计算是彩虹的其余的是模板的
年产5000吨发酵食醋发酵车间设计
万重阳
（武汉工业学院生物与制药工程学院武汉430023）
摘要：食醋发酵是继酒精发酵之后，在醋酸菌氧化酶的作用下，生成醋酸的过程。食醋原料，按照工艺要求一般可以分为主料、辅料、填充料和添加剂四大类。主料大致是含淀粉、含糖、含酒精的三类物质。本设计对醋酸生产的发酵车间进行了工艺计算和设备选型。关键词：食醋、发酵罐、深层发酵。
Abstract：Vinegar fermentation following the process of alcoholic fermentation generates acetic acid under the action of acetic acid bacteria oxidase. Raw materials to produce vinegar, according to the process requirements, can be generally divided into four categories, such as main materials, auxiliary materials, filling materials and additives. The main materials roughly contain starch, sugar and alcohol. The design of the workshop to produce acetic fermentation was about process calculation and equipment selection.
Keyword：vinegar, fermenter, deep submerged fermentation.
绪论
1、食醋的起源与功能
食醋是传统的酸性调味品，我国酿醋自周朝开始，已有2500年历史。中国各地物产气候不同，产生了各具特色的地方食醋，保持至今最著名的江苏镇江香醋、山西老陈醋、四川保宁麸醋、辽宁喀左陈醋等。《中国医药大典》记载，“醋产浙江杭绍二县为最佳，实则以江苏镇江为”，镇江香醋以糯米为原料，是一种典型的米醋。梁人陶弘景《神农本草经注》中就有关于镇江米醋用法的记载，据此，镇江香醋已有1400多年的历史。
性能：味酸、甘，性平。归胃、肝经。能消食开胃，散淤血，止血，解毒。
因原料和制作方法的不同，醋的成品风味迥异。醋是用得较多的酸性调味料。每100mL 醋中的醋酸含量，普通醋为3.5g以上，优级醋为5g以上。由于醋能改善和调节人体的新陈代谢，作为饮食调料，需要量不断增长。
2、食醋的种类
食醋可划分为酿造醋、合成醋、再制醋三大类。
酿造醋是用粮食等为原料，经微生物制曲、糖化、酒精发酵、醋酸发酵等阶段酿制而成。除主要成分醋酸外，还含有各种氨基酸、有机酸、糖类、维生素、醇和酯等营养成分和风味成分。
合成醋是用化学方法合成的醋酸配制而成，缺乏发酵调味品的风味，质量不佳。
再制醋是以酿造醋为基料，经过进一步加工制成，如五香醋、蒜醋、固体醋等。
3、食醋的原料
食醋原料，按照工艺要求一般可以分为主料、辅料、填充料和添加剂四大类。
主料大致是含淀粉、含糖、含酒精的三类物质。
辅料，一般使用谷糠、麸皮或豆粕作辅料。他们不仅含有一定量的碳水化合物，而且含有丰富的蛋白质和矿物质，为酿醋用微生物提供营养物质，并增加成醋的糖分和氨基酸含量，形成醋的色香味成分。
填充料，固态发酵法制醋以及速酿法制醋都需要填充料，其主要作用是疏松醋醅，积存和流通空气。
添加剂：
食盐，醋醅发酵成熟后要及时加入食盐以抑制醋酸菌，防止醋酸菌将醋酸分解，同时食盐还起到调和风味的作用。
砂糖、香辛料，能增加醋的甜味，并赋予食醋特殊的风味。
炒米色，能增加醋色泽及香气。
4、食醋的生产工艺
食醋的生产工艺分固态法及液态法两类。
(1) 固态法酿醋工艺传统的固态法酿醋工艺主要有3种。1、用大曲制醋：以高粱为主要原料，利用大曲中分泌的酶，进行低温糖化与酒精发酵后，将成熟醋醅的一半置于熏醅缸内，用文火加热，完成熏醅后，再加入另一半成熟醋醅淋出的醋液浸泡，然后淋出新醋。最后，将新醋经三伏一冬日晒液与捞冰的陈酿过程，制成色泽黑裼、质地浓稠、酸味醇厚、具有特殊芳香的食醋。著名的有山西老陈醋。2、用小曲制醋：以糯米和大米为原料，先利用小曲（又称酒药）中的根霉和酵母等微生物，在米饭粒上进行固态培菌，边糖化边发酵。再加水及麦曲，继续糖化和酒精发酵。然后酒醪中拌入麸皮成固态入缸，添加优质醋醅作种子，采用固态分层发酵，逐步扩大醋酸菌繁殖。经陈醋酿后，采用套淋法淋出醋汁，加入炒米色及白糖配制，澄清后，加热煮沸而得香醋。著名的有镇江香醋。3、以麸皮为主料，用糯米加酒或蓼汁制成醋母进行醋酸发酵，醋醅陈酿一年，制得风味独特的麸醋。著名的有四川保宁（今阆中县）麸醋及四川渠县三汇特醋。
固态发醋法酿醋，由于是利用自然界野生的微生物，所以发酵周期长，醋酸发酵中又需要翻醅，劳动强度大。目前已采用纯种培养麸曲作糖化剂，添加纯种培养酵母菌制成的酒母，进行酒精发酵，再用纯种培养醋酸菌制成的醋母，进行醋酸发酵而制得食醋。也有采用酶法液化通风回流法，将原料加水浸泡磨浆后，先添加细菌α-淀粉酶加热液化,再加麸曲糖化,糖化醪冷却,加入酒母进行酒精发酵,待酒精发酵结束,将酒醪、麸皮、砻糠与醋母充分混合后，送入设有假底的醋酸发酵池中，假底下有通风洞，可让空气自然进入，利用自然通风及醋回流代替翻醅，并使醋醅发酵温度均匀，直至成熟。酶法液化通风回流法的产量，出醋率和劳动生产率均比传统法高。
(2) 液态法酿醋工艺传统的液态法酿醋工艺有多种。1、以大米为原料，蒸熟后在酒坛中自然发霉，然后加水成液态，常温发酵3-4个月。醋醪成熟后，经压榨、澄清、消毒灭菌，即得色泽鲜艳、气味清香、酸味不刺鼻、口味醇厚的成品。著名的有江淅玫瑰米醋。
2、以糯米、红曲、芝麻为原料，采用分次添加法，进行自然液态发酵，并经3年陈酿，最后加白糖配制而得成品。著名的有福建红曲老醋。
3、以稀释的酒液为原料，通过有填
充料的速酿塔内进行醋酸发酵而成，如辽宁省丹东白醋。
液态发酵法制醋也渐采用深层发酵新工艺。淀粉质原料经液化、糖化及酒精发酵后，酒醪送入发酵罐内，接入纯粹培养逐级扩大的醋酸菌液，控制品温及通风量，加速乙醇的氧化，生成醋酸，缩短生产周期。发酵罐类型较多，现已趋缶使用自吸式充气发酵罐。它于50年代初期被联邦德国首先用于食醋生产，称为弗林斯醋酸发酵罐，并在1969年取得专利。日本、欧洲诸国相继采用。中国自1973年开始使用。
食醋品种虽然繁多、工艺条件各具特色，但食醋酿造的基本工艺流程包含淀粉糖化、
