年產(chǎn)6萬噸味精提取階段的工藝設(shè)計

年級專業(yè)：08生物工程學(xué)號:122582008***姓名：***目錄年產(chǎn)6萬噸味精廠的提取工段的工藝設(shè)計 1第一章總論 1第一節(jié)文獻(xiàn)綜述 11.1味精的概述 11.2味精的發(fā)展 21.3味精的來源 21．4味精的性質(zhì)與組成 21．5味精的營養(yǎng)價值 31.6本課題的研究意義、設(shè)計指導(dǎo)思想及設(shè)計范圍 3第二節(jié)設(shè)計依據(jù)、建設(shè)規(guī)模和產(chǎn)品方案 42.1設(shè)計依據(jù) 42.2設(shè)計規(guī)模 42.3產(chǎn)品方案 5第三節(jié)廠址選擇概述 5第四節(jié)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 6（一）．生產(chǎn)方法 6(二)．工作制度 6(三)工作組成 6第二章總平面布置及運(yùn)輸 6第一節(jié)總平面布置 6第二節(jié)工廠運(yùn)輸 7第三章車間工藝 8第一節(jié)工藝流程及相關(guān)工藝參數(shù) 8第二節(jié)提取車間的物料衡算 9第三節(jié)提取階段的熱量橫算 11第四節(jié)車間設(shè)備的設(shè)計計算和選型 124.1設(shè)備計算的目的和任務(wù) 124.2設(shè)備的選型 12第四章管道設(shè)計 14參考文獻(xiàn) 15附錄Ⅰ提取工段的帶控制點(diǎn)的工藝流程圖 16附錄Ⅱ味精生產(chǎn)的總工藝流程圖 16年產(chǎn)6萬噸味精廠的提取工段的工藝設(shè)計總論第一節(jié)文獻(xiàn)綜述摘要：味精是人們中重要的食品添加劑，其消費(fèi)量在國內(nèi)外均呈上升趨勢。味精的主要作用是增加食的鮮味。目前，最成熟，最典型的生產(chǎn)工藝是利用淀粉為原料，雙酶水解制糖、通過微生物發(fā)酵、等電點(diǎn)沉淀提取生產(chǎn)。味精生產(chǎn)全過程可劃分為四個工藝階段：(1)原料的頂處理及淀粉水解糖的制備；(2)種子擴(kuò)大培養(yǎng)及谷氨酸發(fā)酵；(3)谷氨酸的提?。海?)谷氨酸制取味精及味精成品加工。本文主要是研究味精生產(chǎn)的第三個工段。本文設(shè)計一個味精工廠，以工業(yè)淀粉(純度80%）為原料，采用雙酶解法進(jìn)行糖化生產(chǎn)，谷氨酸產(chǎn)品純度99%為80%；80%為20%。本設(shè)計從全廠工藝流程，物料、熱量衡算，設(shè)備選型，工藝布置，車間設(shè)計，管道設(shè)計，技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析這幾個方面對發(fā)酵車間進(jìn)行設(shè)計。關(guān)鍵詞：味精，谷氨酸；發(fā)酵；提取；設(shè)計1.1味精的概述味精是人們普遍采用的鮮味劑，是L-谷氨酸單鈉鹽的一水化合物，學(xué)名叫谷氨酸鈉，亦稱味素。早期味精是由酸法水解蛋白質(zhì)進(jìn)行制造的，自從1956年日本協(xié)和發(fā)酵公司用發(fā)酵法生產(chǎn)以后，發(fā)酵法生產(chǎn)迅速發(fā)展，目前世界各國均以此法進(jìn)行生產(chǎn)。在我國，通常用玉米、大米、淀粉來生產(chǎn)味精，也可用甜菜、蜂蜜等通過化學(xué)合成制作。味精易溶于水，具有吸濕性，味道極其鮮美，溶于300倍的水中仍具有鮮味，它是既能增加人們的食欲，又能提供一定營養(yǎng)的家常調(diào)味劑。味精在一般烹調(diào)加工條件下較穩(wěn)定，但若長時間處于100度以上的高溫中，谷氨酸鈉則易變?yōu)閷θ梭w有致癌性的焦谷氨酸鈉：若在堿性環(huán)境中，味精會起化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生谷氨酸二鈉。