年产4万吨味精工厂初步设计-毕业(论文)设计.doc
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1、沈 阳 化 工 大 学 科 亚 学 院 本科毕业论文题 目: 年产4万吨味精工厂初步工艺设计 专 业: 生物工程 论文提交日期: 年 月 日论文答辩日期: 年 月 日毕业设计(论文)任务书生物工程 专业0901班学生:毕业设计(论文)题目:年产4万吨味精工厂初步工艺设计。毕业设计(论文)内容: 味精生产工艺流程的物料横算,热量横算,水横算以及味精生产主要工艺流程工序的设计,设计味精生产的主要设备(发酵罐)的设计。毕业设计(论文)专题部分: 味精生产的设计和发酵罐的设计起止时间:2013 年4月2013年6月指导教师: 签字 年 月 日年产4万吨味精工厂初步工艺设计摘 要味精,学名“谷氨酸钠(C
2、5H8NO4Na)”。谷氨酸是氨基酸的一种,也是蛋白质的最后分解产物。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。 本设计为年产味精厂4万吨味精工艺设计;以玉米淀粉为原料水解生成葡萄糖、利用谷氨酸生产细菌进行碳代谢、生物合成谷氨酸、谷氨酸与碱作用生成谷氨酸一钠即味精为主体工艺,进行物料衡算、热量衡算、水衡算和发酵罐选型计算,并绘制了发酵罐结构图,发酵流程图,全厂平面布置图糖化流程图,提取与精制流程图.通过设计明确味精生产的
3、工艺流程,对生产所需的总物料,热量,水。以及相关设备进行计算,设计出一个具有高产量,低能耗,污染小的现代化味精生产工厂。本设计的具体计算内容包括对对味精生产的四个工艺流程的所需的物料、热量和水进行了衡算和主要发酵选型计算,选取了合适的发酵生产设备以及合理的工艺流程进行味精的工厂生产,通过一系列的计算从而提高味精生产的质量和产量,降低了生产原料成本,既为味精的工厂化生产的进步提供合理的理论依据,又为环境保护和可持续发展提供重要的数据支持,因此此次味精工厂初步工艺设计是较为必要的.设计中的计算部分占总设计较多篇幅。通过物料横算,热量横算,水平衡计算,以及设备选型部分。得出了此次毕业设计所需的重要数
4、据:玉米淀粉为原料日产100% MSG119.06吨,每日消耗的86%的玉米淀粉质量为181.88吨,日运转糖化罐4罐,投放料4罐次。本次设计采用公称容积为300立方米的机械搅拌式发酵罐8台进行发酵,每天运转7台。该发酵罐的主要参数有:罐的高度11.2m,罐身厚度15mm,封头壁厚10mm,选用六平叶涡轮式搅拌器,搅拌器转数75r/min,通风搅拌轴功率167kw,罐内工作压力0.15MPa。每日总蒸汽量1115t/d,每小时平均量46.5t/h,高峰时用量59t/h。日供给新鲜水21872t/d,二次水20111t/d,凝结水163t/d,每日排水118565.6t。从而完成了年产4万吨味精
5、工厂初步工艺设计。由于此次味精工厂设计仅限于理论计算和模拟的运行数据,对于现实的生产只存在指导和借鉴意义,其实用性有待在生活生产中进行进一步可行性测试和研究.关键词:味精;发酵;工艺设计; 发酵罐;Annual production capacity of 40000 tonsof monosodium glutamate factory preliminary process designAbstractThe design is an annual output of 40000 tons of monosodium glutamate for material balance calcu
6、lation , heat balance calculation, water balance calculation and the selection calculation of fermentor, process design; To hydrolysis of corn starch as raw materials to generate glucose, glutamic acid producing bacteria to use carbon metabolism, biosynthesis of glutamic acid , glutamic acid and alk
7、ali to form a sodium glutamate or MSG is the main process, for material balance calculation , heat balance calculation, water balance calculation and the selection calculation of fermentor, and mapped the structure of fermentation tank, fermentation process with control point map, the factory floor
8、plan , saccharification process map and the process map of extraction and purification . The result of the design and the destination of the process is to conceive a high yield, low energy consumption and the production of small pollution MSG plant modernization. This design is to get the feasible d
9、ata through the four phase calculation, including the material balance calculation , heat balance calculation, water balance calculation and the selection calculation of fermentor, based on which we chose the factory of suitable fermentation production equipment and the reasonable technological proc
10、esses to produce, in order to improve the quality and output and to low the cost at the same time, both giving the reasonable theory base to the progress of factory production of monosodium glutamate and providing the data support to the environment protection and sustainable development .So, the fa