酒精发酵和醋酸发酵三个阶段。具体工艺流程如下：
图1、醋酸基本工艺流程
5、液态法食醋质量标准
(1) 感官指标
具有本品种固有的色泽; 有正常酿造食醋的滋味。
一、设计任务
年产5000吨发酵食醋发酵车间设计
二、生产方案和流程的确定
（一）生产方案的确定
空气自吸式发酵罐液态深层发酵制醋。空气自吸式发酵罐液态深层发酵制醋是将淀粉质原料经液化．糖化、酒精发酵后，在空气自吸式发酵罐中完成液体深层醋酸发酵的新工艺。具有原料利用率高，机械化程度高，生产周期短（8d ），产品质量稳定等优点。
深层发酵法是向酒醪中接入醋酸菌后，采用向醪液中通入空气的方法来增加醪液中的溶解氧，使醋酸菌的醋酸发酵正常进行。发酵设备多采用自吸式发酵罐，发酵品温32～35℃，发酵时间在3d 左右。
原料选择大米，长江以南习惯以大米为原料，且大米制出来的醋口感较好。
大米 可发酵糖 酒精
醋酸
CO 2
糊精等
醋酸菌醋酸发酵
（二）生产流程的确定
1. 菌种选择
糖化选择黑曲霉。
酵母菌（AS 2.399）酵母菌培养的最适温度为25～30度。
醋酸菌（许氏醋酸杆菌 A. schutzenbachii）生长繁殖适宜温度25～27.5度，不耐热，最高生长温度37度，最适PH3.5～6.5，耐食盐为1%～1.5%。该菌产酸高达11.5%，对醋酸没有进一步的氧化作用。
2. 原料预处理
（1）原料的筛选和除杂
1.剔除霉变的原料，除去附着的尘土和杂物。
2.对带有皮壳的原料去除皮壳。
3.处理方法采用分选机筛选和水洗涤。
（2）粉碎与水磨
扩大原料同微生物酶的接触面积，使有效成分被充分利用，大多数情况下先粉碎，然后再进行蒸煮、糖化。粉碎常用设备是：锤式粉碎机、刀片轧碎机、钢磨。
技术要点：细度<50目；浓度18～20°Be’；pH6.2～6.4（试纸测定）。
工艺参数：加水浸泡1h；用NaCO3调pH；加CaCl20.2%补充Ca2+；加中温α-淀粉酶0.25%（酶活力2000u/g）。
（3）原料蒸煮液化
使植物组织破裂，细胞中的淀粉被释放出来，淀粉由颗粒状转变为溶胶状态，另一个作用是高温杀菌。
技术要点：液化后的糖浆具有香味i，用竹片撩液滴点呈渣水分离状；碘反应成棕黄色；DE值15%～20%。
工艺参数：流加法液化浆温85～90℃，88℃最佳。维持10min；升温煮沸10分钟。
3. 糖化：
麸曲制备
试管斜面菌种——三角瓶培养——帘子培养——厚层通风培养
培养基：10%米曲汁麸皮+80%水麸皮+ 麸皮+10%～15%
(或麦芽汁) 110%水稻壳+70%水
琼脂2%
PH6.0
培养条件： 30℃,3d 30℃,3d 30℃,3d 30℃,1d
在帘子培养以前的麸曲制备过程为种曲培养阶段，这一阶段是以得到强壮的霉菌孢子
为培养目的，所以培养组成、培养条件要符合微生物生长规律，即要符合霉菌孢子发芽、菌丝生长、菌丝繁殖和孢子着生的要求。厚层通风培养是生产用曲培养阶段，这一阶段是以得到淀粉酶为主要培养目的，所以培养基的组成、培养条件既要符合微生物生长规律，又要符合微生物产酶规律。
采用高温糖化法，也称酶法液化法，它是先以α-淀粉酶制剂在85～90℃对原料粉浆进行液化，然后再用麸曲在65℃进行糖化。具有糖化速度快、淀粉利用率高等优点。
技术要点：糖化液碘呈淡橙黄色；DE 值25%～30%；酸度0.2%。 工艺参数：加捣碎的麸曲5%（酶活力1200u/g ）；加曲温64℃；糖化温度60～62℃；糖化时间30min 。 4. 酒精发酵
通过纯培养方法制成酒母，再将其接入糖化醪中进行酒精发酵。
技术要点：酒精含量8.0%～8.5%；酸度0.3%～0.4%；总醪量为原料之5～6倍。
工艺参数：酒母4%(原料)；接种温度26～28℃，极限温度30℃；发酵温度30～37℃，最适32～33℃，发酵时间60～68h 。 5. 醋酸发酵
向酒精发酵醪中接入醋酸菌，在适宜的条件下，乙醇经醋酸菌的作用氧化为乙酸的过程称为醋酸发酵，它是酿醋的主要环节，直接影响到食醋的产量与食醋的风味。醋酸发酵工序由醋酸菌种子培养、醋酸发酵和陈酿等组成。
1.醋酸菌种子培养
酿醋过程中的醋酸发酵常在非严格无菌条件下进行，所以微生物种类复杂，但醋酸菌是醋酸正常发酵醪液中的主要微生物，它能氧化酒精为醋酸，有些醋酸菌还能把葡萄糖氧化成葡萄糖酸。传统酿醋多采用自然醋酸菌，目前多采用纯种醋酸菌。醋酸菌种子培养工业流程如下：
菌种试管斜面接种培养 --—> 大三角瓶纯种扩大培养 --—> 醋酸菌种子液态培养
试管培养基：葡萄糖0.3g 、酵母膏1.0g 、碳酸钙2.0g 、6%酒液100mL 、琼脂2.0～2.5g 。 三角瓶培养基：酵母膏1%、葡萄糖0.3%、水100mL 、浓度为95%的酒精4%。 种子液态培养：4%～8%酒精发酵醪，醋酸种子酸度2.5%～3.0%，接种量5%～10%；通风量0.1m/(m 3.min)；培养温度32～35℃；培养时间24h 。
醋酸菌种子培养与其它微生物种子培养一样，除了使微生物繁殖以外，还有一个驯化作用，即使微生物适应于生产的要求，所以，在种子培养的前阶段，培养基的组成、培养条件多采用较优的工艺参数；而在培养的后阶段，多采用接近于生产要求的工艺参数。
2.醋酸发酵
技术要点：酒液酒度5%～6%；醋酸发酵液酸度4.5%～5.5%。
工艺参数：接种温度28～30℃；发酵温度32～34℃，最高不超过 36℃；前期通风量 0.07m 3/(m 3.min)、中期0.1～0.12 m 3/(m 3.min)、后期0.08m 3/(m 3.min)；培养时间65～67h 。
醋酸菌含有乙酰辅酶A 合成酶，能催化醋酸氧化，反应生成的乙酰辅酶A 进入三羧酸循环，进一步氧化为CO 2和H 2O 。其反应式如下：
332~CH COOH CoASH CH CO SCoA H O +→+
所以，醋酸发酵成熟时就要加入2%～5%的食盐，以抑制醋酸菌的活性。
在液态深层发酵中，可采用分割法去醪进行“半连续式发酵”，即取出1/2～1/3量的发酵成熟醋醪，同时补加相应量的酒醪。这一方法即可以省却醋酸菌种培养工序，且发酵罐中的菌种在醋酸发酵过程中已得到充分驯养，所以，又有利于提高原料的利用率和产品质量，但分割法去醪应注意无菌操作。
6. 压滤
技术要点：滤渣水分≤70%；酸度≤0.2%。
工艺参数：发酵醪预处理，55摄氏度维持24h；压头醋、二醋用泵输送，泵压2*89KPa，压净停止。压清醋用高位槽自然压力。
7. 配兑和灭菌
技术要点：灭菌后成品醋酸≥3.5%；醋液红褐色，无混浊，无沉淀，无异味；细菌数≤5000个/ml。
