年产5万吨味精厂生产工艺设计(毕业论文)

XX大学

课程设计任务书

20xx～20xx 学年第x学期

学生姓名：专业班级：2008级生物工程

指导教师：工作部门：化工与材料学院

课程设计题目：年产5万吨味精工厂生产工艺设计

课程名称：生化工程设备

一、课程设计内容

1、通过查阅啤酒（味精）生产工艺的有关资料，熟悉目前啤酒（味精）生产的基本工艺流程。

2、进行糖化、发酵车间物料衡算和热量衡算等。

3、糖化车间设备设计及选型。

4、发酵种子罐、发酵罐的选型及大小尺寸的计算。

5、绘制糖化锅、发酵罐设计图。

6、撰写课程设计说明书

二、课程设计的要求

（一）、设计规模要求

全班按学号分为10组（其中末尾为1、3、5、7、9，设计啤酒工厂；末尾为0、2、4、6、8，设计味精工厂）。

（二）、课程设计说明书要求

学生在课程设计过程中可相互讨论，但要求各自独立完成并撰写设计说明书，设计说明书一般要求在5000字以上，具体内容如下：

1．前言

2．设计任务和设计基本依据

3．工艺设计

主要包括流程选择、生产工艺、物料衡算和热量衡算等。

4．设备设计或设备选型

主要包括设备选型和设备大小的计算等。

5．收获与体会

6．参考文献

三、课程设计应完成的工作

1．课程设计说明书一份

2．糖化锅(啤酒)或发酵罐（味精）设计图1张

四、课程设计进程安排

五、主要参考资料

吴思方主编. 生物工程工厂设计概论. 中国轻工业出版社. 2009.7

教研室主任签名：

年月日

图2-2 谷氨酸发酵的工艺流程【3】

2.3主要处理构筑物设计及选型

主要设备见表2-2。

表2-2 主要设备一览表

配料罐

定容罐

二级种子罐

实消

降温 二级种子培养

消泡剂 水 无机盐

氮液

消泡剂 水 无机盐

一级种子

斜面

无菌空气

发酵罐

葡萄糖

定容罐

连消器 维持罐 换热器

消泡剂

高浓度糖液

3工艺流程计算

3.1味精厂计算与构筑物设计

3.1.1谷氨酸发酵的物料衡算

⑴主要技术指标【4】

指标名称单位指标数指标名称单位指标数生产规模t/a 50000 发酵初糖Kg/150 生产方法中糖发酵，等电点-

离子交换提取

淀粉糖化转化率% 108

年生产天数产品日产量d/a

t/a

300

167

流加高浓糖

糖酸转化率

Kg/

%

500

60

产品质量纯度99% 麸酸谷氨酸含量% 95

倒罐率% 0.2 谷氨酸提取率% 95

发酵周期h 40 味精对谷氨酸产率% 122

⑵主要原材料质量指标

淀粉原料的含量为80%，含水14%

⑶二级种子培养基（g/L）

水解糖50，糖蜜20，磷酸二氢钾1.0，硫酸镁0.6，玉米浆5～10，泡敌0.6，生物素0.02mg，硫酸锰2mg/L，硫酸亚铁2mg/L。

⑷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2μɡ，泡敌1.0，

接种量为8%

⑸谷氨酸发酵车间的物料衡算

首先计算生产1000kg纯度为100%的味精需耗用的原材料以及其他物料量。

⒈发酵液量

设发酵液初糖和流加高浓糖最终发酵液总糖浓度为220kg/，则发酵液量为：

式中220—发酵培养基终糖浓度（kg/）

60%—糖酸转化率

95%—谷氨酸转化率

99.8%—除去倒罐率0.2%后的发酵成功率

122%—味精对谷氨酸的精制产率

⒉发酵液配制需水解糖量

以纯糖计算：

⒊二级种液量

⒋二级种子培养液所需水解糖量

式中50—二级种液含糖量（kg/）

⒌生产1000kg味精需水解糖总量

⒍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：

式中80%—淀粉原料含纯淀粉量

108%—淀粉糖化转化率

⒎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。

⒏甘蔗糖蜜耗用量

二级种液耗用糖蜜量为：

发酵培养基耗糖蜜量为：

合计耗糖蜜36.68kg

⒐氯化钾耗量

⒑磷酸二氢钾（）耗量

⒒硫酸镁（）用量

⒓消泡剂（泡敌）耗用量

⒔玉米浆耗用量（8g/L）

⒕生物素耗用量

⒖硫酸锰耗用量

⒗硫酸亚铁耗用量

⒘磷酸耗用量

⒙谷氨酸（麸酸）量

发酵液谷氨酸含量为：

实际生产的谷氨酸（提取率95%）为：

⑹50000t/a味精厂发酵车间的物料衡算表

物料名称生产1t味精（100%）50000t/a味精每日物料量

的物料量生产的物料量

发酵液量/

二级种液量/

发酵水解用糖量/kg 二级种培养用糖量/kg 水解糖总量/kg

淀粉用量/kg

液氨用量/kg

糖蜜用量/kg

氯化钾用量/kg

磷酸二氢钾用量/kg 硫酸镁用量/kg

泡敌用量/kg

玉米浆用量/kg

生物素用量/g

硫酸锰用量/g

硫酸亚铁用量/g

磷酸用量/kg

谷氨酸用量/kg 6.55

0.524

1441

26.2

1467.2

1529.9

420

36.68

5.24

0.524

4.24

6.55

4.19

0.0236

1.048

1.048

1.31

819.8

327.5

26.2

720.5

1.31

733.6

764.95

21

1.834

262

26.2

212

327.5

209.5

1180

5.24

5.24

6.55

40.99

1093.85

87.51

240.65

4375.4

245.02

255.49

701.4

6125.56

875.08

87.51

708.08

1093.85

699.73

3.94

175.02

175.02

218.77

136.91

3.1.2谷氨酸发酵的热量衡算

热量衡算是根据能量守恒定律建立起来的，热平衡方程表示如下：