件来控制发酵过程中各种生化反应的方向和速度，以达到高产的LI的。（1）温度的控制谷氨酸产生菌最适生长温度和产物生成所需温度不同。其最适生长温度为3032C, 谷氨酸形成的最适温度为3437Co在谷氨酸发酵前期，若温度过高，菌种易衰老，耗 糖慢，谷氨酸产量低。因此，前期温度上升要缓慢。在发酵中期，温度上升要快，后期 逐渐

28、缓和。在发酵中、后期，若发酵温度太低，则发酵周期长，且不利于产酸。所以生 产上可根据菌种特点，采用二级或三级管理温度，即发酵前期长菌体阶段控制在30 32C,发酵中、后期为3437C。（2）PH值的控制谷氨酸发酵在中性或微碱性条件下可积累谷氨酸，而在酸性条件下则容易形成谷氨醸胺和N-谷氨酰胺。发酵过程中，培养液中的糖分被利用，氧化成为中间产物有机酸,PH值下降。有机氮被利用，释放氨，则PH值升高。发酵前期PH低，菌体生长旺盛，只长菌不产酸，发酵前期PH值过高（8.0以上），则 对菌体生长不利，糖代谢缓慢，发酵时间延长。但在发酵前期PH值稍高些，对抑制杂 菌生长有利。因此发酵前期应控制PH值为7

29、. 5左右。发酵中、后期控制在7. 2左右， 因为谷氨酸脱氢酶的最适PH值为7.07. 2,氨基转移酶的最适PH值为7. 27. 4。若 发酵后期PH较高（7. 58.0）,菌体自溶，谷氨酸转变成谷氨酰胺。通常采用氨水流加 法和尿素流加法调节PH值（3）菌龄和接种量的控制采用对数期谷氨酸的菌种为种子可缩短适应期，若菌龄过长，则菌种活力降低，代 谢产物增多。一般情况下，一级种子菌龄控制在1112h,二级种子菌龄控制在78h。接种量是指接入发酵罐内种子的的量占发酵罐内培养基量的白分比。接种量的多少 对适应期的延续时间有很大影响。接种量一般以1%为好。接种量过多使菌体生长速度过 快，菌体娇嫩，不强壮

30、，提前衰老自溶，后期产酸不高；接种量过少，则菌体增长缓慢, 会导致发酵时间延长，容易染菌。（4）通风量和搅拌速度的控制谷氨酸产生菌为兼性好氧菌，因此，在进行谷氨酸发酵时，需要大量供给菌体生长 及发酵所需的氧。谷氨酸均只能利用溶解氧，二氧是难溶于水的气体，所以在发酵过程 中，要不断的补充无菌空气。一般在菌体生长繁殖期要求溶氧系数Kd为（46） X 10-?mol 0:/ （ml min atm）；谷氨酸形成阶段 Kd 为（1.51.8） X 106 02/ （ml min atm）o 在长菌阶段，若供氧过量，在生物素限量下，抑制菌体，生长表现为，耗糖慢，长菌慢 PH偏高，且不易下降。在产酸阶段，

31、需要大量供氧，如通气量不足，往往表现出PH值 低，耗糖快，长菌不长产，而积累乳酸和琥珀酸。而这时通气量过大，也不利于a-酮 戊二酸进一步还原氨基化，而大量积累a-酮戊二酸。因此，只有在适量通气条件下， 才有可能大量积累谷氨酸。溶解氧的大小是山通气与搅拌两方面决定的，与搅拌器的形式、直径大小、搅拌转 速、搅拌器在发酵罐内的相对位置因素有关。一般搅拌器直径大，转速快，溶氧系数大。 所以，增大搅拌转速比增大通风量对溶氧系数提高更显著。在发酵前期，以低通风量为 宜；发酵中后期，以高通风量为好。当培养基浓度高、营养丰富生物素用量大时，应采 用高通风量。当菌体生长缓慢、PH偏高时，应减少通风量，或停止搅拌

32、，以利于长菌。 当菌体生长快、耗糖快时，应提高通风量，以抑制生长和满足合成谷氨酸所必需的足够 能量。（5）泡沫的控制发酵上消除泡沫的方法有两种，一是机械消泡，二是化学消泡剂消泡，常见的消泡 剂有植物油（豆油、花生油等）、矿物油（石蜡油）、合成消泡剂（泡敌）。7. 谷氨酸的提取（采用等电点法提取）（1）加酸调等电点。将发酵液排入等电桶后，测量温度、PH和谷氨酸含量，然后搅拌 冷却，待液温降至30C时，加盐酸调PH值。前期加酸稍快，lh左右将发酵液的PH值 调至5.0。中期加酸要缓慢，约经2h,发酵液的PH值接近4.04. 5时，观察晶核形成 情况。当能目视发现晶核时要停止加酸，育晶12h,使晶核

