【《木聚糖酶发酵工生产工艺计算过程案例》2400字】

木聚糖酶发酵工生产工艺计算过程案例目录TOC\o"1-3"\h\u5380木聚糖酶发酵工生产工艺计算过程案例 1219091.1工艺技术指标及基础数据 192351.1.1工艺技术分析和指标 190811.1.2培养基基础数据 2210811.2工艺计算 2136861.2.1发酵车间物料衡算 261661.2.2发酵车间热量衡算 5314191.2.3发酵车间水量估算 6266041.2.4发酵车间电量估算 71.1工艺技术指标及基础数据1.1.1工艺技术分析和指标设计任务：年产3000t木聚糖酶发酵工厂的设计本设计参考大量相关文献确定的工艺参数为：菌种培养的时间为24h，辅助培养时间为24h，其中一级种子种龄为培养18h，接种到二级种子罐后培养6h，种子培养温度均为30℃，再向发酵罐接种，发酵时间120h，操作周期为96h，发酵周期为240h，发酵温度30℃。根据杨付伟等人的研究，接种量取10%，最终木聚糖酶的收率取85%，生产所得的木聚糖酶酶活为20000u/ml，确定年生产天数300天。相关工厂技术指标见下表：表3—1黑曲霉产木聚糖酶发酵工厂技术指标指标系数单位指标数指标系数单位指标数生产规模t/a3000发酵辅助时间h24生产方法液体深层发酵菌种培养时间h24年生产天数d/a300菌种培养辅助时间h15产品日产量Kg/d10000接种量%10产品酶活u/ml20000发酵罐装料系数%60倒灌率%2放罐发酵单位u/ml15000发酵周期补料周期hh24030提取总收率补料率%%8511.1.2培养基基础数据1.种子培养基：麸皮40g/L；蔗糖10g/L；PH5.002.基础培养基：玉米粉60g/L；玉米浆20g/L；MgSO41g/L；（NH4）2SO45g/L；KH2PO43g/L；聚乙二醇20000.5g/LPH5.20；1.补料培养基：B淀粉浆酸解液(以葡萄糖含量计)50g/L；玉米浆30g/L；（NH4）2SO415g/L；KH2P0410g/L；MgS045g/L；碳酸钙0.75g/L；PH4.50；1.2工艺计算1.2.1发酵车间物料衡算以生产1t酶活为20000U/ml的木聚糖酶为例，计算工厂车间所需耗用的原材料及其他物料量。eq\o\ac(○,1).生产1t产品发酵液量式中——所需生产木聚糖酶的酶活，为20000u/ml;——成熟发酵液放罐单位,为15000u/ml;——木聚糖酶总提取率，为85%；——发酵成功率，也即除去倒灌率，为98%;eq\o\ac(○,2).放罐成熟发酵液单位组成，主要包括三部分底料种液量补料量式中，——补料率，为1%；eq\o\ac(○,3).配置发酵液底液所需玉米浆量eq\o\ac(○,4).配置发酵液补料液所需玉米浆量eq\o\ac(○,5).生产1t木聚糖酶所需的玉米浆量据此类推，可计算出工厂生产1t木聚糖所需的各类物料量：eq\o\ac(○,6).生产1t木聚糖酶所需的玉米粉量eq\o\ac(○,7).生产1t木聚糖酶所需的麸皮量eq\o\ac(○,8).生产1t木聚糖酶所需的蔗糖量eq\o\ac(○,9).生产1t木聚糖酶所需的B淀粉浆酸解液量eq\o\ac(○,10).生产1t木聚糖酶所需的（NH4）2SO4量eq\o\ac(○,11).生产1t木聚糖酶所需的MgSO4量eq\o\ac(○,12).生产1t木聚糖酶所需的KH2P04量eq\o\ac(○,13).生产1t木聚糖酶所需的聚乙二醇2000量eq\o\ac(○,14).