工艺参数：灭菌温度80℃，维持适当时间；苯甲酸钠添加量为0.06%～0.1%。
8. 陈酿
一是生醋经日晒夜露陈酿数月；二是将成品醋封坛陈酿。陈酿过程中，因美拉德反应等，食醋的色泽加深；因氧化反应，食醋中的乙醇含量降低，而乙醛含量有所升高；因酯化反应，食醋中的酯含量明显升高；因缔合作用，食醋的风味变得醇和，醋酸的刺激性减弱。
（三）生产工艺流程示意图
图2、醋酸生产工艺流程示意图三、工艺设计及计算彩虹的开始了
（一）工艺技术指标及基础数据
2.1 生产方案
1、生产规模年产食醋（含醋酸50g/L）9万吨
2、生产工艺液态深层发酵法
3、产品质量 符合GB2719-81 食醋卫生标准 符合ZBX66004-86 食醋质量标准
4、工作制度 全年发酵工作日276天，三班作业，连续生产，投料276批/年 2.2 主要技术参数
1、淀粉→酒精，转化率75%
2、酒精→醋酸，转酸率90%
3、原料→成品醋，6.72kg /kg （以淀粉质主粮计）
2.5 物料衡算 2.5.1 生产能力
年产食醋90000吨，发酵投料为276批，因此每批料应产醋量
90000
=326.1t 276
按主料计每kg 原料产醋6.72kg ，每批投主料量
326.1
=48.53t 6.72
2.5.2 物料计算
1、液化、糖化工序
（1）原料加水量（加水比为1:4）
=485304=194120kg ?水量
（2）粉浆中干物质的质量分数（原料含水量以12%计）
100-12
48530100=
100%=17.6%48530+194120
??（）
粉浆中干物质的质量分数 （3）α-淀粉酶用量（2000u/g 中温α-淀粉酶用量按5u/g 计） 485305
==121.3252000
kg ?酶用量
（4）无水氯化钙用量
485300.001=48.53kg ?
（5）碳酸钠用量（调pH ）
485300.0015=72.795()kg ?参考量
（6）粉浆体积V 1(17.6%干物质含量的粉浆，密度约为1.07kg/m 3)
148530+194120+121.325+48.53+72.795
=
=227002.481.07
V L
（7）粉浆比热容C ，按下式计算：
0100-=+
+100
100
C C C ω
ω
水
式中 C 0——淀粉质比热容，为1.55[KJ /(kg.K )] ω——粉浆干物质含量，%
C 水——水的比热容，4.8[KJ /(kg.K )] 17.6100-17.6
=1.55+
+4.18=3.72[KJ /(kg.K)]100100
C （8）液化蒸汽消耗量
D ，按下式计算
21(-)
=
-mc T T D I λ
式中 m ——粉浆质量，kg
C ——粉浆比热容，3.72[KJ /(kg.K )] T 1——粉浆初温，20273293K += T 2——粉浆灭酶后温，100273373K += I ——加热蒸汽焓，0.3MPa 表压时为2738KJ /kg λ——加热蒸汽凝结水焓，273K 时为419 KJ /kg 242892.65 3.72(373-293)
==31170.702738-419
D kg ??
（9）液化醪质量
1=242892.65+31170.70=274063.35kg m
（10）液化醪干物质质量分数，已知原料含水量为12%，淀粉酶、氯化钙、碳酸钠含水量忽略不计
485300.88+121.325+48.53+72.795
=
100%=15.67%274063.35
??液化醪干物质质量分数
（11）液化醪体积V 2（15.67%干物质的醪液，密度为1.06kg /L ） 2274063.35
=
=258550.31.06
V L
(12)液体曲用量（液体曲化糖力为480u /mL ，用量为120u /g ，原料含淀粉量按70%计算）
485300.7120
=
=8492.75480
L ??液体曲用量
（13）糖化醪质量m 2（含酒母醪，液体曲密度按1.0kg /L 计）
28482.75
=274063.35+
=282556.1kg 1.0
m （14）糖化醪体积V 3
3=258550.3+8492.75=267043.05V
2、酒精发酵工序 （1）每批原料产酒精量
==0.700.57680.75=14695.86kg ??????每批原料产酒精量原料量淀粉含量理论产酒率转化率48530
（2）发酵中CO 2产生量（按酒精发酵反应式计）
214695.8688
=
=14056.9192
CO kg ?产生量
（3）CO 2带出乙醇量（按经验数据1.2%计） =14695.860.012=176.35kg ?带出乙醇量 （4）发酵中逸出水分
14695.860.02=293.92kg ?
（5）酒精发酵成熟醪总质量m 3（含醋母醪量）
3=282556.1-14056.91-176.35-293.92=268028.92kg m
（6）成熟醪体积V 4（成熟醪密度为0.99kg /L ）
4268028.92
=
=270736.28L 0.99
V
（7）成熟醪中的酒精体积分数（酒精d 204=0.7893）
=14695.86-176.35=14519.51kg 酒精产量
14519.51
=
100%=6.8%0.7893270736.28
??酒精体积分数
3、醋酸发酵工序
（1）醋酸发酵醪质量m 4（含醋母醪量），发酵时添加蛋白水解液(d 204=1.2)1000kg
4=268028.92+1000=269028.92kg m
（2）醋酸发酵醪体积V 5，V 5= V 4+蛋白水解液
51000
=270736.28+
=271569.61.2
V L
（3）每批原料产醋量（酒精理论产醋值1.304，实际转酸率按90%计）
=14519.511.3040.9=17040.1g k ??产醋量
（4）醋酸发酵时生成的水（按醋酸发酵反应式计）
1817040.1
=
=511260
kg ?生成的水的质量
（5）醋酸成熟醪总质量m 5
54=m -++=269028.92-14519.51+17040.1+5112
=276661.51kg
m 投入醪（）酒精含量生成醋酸生成水
（6）成熟醪容积V 6（成熟醪密度1.01kg /L ）
6276661.51
=
=273922.291.01
V L
（7）成熟醪醋酸的质量浓度
17040.1
=6.22/273922.29
g dL
（8）配兑消毒后成品中醋酸量，按经验数据：压滤损失4%，消毒运输损失为1.2%，共损失为5.2%，则醋酸量
100-5.2
17040.1=16154100
kg ?
