年产一万吨味精发酵工厂设计讲课教案

年产一万吨味精发酵工厂设计

摘要：味精是一种家常调味品，它采用面筋或淀粉用微生物发酵的方法制成。别名又叫：味素、味粉、谷氨酸钠。味精又称味素，是调味料的一种，主要成分为谷氨酸钠。

一．设计的任务及主要设计内容

1.生产工艺阶段

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.设计内容

主要设计内容包括（1）.工艺流程设计（2）.物料衡算（3）.设备的设计与选型（4）.车间布置设计及物料管道设计

二．工艺流程设计

三．物料衡算 1.计算指标

主要技术指标见下表

（1）主要原材料质量指标 淀粉原料的淀粉含量为80%。含水14% （2）二级种子培养基（g/L ）：水解糖50m ，糖蜜20，磷酸二铵钾1.0，硫酸镁0.6，玉米浆8，泡敌0.6，生物素0.02mg ，硫酸锰2mg/L ，硫酸亚铁2mg/L 。 （3）发酵初始培养基（g/L ）：水解糖150，糖蜜4，硫酸镁0.6，氯化钾

0.8，磷酸0.2，生物素2μg ，泡敌1.0，接种量为8%。

2.物料衡算

首先计算生产1000Kg 纯度为100%的味精需耗用的原材料及其他物料量。 （1）设发酵初糖和流加高浓糖最终发酵液总糖浓度为220kg/m ³，则发酵液量为：

31 6.55m 122%

99.8%95%60%2201000

v =⨯⨯⨯⨯=

（2）发酵液配置需水解糖量 以纯糖计算：)(1441220m 11kg V ==

（3）二级种液量）（312m 0.5248%v v ==

（4）二级种子培养液所需水解糖总量）（kg 26.250v m 22== （5）生产1000kg 味精需水解糖总量）（kg 1467.2m m m 21=+=

（6）耗用淀粉原料量

理论上，100kg 淀粉转化生成葡萄糖量为111kg ，故耗用淀粉量为：

）

（淀粉kg 1529.9111%

108%80%1467.2

m =⨯⨯= （7）液氨耗用量 发酵过程用液氨调pH 和补充氮源，耗用260-280kg ；此外，提取过程耗用160-170kg ，合计每吨味精消耗420-450kg 。

（8）甘蔗糖蜜耗用量

二级种液耗用糖蜜量为：）（kg 10.4820v 2= 发酵培养基耗糖蜜量为：）（kg 26.24v 1=

合计耗糖蜜36.68kg

（9）氯化钾耗量)(24.58.0m 1k cl kg v ==

（10）磷酸镁用量）（kg 0.5241.0V m 23==

（11）硫酸镁用量）（）（kg 4.24v v 0.621=+

（12）消泡剂（泡敌）耗用量）（kg 6.551.0V 1= （13）玉米浆耗用量（8g/L ））（kg 4.198V m 24== （14）生物素耗用量）（g 0.02360.002V 0.02V m 125=+= （15）硫酸锰耗用量）（g 1.0480.002V m 26== （16）硫酸亚铁耗用量）（g 1.0480.002V m 27==

（17）磷酸耗用量）（kg 1.310.2V m 15==

（18）谷氨酸（麸酸）量

发酵液谷氨酸含量为：862.90.2%-160%

m 1=⨯）（ 实际生产的谷氨酸（提取率95%）为：）（kg 819.895%862.9=⨯

3.10000t/a 味精发酵车间物料衡算表

四．设备的设计与选型 1. 发酵罐选型

本次设计选用涡轮搅拌通风发酵罐。这种发酵罐历史悠久，资料齐全，在比拟放大方面积累了较丰富的成功经验，成功率高。性能优良的机械通风搅拌罐需满足以下要求：

（1）发酵罐具有适宜的径高比，高度与直径比一般为2.5-4倍，罐身越长，氧利用率越高。

（2）发酵罐能承受一定压力，搅拌器的轴封严密，尽量减少泄漏。 （3）发酵罐的搅拌通风装置能使汽液充分混合，提高溶解氧。 （4）发酵罐具有足够的冷却面积，尽量减少死角，使得灭菌彻底。

2. 生产能力数量和容积的确定

（1）发酵罐容积的确定：随着科学技术的发展，生产发酵罐的专业厂家越来越多。现在有的发酵罐容量系列如5，10，20，50，60，75，100，120，150，200，250，500，550，600，780m ³等。

（2）生产能力的计算：每吨99%的味精需要

）（3m 6.55122%

99.8%95%60%2201000

v =⨯⨯⨯⨯=生产10000t/a 味精为

）（34

m 106.55⨯每年工作300天，每天需糖液体积：）（糖3m 218300

65500v ==

若取发酵罐的填充系数φ=70%，则每天需要发酵罐总容量为：

311.4370%

218

v v 0==

=

ϕ

糖

根据生产的规模和实用性选择120m ³的六万叶机械搅拌通风发酵罐。

（3）现选择120m ³的六万叶机械搅拌通风发酵罐，每天需要120m ³发酵罐个数为:（个）3

120

311.43

N 0==

。共需发酵罐数：（个）总62412048311.4324v v N 01=⨯⨯=⋅=τ 每天应有3个发酵罐出料，每年工作300天，实际产量验算：

）

（t 115416.55

300

370%120=⨯⨯⨯ 设备富裕量为15%1000010000-11541=÷）（，能满足生产要求。

3. 接管设计

（1）接管的长度h 设计：各接管长度h 根据直径大小和有无保温层，一般取100-200mm 。

（2）接管直径的确定

按排料管计算：该罐的实际装醪量96m ³，设4小时之内排空，则物料体积

流量：）

（/s m 0.00674

360096

q 3v =⨯= 发酵醪流速区v=0.5m/s,则排料管截面积2v 0.0134m 0.5

0.0067V q A ===

物，20.785A d =物，管径)(0.13070.785

0.0134

d m ==

，取无缝管 4.5159⨯，管内径130.7mm 150mm 24.5-159d 〉=⨯=内，认为合适

排料时间复核： 物流量3

0.0067m

Q =，物料流速0.5m/s v =，管道截面积

220.0177m 0.150.785A =⨯=，在相同的流速下，流过物料因管径较原来计算结果

大，则相应流速比为：0.1890.50.0177

0.0067

A Q P v =⨯==倍，排料时间为：）

（h 0.7560.1894t =⨯=. （3）支座选用裙式支座