33、壮大。此后加酸速度要慢, 直到PH值为3.03. 2时，停止加酸，继续搅拌20h结束。整个中和温度要缓慢下降， 不能回升。最终温度越低越好。（2）沉降分离。将中和好的液静置沉淀46h,放出上清液，然后将谷氨酸结晶沉淀层 表面的少量菌体细隸酸清除，放另一缸中回收利用，底部的谷氨酸结晶取出后，离心分 离。8. 谷氨酸的中和、脱色和除铁（1）中和 先将谷氨酸加入水中，制成饱和溶液，然后加碱中和，温度控制在65C, PH值为6. 77.0,湿谷氨酸与水之比为1:2,湿谷氨酸与纯碱之比为1： （0.30.4）（2）中和液除铁 采用树脂除铁法，即利用弱酸性阳离子交换树脂，吸附铁或锌得以 除去。（3）中和液

34、的脱色 采用活性炭脱色法，脱色时，温度控制在5060C, PH值保持 在6. 4以上，脱色时间为30min,用量为中和液的2%3%。9. 中和液的浓缩结晶 采用低温浓缩法，降低溶液的温度，使溶质的溶解度减小，达 到过饱和状态，然后投入晶种，进行起晶。出料后放在储晶槽内，立即进行离心分离。 离心后的母液仍含有大量的谷氨酸一钠，可将其并入下批中和液中一起进行处理。10. 干燥、包装采用流化床干燥，机械化包装方法三、物料衡算（一）味精工厂发酵车间的物料衡算1、主要指标如下表：味精发酵工艺技术指标指标名称单位指标数生产规模t/d15000 （味精）生产方法中糖发酵，一次等电点提取年生产天数d/a300

35、产品日产量t/d50产品质量纯度99倒灌率%0.5发酵周期h40发酵初糖Kg/m150淀粉糖转化率%98糖酸转化率%56谷氨酸提取率%92味精对谷氨酸产率%112（1）主要原材料质量指标 淀粉原料的淀粉含量为86%,含水14%。（2）二级种子培养基（g/L）水解糖25,糖蜜20,尿素3.5,磷酸氢二钾1.0,硫酸 镁0.4,玉米浆10,消泡剂：0.3o（3）发酵培养基（g/L）水解糖130,糖蜜3,玉米浆：2,硫酸镁0.4,氯化钾1. 2, 磷酸氢二钠1.6,尿素（总尿）40,消泡剂0.4。（4）接种量为10% ,发酵罐填充系数：75%。2、谷氨酸发酵车间的物料衡算首先讣算生产1000kg纯度

36、为100%的味精需耗用的原辅材料及其他物料量。（1）发酵液量ViX = 1000- （150 x 56% x 92% x 99.5% x 112%） =11.61需）式中150发酵培养基初糖浓度（kg/nP）56%糖酸转化率92%谷氨酸提取率99.5%除去倒灌率0.5%后的发酵成功率112%味精对谷氨酸的精制产率（2）发酵液配制需水解糖量G以纯糖算，G, =V, X150 =1741 .5伙g）（3）二级种液量V2V2 =10% =1.161（加 3）（4）二级种子培养液所需水解糖量G2G2 = 25 V2 =29.025 （m3）式中25二级种液含糖量（kg/mJ（5）生产1000kg味精需

37、水解糖总量G为：G = G +G2 =1770.525（）（6）耗用淀粉原料量理论上，100kg淀粉转化生成葡萄糖量为illkg,故理论上耗用的淀粉量（3綁为:G 沉粉=1770.525-（86% x98%x 111%） = 1892.58（kg）式中86%淀粉原料含纯淀粉量98%淀粉糖转化率（7）尿素耗JTJ量二级种液耗尿素量为G,G, = 3.5V, = 4.0635 （kg）发酵培养基耗尿素为G2G2 =40V, =464.4（Rg）故共耗尿素量为468.46kg（8）甘蔗糖蜜耗用量二级种液耗用糖蜜量GG、= 20 V, =23.22（）发酵培养基耗糖蜜量G2G2 = 3V； = 34.