（9）配兑呈5g /dL 醋酸含量的成品醋的容积V 7
716154
=
=3230800.05
V L （10）成品醋总质量m 6（成品醋密度为1.025kg /L ）
6=323080 1.025=331157kg m ?
（11）原料出醋率
331157
=6.82/48530kg kg
第三章 设备选型
3.1 选型原则
（1）符合工艺要求，既有先进性又要成熟可靠
（2）尽可能连续化和自动化以提高工效，降低劳动强度 （3）有利于节能、降耗、节约投资。 （4）结构简单，便于加工、维修和管理 （5）耐腐蚀、低噪声、易清洗和消毒 3.2 设备设计与选型 3.2.1 酒精发酵车间 （1）生产能力的计算
每天生产食醋需糖化成熟醪体积为267043.05L ，即267m 3，酒精发酵罐填充量85%，则每天需要酒精发酵罐的总容积为：
3267
=314m 0.85
（2）酒精发酵罐数量N 1的确定
现取公称容积200 m 3的发酵罐，实际容积为230 m 3。
13148
=
=10.9230
N ?（个）
现取公称容积230 m 3发酵罐11个。 （3）主要尺寸计算
3=+2=230 m V V V 全筒封
=2H D
则有 23=0.785D 2+
D 2=23024
V D π
??全
D m ，取5m 。 =2=10H D m
查表得封头高：=+=1250+50=1300a b H h h mm 封 封头容积：33D =16.35m 24
π
3.2.1 醋酸发酵车间 （1）生产能力的计算
每天生产食醋需酒精发酵成熟醪体积270736.28L ，即271m 3，醋酸发酵罐填充量70%，则每天需要醋酸发酵罐的总容积为：
3271
=387m 0.7
（2）醋酸发酵罐数量N 2的确定
现取公称容积为200 m 3的自吸式醋酸发酵罐，实际容积为230 m 3。
13878
=
=13.5230
N ?（个）
现取公称容积230 m 3发酵罐14个 年产醋酸醪液体积：
3273922.29276
=
=75602.6m 1000
V ?醪
实际产量验算：
332300.714276
=77763m >75602m 8
???
富余量为：
77763-75602.6
100%=2.8%75602.6
?
能满足产量要求。 （3）主要尺寸的计算
现按公称容积200 m 3的发酵罐计算，封头折边忽略不计，以方便计算。
3=+2=230 m V V V 全筒封
=2H D
则有 33=1.57D +0.26D =230V 全
D ，取D=5m 。 =2=10H D m
查表得封头高：=+=1250+50=1300a b H h h mm 封
封头容积：
33D =16.35m 24
π
33'=+2=.D +16.352=228.95V V V m ?全筒封157
（4）冷却面积的计算 =
m
Q F K t
平均温差 1212
3328
==30.4333
ln ln
28m t t t t t --=
℃ 采用竖直列管换热器，取经验值34.18500KJ /m .h.K =?（℃） 生产1t 食醋每小时放出热量12Q 4923.74KJ /t.h =（）
对公称容积200m 3的发酵罐
24923.7423070%
=
=12.464.1850030.43
F m ????
（5）转子和定子的确定
实践表明，三棱叶转子的特点是转子直径较大，在较低转速时可获得较大的吸气量，当罐压在一定范围内变化时，其吸气量也比较稳定，吸程也较大，但所需的搅拌功率也较高。
三角叶叶轮直径 D 0.35D 0.355 1.75m ==?=罐，取1.8m 叶轮外径 d D 1.8m == 浆液长度 9
e 1m 16
D =
= 交点圆径 3
==0.6758
D m φ
叶轮高度 1
==0.454
h D m
挡水口径 27
=
=1.2610
D m φ 导轮内径 33
==2.72D m φ
簧叶角 α=45° 间隙 δ=2mm 叶片厚 b=5mm
叶轮外缘高 1h h 2b 0.46m =+= 导轮外缘高 21h h 2b 0.47m =+= （6）设备结构工艺设计
发酵设备的材质选择，优选考虑的是满足工艺要求，其次是经济性。本设备采用A 3钢制作，以降低设备费用。
（7）壁厚计算
①计算法确定发酵罐的壁厚S ：
=
2[]PD
S C P
σ?+-
式中 D ——设备公称直径240cm
P ——设计压力，P=0.4MPa
[σ]——A 3钢许允应力，[σ]=127 MPa
?——焊缝系数，0.5—1之间,取?=0.7
C ——壁厚附加量，123C C C C 0.820 2.8mm 0.28cm =++=++==
带入数据得： 2400.4
=
0.28=0.8221270.70.4
S cm ?+??-，取10mm
查表知直径5m 厚10mm 筒高10m ，每米高重596kg
C 596105960kg =?=筒
②封头壁厚计算，标准椭圆封头的厚度计算公式如下：
=
2[]PD
S C p
σ?+-
式中 P=0.4MPa
D=400cm
[σ]=127MPa
C 0.080.20.10.38cm =++=
=0.7?
2400.4
=
0.38=0.92cm 21270.70.4
S ?+??-，取10mm
（8）支座设计 本设计选用支撑式支座。
总结
有了很深刻的认识。更加锻炼了自己查阅文献的能力和CAD软件绘图的能力，由于去年的课程设计是酒精发酵因此这次的醋酸发酵做起来感觉还是很轻松的。这里我要感谢陶老师对我的精心辅导和帮助，感谢他及时的指正我在设计过程中存在的错误并帮我提出解决方法，同时也要感谢多位同学对我的指导和帮助；设计工作的完成，也离不开学校给予提供的广阔的信息资源和先进的设备。在此我也要对我的学校表示衷心的感谢。
附件
1. 全厂物料流程图
附件1.
2. 醋酸发酵车间流程图
附件2
3. 醋酸发酵车间布置设计
附件3
4. 主要设备图
附件4、5
参考文献
1 吴思芳. 发酵工厂工艺设计概论. 北京：中国轻工业出版社，2005年.
2 蒋家新. 食品生产技术. 北京：中国轻工业出版社.
3 王福源. 现代食品发酵技术. 北京：中国轻工业出版社.
4 梁世中. 生物工程设备. 北京：中国轻工业出版社，2006年.
5 白凤武. 食品与发酵工业[J]. 1995.(1).
6 王永亮. 酒精工业[J]. 1998.(1).
7 陶兴无. 发酵产品工艺学. 化学工业出版社，2008年.
8 上海市酿造科学研究所. 发酵调味品生产技术. 北京：中国轻工业出版社，1998年.
9 张燕荣. 调味品工艺学. 科学出版社，2008年.
10 赵继伦. 酒精发酵工艺学. 华南理工大学出版社.
11 王常南. 酿酒[J].1999.(6).
12 沈怡芳. 液体发酵法白酒生产. 北京：轻工业出版社,1983年.
13 姚华. 微生物工程工艺原理. 广州：华南理工大学出版社，1995年.
