生工10-1 武雪龙 年产6万吨味精厂谷氨酸机械搅拌通风发酵罐设计
味精发酵罐课程设计
专业课程设计课程名称生物技术专业课程设计题目名称年产6000t味精发酵罐设计学生学院化学与生命科学学院专业班级生物专08-1班学号 *********** 学生姓名吴诗平指导教师马超2010 年12 月31 日广东石油化工学院大学课程设计任务书年产6000吨味精发酵罐设计DESIGN AND CHOICE OF 6000t MONOSODIUM GLUTAMATE FERMENTOR ABSTRACT 1、中英文摘要味精是烹饪中常用的一种鲜味调味品，主要以发酵法生产。
本论文以年产6000吨为规模，针对味精发酵生产过程中最主要的设备发酵罐进行了模拟设计和选型。
本论文进行工艺计算、主要设备工作部件（如罐体、罐体壁厚、封头壁厚计算、搅拌器、仪表接口、人孔和视镜、管道接口等）尺寸的设计。
【abstract】(英文摘要)Monosodium glutamate is cooking a common freshness condiment, mainly fermentation production. This thesis with annual output of 6,000 tons for scale, aiming at the monosodium glutamate fermentation process of the main equipment fermentation tank simulated in the design and selection. This thesis process calculation, the main equipment working parts (such as tanks, vessel wall thickness, sealing head wall thickness calculation, mixer, instrument interface, manhole and as a mirror, pipeline interfaces, etc.) design.of size【关键词】：味精发酵罐设计选型【key words】：Fermentor Monosodium glutamate Design Choice2、目录1、中文英摘要 (2)2、目录 (3)3、前言 (4)4、发酵生产工艺及流程（发酵菌株、生产条件、原料、工艺流程等） (4)4.1味精生产工艺 (4)4.1.1 发酵菌株 (4)4.1.2 生产原料【3】 (4)4.1.3 培养基制备[5] (4)4.1.4 味精发酵生产影响条件 (5)4.1.5 味精生产工艺概述[6] (5)5、发酵罐主要设计条件（发酵罐主要部件尺寸的设计计算结果） (7)5、罐体几何尺寸的确定、罐体主要部件尺寸的设计计算 (7)5.1发酵罐主要设计条件及主要技术指标 (7)5.2罐体选型、几何尺寸的确定、罐体主要部件尺寸、生产能力的设计计算 (8)5.2.1发酵罐的选型 (8)5.2.2 发酵罐生产能力、数量和容积的确定 (8)5.2.3 罐体主要部件尺寸的设计计算 (10)6、冷却装置设计 (14)6.1 冷却方式 (14)6.2 装液量 (14)6.3冷却水耗量 (14)6.4 冷却面积的确定 (14)7、发酵罐设计总结及心得体会 (15)参考文献及资料 (16)3、前言我设计的是一台30M3的机械搅拌通风发酵罐,发酵生产谷氨酸，进而生产味精。
本科毕业论文-—年产6万吨11°p啤酒厂发酵车间工艺设计
四川理工学院毕业设计年产6万吨11°P啤酒厂发酵车间工艺设计四川理工学院生物工程学院二O一三年六月四川理工学院四川理工学院毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目：年产6万吨11度淡色啤酒厂发酵车间设计系：生物工程系专业：生物工程班级：09.3 学号：09041010323学生：蒋薇指导教师：张静接受任务时间：2013.01.10教研室主任：（签名）系主任：（签名）1．毕业设计（论文）的主要内容及基本要求产品：11ºP淡色啤酒生产原料：大麦麦芽、玉米淀粉生产天数：生产旺季（170天）占全年总产量的70％厂址: 四川某地⑴全厂工艺论证；⑵全厂物料衡算、重点车间热量衡算；⑶重点车间主要设备设计计算及附属设备选型。
⑷图纸要求: ①车间平面布置图、车间立面布置图②重点车间带控制点的工艺流程图③全厂工艺流程方块图；主体设备装配图2．指定查阅的主要参考文献及说明《发酵工厂工艺设计概论》《生物工程设备》《化工工艺设计手册》《化工机械基础》《材料与零部件》3．进度安排设计（论文）各阶段名称起止日期1 资料收集和查阅2013.01.10-2012.03.182 全厂工艺论证及工艺参数的确定2013.03.18-2013.03.313 物料衡算、热量、耗冷量及耗水量的计算2013.03.31-2013.04.164 发酵车间主体设备及附属设备的计算与选型2013.04.16-2013.05.065 发酵车间设计及绘制图纸2013.05.06-2013.05.246 撰写设计说明书2013.05.24-2013.06.04注：本表在学生接受任务时下达四川理工学院毕业设计开题报告设计名称年产6万吨11°P啤酒厂发酵车间工艺设计设计类型 D 指导教师张静学生姓名蒋薇学号09041010323系、专业、班级生物工程学院生物工程专业2009级3班一、选题依据：（简述研究现状或生产需求情况，说明该设计（论文）目的意义。
工厂研究设计年产XX万吨味精工厂发酵车间研究设计
武汉轻工大学《发酵(制药)工厂设计》课程设计说明书设计题目：年产35000吨味精工厂发酵车间工艺设计姓名学号院 (系) 生物与制药工程学院专业生物工程指导教师2014年1月10日前言课程设计是普通高校本科教育中非常重要的一个环节，同时也是理论知识与实际应用相结合的重要环节。
本设计为年产3万吨味精厂的生产车间设计，通过双酶法谷氨酸中糖发酵以及一次等电点提取工艺生产谷氨酸钠。
谷氨酸单钠（monosodium glutamate）,呈强烈鲜味，商品名为味精。
因味精具有肉类鲜味，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。
随着人们对味精的认识不断深入提高，对它的营养价值、安全性及如何正确使用都有了普遍的了解。
味精具有很强的鲜味（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，再次确认为一种安全可靠的食品添加剂。
味精是一种强碱弱酸盐，它在水溶液中可以完全电离变成谷氨酸离子（GA ︱+︱）和钠离子。
味精进入胃后，受胃酸作用生成谷氨酸。
谷氨酸被人体吸收后，参与体内许多代谢反应，并于其他许多氨基酸一起共同构成人体组织的蛋白质。
味精可以增进人们的食欲，提高人体对其他各种食物的吸收能力，对人体有一定的滋补作用。
因为味精里含有大量的谷氨酸，是人体所需要的一种氨基酸，96％能被人体吸收，形成人体组织中的蛋白质。
它还能与血氨结合，形成对机体无害的谷氨酰胺，解除组织代谢过程中所产生的氨的毒性作用。
因此，谷氨酸能用来预防和治疗肝昏迷。
由于谷氨酸参与脑组织的蛋白质代谢和糖代谢，故而能促进中枢神经系统的正常活动，对治疗脑震荡和脑神经损伤有一定疗效。
从总体上说，味精行业的发展前景是比较广阔的，我国是世界上人口最多的国家，而我国的味精出口不足年产量的1%，绝大部分味精都在国内市场上消化了，随着人民生活水平的提高，人们对味精的需求会越来越大，况且国内外市场上对味精的消费不仅仅限于调味，而是广泛的作为一种原材料或香料表面活性剂应用于医药和化妆品生产行业。
年产6万吨味精生产工艺设计
年产6万吨味精生产工艺设计年产6万吨味精生产工艺设计摘要味精是调味料的一种，主要成分为谷氨酸钠。
味精的主要作用是增加食品的鲜味，在中国菜里用的最多，也可用于汤和调味汁。
味精，学名“谷氨酸钠（C5H8NO4Na）”。
谷氨酸是氨基酸的一种，成品为白色柱状结晶体或结晶性粉末，是目前国内外广泛使用的增鲜调味品之一。
其主要成分为谷氨酸和食盐。
我们每天吃的食盐用水冲淡400 倍，已感觉不出咸味，普通蔗糖用水冲淡200 倍，也感觉不出甜味了，但谷氨酸钠，用于水稀释3000倍，仍能感觉到鲜味，因而得名“味精”。