11、ctory preliminary process design is comparative necessary.After a series of calculation, we gain the following important data required for this design: the mass of the 100% MSG with corn starch as raw material is 119.06 t, the mass of 86% corn starch is 181.88t, the number of tank needed to work is
12、4, which demands of 4times of filling.This design adopts 3mechanical agitated fermentor with the nominal of 300m to ferment, with 3 operating a day.This kind of fermentor technical parameters is as follow : The height is 11.2m, , the thickness is15 mm, the thickness of end socket is16 mm, the revolv
13、ing speed is 62r/min, the shaft power is167 kw, the working pressure inside the tank is 0.15MPa. The total quantity of steam is1092/d, the average is 145.6t/h, peak consumption is51t/h. the fresh water is25324.3 t/d, secondary water is18996.6 t/d, condensed water163.1 is t/d, draining water a day is
14、 18565.6t. Then, we accomplish the design.Because of being curbed by the theory calculation and the process data, this design is only to guide the actual production, its practical applicability is waited to being further test and research. Key Words: MSG; Fermentation ; Process Design ; Fermentor;目
15、录第一章 文献综述11.2 味精生产常用设备及常用菌种21.3 味精的各种制法21.3.1 水解提取法21.3.2 合成法31.3.3发酵法41.4我国未经发展现状41.5本设计的意义及目标5第二章 全场设计概论72.1 味精的设计依据及主要技术参数72.1.1 味精的产品规格72.1.2 味精工厂设计的主要技术参数82.2 味精生产预采用的工艺流程8第三章 基础恒算103.1 物料恒算103.1.1 生产过程的总物料衡算103.1.2 制糖工序的物料衡算123.1.3 连续灭菌和发酵工序的物料衡算143.1.4 谷氨酸提取工序的物料衡算163.1.5 精制工序的物料衡算173.2 热量衡算1
16、93.2.1 液化工序热量衡算193.2.2 糖化工序热量衡算213.2.3 连续灭菌和发酵工序热量衡算213.2.4 谷氨酸提取工序冷量衡算253.2.5谷氨酸钠溶液浓缩结晶过程的热量衡算263.2.6 干燥过程的热量衡算283.2.7 生产过程耗用蒸汽衡算汇总29第四章 水平衡314.1 糖化工序用水量314.2 连续灭菌工序用水量314.3 发酵工序用水量(使用新鲜水)314.4 提取工序用水量324.5中和脱色工序用水量324.6 精制工序用水量324.7 动力工序用水量334.8用水量汇总33第五章 发酵罐及其附属设备355.1罐体355.1.1罐体主要尺寸比例355.1.2罐的容积
17、计算355.2搅拌器和挡板385.2.1搅拌器385.2.2档板405.3空气分布装置405.4罐的换热装置415.4.1罐的换热装置的形式415.4.2换热面积的计算415.5轴封装置,联轴器和轴承425.5.1轴封装置425.5.2联轴器和轴承445.6消 泡 装 置445.7传 动 装 置445.8溶氧速率和溶氧系数455.8.1溶氧系数的计算455.8.2溶氧系数的换算465.9 发酵罐技术性能表47参考文献48致谢49引言味精(Monosodium),又叫又名“味之素”,学名“谷氨酸钠”。是日常生活中不可缺少的一种调味料,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
18、用的最多,也可用于汤和调味汁。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。 味精从1909年以商品的形式问世以来有100多年的历史了,味精的制法多种多样,但对于人们来说对其需求是一样的,是生活必需品。随着社会的发展,人们对味精的需求量也在不断上升,但是味精的生产必然会造成一定的环境压力。 味精是以粮食为原料经糖化、发酵、谷氨酸提取、精制等工序制得,在谷氨酸发酵制取过程中只有约3/5的原料转化为味精及副产品,而2/5的原料进入废液中,从而造成资源的严重浪费。由于原料利用率低,发酵废液干固形物含量达10%-12%,废水指标CODCr高达3500
19、0-40000mg/l,从而造成高浓度有机废水污染严重、治理难度较大等行业突出问题。上述的原料利用率底,废水污染严重的问题。我们有必要探索一条既有较低的生产成本,从而实现较高的经济价值,又能够取得较好的环境保护效果的现代化味精生产之路,以满足现代社会对味精的需求,实现可绿色的持续发展。 想要实现味精的低成本低污染,就必须实现规模化工厂生产,实际经验表明,只有万吨级以上的味精工厂生产,才能实现这个目标,因此本设计进行年产4万吨味精工厂初步工艺设计就是为了在理论上和对现实模拟的基础上给出数据和理论支持,因此该设计具有一定的用价值和环保意义。 由于我们的水平有限,加之由于对先进设备和技术的了解程度有
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