14 Maria Gullo A. Characterization of acetic acid bacteria in “traditional balsamic vinegar”. Received 22 November 2004.
35000吨味精工厂发酵车间设计
武汉轻工大学 《发酵(制药)工厂设计》课程计 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 10021 院 (系) 生物与制药工程学院 专业生物工程 指导教师陶兴无 2014 年 1月 10 日 35000吨味精工厂发酵车间工艺设计 xxx (武汉轻工大学生物与制药工程学院武汉430023)
摘要: 味精，学名“谷氨酸钠（C5H8NO4Na）”。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35000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钠即味精为主体工艺，进行物料衡算、热量衡算、水衡算和设备选型计算，并绘制了发酵车间连续消毒工序流程图以及设备布置图。 关键词:味精，发酵车间，连消工序，工艺设计
Abstract: The design is an annual output of 40000 tons of monosodium glutamate for material balance calculation ， 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 alkali 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 plan ，saccharification process map and the process map of extraction and purification . Key words: MSG， fermentation workshop， continuous disinfection processes，process design
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==
年产3万吨谷氨酸发酵罐的设计 目录 前言 第一章年产3万吨谷氨酸的发酵罐 2.1 生产规模及计算 2.2通用发酵罐的系列尺寸 2.3发酵罐主要设计条件 2.4 发酵罐的型式 2.5发酵罐的用途 2.6冷却水及冷却装置 2.7设计压力罐内0.4MPa；夹套0.25 MPa 第二章谷氨酸生产工艺流程 3.1谷氨酸发酵工艺技术参数 3.2谷氨酸生产原料及处理 3.3谷氨酸生产工艺流程图 第三章工艺计算 4.1主要工艺技术参数 4.2总物料衡算 第四章发酵罐选型及工艺计算 5.1 发酵罐空罐灭菌蒸汽用量计算 5.1.1发酵罐体加热用蒸汽量 5.1.2 填充发酵罐空间所需蒸汽量 5.1.3 灭菌过程的热损失 5.1.4 灌壁附着洗涤水升温所需蒸汽量 5.2发酵罐的设计与选型 5.2.1发酵罐的选型 5.2.2生产能力，数量和容积的确定 5.2.3主要尺寸的计算 5.2.4冷却面积的确定 5.2.5 搅拌器的设计 5.2.6搅拌器功率的确定 5.2.7设备结构的工艺设计 5.2.8竖直蛇管冷却装置设计 5.2.9设备材料的选择 5.2.10发酵罐厚壁计算 5.2.11接管设计 第六章发酵罐设计图
第一章前言 谷氨酸是一种氨基酸, 其用途非常广泛,可用于食品、医学、化妆品等。谷氨酸生产，始于1910年日本的味之素公司用水解法生产谷氨酸。1956年日本协和发酵公司分离得到谷氨酸棒杆菌，使发酵法生产谷氨酸成为可能，由于发酵法生产氨基酸具有生产能力大、成本低、设备利用率高等特点，使氨基酸工业得到突飞猛进的发展[1]。我国1958年开始研究，1965年在上海天厨味精厂投产。目前我国谷氨酸的年产量已达170万吨，产销量占世界第一位[2]。经过几十年的发展，在该行业诸多工程人员的努力研究下，使我国谷氨酸生产四大收率指标（糖化收率、发酵糖酸转化率和产酸率、提取收率、精制收率）均达到历史最好水平。其质量已达国际领先水平。但是，在谷氨酸生产中仍然存在原料利用率低，生产成本高，自动化控制水平低，环境污染日趋严重等问题。因此，目前对谷氨酸行业的研究方向主要集中在提高自动化生产程度，改进生产工艺，处理三废，解决环境污染等方面。 第二章年产3万吨谷氨酸的发酵罐 2.1生产规模及计算 2.1.1生产规模：年产3万吨谷氨酸 2.1.2生产规格：纯谷氨酸 2.1.3生产制度：全年生产日320天；2~3班作业，连续生产。 2.1.4生产能力 日产量：30000t÷320d=93.75t／d 发酵周期：48h(包括发酵罐清洗、灭菌、进出物料等辅助操作时间) 发酵罐个数： 需要200 m3发酵罐25个 2.2 通用发酵罐的系列尺寸 表--通用发酵罐的系列尺寸
目录 第一章总论 第一节设计依据和围 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 设计依据和围 1.1.1 设计依据 根据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。
年产1.5万吨味精工厂发酵车间设计说明书 引言 味精是人们熟悉的鲜味剂，是L—谷氨酸单钠盐(Mono sodium glutamate)的一水化合物(HOOC-CH2CH(NH2)-COONa·H20)，具有旋光性，有D—型和L—型两种光学异构体。味精具有很强的鲜味(阈值为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［1］。早期味精是由酸法水解蛋白质进行制造的，自从1956年日本协和发酵公司用发酵法生产以后，发酵法生产迅速发展，目前世界各国均以此法进行生产。 谷氨酸发酵是通气发酵，也是我国目前通气发酵产业中，生产厂家最多、产品产量最大的产业［2］。该生产工艺和设备具有很强的典型性，本文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发酵工艺和主要设备的有关知识。 设计内容为，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，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、热量衡算及设备的选择。最后，画出发酵工段的工艺流程图和平面布置图。 整个设计内容大体分成三部分，第一部分主要是味精生产的工艺和设备选择；第二部分包括发酵罐、种子罐及空气分过滤器的设计与选型；第三部分是工艺流程和平面布置图。 由于我的水平有限，加之对先进设计的了解甚少，设计中有好多不足的地方敬请各位老师和同学批评指正。 1 味精生产工艺 1.1 味精生产工艺概述 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
年产1.5万吨味精工厂发酵车间设计 说明书 1 2020年4月19日
年产1.5万吨味精工厂发酵车间设计说明书 引言 味精是人们熟悉的鲜味剂,是L—谷氨酸单钠盐(Mono sodium glutamate)的一水化合物(HOOC-CH2CH(NH2)-COONa·H20),具有旋光性,有D—型和L—型两种光学异构体。味精具有很强的鲜味(阈值为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［1］。早期味精是由酸法水解蛋白质进行制造的,自从1956年日本协和发酵公司用发酵法生产以后,发酵法生产迅速发展,当前世界各国均以此法进行生产。 谷氨酸发酵是通气发酵,也是中国当前通气发酵产业中,生产厂家最多、产品产量最大的产业［2］。该生产工艺和设备具有很强的典型性,本文对味精发酵生产工艺及主要设备作简 2 2020年4月19日
要介绍,以期有助于了解通气发酵工艺和主要设备的有关知识。 设计内容为,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,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、热量衡算及设备的选择。最后,画出发酵工段的工艺流程图和平面布置图。 整个设计内容大致分成三部分,第一部分主要是味精生产的工艺和设备选择;第二部分包括发酵罐、种子罐及空气分过滤器的设计与选型;第三部分是工艺流程和平面布置图。 由于我的水平有限,加之对先进设计的了解甚少,设计中有好多不足的地方敬请各位老师和同学批评指正。 1 味精生产工艺 1.1 味精生产工艺概述 3 2020年4月19日