味精是采用微生物发酵的方法由粮食制成的现代调味品，在我们的生活中用量很大。
本设计为年产6万吨味精的生产工艺，通过双酶法、谷氨酸中糖发酵以及一次等电点提取工艺生产谷氨酸钠。
通过详细了解味精生产中的原料预处理、发酵、提取部分的生产方法和生产流程，并根据实际情况来选择发酵工段合适的生产流程，并对流程中的原料进行物料衡算及设备的选择。
最后，画出发酵工段的工艺流程图和平面布置图。
本设计的工艺流程为发酵预处理（种子培养、原料预处理，制无菌空气）→发酵→等电点提取→中和制味精→浓缩结晶→精制分装。
该处理工艺具有工艺流程清晰、结构紧凑简洁、运行容易控制等优点。
为味精生产的理想途径，具有良好的经济效益、环境效益和社会效益，在实际的生产生活中得到了大量的推广应用。
关键词：味精，谷氨酸钠，糖发酵，双酶法，等电点提取productive technology designed for the monosodium glutamate factory which produce 60,000 tons per year AbstractMonosodium glutamate (MSG) is the sodium salt of the non-essential amino acid glutamic acid，which is the final resolve product from protein. If we dilute the salt with 400 times water, we can’t taste salty any more. If we dilut e the sucrose with 200 times water, we can’t taste sweetness too. But even if 3000 times water, Monosodium glutamate still taste flavor.Monosodium glutamate is a modern spice made of food by using microbial fermentation. This productive technology designed for the monosodiumglutamate factory which produces 60,000 tons per year by Double Enzyme、Sugar fermentation in glutamic acid and an isoelectric point of extraction to produce glutamic acid. We know through pretreatment of raw material、fermentation、extraction to learn Monosodium glutamate’s production methods and prod uction process. According to its situation, choose the way to fermentation which suit for production process. At the same time balance the material and choose the equipment . Finally draw out the fermentation process flow diagram and floor plan. The technological process of this design is:Fermentation pretreatment（Seed development；Pretreatment of raw materials；System sterile air）→fermentation→Isoelectric point of extraction→neutralization to Production of MSG→Concentration crystal→processing and repacking.this productive technology designed has many traits. Such as, well-knit structure, pithy quick control, lasting attacked, less sledge capacity,and its running and management is uncomplicated.Key words: MSG;Double Enzyme;Sugar fermentation; Isoelectric point of extraction1 前言1.1研究目的及意义通过运用专业知识和查阅相关资料，了解味精发酵的工艺流程，并掌握味精发酵过程中对发酵罐、种子罐、搅拌器和冷却管等材料的选取及物料平衡的计算，并运用到实际的生产生活中。
75M3机械搅拌通风谷氨酸发酵罐的设计
课程设计75M3机械搅拌通风谷氨酸发酵罐的设计课程名称生物工程设备 _______________学生学院轻工化工学院 _______________专业班级生物工程一班 _______________学号____________________学生姓名十_____________________指导教师__________________2010 年6 月20 日广东工业大学课程设计任务书75M 3机械搅拌通风谷氨酸发酵罐的设计轻工化工学院 生物工程一班 、课程设计的内容1、 通过查阅机械搅拌通风发酵罐的有关资料，熟悉基本工作原理和特点2、 进行工艺计算3、 主要设备工作部件尺寸的设计4、 绘制装配图5、 撰写课程设计说明书二、 课程设计的要求与数据设计75M 3机械通风发酵罐，应用TG866菌株发酵生产谷氨酸，产物是次级代谢产物， 非牛顿型流体，三级发酵。
发酵罐高径比为 2.6，生产场地为南方某地，蛇管冷却，初 始水温：20 C三、 课程设计应完成的工作1 •课程设计说明书（纸质版和电子版） 各1份2 •设备装配图（A3号图纸）1张题目名称学生学院 专业班级 姓 名 学 号四、课程设计进程安排五、应收集的资料及主要参考文献[1] 郑裕国•生物工程设备[M].北京：化学工业出版社，2007.[2] 李功样，陈兰英，崔英德.常用化工单元设备的设计[M].广州：华南理工大学出版社，2006.[3] 陈英南，刘玉兰.常用化工单元设备的设计[M].杭州：华东理工大学出版社，2005.[4] GB/T 14690-1993-1993,技术制图比例[S].北京：中国标准出版社,1993.⑸梁世中.生物工程设备[M].北京：中国轻工业出版社，2007.[6] 田洪涛.现代发酵工艺原理[M].北京：化学工业出版社，2007.[7] JBT4746-2002，钢制压力容器用封头[S].北京：中国标准出版社，2002.发出任务书日期：2012年6月11日指导教师签名:计划完成日期：2012年6月22 日基层教学单位责任人签章:主管院长签章:课程设计考核表摘要本次设计的是一台75M3机械搅拌发酵罐，发酵生产谷氨酸。
6万吨11°淡色啤酒发酵罐的设计
6万吨11°淡色啤酒发酵罐的设计前言本设计为顺应近几年来啤酒工业飞速发展的需求，在啤酒工艺成熟的基础上，同时体现了啤酒酿造的新工艺，为企业的开源节流提供了新的依据。
设计题目为年产6万吨11度淡色啤酒厂发酵罐设计，此啤酒的酿造方法采用70%的麦芽，30%的大米，经过糊化，糖化，煮沸，过滤，冷却，发酵而成。
发酵设备采用圆筒体锥底发酵罐，发酵周期是17天。
本设计内容主要包括物料衡算，热量衡算，冷耗衡算和设备选型的计算及重点设备选型及计算。
糖化方法采用双醪浸出糖化法，发酵方法采用下面发酵法。
本设计的图纸主要为发酵罐装配图。
本文对啤酒生产线工艺设计中的关键部分—原料的糊化、糖化、煮沸、麦汁过滤、啤酒过滤及其设备选型进行了粗略研究。
对发酵过程及其设备选型进行了较为详细的探讨。