38、83（Rg）合计耗糖蜜58.05kg（9）氯化钾耗量GkciGm=1.2V,=13.93fe）（10）磷酸氢二钠（Na2HPO4）耗量G3G3 = 1.6V, =18.58（Rg）（ID硫酸镁（MgSCU）用量G4G4=0.4（V1+V2） = 5.11（）（12）消泡剂耗用量G5G5 = 0.3 V, + 0.4V, = 8.69（g）（13）玉米浆用量GgG6 = 10V2 + 2V, =38.57（Rg）（14）磷酸氢二钾G7G7=1V2= 1.161（）（15）谷氨酸量发酵液谷氨酸含量为：G, x56%（l 0.5%） = 970.36（kg）实际生产的谷氨酸（提取率92%）为：970

39、.36 x 92% = 892.73（）（二）15000t/a味精厂发酵车间的物料衡算结果由上述生产1000kg味精（100%纯度）的物料衡算结果，可求得15000t/a味精厂发酵车间的物料平衡计算。具体计算结果如表215000t/a味精厂发酵车间的物料衡算物料名称生产M味粘（100%）的物料址I5000t/a味精生产的物料虽每日物料量发酵液（mJ11.611.74X105580.5二级种液（mJ1.1611740058.05发酵水解用糖（kg）1741.52.61 X 10787075二级种培养用糖（kg）29.0254.35 X1051451.25水解糖总址（kg）1770.5252.66

40、 X10788526.25淀粉（kg）1892.582.84 X10794629尿素（或液毎）468.467.03 X10623423糖蜜（kg）58.058.71 X1052902.5氯化钾（kg）13.932.09 X105696.5磷酸氢二钠（kg）18.582.79 X105929磷酸氢二钾（kg）1.1611741558.05硫酸镁（kg）5.1176650255.5消泡剂（kg）8.691.3OX1O5434.5玉米浆（kg）38.575.79 X1051928.5谷氮酸（kg）892.731.34X10744636.5表2 15000（/a味精厂发酵车间的物料衡算四、设备设计与选

41、型（一）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200m3罐 生产能力的汁算：现每天生产99%纯度的味精50t,谷氨酸的发酵周期为40h（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V M o每天产纯度 为99%的味精50t,每吨100%的味精需糖液11.61m3=11.61x50x99% = 574.7（m3）设发酵罐的填充系数4）=75%：则每天需要发酵需要发酵罐的总体积为V。（发酵周 期为40h）。心葺=766.3（寸） 发酵罐个数的确定：公称体积为200m3的发酵罐，总体积为230 m574.7

42、x 40230x0.75x24=555(个)取公称体积200 m 实际产量验算：富裕量能满足产量要求（3）主要尺寸的计算:则有：解方程得：封头咼：封头容积：圆柱部分容积：验算全容积V全：发酵罐7个，其中一个留作备用。23()x().7S % 300 = 18009(/a)11.61x99%取高径比H： D=2： 1匕、=$ + 2VJ = 230m3；= 0.785x2Z + AD3x2 = 230H=2D；1.57D3+0.26D3 =230取 D=5mH=2D 二 10m；H 讨=ha + hb = 1300 (inm)V w=16.4 (m3)V=197m3U全=u筒 +2=197 +

43、2x16.4 = 229.8(m3)符合设计要求，可行。（4）冷却面积的汁算 对谷氨酸发酵，6000kJ/（m3 h）o采用竖式蛇管换热器，平均温差Atm：每In?发酵液、每lh传给冷却器的最大热量约为4.18X 取经验值K=4.18X500 kJ/(m3hC)凶。aAt! -At,At -minAt2舲_32 C-2trc_27 C125代入12-5-二-8Cm , 12In 5发酵罐填充系数为75%,则实际装液量为:230x0.75 = 172.5(/w3)换热面积4（5）搅拌器计算选用六弯叶涡轮搅拌器。该搅拌器的各部分尺寸与罐径D有一定比例关系搅拌器叶径D,. = 3 =- = 1.67