所以要適當(dāng)?shù)氖褂煤痛娣?。本文將對味精提取生產(chǎn)工藝、主要設(shè)備及物料衡算、熱量衡算等做簡要的介紹，并對某些工藝進(jìn)行創(chuàng)新。1.2味精的發(fā)展二十世紀(jì)初，日本東京帝國大學(xué)的研究員池田菊從海帶湯中分離出了谷氨酸鈉分子，最初的味精誕生了。我國味精生產(chǎn)始于1923年，至1965年的42年間，其生產(chǎn)方法一直沿用傳統(tǒng)的蛋白質(zhì)酸水解法，這種方法收率低、操作環(huán)境差、勞動強(qiáng)度大、污染嚴(yán)重，生產(chǎn)速度緩慢。到了二十世紀(jì)五十年代，我國在日本的影響下，也在1958年組織有關(guān)科研單位、大專院校、企業(yè)聯(lián)合攻關(guān)，選育菌種，于1964年選育出優(yōu)良的黃色短桿菌。首先在上海味精廠中試驗取得成功。1966年以后全國味精廠相繼全面推廣。這一新工藝的發(fā)明和生產(chǎn)是氨基酸工業(yè)科學(xué)技術(shù)的重大突破，是二十世紀(jì)六十年代谷氨酸發(fā)酵的重要成果，為生物技術(shù)在氨基酸工業(yè)中的應(yīng)用開辟了廣闊的前景。它不僅改變了落后的酸水解工藝，而且為節(jié)約寶貴的蛋白質(zhì)資源和糧食深加工提高農(nóng)產(chǎn)品附加值做出了積極的貢獻(xiàn)。1965年以后，我國味精生產(chǎn)全部采用以淀粉或糖蜜為原料的微生物發(fā)酵工藝，大大的促進(jìn)了生產(chǎn)的發(fā)展，味精行業(yè)面貌大變，勞動條件大大改善，經(jīng)濟(jì)效益明顯提高，到1985年全國味精生產(chǎn)企業(yè)達(dá)到140家。隨著酶制劑的應(yīng)用和生產(chǎn)工藝及裝備的改進(jìn)，技術(shù)水平不斷提高，進(jìn)一步推動了味精生產(chǎn)的快速發(fā)展。40年來，產(chǎn)量的年平均增長速度為17％，為我國味精生產(chǎn)快速增長，成為年產(chǎn)量占世界產(chǎn)量70％左右的第一生產(chǎn)大國。技術(shù)水平和裝備水平的不斷提高，大大縮短與國外先進(jìn)水平的差距。1.3味精的來源谷氨酸是一種普遍存在的氨基酸。它主要以絡(luò)合狀態(tài)存在于富含蛋白質(zhì)的食物中，如磨菇、海帶、西紅柿、堅果、豆類、肉類以及大多數(shù)奶制品。部分食物中的谷氨酸以自由態(tài)存在，并且只有這種自由形態(tài)的谷氨酸鹽能夠增強(qiáng)食物的鮮味。西紅柿、發(fā)酵的大豆制品、酵母提取物、某些尖奶酪以及發(fā)酵或水解蛋白質(zhì)產(chǎn)品(如醬油或豆醬)所能帶來的調(diào)味作用中，部分歸功于谷氨酸的存在。谷氨酸被分離出來，提純，制成其鈉鹽，即谷氨酸鈉。1．4味精的性質(zhì)與組成味精的主要成分為谷氨酸鈉，具有旋光性，有D-型和L-型兩種光學(xué)異構(gòu)體。此外還含有少量食鹽、水分、脂肪、糖、鐵、磷等物質(zhì)。純的味精外觀為一種白色晶體狀粉狀。味精易溶于水，當(dāng)它溶于水(或唾液)時，會迅速電離為自由的鈉離子和谷氨酸陰離子。1．5味精的營養(yǎng)價值首先，味精能增進(jìn)菜肴的鮮味，促進(jìn)食用者的食欲，能夠刺激消化液的分泌，有助于食物在體內(nèi)的消化吸收。其次，味精經(jīng)口食入后，很快在消化道被分解為谷氨酸進(jìn)入血液輸送到肌體各部，參與各種生理必須的蛋白質(zhì)的什成，谷氨酸是自然界存在的二十種氨基酸之一，是組成蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)。再次，谷氨酸還具有特殊功能，在人體內(nèi)起著十分重要的生理作用：(1)谷氨酸在人體內(nèi)通過轉(zhuǎn)氨酶的作用將其分子中的氨基轉(zhuǎn)移給丙氨酮酸，形成丙氨酸。