湘潭大学化工学院专业课程设计说明书 题目：年产5000吨味精工厂糖化车间设计 专业：生物工程 学号：2008651201 姓名：罗开花 指导教师：张小云 完成日期：2012.2.24
湘潭大学化工学院 专业课程设计任务书 设计题目：年产5000吨味精工厂糖化车间设计 学号：2008651201 姓名：罗开花专业：生物工程 指导教师：张小云系主任：陶能国 一、主要内容及基本要求 主要内容：拟设计年产5000吨味精工厂，以糖化工序为主体做初步设计，完成糖化车间工艺流程选择、物料衡算、设备选型的相关计算，绘制车间平面和立面布置图、车间设备布置图、带控制点的生产工艺流程图及主要单件设备图等；按相关要求编写设计说明书1份 基本要求：生产方案和平面布局合理，工艺流程设计和设备选择及生产技术经济指标具有先进性与合理性，工艺计算正确，绘图规范 二、进度安排 三、应收集的资料及主要参考文献 味精生产工艺和设备相关的文献；味精工厂设计相关文献；工厂设计所需各类工具书等。6参考文献 [1] 吴思方．发酵工厂工艺设计概论[M]．北京：中国轻工业出版社，2006.7．
[2] 陈宁．氨基酸工艺学[M]．北京：中国轻工业出版社，2007.1． [3] 梁世中．生物工程设备[M]．北京：中国轻工业出版社，2006.9． [4] 刘振宇．发酵工程技术与实践[M]．上海：华东理工大学出版社，2007.1 [5] 王志魁．化工原理[M] ．北京：化学工业出版社，2004.10． [6] 李功样，陈兰英，崔英德．常用化工单元设备设计[M]．广州：华南理工大学 出版社，2003.4． [7] 俞俊堂，唐孝宣．生物工艺学（上册）[M]．上海：华东理工大学出版社，2003.1． [8] 张克旭．氨基酸发酵工艺学[M]．北京：中国轻工业出版社，2006.2． [9] 蒋迪清, 唐伟强. 食品通用机械与设备[M]．广州：华南理工大学出版社,2003.7 [10]刘玉德. 食品加工设备选用手册[M]．北京：化学工业出版社，2006，8 [11] 于信令主编. 味精工业手册[M].北京：中国轻工业出版社，2005
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32000吨味精工厂发酵车间工艺设计 姓名 学号10021 院（系）生物与制药工程学院 专业生物工程 指导教师陶兴无江贤君 2014 年1月10 日 1
32000吨味精工厂发酵车间工艺设计 （武汉轻工大学生物与制药工程学院武汉430023） 摘要： 味精，学名为谷氨酸钠（C5H8NO4Na）。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”。 本文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发酵工艺和主要设备的有关知识。 本设计为年产32000吨味精厂的生产工艺，设计内容为，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，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、热量衡算及设备的选择。最后，画出发酵工段的工艺流程图和平面布置图。 整个设计内容大体分成三部分，第一部分主要是味精生产的工艺的物料衡算和热量衡算；第二部分设备的设计与选型；第三部分是工艺流程和平面布置图。 关键词：谷氨酸钠，发酵车间，工厂设计
Process Design of 32，000 tons Monosodium Glutamate Factory Fermentation Workshop Abstract： Monosodium 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 dilute the sucrose with 200 times water，we can’t taste sweetness too. But even if 3000 times water，Monosodium glutamate still taste flavor. In this paper，MSG fermentation process and a brief introduction of major equipment ，in order to help understand the fermentation process and the main ventilation equipment knowledge . According to the actual situation to choose the appropriate section in the production process of fermentation designed annual production capacity of 32，000 tons of the monosodium glutamate factory production process，design content ，understanding raw material pretreatment MSG production ，fermentation，extraction production methods and production processes part ，and the raw material for the process to select the material balance ，heat balance and equipment. Finally ，draw the fermentation section of the flow chart and floorplan . The whole design content roughly divided into three parts，the first part is mainly MSG production technology and equipment selection ; second part consists of fermentation tanks，seed tank and air filter of the design and selection ; third part is the process and floorplan . Key words：Sodium glutamate，fermentation workshop，plant desig
味精工厂发酵车间设计 目录 前言 (3) 第一章全厂工艺论证 (7) 1.1 味精生产工艺 (7) 1.1.1味精生产工艺概述 (7) 1.1.2味精生产全厂工艺流程图 (8) 1.2原料预处理 (9) 1.3淀粉水解糖制备 (9) 1.4淀粉的液化 (9) 1.5淀粉的糖化 (10) 1.6种子扩大培养 (10) 1.7谷氨酸的发酵 (11) 1.8谷氨酸的提取 (12) 1.9谷氨酸制取味精 (12) 第二章物料衡算及热量衡算 (13) 2.1味精工厂发酵车间的物料衡算 (14) 2.1.1工艺技术指标及基础数据 (14) 2.1.2谷氨酸发酵车间的物料衡算 (15) 2.1.3 8000t/a味精厂发酵车间的物料衡算结果 (16) 2.1.4谷氨酸提取车间的物料衡算 (16) 2.1.5 8000t/a味精厂提取车间物料衡算表 (17) 2.2 谷氨酸提取车间热量衡算 (18) 2.2.1提取车间热量衡算的意义和具体计算 (18) 2.2.2 提取车间热量衡算表 (19) 第三章设备的设计与选型 (20) 3.1 发酵罐 (20) 3.1.1发酵罐的选型 (20) 3.1.2生产能力、数量和容积的确定 (20) 3.1.3主要尺寸的计算 (21) 3.1.4冷却面积的计算 (21) 3.1.5搅拌器计算 (22) 3.1.6搅拌轴功率的计算 (23) 3.1.7设备结构的工艺计算 (24) 3.1.8设备材料的选择 (26) 3.1.9发酵罐壁厚的计算 (26) 3.1.10接管设计 (27) 3.1.11支座选择 (28) 3.2 种子罐 (28) 3.2.1二级种子罐容积和数量的确定 (28) 3.2.2一级种子罐 (34) 3.3 空气分过滤器 (34)