44、(,n) 取 d=1.7 (m)叶宽:B = 0.2 = 0.2 x 1.7 = 0.34(/?)弧长:I = 0.375 = 0.375 xl.7 = 0.64（/n）底距:C = = - = 1.7（/h）33 v 7盘踞：d = 0.75D, = 0.75 xl.7 = 1.28（m）叶弦长：L = 0.250 =0.25x1.7 = 0.43（m）叶距：Y = D = 5（加）弯叶板厚：S =12 （mm）取两挡搅拌，搅拌转速2可根据50m罐，搅拌直径1.05m,转速N|=110r/min以等Po/V为基准放大求得：（6）搅拌轴功率的汁算淀粉水解糖液低浓度细菌醪，可视为牛顿流体。 计算

45、ReIUu式中D搅拌器直径，D=l7mN = = .33（r/s）N搅拌器转速，6P醪液密度，P =1050 kg/m3P醪液粘度，U =1.3X10以N s/nr将数代入上式:1.3x10视为湍流，则搅拌功率准数Np=47 计算不通气时的搅拌轴功率Po：Pq=NpN、Dp式中NP在湍流搅拌状态时其值为常数4.7N搅拌转速，N=80r/min=1.33r/sD搅拌器直径，D=1.7mP醪液密度，P =1050kg/n? 代入上式:R =4.7xl.333 xl.75xlO5O= 882xl0W=882W两挡搅拌:几=2吒=176.4灯V 计算通风时的轴功率Pg式中Po不通风时搅拌轴功率(kW)

46、,用=176.42= 3.1 X104N轴转速，N=80r/minD搅拌器直径(cm), D3=1.73X 106=4.9X 106Q通风量(ml/min),设通风比VVm=0.11-0.18,取低限，如通风量变大，Pg会小，为安全。现取0.11；则 Q =155X0.11X106=1.7X107 (ml/min)2008 =(1.7xlO7)008 =3.79代入上式:P =2.25xl0x53.1x104 x80x4.9x106379=691(阳) 求电机功率P电:Pt =xl.01采用三角带传动H 1=0.92；滚动轴承n 2=0.99,滑动轴承n 3=0.98；端面密封增加功率为I%1

47、71;代入公式数值得:丽兄莎亦。山78.2(刊)(7) 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4)133X4mmo 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。 冷却管布置：采用竖式蛇管I最高负荷下的耗水量WCp (2 一 J1式中Qq每lm3醪液在发酵最旺盛时，lh的发热量与醪液总体积的乘积=4.18x6000 x 172.5 =4.33 x10伽/)Cp冷却水的比热容，4.18kJ/ (kgK)t2冷却水终温，t2=27Ct!冷却水初温，ti=20C将各值代入上式”4.33x106W =4.18x(27-20)

48、=1.48 x 105 ( / A)= 41. l(kg / s)冷却水体积流量为4.11X10%,取冷却水在竖直蛇管中的流速为lm/s,根据流 体力学方程式，冷却管总截面积S总为：式中W冷却水体积流量，W=4.11X10-2m3/sV冷却水流速，v=lm/s代入上式：4.11 xlO2= 4.11 xl02(m2)进水总管直径:=0.229（m）S总 _4 11x10- 0.785 V 0.785II冷却管组数和管径：设冷却管总表面积为Sa管径do,组数为n,则:取1匸8,求管径。由上式得:“0.7854.11X102 8x0.785=0.0809（m）查金属材料表选取489X4mm无缝管叫

49、内=引呦g = 5.12如化内叽认为可满足要求，平均=8011111 O现取竖蛇管圈端部U型弯管曲径为300mm,则两直管距离为600mm,两端弯管总长度为/0 = 7tD = 3.14 x 600 = 1884 （mm）III冷却管总长度L讣算：山前知冷却管总面积F = 258.75/w2现取无缝钢管89X4mm,每米长冷却面积为Fo =34x008xl = 025（/2）则：F 258.75瓦 0.25= 1035 （加）冷却管占有体积：V = 0.785 X0.0892 xlO35 = 6.44（w3）IV每组管长L=0.8S =。心八）+ 0.38 = 1.37（c/h）（10）接管设计 接管的长度h设计:各接管的长度h根据直径大小和有无保温层，一般取100200mm。 接管直径的确定：按排料管计算：该罐实装醪量172.5m设4h之内排空，则物料体积流量172.53600x4管径:Ff = 0.785取无缝管4 133 X4mm, 125.mm） 124mm,认为合适。按通风管计算，压缩空气在0.4MPa下，支管气速为2025m/s。现通风比 0.10.18vvm,为常温下20C, 0.1 MPa下的情况,要折算0.4MPa、30C状态。风量 Qi 取大值，2, = 172.5 x 0.18 = 31.05（m3 / nin ）