学士学位论文--年产22万吨味精工厂初步工艺设计.doc
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1、沈 阳 化 工 大 学本 科 毕 业 设 计 题 目: 年产2.2万吨味精工厂初步工艺设计 院 系: 环境与生物工程学院 专 业: 生物工程 论文提交日期: 2011 年6月 24 日 论文答辩日期: 2011年 6月 29 日毕业设计(论文)任务书生物工程 专业07-02班 学生:吴皓毕业设计(论文)题目:年产2.2万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衡算、热量衡算、水衡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:味精生产的工艺设计和发酵罐的设计。起止时间: 2011年 3月-2011年 6月指导教
2、师: 签字 年 月 日教研主任: 签字 年 月 日学院院长: 签字 年 月 日年产2.2万吨味精工厂初步工艺设计摘 要 本设计是年产2万吨味精工艺设计;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.设计的结果和目的主要是通过工艺流程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。本次设计是通过对味精生产的四个工艺流程的物料、热量和水进行了衡算和发酵罐选型计算,得到
3、可行的数据,并且据此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,从而提高味精生产的质量和产量,降低了生产的成本,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.通过一系列计算,我们得出了此次毕业设计所需的重要数据:玉米淀粉为原料日产100% MSG 68.75吨,每日消耗的86%的玉米淀粉质量为102.12吨,日运转糖化罐2罐,投放料2罐次。本次设计采用7台公称容积为200立方米的机械搅拌式发酵罐进行发酵,日运转6台。该发酵罐的具体技术参数为:高度为9.54m,罐体总高14.41m,罐身厚度1
4、4mm,封头壁厚16 mm,选用六平叶涡轮式搅拌器,搅拌器转数140r/min,搅拌轴功率2156kw,罐内工作压力0.15MPa。总蒸汽量330.4t/d,平均量13.8t/h,高峰时用量36.9t/h。日供给新鲜水12766.1t,二次水15413t/d,凝结水131.01t/d,每日排水15256t。从而完成了年产2.2万吨味精工厂初步工艺设计。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 220
5、00 tonsof monosodium glutamate factory preliminary process designAbstractThe design is an annual output of 22,000 tons of monosodium glutamate for material balance calculation , heat balance calculation, water balance calculation and the selection calculation of fermentor, process design; To hydroly
6、sis of corn starch as raw materials to generate glucose, glutamic acid producing bacteria to use carbon metabolism, biosynthesis of glutamic acid , glutamic acid and alkali to form a sodium glutamate or MSG is the main process, for material balance calculation , heat balance calculation, water balan
7、ce calculation and the selection calculation of fermentor, and mapped the structure of fermentation tank, fermentation process with control point map, the factory floor plan , saccharification process map and the process map of extraction and purification . The result of the design and the destinati
8、on 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 data through the four phase calculation, including the material balance calculation , heat balance calculation, water balance calcul
9、ation and the selection calculation of fermentor, based on which we chose the factory of suitable fermentation production equipment and the reasonable technological processes to produce, in order to improve the quality and output and to low the cost at the same time, both giving the reasonable theor
10、y base to the progress of factory production of monosodium glutamate and providing the data support to the environment protection and sustainable development .So, the factory preliminary process design is comparative necessary.After a series of calculation, we gain the following important data requi
11、red for this design: the mass of the 100% MSG with corn starch as raw material is 68.75 t, the mass of 86% corn starch is 102.12t, the number of tank needed to work is 2, which demands of 2 times of filling.This design adopts 7 mechanical agitated fermentor with the nominal of 200m to ferment, with
12、6 operating a day.This kind of fermentor technical parameters is as follow : The height is 9.54mm, the main height of can body is 14.41mm, the thickness is14 mm, the thickness of end socket is16 mm, the revolving speed is 140r/min, the shaft power is2156 kw, the working pressure inside the tank is 0
13、.15MPa. The total quantity of steam is330.4 t/d, the average is 13.8t/h, peak consumption is36.9 t/h. the fresh water is2766.1 t/d, secondary water is15413 t/d, condensed water130.1 is t/d, draining water a day is 15256t. Then, we accomplish the design.Because of being curbed by the theory calculati
14、on 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;目录摘要Abstract引言21文献综述21.1 味精的理化性质21.2 味精生产常用设备及常用菌种31.3 味精的生产方法31.3.1 蛋白质水解法31.3.2 合成法31.3.3
15、发酵法41.4 我国未经发展现状及方向41.5本设计的意义及目标42全场设计概论62.1 味精的设计依据及主要技术参数62.1.1 味精的产品规格62.1.2 味精工厂设计的主要技术参数72.2 味精生产预采用的工艺流程83.基础恒算93.1 物料恒算93.1.1 生产过程的总物料衡算93.1.2 制糖工序的物料衡算113.1.3 连续灭菌和发酵工序的物料衡算133.1.4 谷氨酸提取工序的物料衡算153.1.5 精制工序的物料衡算163.2 热量衡算183.2.1 液化工序热量衡算183.2.2 糖化工序热量衡算203.2.3 连续灭菌和发酵工序热量衡算203.2.4 谷氨酸提取工序冷量衡算
16、243.2.5谷氨酸钠溶液浓缩结晶过程的热量衡算253.2.6 干燥过程的热量衡算273.2.7 生产过程耗用蒸汽衡算汇总294.水平衡304.1 糖化工序用水量304.2 连续灭菌工序用水量304.3 发酵工序用水量(使用新鲜水)304.4 提取工序用水量314.5中和脱色工序用水量314.6 精制工序用水量314.7 动力工序用水量324.8用水量汇总325.发酵罐及其附属设备345.1罐体345.1.1罐体主要尺寸比例345.1.2罐的容积计算355.2搅拌器和挡板375.2.1搅拌器375.2.2档板395.3空气分布装置395.4罐的换热装置395.4.1罐的换热装置的形式395.4
17、.2换热面积的计算405.5轴封装置,联轴器和轴承415.5.2联轴器和轴承425.6消 泡 装 置425.7传 动 装 置435.8溶氧速率和溶氧系数435.8.1溶氧系数的计算435.8.2溶氧系数的换算445.9 发酵罐技术性能表45参考文献致谢沈阳化工大学学士学位论文 引言引言味精是调味剂的一种,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。味精又名”味之素”,学名”谷氨酸钠”。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。 味精的生产历史悠久,生产方法也不尽相同,但是随着社会的发展,人们
18、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,为了调节好味精大批量生产和环境保护二者之间的关系,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2.2万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限
19、,本设计中有许多不尽如人意的地方恳请各位老师和同学们批评指正。共同学习共同进步。1沈阳化工大学学士学位论文 1文献综述1文献综述尽管味精广泛存在于日常食品中,但谷氨酸以及其它胺基酸对于增强食物鲜味的作用,在20世纪早期,才被人们科学地认识到。 1907年,日本东京帝国大学的研究员池田菊苗发现了一种,昆布汤蒸发后留下的棕色晶体,即谷氨酸。这些晶体,尝起来有一种难以描述但很不错的味道。这种味道,田在许多食物中都能找到踪迹,尤其是在海带中。池田教授将这种味道称为“鲜味”,为大规模生产谷氨酸晶体的方法申请了专利1。 味精,学名谷氨酸钠。其发展大致有三个阶段: 第一阶段:1866年德国人里德豪森博士从面
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