关键词：啤酒工艺；设备选型；技术经济；发酵；糖化；发酵罐.目录第一章绪论 (6)1.1 设计选题的目的 (6)1.2 设计工作的意义 (6)1.3 课题研究内容及方法 (6)1.3.1 设计依据 (6)1.3.2 设计范围 (6)1.3.3 指导思想 (6)1.4 工艺选择 (6)1.5 设备的选择 (7)第二章啤酒工艺选择与论证 (8)2.1 啤酒原料 (8)2.1.1 酿造用水 (8)2.1.2 麦芽 (8)2.1.3 酒花 (8)2.1.4 辅料 (8)2.1.5 酵母 (8)2.2 麦汁制备 (8)2.2.1 麦芽及辅料的粉碎理论 (8)2.2.2 麦芽的粉碎 (9)2.2.3 辅料的粉碎 (9)2.2.4 糖化工艺的选择与论证 (9)2.3 麦汁过滤 (10)2.3.1 麦汁过滤的基本要求及技术指标 (10) 2.3.2 麦汁过滤方法及影响因素 (10)2.4 麦汁煮沸 (10)2.4.1 麦汁煮沸设备选择及优缺点 (10) 2.4.2 麦汁煮沸工艺 (10)2.5 麦汁后处理 (10)2.5.1 热凝固物及冷凝固物的分离 (11) 2.5.2 麦汁的冷却 (11)2.5.3 麦汁的充氧 (11)2.6 啤酒发酵的工艺论证 (11)2.6.1 啤酒酵母 (11)2.6.2 啤酒发酵工艺技术控制 (12)2.6.3啤酒发酵工艺 (13)2.6.4 啤酒发酵方法的选择 (16)2.6.5 酵母的添加与回收 (17)2.6.6 发酵设备的降温控制 (17)2.7 酵母的添加与回收 (18)2.8 发酵设备的降温控制 (18)2.9 啤酒过滤 (18)2.9.1 啤酒过滤理论 (18)2.9.2 啤酒过滤方式的选择与论证 (19)2.10 啤酒的包装 (19)第三章物料衡算 (20)3.1物料衡算的意义 (20)3.2物料衡算基础数据 (20)3.3 100㎏原料生产11°P啤酒的物料衡算 (20)3.4 生产100L 11°P啤酒的物料衡算 (21)3.5 年产6万吨11°P淡色啤酒糖化车间物料衡算 (23) 第四章耗冷量的计算 (26)4.1发酵车间工艺流程 (26)4.2工艺技术指标及基础数据 (26)4.3 麦汁冷却耗冷量Q1 (26)4.4 发酵耗冷量Q2 (26)4.4.1 发酵期间发酵放热Q2 (26)4.4.2 发酵后期发酵液降温耗冷Q2″ (27)4.4.3 发酵总耗冷量Q2 (27)4.4.4 每酵用冷媒耗量Q0 (27)4.4.5 发酵用冷媒耗量（循环量）M2 (27)4.5 非工艺耗冷量 (27)第五章发酵罐的设计与选型 (29)5.1 发酵罐体积的确定 (29)5.2 发酵罐数量的确定 (29)5.3 发酵罐材料的选择 (29)5.3.1发酵罐圆柱体部分壁厚确定 (29)5.3.2 标准椭圆封头壁厚算 (30)5.3.3 罐底锥形封头的设计型 (31)5.3.4 进料管及排酒管的直径与型 (31)5.3.5 冷媒进出管 (31)5.3.6 发酵罐夹套的选取 (32)5.3.7 CO2排出管及CIP清洗管 (33)5.3.8 其他选型 (34)总结 (36)参考文献 (37)第一章绪论1.1 设计选题的目的目前，世界上啤酒市场的竞争日益激烈，广大消费者对啤酒品种结构和产品质量的要求也越来越高，相应的新品种也层出不穷。
年产万吨味精工厂发酵车间设计说明书
安全与环保考虑：确保设备布局和流程优化符合安全和环保要求
设备选型依据：根据生产工艺要求，选择适合的设备型号和规格
设备安装与调试要求
设备安装前准备：检查设备规格、型号是否符合要求，准备安装工具和材料
设备安装过程：按照设备安装说明书进行安装，确保设备稳固、安全
设备调试要求：对设备进行调试，确保设备正常运行，达到设计要求
噪声控制：采用低噪声设备，并采取隔音措施
能源节约：优化工艺流程，降低能源消耗
应急预案与事故处理方案
应急预案：针对可能发生的事故，制定相应的应急措施和预案，包括疏散、救援、灭火等方面
事故处理方案：明确事故处理的流程和责任人，包括事故报告、调查、处理和预防等方面
安全生产与环境保护措施：加强安全生产管理，提高员工安全意识，确保生产过程符合环保要求
激励机制：根据考核结果给予相应的奖励或惩罚
培训计划：针对不同岗位制定相应的培训计划，提高员工技能水平
考核周期：按季度或年度进行考核
07
项目投资估算依据和方法
依据：设备购置费、安装工程费、建筑工程费、流动资金、其他费用等
方法：单位产品投资估算法、生产能力指数法、比例估算法等
经济效益分析指标体系建立
结论与建议：根据经济效益预测及敏感性分析结果，提出项目建设的可行性结论及建议。
感谢您的观看
成品检验与放行：对成品进行检验，确保符合质量标准后才能放行
04
主要设备选型依据
生产能力：满足年产万吨味精的生产需求
设备性能：稳定、高效、易于维护
设备材质：符合食品安全要求，耐腐蚀、耐磨损
设备布局：合理利用空间，提高生产效率
设备布局与流程优化
设备布局原则：合理规划设备布局，提高生产效率
年产6000吨植酸酶发酵工厂设计论文
本科生毕业设计说明书年产6000吨植酸酶发酵工厂设计摘要本次毕业设计的任务是年产6000吨植酸酶制剂生产工厂设计。
在现代食品工业中, 酶的应用几乎涉及到食品加工的各个领域。
随着酶制剂日益广泛的应用,经济效益显著。
植酸酶是一类催化植酸（肌醇六磷酸酯）及植酸盐水解成无机磷和肌醇的酶的总称。
植酸酶不但可以使单胃动物利用有机磷，还可减少磷的排出，减轻环境污染，所以植酸酶引起众多科研工作者的广泛关注，植酸酶生产的具体工艺流程，通过物料衡算确定需要----立方米发酵罐----台和----立方米种子罐----台，在此基础上得出发酵工段所需要的各种原料量，通过能量衡算确定水、无菌空气和蒸汽等的消耗量。
然后对主要设备进行计算和选型，得出发酵罐、种子罐及通用设备、非标准设备等的结构尺寸、冷却装置、传动装置，根据工艺要求确定罐的附属设备和辅助设备以及发酵过程中的优化控制，然后进行植酸酶制剂活性测定。
最后设计了发酵工厂的车间布局，提出了相应的公用工程、安全卫生与环境保护等辅助工艺。
根据计算结果，设计了六张图纸，分别为发酵罐装配图、种子罐装配图、工艺管道及仪表流程图、厂房车间布置图、物料流程图和设备一览表。
关键词：碱性蛋白酶；发酵；工艺设计The graduation project's mission is to make a production plant design, whose annual output is 6,000 tons of phytase preparation.AbstractIn modern food industry, enzymes are used involving almost all areas of food processing. With the increasingly widespread application of enzymes, it has significant economic benefits. Phytase is a class of enzyme that can catalyze phytate (inositol hexaphosphate) and phytic acid salt hydrolyzing into inorganic phosphorus and inositol. Phytase not only make monogastric animals can use of organic phosphorus, but also can reduce the discharge of phosphorus and the environmental pollution, so phytase caused widespread concern of many researchers. Specific phytase production process, by material balance determine demand ---- an m3 of fermenters ---- one---- and---- an m3 of seed tank----one, deriving all the required material of fermentation section based on that. Determined through the energy balance of water, sterile air and steam consumption. Then calculate and select