2.1 味精工厂发酵车间的物料衡算 2.1.1 工艺技术指标及基础数据 （1）查《发酵工厂工艺设计概论》P326表3 味精行业国家企业标准［5］，选用主要指标如表1 表1 味精发酵工艺技术指标 指标名称单位指标数 生产规模t/a 15000（味精） 生产方法中糖发酵，一次等电点提取 年生产天数d/a 300 产品日产量t/a 50 产品质量纯度% 99 倒灌率% 1.0 发酵周期h 48 发酵初糖Kg/m3 150 淀粉糖转化率% 95 糖酸转化率% 48 麸酸谷氨酸含量% 90 谷氨酸提取率% 80 味精对谷氨酸产率% 112 （2）主要原材料质量指标淀粉原料的淀粉含量为80%，含水14%。 （3）二级种子培养基（g/L）水解糖25，糖蜜20，尿素3.5，磷酸氢二钾1.0，硫酸镁0.6，玉米浆5~10，泡敌0.6，硫酸镁0.002，硫酸亚铁0.002。 （4）发酵培养基（g/L）水解糖150，糖蜜4，硫酸镁0.6，氯化钾0.8，磷酸氢二钠0.2，硫酸亚铁0.002，硫酸锰0.002，尿素（总尿）40，泡敌0.6，植物油1.0。 （5）接种量为2% 。 2.1.2 谷氨酸发酵车间的物料衡算 首先计算生产1000kg纯度为100%的味精需耗用的原辅材料及其他物料量。 （1）发酵液量V1 式中 150——发酵培养基初糖浓度（kg/m3） 48%——糖酸转化率 80%——谷氨酸提取率 99%——除去倒灌率1%后的发酵成功率 112%——味精对谷氨酸的精制产率 （2）发酵液配制需水解糖量G1 以纯糖算， （3）二级种液量V2 （4）二级种子培养液所需水解糖量G2
式中 25——二级种液含糖量（kg/m3） （5）生产1000kg味精需水解糖总量G为： （6）耗用淀粉原料量 理论上，100kg淀粉转化生成葡萄糖量为111kg，故理论上耗用的淀粉量G淀粉为： 式中 80%——淀粉原料含纯淀粉量 95%——淀粉糖转化率 （7）尿素耗用量 二级种液耗尿素量为V3 发酵培养基耗尿素为V4 故共耗尿素量为627.5kg （8）甘蔗糖蜜耗用量 二级种液耗用糖蜜量V5 发酵培养基耗糖蜜量V6 合计耗糖蜜69.9kg （9）氯化钾耗量GKCl （10）磷酸氢二钠（Na2HPO4?7H2O）耗量G3 （11）硫酸镁（MgSO4?7H2O）用量G4 （12）消泡剂（泡敌）耗用量G5 （13）植物油耗用量G6 （14）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80%）为： 2.1.3 15000t/a味精厂发酵车间的物料衡算结果 由上述生产1000kg味精（100%纯度）的物料衡算结果，可求得15000t/a味精厂发酵车间的物料平衡计算。 具体计算结果如表2 物料名称生产1t味精（100%）的物料量15000t/a味精生产的物料量每日物料量 发酵液（m3）15.66 2.35×105 783 二级种液（m3）0.313 4695 15.65 发酵水解用糖（kg）2349 3.52×107 1.17×105
《生物工程工厂设计》 课程设计报告 题目 130000t/a味精工厂发酵车间设计 系别： 专业班级： 姓名： 学号： 指导教师： （课程设计时间：2012年6月4日——2012年6月24日） XXXXX学校
摘要 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13万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。本文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发酵工艺和主要设备的有关知识。设计内容为，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，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、热量衡算及设备的选择。最后，画出发酵工段的工艺流程图和平面布置图。 Abstract Course design is very important links to common college undergraduate education , but also the combination of theoretical knowledge and practical application . The design is about of the annual output of 130000 tons of Gourmet Powder Factory's workshop design, through the two enzymes method of fermentation and sugar glutamic acid a second-class electric point extraction technology production glutamic acid sodium. In this paper, it briefly introduced the monosodium glutamate fermentation production process and the main equipment . In order to help us to understand the fermentation process and the main equipment ventilation of relevant knowledge.The content of design conclude understanding the monosodium glutamate production material pretreatment, fermentation, the methods of extracting production and production process. To select suitable fermentation production process and conduct the material balance, heat balance calculations and equipment choice according to actual condition.
产1万吨味精厂发酵车间设计
味精厂发酵车间设计 题目：年产1万吨味精工厂发酵车间设计 学院：食品科技与工程学院 专业：09物工程 年级：xxxx级 姓名：xxx 指导教师：xxx 时间：2010年12月25号
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1万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。由此可见，味精的消费市场开拓是很有前景的。 本文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发酵工艺和主要设备的有关知识。 设计内容为，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，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、热量衡算及设备的选择。最后，画出发酵工段的工艺流程图和平面布置图。 整个设计内容大体分成三部分，第一部分主要是味精生产的工艺和设备选择；第二部分包括发酵罐、种子罐及空气分过滤器的设计与选型；第三部分是工艺流程和平面布置图。 在本次设计过程中，自始至终得到王能强老师的悉心指导和同学的热心帮助，在此表示衷心感谢！
味精工厂发酵车间设计 前言 1.味精的主要性质 味精是L-谷氨酸一钠，带有一个分子的结晶水。从发酵液中提取得到的谷氨酸仅仅是味精生产中的半成品。谷氨酸盐与适量的碱进行中和反应，生成谷氨酸一钠，其溶液经过脱色、除铁、除去部分杂质，最后通过减压浓缩、结晶及分离，得到较纯的谷氨酸一钠的晶体，不仅酸味消失，而且有很强的鲜味（阈植为0.3%）。谷氨酸一钠的商品名就是味精或味素。 1.1味精的物理性质 a.性状：味精是无色至白色的柱状结晶或白色的结晶性粉末。 b.分子式：C 5H 8NO 4Na ·H 2O 相对分子质量：187.13 c.结晶系：斜方晶系柱状八面体 d.密度：粒子相对密度1.635，视相对密度0.80～0.83 e.比旋光度：[a]20D =+24.8°～+25.3° f.溶解度：味精易溶于水，不溶于乙醚、丙酮等有机溶剂，难溶于纯酒精。 表1谷氨酸钠在水中的溶解度 表2谷氨酸钠在酒精中的溶解度 酒精含量（体积分数）谷氨酸一钠量 酒精含量（体积分数） 谷氨酸一钠量 温度/℃ 谷氨酸钠/（g/100mlH 2O ） 温度/℃ 谷氨酸钠/（g/100mlH 2O ） 0 62.73 10 66.84 20 70.47 30 75.71 40 82.08 50 89.75 60 99.0 70 110.30 80 124.11