生产1t木聚糖酶所需的碳酸钙量综上，由上述计算所得生产1t酶活为20000U/ml的木聚糖酶的所需原材料和物理的计算结果，可计算获得本设计中年产3000t木聚糖酶发酵车间所需的各物料量，具体结果见下表：表3—23000t/a木聚糖酶发酵车间的物料衡算表物料名称生产1t木聚糖酶的物料量生产3000t/a木聚糖酶实际每日物料量木聚糖酶/kg1000300000011764.72底料量/m31.36408016种液量/m3补液量/m30.160.016480481.880.32玉米浆/kg27.783100325.88玉米粉/kg81.6244800960麸皮/kg6.41920075.29蔗糖/kg1.6480018.82B淀粉浆液/kg0.824009.41（NH4）2SO4/kg7.042112082.82MgSO4/kg1.44432016.94KH2P04/kg4.241272049.88聚乙二醇2000/kg0.6820408碳酸钙/kg0.012360.141.2.2发酵车间热量衡算根据上述物料衡算的结果，来计算车间所耗热量,车间采用蒸汽加热，故实际为蒸汽耗量。eq\o\ac(○,1)预处理工段所耗热量根据1：7的料液比，需水，由常温20℃加热到30℃进连消塔，加热阶段维持2h。eq\o\ac(○,2).种子培养工段所耗热量因无论是一级培养阶段还是二级培养阶段，种子培养液温度较稳定，热损失较少，故可挥发的热损失可按10%计算，维持时间为24h。eq\o\ac(○,3).发酵工段所耗热量发酵工段温度同样较为稳定，变化不大，但时间更长，考虑到各类因素，热损失取为15%，维持时间为240h。eq\o\ac(○,4).洗糟水所耗热量一般洗糟水的平均温度为85℃左右，设原料和水用量比为1:4.5，则用水量为eq\o\ac(○,5).总耗热量eq\o\ac(○,6).蒸汽总耗量使用0.5Mpa的饱和蒸汽，I=2748.9kJ/kg，，蒸汽总耗量为：综上，车间热量衡算表如下：表3—33000t/a木聚糖酶车间总热量衡算表名称压力/MPa每吨产品消耗定额/t每小时最大用量/(t/h)每天消耗量/（t/h）年消耗量/（t/a）蒸汽0.510.984.5109.8329491.2.3发酵车间水量估算eq\o\ac(○,1).预处理用水在配料预处理工段所需水量已经在热量衡算中给出，为eq\o\ac(○,2).清洗用水发酵结束后,清洗发酵罐和种子罐，按原料和水1：4.5的比例清洗，已在热量衡算中给出，eq\o\ac(○,3).板框压滤机清洗用水过滤后获得粗酶液后的滤布需要清洗，设每吨产品滤布清洗用水需要6吨。eq\o\ac(○,4).锅炉蒸汽用水根据热量衡算，每吨产品所需蒸汽为10.98t，蒸汽效率为，则锅炉耗水量为eq\o\ac(○,5).生活用水生活用水包括食堂用水、饮用水、厕所用水、洗衣用水、更衣间、洗手间卫生用水、洗车用水等。其用水量不能精确统计，估算每h用水量约为3t，工厂一年以来生活用水量如下：eq\o\ac(○,6).总耗水量在常温常压下，1立方水可换算成1吨水，故理论用水量如下：生产过程中用水量巨大，考虑到理论与实际的误差，同时考虑到地面厂仓和突发情况的清洗用水，因此实际用水量用水量以理论的1.2倍

计。综上，车间水量衡算表如下：表3—43000t/a木聚糖酶车间水量衡算表名称每吨产品消耗量/t每小时最大用量/(t/h)每天消耗量/t年消耗量/（t/a）自来水4719.57469.81409371.2.4发酵车间电量估算发酵车间所需电量由车间设备的生产能力决定，将车间设备的能耗相加，可初步估算出车间的用电总量，车间的各部分用电情况汇总如下表所示：表3-5发酵车间用电详细表用电项数量(台)总功率(kw)YSL-450-2-4异步电动机2260Y355-3三相异步电机260Y2-160L-4三相异步电机24.4Y2-160L-3三相异步电机270ZL201920052956型减速机2240PLF220-125型减速器222ZWBPD006006小型减速机24.4NMRV30-130涡轮减速机2100LS200螺旋输送机3630型板框压滤机360QFN-BL-3型喷雾干燥器250W-1.5/20式活塞式压缩机115HMU610/10-50空气过滤器120空气压缩机3100制冷机组2320燃气锅炉12.2车间照明用电50其他40总计1418下计算车间负荷总量St，车间装机总量如上表所示为1418kw。首先计算有功最大负荷Pt：Pt=Kt×Pi=0.6×1418=850.8kw式中：Kt——为设备用电的需要系数，为0.6；Pi——车间的装机总容量，为141