the main device, obtaining the structure,the size, the cooling device and transmission device of the fermenter ,seed tank, general equipment and non-standard equipment. According to the technical requirements to determine tanks’ ancillary e quipment, auxiliary equipment and optimized control in the fermentation process, then make preparations phytase activity assay. Finally the fermentation factory floor layout is designed, putting forward the corresponding public works, health and safety and environmental protection and other auxiliary craft. According to the results of the calculation, six drawings are disigned, respectively fermenter assembly drawings, seed pots assembly drawings, process piping and instrumentation diagrams, factory workshop layout, material flow and equipment list.Keywords: alkaline protease; fermentation; process design第一章总论1.1设计依据：**科技大学化学与环境工程学院下达的毕业设计书。
生工10-1 武雪龙 年产6万吨味精厂谷氨酸机械搅拌通风发酵罐设计汇编
齐鲁工业大学生物工程与设备课程设计说明书（年产6万吨味精厂谷氨酸生产机械搅拌通风发酵罐设计）作者姓名武雪龙作者学号 201006021041专业班级生物工程10-1指导教师王兰芝王君高目录设计任务书 (2)前言 (3)课程设计的目的与任务 (4)设计参数 (4)物料衡算 (4)(一)发酵罐总容积计算 (4)（二）发酵罐个数计算 (5)发酵罐工艺设计 (5)（一）发酵罐直径及罐体高度计算 (5)（二）发酵罐壁厚计算 (6)（三）搅拌器类型选择与设计 (7)（四）搅拌轴直径计算 (9)（五）冷却面积计算与设计 (11)发酵罐附件设计与选型 (13)发酵罐的技术要求与规范 (15)设计体会 (16)教材及主要参考资料 (17)相关数据表 (17)课程设计任务书食品与生物工程学院学院2010级生物工程专业学生武雪龙题目：年产6万吨味精厂谷氨酸生产机械搅拌通风发酵罐设计一、主要内容：1、物料恒算，计算发酵罐总容积；2、求发酵罐个数，取单罐公称容积200m3；3、公称容积200m3发酵罐设计（罐体尺寸、壁厚、搅拌器类型选择及尺寸设计、搅拌功率计算、搅拌轴直径计算、冷却面积计算与设计）二、基本要求1、编写计算设计说明书（有前言、设计参数、物料恒算、发酵罐工艺设计，设计体会）2、用CAD绘出发酵罐结构图。
三、设计参数糖酸转化率60% 2、发酵产酸水平12%发酵周期34小时 4、发酵罐充满系数为0.7味精分子式187.13（C5H8NO4Na）.H2O 6、谷氨酸分子式147.13(C5H9NO4) 7、谷氨酸密度取1.553g/cm3 8、残还原糖0.8%，干菌体1.7% 9、谷氨酸提取率97.5%。
10、谷氨酸生产味精精制率为125%11、空罐灭菌压力0.25MPa 12、年工作日安330天计算四、主要参考资料〔1〕郑裕国《生物工程设备》化学工业出版社2007〔2〕高孔荣《发酵设备》轻工业出版社1991.10〔3〕梁世中《生物工程设备》轻工业出版社2002.2〔4〕化工设备设计全书编辑委员会编《搅拌设备设计》上海科学技术出版社1985 〔5〕吴思方《发酵工厂工艺设计概论》中国轻工业出版社2007（6）化工工艺设计手册（7）于令信《味精工业手册》（8）张克旭《氨基酸发酵工艺学》轻工业出版社完成期限：自2013年 10 月 21 日至 2013 年 10 月 27 日指导教师：王君高王兰芝教研室主任：前言通过发酵工业化生产的几十年实践，人们逐步认识到发酵工业过程是一个随着时间变化的（时变的）、非线性的、多变量输入和输出的动态的生物学过程，按照化学工程的模式来处理发酵工业生产（特别是大规模生产）的问题，往往难以收到预期的效果。
年产1.5万吨味精工厂发酵车间设计说明书
年产1.5万吨味精工厂发酵车间设计说明书味精工厂发酵车间设计说明书一、引言本设计说明书为一家年产1.5万吨味精的工厂发酵车间设计而编写，旨在确保车间的安全、高效和规范化运行。
本设计说明书包括车间布局、设备选择、生产工艺流程和卫生保健要求等方面的详细说明。
二、车间布局1. 车间整体布局应满足物料流程的合理性和工作人员的舒适性。
2. 车间内应设有生产区、检测区、原料存放区、成品存放区、设备维修区和办公区等功能分区。
3. 生产区应设有发酵罐、搅拌机、冷却器、控制室等工艺设备。
4. 检测区应设有实验台、试验仪器和相关检测设备。
5. 原料存放区和成品存放区应设有适当的货架和仓储设备。
6. 设备维修区应设有专门的维修工具和设备。
7. 办公区应设有办公桌、文件柜和会议室等设施。
三、设备选择1. 发酵罐：选择符合国家标准的不锈钢罐，具有合理的容量和搅拌功能。
2. 搅拌机：选择能够均匀搅拌发酵液的搅拌机，并配备适当的控制设备。
3. 冷却器：选择高效冷却器，确保发酵液的温度能够快速降低到适宜的范围。
4. 控制室：选择具有稳定性和可靠性的自动控制系统，可监控和调整发酵过程中的温度、pH值和氧气含量等参数。
5. 实验台和试验仪器：选择符合实验要求的台面和仪器，包括pH计、电导仪和溶氧仪等。
6. 货架和仓储设备：选择能够储存原料和成品的货架和仓储设备，确保物料的安全和整齐。
7. 维修工具和设备：选择适合车间设备维修和保养的工具和设备。
8. 办公设施：选择符合办公需求的办公桌、文件柜、会议室设施等。
四、生产工艺流程1. 原料准备：将符合质量要求的原料按照配方进行准确称量和混合。
2. 液态发酵：将混合好的原料加入发酵罐中，控制温度、pH值和氧气含量等参数进行液态发酵。
3. 分离纯化：将发酵液进行分离、纯化和浓缩，获得高纯度的味精产品。
4. 成品包装：按照规格和包装要求进行产品包装，确保产品质量和外观。
5. 产品存储：将包装好的成品存放在成品存放区，进行分类储存和标记。
年产10万吨味精厂发酵车间的设计味精厂设计说明
目录第一章总论第一节设计依据和范围第二节设计原则第三节建设规模和产品方案第四节项目进度建议第五节厂址概述第二章总平面布置及运输第一节总平面布置第二节工厂运输第三章劳动定员第四章车间工艺第一节工艺流程及相关工艺参数第二节物料衡算第三节车间设备选型第五章经济技术指标参考文献第一章总论1.1 设计依据和范围1.1.1 设计依据根据陕西科技大学生命科学与工程学院2012届毕业任务书的要求，结合我国味精行业发展状况和市场行情，在老师的悉心指导下，本着理论联系实际的思想，认真参考了《氨基酸工艺学》《生物工程设备》《发酵工厂设计》《味精工业手册》等文献，提出了年产10万吨味精厂发酵车间的设计。
1.1.2 设计范围1.味精的生产工艺设计2.物料衡算3.设备选型4.生产车间设计及布置5.全厂人员编制及经济效益分析1.2 设计原则（a）生产规模要在盈亏平衡点之上；（b）产品方案符合国家产业政策，产品质量符合国家标准（c）各项技术指标达到国内中上水平；（d）工厂三废综合利用，并适当留有发展余地。
1．3建厂规模和产品方案1．3．1 建厂规模本设计为10万吨味精厂发酵车间设计，以淀粉乳为原料，采用三班倒制，每班八小时，年工作日为330天。
本设计全年11个月生产：每年的7月份进行机器检修；日产量为100000／330=303吨；班产量303／3=101吨；1.3.2 生产方案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。