/（%）/（g/100mL酒精）/（%）/（g/100mL酒精） 99.950.0720 97.950.1052 87.32 0.2204 73.12 2.2019 64.91 3.4102 56.08 6.9270 g.PH：7.0 h.全氮：7.48% i.熔点：195℃（在125℃以上易失去结晶水） j.热稳定性：常温～100℃脱湿；100～120℃稳定；120～130℃失去结晶水；130～170℃稳定；170～250℃分子内脱水；240～280℃热分解；280℃炭化。 1.2 味精的化学性质 味精的化学名称：谷氨酸钠（C5H8NO4Na），又叫麸氨酸钠。是氨基酸的一种，也是蛋白质的最后分解产物。 味精是采用微生物发酵的方法由粮食制成的现代调味品。 IUPAC英文名 sodium (2S)-2-amino-5-hydroxy-5-oxo-pentanoate CAS号 142-47-2 PubChem 85314 SMILES C(CC(=O)O)C(C(=O)O-)N.[Na+] 化学式C5H8O4NNa·H2O 摩尔质量 187.13g mol-1 外观白色结晶粉末 熔点 225℃ 在水中的溶解度: 易溶于水 a.与酸、碱反应 与盐酸作用生成谷氨盐酸盐： C5H8NO4Na+HCl C5H9O4N+NaCl +HCl C5H9O4N·HCl 与碱作用生成谷氨酸二钠盐： C5H8O4NNa+NaOH C5H7O4NNa2+H2O b.味精等电点: pI=6.96 主要成分：谷氨酸钠是一种氨基酸谷氨酸的钠盐。是一种无嗅无色晶体，在232℃时解体熔化。谷氨酸钠的水溶性很好，在100毫升水中可以溶解74克谷氨酸钠。
本科毕业设计(论文)开题报告 题目：年产5万吨谷氨酸工厂发酵设计 开题报告 课题类型：工业设计 学生姓名：刘少年 学号：3100402209 专业班级：生物工程102 学院：生物与化学工程学院 指导教师：李松 开题时间：2014年3 月 2014年月日
一、本课题的研究意义、研究现状和发展趋势 引言：谷氨酸为无色晶体或结晶性粉末，分为α、β两种晶型，通常β型稳定。分子式:COOCCH(NC2)CH2CH2COOH分子结构如下所示: 谷氨酸是生物机体内氮代谢的基本氨基酸之一，在代谢上具有重要意义。L一谷氨酸是蛋白质的主要构成成分，谷氨酸盐在自然界普遍存在。多种食品以及人体内都含有谷氨酸盐，它既是蛋白质或肤的结构氨基酸之一又是游离氨基酸，L型氨基酸美味较浓。谷氨酸(2一氨基戊二酸)有左旋体、右旋体和外消旋体。左旋体，即L一谷氨酸，是一种鳞片状或粉末状晶体，呈微酸性，无毒。微溶于冷水，易溶于热水，几乎不溶于乙醚、丙酮及冷醋酸中，也不溶于乙醇和甲醇。在200℃时升华，247℃一249℃分解，密度为1.538沙衬，旋光度+37一 +38.9(25℃)。谷氨酸的用途广泛，它本身作为药品，能治疗肝昏迷症，也可用来生产味精、食品添加剂、香料和用于生物化学的研究[1]。
1.1研究目的及意义 谷氨酸发酵是通气发酵，也是我国目前通气发酵产业中，生产厂家最多，产品产量最大的产业。该生产工艺和设备具有很强的典型性，本论文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发酵工艺及主要设备的有关知识。本设计是年产量为20000吨的味精厂，重点是产品的物料衡算，热量衡算，同时工艺流程及设备选型等设计。本设计的重点车间为发酵工艺车间，重点设备为糖化，煮沸，发酵设备。 该论文设计的目的是从生产实际出发，确保生产的各个环节中使用较少的人力、物力、财力取得较大的经济效益。此为本设计的指导思想，亦是本设计最主要的特点。同时本设计从节约用地出发，充分利用厂房设备来安排产品，对于那些类型不相同，生产设备，生产条件十分相同，甚至是用同一厂房，设备来生产不同产品。 1.2谷氨酸用途 1.食品行业 应用较多的是制成谷氨酸钠。谷氨酸钠俗称味精，是重要的鲜味剂，对香味具有增强作用。谷氨酸钠广泛用于食品调味剂，既可单独使用，又能与其它氨基酸等并用，用于食品内，有增香作用。在食品中浓度为0.2%一0.5%，每人每天允许摄入量(ADI)为0一120微克/千克(以谷氨酸计)。在食品加工中一般用量为0.2一1.5克/公斤。谷氨酸 作为风味增强剂可用于增强饮料和食品的味道，不仅能增强食品风味，对动物性食品有保鲜作用。
2 发酵罐及种子罐的设计与选型 2.1 味精工厂发酵车间的物料衡算 2.1.1 工艺技术指标及基础数据 （1）查《发酵工厂工艺设计概论》P326表3 味精行业国家企业标准［5］，选用主要指标如表1 表1 味精发酵工艺技术指标 指标名称单位指标数 生产规模t/a 15000（味精） 生产方法中糖发酵，一次等电点提取 年生产天数d/a 300 产品日产量t/a 50 产品质量纯度% 99 倒灌率% 1.0 发酵周期h 48 发酵初糖Kg/m3 150 淀粉糖转化率% 95 糖酸转化率% 48 麸酸谷氨酸含量% 90 谷氨酸提取率% 80 味精对谷氨酸产率% 112 （2）主要原材料质量指标淀粉原料的淀粉含量为80%，含水14%。 （3）二级种子培养基（g/L）水解糖25，糖蜜20，尿素3.5，磷酸氢二钾1.0，硫酸镁0.6，玉米浆5~10， 泡敌0.6，硫酸镁0.002，硫酸亚铁0.002。 （4）发酵培养基（g/L）水解糖150，糖蜜4，硫酸镁0.6，氯化钾0.8，磷酸氢二钠0.2，硫酸亚铁0.002，硫酸锰0.002，尿素（总尿）40，泡敌0.6，植物油1.0。 （5）接种量为2% 。 2.1.2 谷氨酸发酵车间的物料衡算 首先计算生产1000kg纯度为100%的味精需耗用的原辅材料及其他物料量。 （1）发酵液量V1 式中150——发酵培养基初糖浓度（kg/m3） 48%——糖酸转化率 80%——谷氨酸提取率 99%——除去倒灌率1%后的发酵成功率 112%——味精对谷氨酸的精制产率 （2）发酵液配制需水解糖量G1 以纯糖算， （3）二级种液量V2
（4）二级种子培养液所需水解糖量G2 式中25——二级种液含糖量（kg/m3） （5）生产1000kg味精需水解糖总量G为： （6）耗用淀粉原料量 理论上，100kg淀粉转化生成葡萄糖量为111kg，故理论上耗用的淀粉量G淀粉为： 式中80%——淀粉原料含纯淀粉量 95%——淀粉糖转化率 （7）尿素耗用量 二级种液耗尿素量为V3 发酵培养基耗尿素为V4 故共耗尿素量为627.5kg （8）甘蔗糖蜜耗用量 二级种液耗用糖蜜量V5 发酵培养基耗糖蜜量V6 合计耗糖蜜69.9kg （9）氯化钾耗量GKCl （10）磷酸氢二钠（Na2HPO4?7H2O）耗量G3 （11）硫酸镁（MgSO4?7H2O）用量G4 （12）消泡剂（泡敌）耗用量G5 （13）植物油耗用量G6 （14）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80%）为： 2.1.3 15000t/a味精厂发酵车间的物料衡算结果 由上述生产1000kg味精（100%纯度）的物料衡算结果，可求得15000t/a味精厂发酵车间的物料平衡计 算。 具体计算结果如表2 物料名称生产1t味精（100%）的物料量15000t/a味精生产的物料量每日物料量 发酵液（m3）15.66 2.35×105 783
生化工厂设计概论课程设计 题目：年产3万吨味精工厂发酵车间设计 学院：生命科学学院 专业：生物工程 年级：06 级 姓名：XXX 学号：XXX 指导教师：XXX 时间：2009年12月9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。由此可见，味精的消费市场开拓是很有前景的。 本文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发酵工艺和主要设备的有关知识。 设计内容为，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，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、热量衡算及设备的选择。最后，画出发酵工段的工艺流程图和平面布置图。 整个设计内容大体分成三部分，第一部分主要是味精生产的工艺和设备选择；第二部分包括发酵罐、种子罐及空气分过滤器的设计与选型；第三部分是工艺流程和平面布置图。 在本次设计过程中，自始至终得到王能强老师的悉心指导和同学的热心帮助，在此表示衷心感谢！ 虽然作者在编写和修改过程中已做了很大努力，但由于水平有限以及经验不足，其中还是有许多错误和不当之处，敬请各位老师批评指点，以利于作者认识