谷氨酸发酵罐设计CAD图纸
谷氨酸发酵罐设计+CAD图纸摘要：发酵技术大规模用于工业生产，源于上世纪对青霉素等药物的发明，之后扩展到化工、食品、制药、能源等工业领域，已经成为当今世界工业生产最为重要的生物技术之一。
参照有关标准和参考资料对50m3发酵罐的筒体壁厚、封头壁厚等进行了设计，采用传热学理论对发酵罐的传热面积进行了计算；对传动装置进行了设计计算和选型之后，进行了搅拌装置的设计；采用等面积法对按照标准无法免于补强的开孔接管进行了补强面积的计算；最后完成对支座的校核和选型等。
发酵罐是发酵工艺中关键设备，本文对发酵罐的设计理论进行研究，具有一定的工程意义。
30579 毕业论文关键词：发酵罐；结构设计；搅拌轴；开孔补强Abstract：Fermentation technology became population from the invention of medicines such as penicillin, and then has been widely used in many industry fields which are chemical industry,food,pharmacy,energy et al.Now,fermentation is the most important technology in the biological industry. .According to the standards and other reference,thicknesses of the cylinder and thespherical heads have been calculated for a fermentation tank whose capacity is 50m3.Theoretical and experiment formulas have been used to analyze the heat transfer areas for the fermentation tank;after calculating and choosing transmission,then finishing the design of agitation equipment;area replacement method has been used for calculating the reinforcement area of the five openings which do not agree with the principles of exemption for reinforcement.Fermentation tank is the key equipment in the fermentation process,and studies of the design theory and strength for the fermentation tank in this paper is of a significant sense for biological engineering源自Key words:Fermentation tank;Structure design;Stirring shaft;Reinforcement目录1 绪论 11.1 课题背景及研究现状 11.1.1 发酵罐概述 11.1.3 发酵罐的结构设计与密封 21.1.4 谷氨酸发酵罐现状 31.1.5 搅拌桨的设计 31.1.6 新型发酵罐的研制 32谷氨酸发酵罐结构设计 42.1 主要设计参数 42.2 发酵罐及封头设计 52.2.1 发酵罐内径设计 52.2.3 发酵罐筒体设计 62.2.4 封头的设计 72.2.5 发酵罐的稳定性校核 82.3 冷却面积确定 82.3.1 冷却方式 92.3.2 冷却面积 92.3.3 冷却蛇管总长度 103发酵罐传动装置的选型与尺寸设计 10 3.1 电机的选型 103.2 减速机的选型 123.3 凸缘法兰的选型 133.4 安装底盖的选择 133.5 机架的选型 143.6 轴封装置设计 153.6.1 轴封装置的选型 154 发酵罐搅拌装置的选型与尺寸设计 174.1 搅拌轴的直径计算 184.1.1 搅拌轴直径的初步计算 184.1.2 轴的强度校核 184.2 联轴器的计算 194.3 搅拌装置的设计 205 发酵罐其它附件的选型及尺寸 21 5.1 罐体法兰联接结构的设计 215.1.1 法兰的选型 215.1.2 垫片的选型 225.2开孔和接管设计 225.2.1人孔和视镜 225.2.2接口管 24 :5.3 管法兰 335.3.1 管法兰的类型与密封面形式 33 5.3.2 管法兰的密封垫片 345.4支座 356结论 39致谢 40参考文献 411 绪论1.1 课题背景及研究现状1.1.1 发酵罐概述发酵罐，指工业上用来进行微生物发酵的装置。
6万吨每年味精发酵车间工艺设计
唐山学院毕业设计设计题目：6万吨/年味精发酵车间工艺设计系别：环境与化学工程系班级：07化工本（2）班姓名：宗静指导教师：李云凯2011年6月3日6万吨/年味精发酵车间工艺设计摘要味精的主要成分是谷氨酸钠，是一种鲜味剂。
本设计是生产纯度为99%商品味精的设计。
采用的是中糖发酵、一次等电点提取的发酵方法生产味精。
选用机械涡轮搅拌通风发酵罐，每年生产时间是300天，每天生产味精200吨。
以粮食淀粉为原料，经糖化、发酵、提取、中和、精制工艺制成商品味精。
谷氨酸发酵受温度、pH、排气通风量等因素的影响，整体操作要在无菌的条件下进行。
本设计从工艺流程，物料和热量衡算，用水量和无菌空气量计算，设备选型，主要设备工艺尺寸的计算，车间布局几个方面对发酵车间进行设计。
关键词：谷氨酸钠发酵工艺The Fermentation Process Design Of The MSG Factory for the Annual Capacityof 60,000 Tons/YearAbstractThe main component of MSG is monosodium glutamate,which is generally used as a kind of food flavor enhancer.This Graduate design is The Fermentation Process Design Of The MSG Factory，the purity of MSG is 99%.Sugar fermentation and extracted from the isoelectric point of the first fermentation are used in this desin.I choose mechanical ventilation stirred fermenter in the Fermentation Process,the Production time is 300 days and produces 200 tons of MSG per day.Grain starch is the raw material,after saccharification, fermentation, extraction and refining process we can get MSG.The fermentation of Glutamic acid was affacted by temperature、pH、exhaust ventilation and other factors,the overall operation should be carried out under sterile conditions.The design includes plant technical process, material and heat balance, aseptic air amount used computation, equipment selection, and the main equipment craft size computation, workshop layout, which are to design a fermentation workshop.Key word: Monosodium glutamate Fermentation Process design目录1 前言 (1)1.1味精的主要性质 (1)1.1.1味精的物理性质 (1)1.1.2味精的化学性质 (2)1.1.3味精的鲜味和化学结构 (2)1.2味精与人体健康 (2)1.3味精的应用 (3)1.3.1食品工业 (3)1.3.2医药工业 (3)1.3.3制造工业 (4)1.3.4农业领域 (4)1.4味精工业的发展及现状 (4)1.4.1世界味精工业的发展历程 (4)1.4.2我国味精工业的发展史 (4)1.4.3我国味精工业的发展现状 (5)1.4.4我国味精工业的发展趋势 (5)2 工艺流程设计 (7)2.1味精生产工艺的选择 (7)2.1.1水解提取法 (7)2.1.2合成法 (7)2.1.3发酵法 (7)2.1.4味精各种制法的比较及选择 (8)2.2发酵法生产味精工艺概述 (8)2.3淀粉糖化工艺 (9)2.3.1原料及其预处理 (9)2.3.2淀粉水解糖制备 (9)2.4发酵工艺 (12)2.4.1谷氨酸生产菌的分离纯化 (12)2.4.2种子扩大培养 (12)2.4.3发酵培养基的组分 (13)2.4.4发酵条件的控制 (14)2.4.5发酵工艺要点 (15)2.5谷氨酸提取工艺 (16)2.6味精的精制工艺 (17)2.6.1精制工艺流程 (17)2.6.2氨基酸中和原理 (18)2.6.3氨基酸中和技术条件 (18)3 工艺计算 (20)3.1物料衡算 (20)3.1.1工艺技术指标及基础数据 (20)3.1.2谷氨酸发酵车间的物料衡算 (20)3.1.3 60000t/a味精厂发酵车间的物料衡算结果 (22)3.2热量衡算以及用水量计算 (23)3.2.1培养液连续灭菌用蒸汽量 (23)3.2.2培养液冷却用水量 (23)3.2.3发酵罐空罐灭菌蒸汽用量 (23)3.2.4发酵过程产生的热量及冷却用水量 (24)3.3发酵车间无菌空气用量计算 (25)3.3.1谷氨酸发酵无菌空气平衡示意图 (25)3.3.2 谷氨酸发酵工艺技术指标及基础数据 (25)3.3.3 发酵过程无菌空气用量计算 (25)3.3.4 发酵车间无菌空气单耗 (27)3.3.5 无菌空气衡算表 (27)4设备的选型及计算 (28)4.1发酵罐 (28)4.1.1发酵罐的选型 (28)4.1.2生产能力、数量和容积的确定 (28)4.1.3主要尺寸的计算 (28)4.1.4冷却面积的计算 (29)4.1.5搅拌器计算 (30)4.1.6搅拌轴功率的计算 (31)4.1.7设备结构的工艺计算 (32)4.1.8设备材料的选择 (35)4.1.9发酵罐壁厚的计算 (35)4.1.10接管设计 (36)4.1.11支座的选择 (37)4.2种子罐的设计 (37)4.3 空气分过滤器 (38)4.4 二级种子罐分过滤器 (38)4.5发酵罐分过滤器 (38)4.6 味精厂发酵车间设备一览表 (39)5 结论 (40)参考文献 (41)谢辞 (42)附录 (43)外文资料 (44)1 前言1.1味精的主要性质味精的主要成分是谷氨酸钠盐（MSG），又名谷氨酸钠、味素等，它具有强烈的鲜味，是食品中添加的增鲜剂[1]。
产万吨谷氨酸厂发酵罐设计方案
表1-1 通用发酵罐的系列尺寸
公称容积
罐内径
圆柱高
封头高
罐体总高
封头容积
圆柱部分容积
50L
320mm
640mm
105mm
850mm
6.3L
52L
100L
400mm
800mm
125mm
1050mm
11.5L
100L
3．2．1发酵罐的选型....................................................................8
3．2.2发酵罐的生产能力、容积及个数的确定..........................8
3．2.3主要尺寸的计算............................................................ ...8
200m3
5000mm
10000mm
1300mm
12600mm
16.4m3
197m3
不计上封头的容积
全容积
搅拌桨直径
搅L
64.6L
112mm
470r/min
0.4kW
25mm
夹套
112L
123L
135mm
400r/min
0.4kW
25mm
夹套
218L
239L
<4）发酵初始培养基<g/L）水解糖150，蜜糖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8%。
3.1.3谷氨酸发酵车间的物料衡算
年产6万吨味精厂谷氨酸生产机械搅拌通风发酵罐设计
生物工程与设备课程设计说明书题目：年产6万吨味精厂谷氨酸生产机械搅拌通风发酵罐设计作者姓名专业班级指导教师计算设计说明书 前言谷氨酸发酵是通气发酵，该生产工艺和设备具有很强的典型型，本设计对味精发酵生产工艺及主要设备作简要介绍，以期有助于了解通气搅拌发酵工艺和主要设备的有关知识。
搅拌通风发酵罐： 1.发酵罐的径高比例适当2.发酵罐能够承受一定的压力3.合理有效的搅拌通风装置4.快捷有效的冷却装置5.罐体内表面高度抛光6.搅拌轴轴封应严密，严防泄漏，以免造成染菌损失。
一．设计内容 1、物料衡算2、发酵罐个数的确定3、发酵罐结构设计二．设计参数1、糖酸转化率61%2、发酵产酸水平11%3、发酵周期32小时4、发酵罐充满系数为0.75、味精分子式187.13（C5H8NO4Na ）.H2O6、谷氨酸分子式147.13(C5H9NO4)7、谷氨酸密度取1.553g/cm38、残还原糖0.8%，干菌体1.7%9、谷氨酸提取率97.5%。
10、谷氨酸生产味精精制率为125%11、空罐灭菌压力0.25MPa12、年工作日安330天计算13、取01L P V =（kw ）三．工艺计算1、日产味精量60000181.82(/)330G T d == 2、日产发酵液量181.821356.233(/)1.2597.5%11%G T d ==⨯⨯ 3.发酵液密度3312511086586516.770.8952.5/1.5 1.5531.050/m T T m ρρ=++=++== 4、日需发酵液体积3050.1233.135664.1291m V ==5、取发酵罐公称容积2003m ,充满系数取0.7，有效体积1403m6、需发酵罐个数个3.12241403264.1291==⨯⨯N故取13个发酵罐发酵罐工艺设计四．发酵罐尺寸设计1、罐体尺寸计算取罐高径比为2，用标准椭圆封头，已知罐公称容积为2003m231()200461(2)200464.9()V D H D D D m ππ=+=+=== 23525105015(100.055)213()6D mmmmm π==⨯=++⨯=0取发酵罐直径发酵罐高H 封头直角边取发酵罐公称容积V=4发酵罐总高度H=10+2(0.05+5/4)=12.6（m ）封头体积：22315()0.7855(0.05)17.34()466D V D h m π=+=⨯+= 发酵罐全容积：V=213+17.34=230.34(m3)2、需发酵罐个数 发酵罐公称容积2003m ，发酵全容积2133m ，取充满系数取0.7，有效体积即149.13m发酵罐个数：55.11241.1493265.1291=⨯⨯=N 故取发酵罐12个3、罐体壁厚计算选用不锈钢0Cr19Ni9 其[]130t MPa σ=[]122t P DC C P δσϕ⨯=++-P —设计压力，取最大工作压力的1.1倍，灭菌压力即最大工作压力。
年产6000t味精发酵车间工艺设计
蒸发结晶
贮晶 母 分离 水 液
图 1.1 味精生产工艺流程简图
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1.2 原料预处理
年产 6000t 味精厂发酵车间工艺设计
此工艺操作的目的在于初步破坏原料结构，以便提高原料中淀粉的利用率， 同时去除固体杂质，防止机器磨损。以制取玉米淀粉为例，其工艺流程为：
玉米 亚硫酸浸泡 粉碎 除杂 玉米淀粉
用于原料粉碎的设备除盘磨机外，还有锤式粉碎机和辊式粉碎机。盘磨机广 泛用于磨碎大米、玉米、豆类等物料，而锤式粉碎机应用于薯干等脆性原料的中 碎和细碎作用，辊式粉碎机主要用于粒状物料的中碎和细碎。用于除杂的设备为 筛选机，常用的是振动筛和转筒筛，其中振动筛结构较为简单，使用方便。
1.3 淀粉水解糖制备
1.4 种子扩大培养及发酵
种子扩大培养为谷氨酸发酵过程提供所需的大量种子，发酵车间内设有种子 室，完成生产菌种的扩大培养任务。从斜面出发，经复壮培养，摇瓶培养，扩大 至一级种子乃至二级种子罐培养，最终向发酵罐提供足够数量的健壮的生产种子。
谷氨酸发酵开始前，首先必须配制发酵培养基，并对其作连续灭菌处理。培 养基连续灭菌的基本流程如图 1.2 所示。连续灭菌的基本设备一般包括：（1）配 料预热罐，将配制好的料液预热至 60～70○C，以避免连续灭菌时料液与蒸汽温 度相差过大而产生水汽撞击声；（2）连消塔，连消塔的主要作用是使高温蒸汽与
常用的谷氨酸提取方法有以下几种：（1）等电点法：利用谷氨酸是两性电解 质的性质，将发酵液加硫酸调 pH 至谷氨酸的等电点，使谷氨酸沉淀析出。（2） 离子交换法：先将发酵液稀释至一定浓度，用盐酸将发酵液调至一定的 pH，采 用阳离子交换树脂吸附谷氨酸，然后用洗脱剂将谷氨酸从树脂上洗脱下来，达到 浓缩和提纯谷氨酸的目的。（3）金属盐法：利用谷氨酸与 Zn2+、Ca2+、Co2+等金 属离子作用生成难溶于水的谷氨酸金属盐而沉淀析出。（4）离子交换膜电渗析法： 根据渗透膜对各种离子的选择透性不同而将谷氨酸分离，如电渗析和反渗透法。 本设计采用等电点法。生产上等电点法提取谷氨酸的工艺有很多，归纳起来有： 直接常温等电点法、水解等电点法、低温等电点法、等点—离子交换法和浓缩连 续等电点法等。目前，我国味精厂已采用浓缩连续等电点法提取谷氨酸，对于谷 氨酸含量 10.5%的发酵液，其提取收率为 88%左右。本设计亦采用浓缩连续等电 点法。其具体操作是：将发酵液和硫酸同时加入等电点罐中，始终保持罐内 pH 在 3.0～3.2，发酵液在等电点罐中采用低温等电点法结晶，待析晶完全后，以晶 体及母液作为“种子”，维持一定的温度和 pH，然后一边连续添加新发酵液，一 边从等电点罐底部放出已结晶的谷氨酸，使进出料量保持一致，放出的物料在育 晶罐中进行育晶，让晶体长大。育晶结束后进行分离，得到谷氨酸晶体。浓缩连 续等电点法提取谷氨酸的特点是：（1）析出的谷氨酸晶体颗粒粗大，大小均匀，
年产12500吨味精的发酵罐设计说明
第一章物料衡算1.1 年产 12500吨味精的发酵罐设计1.L-Glu 化学名称为L型谷氨酸，分子式为C5H9O4N，相对分子质量为147.13MSG 一水谷氨酸钠，相对分子质量为188.132、设计所需技术参数生产周期＜48h，每年生产日为300 天，年产MSG的量：12500 吨(含10000吨98%MSG，2500 吨81%MSG)第一部分物料衡算1.总物料衡算年产12500吨MSG，折算为100%MSG（纯度98%占75%，纯度81%占25%）后得年产和日产量为：年产量：10000×98%+2500×81%=11825吨日产量：11825/300=39.42吨⑴．葡萄糖生成谷氨酸的总反应式：2C6H12O6+(H2N)2CO+3O2----2C5H9O4N+3CO2+5H2O180 147.13谷氨酸对糖的理论转化率：147.13/180=81.74%MSG对谷氨酸的产率：（146.13+24+18）/147.13=1.28⑵．淀粉水解为葡萄糖的总反应式为：（C6H10O5)n+nH2O-----nC6H12O6葡萄糖对淀粉的理论转化率为：180/162=1.11氨基酸的总收率为：（98%×50%×80%×90%）/81.74%=43.16%以1t淀粉为基准，进行物料衡算：1t纯淀粉理论上能产生100%MSG的量为：1000×1.11×81.74%×1.28=1162.41 kg1t纯淀粉实际上能生产100%MSG的量为：1000×98%50%80%90%×1.28=451.59 kg1t工业淀粉（含86%玉米淀粉）实际上能生产100%MSG的量为：1000×98%×50%×80%×90%×86%×1.28=388.37 kg因此，相对于1t纯MSG的淀粉消耗量为：1000/（98%×50%×80%×90%×86%×1.28）=2574.92 kg生产1t 100%MSG理论上消耗纯淀粉的量为：1000/（1.28×81.74%×1.11）=861.06 kg生产1t 100%MSG实际上消耗纯淀粉的量为：1000/（1.28×98%×50%×80%×90%）=2214.43 kg生产1t 100%MSG理论上消耗工业淀粉的量为：861.06/86%=1001.23 kg生产1t 100%MSG实际上消耗工业淀粉的量为：2214.43/86%=2574.92 kg淀粉利用率：1001.23/2574.92=38.88%各单元操作的总量为：⑴．工业淀粉日耗量：11825/（1.28×90%×50%×80%×98%×86%×300）=101.49t⑵每日淀粉转化为糖的总量：101.49×86%×98%=85.54 t若终糖液浓度为24%（密度1.09），总糖液量的体积为：85.54/（24%×1.09）=326.99m3⑶.由工艺指标产酸率8.0g/100mL，则发酵液量的体积为：85.54×50%/0.08=534.63 m3若发酵液密度为1.05，发酵液的总量为：85.54/(16.4%×1.05)=496.75 m3⑷.经等点点沉淀和离子交换后，一般母液含谷氨酸1-3%的量，取1g/100mL，剩余谷氨酸母液的量为：11825/1.28=9238.28kg（300×85.54×50%-9238.28）/0.01=580449 m3汇总如下：年产12500吨味精工厂生产工艺物料衡算总表：2.各单元操作物料衡算：A.双酶法制糖工段的物料衡算。
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齐鲁工业大学生物工程与设备课程设计说明书（年产6万吨味精厂谷氨酸生产机械搅拌通风发酵罐设计）作者姓名武雪龙作者学号 201006021041专业班级生物工程10-1指导教师王兰芝王君高目录设计任务书 (2)前言 (3)课程设计的目的与任务 (4)设计参数 (4)物料衡算 (4)(一)发酵罐总容积计算 (4)（二）发酵罐个数计算 (5)发酵罐工艺设计 (5)（一）发酵罐直径及罐体高度计算 (5)（二）发酵罐壁厚计算 (6)（三）搅拌器类型选择与设计 (7)（四）搅拌轴直径计算 (9)（五）冷却面积计算与设计 (11)发酵罐附件设计与选型 (13)发酵罐的技术要求与规范 (15)设计体会 (16)教材及主要参考资料 (17)相关数据表 (17)课程设计任务书食品与生物工程学院学院2010级生物工程专业学生武雪龙题目：年产6万吨味精厂谷氨酸生产机械搅拌通风发酵罐设计一、主要内容：1、物料恒算，计算发酵罐总容积；2、求发酵罐个数，取单罐公称容积200m3；3、公称容积200m3发酵罐设计（罐体尺寸、壁厚、搅拌器类型选择及尺寸设计、搅拌功率计算、搅拌轴直径计算、冷却面积计算与设计）二、基本要求1、编写计算设计说明书（有前言、设计参数、物料恒算、发酵罐工艺设计，设计体会）2、用CAD绘出发酵罐结构图。
三、设计参数糖酸转化率60% 2、发酵产酸水平12%发酵周期34小时 4、发酵罐充满系数为0.7味精分子式187.13（C5H8NO4Na）.H2O 6、谷氨酸分子式147.13(C5H9NO4) 7、谷氨酸密度取1.553g/cm3 8、残还原糖0.8%，干菌体1.7% 9、谷氨酸提取率97.5%。
10、谷氨酸生产味精精制率为125%11、空罐灭菌压力0.25MPa 12、年工作日安330天计算四、主要参考资料〔1〕郑裕国《生物工程设备》化学工业出版社2007〔2〕高孔荣《发酵设备》轻工业出版社1991.10〔3〕梁世中《生物工程设备》轻工业出版社2002.2〔4〕化工设备设计全书编辑委员会编《搅拌设备设计》上海科学技术出版社1985 〔5〕吴思方《发酵工厂工艺设计概论》中国轻工业出版社2007（6）化工工艺设计手册（7）于令信《味精工业手册》（8）张克旭《氨基酸发酵工艺学》轻工业出版社完成期限：自2013年 10 月 21 日至 2013 年 10 月 27 日指导教师：王君高王兰芝教研室主任：前言通过发酵工业化生产的几十年实践，人们逐步认识到发酵工业过程是一个随着时间变化的（时变的）、非线性的、多变量输入和输出的动态的生物学过程，按照化学工程的模式来处理发酵工业生产（特别是大规模生产）的问题，往往难以收到预期的效果。
从化学工程的角度来看，发酵罐也就是生产原料发酵的反应器，发酵罐中培养的微生物细胞只是一种催化剂，按化学工程的正统思维，微生物当然难以发挥其生命特有的生产潜力。
于是，追溯到作坊式的发酵生产技术的生物学内核（微生物），返璞归真而对发酵工程的属性有了新的认识。
发酵工程的生物学属性的认定，使发酵工程的发展有了明确的方向，发酵工程进入了生物工程的范畴。
生物反应工程与设备课程设计是生物工程专业一个重要的、综合性的实践教学环节，要求我们综合运用所学知识如生化反应工程与生物工程设备课程来解决生化工程实际问题，对培养我们全面的理论知识与工程素养，健全合理的知识结构具有重要作用。
一个优良的生物反应器应具有良好的传质传热和混合的性能；结构严密，内壁光滑，易清洗，检修维护方便；有可靠的检测及控制仪表；搅拌及通气所消耗的动力要少；能获得最大的生产效率与最佳的经济效益。
通常将进行大规模悬浮培养微生物的反应统称为发酵罐。
一、课程设计目的与任务任务：年产6万吨味精厂谷氨酸机械搅拌通风发酵罐设计。
目的：通过课程设计，使同学对工艺参数确定，物料恒算、发酵罐体积及尺寸确定、罐体机械强度、搅拌功率、搅拌轴及搅拌浆叶强度等计算能力得到锻炼。
掌握工程设计基本程序及内容，熟练掌握电脑绘图及绘图质量。
二、设计参数1、糖酸转化率60%2、发酵产酸水平12%3、发酵周期34小时4、发酵罐充满系数为0.75、味精分子式187.13（C5H8NO4Na）.H2O6、谷氨酸分子式147.13(C5H9NO4)7、谷氨酸密度取1.553g/cm³ 8、残还原糖0.8%，干菌体1.7% 9、谷氨酸提取率97.5% 10、谷氨酸生产味精精制率为125%11、取01LPV（kw/m³） 12、空罐灭菌压力0.25MPa13、年工作日安330天计算三、物料衡算（一）发酵罐总容积计算发酵罐总容积，决定于年工作日、每天生产谷氨酸量、发酵产酸水平、谷氨酸发酵周期、谷氨酸提取率、谷氨酸精制味精得率等。
1.每天谷氨酸生产量的确定（1）年谷氨酸的产量=年味精产量÷125% =60000÷125% =48000t(2)每天的谷氨酸产量=年谷氨酸的产量÷330 =48000÷330 =145.5t （3）发酵液密度33/054.19489.0077.0017.0855.0553.112.05.1025.0855.01m T T m==++=++=ρρ（4）每天生产发酵液体积谷氨酸提取率发酵产酸水平每天生产谷氨酸的量⨯=m=145.5/1.050×(12%×97.5%)=1243.6T V= m ／ρ=1243.6T ÷1.054T ／m ³=1179.9m ³ （5）发酵罐的总容积总V =〔每天生产发酵液体积×发酵周期（小时）〕/24=（1171.9×34）/24=1671.5m ³（二）求发酵罐个数，取单罐公称容积200m3查表6-2（发酵工厂工艺设计概论P102）得公称容积是2003m 的发酵罐全容积为2303m ，取充满系数为0.7。
(1)单罐的有效容积计算有效V =单罐公称容积×罐的利用率=200×0.7=140m ³(2)发酵罐个数n 计算 n=总V /有效V =1671.5/140=11.9故取12个发酵罐。
四、发酵罐工艺设计（一）发酵罐直径及罐体高度计算根据发酵罐的公称容积，确定发酵罐的尺寸。
已知发酵罐直径D ，筒体部分高0H ，发酵罐总高H ，常见的发酵罐的几何尺寸比例如下： H0/D=1.7～3.5 Di/D=1/2～1/3 B/D=1/8～1/12 C/Di=0.8～1.0 S/Di=2～5 H0/D=2取H0/D=2.0，采用标准椭圆形封头。
已知罐公称容积V 为200m3通常，对一个发酵罐的大小用“公称体积”表示。
所谓“公称体积”， 是指罐的通身（圆柱）体积和底封头体积之和。
其中底封头体积可根据封头形状、直径及壁厚从有关化工设计手册中查得。
标准椭圆形封头体积为：⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+=D h D h D h D V b a b 614642221πππ（1） 式中：bh —椭圆封头的直边高度，ｍah —椭圆短半轴长度，标准椭圆D h a 41=。
故发酵罐全体积为：⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛++=D h H D V b 612402π（1） 近似计算式为：30215.04D H D V +=π（m ³） （1）发酵罐公称体积0V ：（取H0/D=2，bh =40mm ）取D=5m 时 )61(4020D h H D V b ++=π )56104.010(254⨯++⨯⨯=π=213m ³⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛++=D h H D V b 612402π= ⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⨯+⨯⨯56104.0210254π=230.5m ³查表知公称容积是200m ³的发酵罐全容积为230m ³，与查表的公称容积一致，故取发酵罐直径D=5m,故发酵罐高0H =2D=10mH=H +2（a h +bh ）=12.5m（二）发酵罐壁厚计算[]Cp Dp+-=ϕσδ2（2）式中：p —耐受压强，kg/cm2，表压；D —罐径，cm ；ϕ—焊缝系数，双面焊缝ϕ=0.8，无焊缝ϕ=1.0（采用双面焊缝）C —腐蚀裕度，当δ-C ＜1cm 时，C=3mm ；[]σ—许用应力（kg/cm2），使用不锈钢0Cr19Ni9，其中钢板许用应力[]σ=130MPa设计压力为0.28Mpa ，则： 表压=绝对压力-大气压力 =0.28-0.1=0.18Mpamm3.7318.08.0130218.05000=+-⨯⨯⨯=δ 取不锈钢板厚8mm 。
（三）搅拌器类型选择与设计搅拌器的设计应使发酵液有足够的径向流动和适度的轴向运动。
搅拌叶轮大多采用涡轮式，最常用的是六直叶圆盘涡轮搅拌器、六弯叶圆盘涡轮搅拌器、六箭叶圆盘涡轮搅拌器，圆盘作用是避免底部通入的空气从罐中心上升走短路。
为了强化轴向混合，可采用涡轮式和推进式叶轮共用的搅拌体系。
为了拆装方便，大型搅拌叶轮可做成两半型，用螺栓连成整体装配于搅拌轴上。
搅拌叶轮直径与罐径之比Di/D=1/2～1/3。
搅拌叶轮类型的选择主要考虑功率准数，混合特性以及叶轮所产生的液流作用力的大小与种类等等。
单只涡轮搅拌器不通风时的搅拌功率计算9531063.4-⨯=ρD n N P P o （3）式中 P0---不通风时搅拌器输入的功率（W ） n----涡轮转数（r/s ）D----搅拌器直径（m ） ρ ----醪液密度（kg/m3） Np-----功率准数若Po 单位为kW ，n 单位为r/min 。
则：9531063.4-⨯=ρD n N P P o （3）已知六直叶涡叶搅拌器叶轮直径Di ，盘径di,叶弦长L ，叶宽B ，Di ：di ：L ：B=20:15:5:4 搅拌器叶轮直径Di=)21~31( D由Di/D=1/2～1/3，此时取Di/D=1/3，即：Di=1/3 D=1.7m 。
由标准圆盘涡轮搅拌器尺寸Di ：di ：L ：B=20:15:5:4得： 圆盘涡轮直径di= 15/20 D =1.7×3/4=1.3m, 桨叶长L= 5/20 D =1.7×5/20 =0.4m ， 桨叶宽B= 4/20 D =1.7×4/20=0.3m ， 采用标准六直叶圆盘涡轮搅拌器。
2．多只涡轮搅拌器不通风时的搅拌功率计算若是多档搅拌器，两档间距S ，非牛顿流体S 取2D ，牛顿流体S 取2.5-3D ；静液面至上档间距取0.5-2D, 下档搅拌器至罐底距离C 取0.5-1D 。
符合以上条件，两档搅拌器输出的功率就是单只涡轮搅拌器的2倍：95301063.42-⨯⨯=ρi P D n N P （3）取01L P V =（kw/m3） 两档搅拌 P0=140kw所以140=2×4.63×6×3n ×57.1×1054×910-n =56.88r/min 。