(2)谷氨酸與血液中的氨的形成無毒的谷氨酰氨，使血液中氨的濃度下降，減少氨中毒的危險性。(3)谷氨酸在體內(nèi)與胱氨酸、甘氨酸結(jié)合形成谷胱甘肽。該化合物是一種很有效的抗氧化劑，對于延續(xù)衰老，促進(jìn)疾病恢復(fù)均有好處。能夠分解體內(nèi)代謝過程中所產(chǎn)生的過氧化物，避免肌體遭受過氧化物的侵害，有利于維持身體健康。(4)谷氨酸在體內(nèi)能夠形成氨基寸酸，它是一種神經(jīng)遞質(zhì)，幫助神經(jīng)的傳導(dǎo)。1.6本課題的研究意義、設(shè)計指導(dǎo)思想及設(shè)計范圍1.6.1本課題的研究意義味精是一種安全可靠的食品添加劑，它能夠增加菜肴的色、香、味，促進(jìn)食欲，有益于人體健康。市場需求量大，已成為家家產(chǎn)戶菜肴之必備輔助食品。初步估算，中國大陸增鮮消費(fèi)品市場的容量超過300億元，占調(diào)味品行業(yè)總體容量的近25％，其中，以味精為代表的傳統(tǒng)增鮮調(diào)味品直接市場容量又占到70％以上，可以說，味精是日前中國大陸增鮮調(diào)味品市場最重要的品種。專家預(yù)測，味精年產(chǎn)量將保持8％-10％左右的增速?；谖毒枨罅恐蟆⑶熬爸?，本畢業(yè)設(shè)計選題為年產(chǎn)6萬噸味精生產(chǎn)工藝設(shè)計。工藝是要不斷創(chuàng)新、不斷尋求更高效合理的生產(chǎn)途徑及更環(huán)保的生產(chǎn)方法的，而原有味精生產(chǎn)工藝在某些方面不夠理想，因此在這里加以改進(jìn)，并在原有味精生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)上開發(fā)結(jié)合新工藝、新技術(shù)，使味精的生產(chǎn)在某些方面達(dá)到一個突破，使整個流程更加完善。另外，做年產(chǎn)6萬噸味精生產(chǎn)工藝設(shè)計能夠結(jié)合大學(xué)三年學(xué)過的很多知識，使我對生產(chǎn)工藝、物料衡算、設(shè)備選型等更加熟悉、有更全面的掌握，使所學(xué)知識更加扎實并且融會貫通，是大學(xué)三年課程的一個很好的總結(jié)。因此，本工藝設(shè)計是非常有必要的。1.6．2設(shè)計指導(dǎo)思想(1)查閱大量文獻(xiàn)，加大科技含量，采用先進(jìn)、可靠、合理、經(jīng)濟(jì)的工藝。(2)盡量在生產(chǎn)過程中實現(xiàn)資源的全面綜合利用，叫以大幅度降低能量消耗。(3)堅持環(huán)境保護(hù)，采取可靠的治理措施，強(qiáng)化潔凈工藝技術(shù)，做到達(dá)標(biāo)排放，1.6.3設(shè)計范圍（1)發(fā)酵液的分離、沉淀、離心、脫色、濃縮、精制等，（2)與上述工序配套的設(shè)備、自控、電氣、土建、給排水管道等。（3)本設(shè)計為今后的發(fā)展留有一定的空間。第二節(jié)設(shè)計依據(jù)、建設(shè)規(guī)模和產(chǎn)品方案2.1設(shè)計依據(jù)味精又名谷氨酸鈉是人們熟悉的鮮味劑，是L——谷氨酸單鈉鹽（Monosodiumglutamate）的一水化合物（HOOC-CH2CH(NH2)-COONa·H2O）,具有旋光性，有D——型和L——型兩種光學(xué)異構(gòu)體。味精具有很強(qiáng)的鮮味，現(xiàn)已成為人們普遍采用的鮮味劑，其消費(fèi)量在國內(nèi)外均呈上升趨勢。我國味精生產(chǎn)始于1923年。據(jù)統(tǒng)計，2001年，味精的全球銷售量達(dá)到150萬噸，而我國2001年味精產(chǎn)量為91.29萬噸；工業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到137.08億元；銷售收入為94.38億元。而到了2006年，全年產(chǎn)量170.60萬噸。從總體來說，我國作為世界上人口最多的國家，味精行業(yè)的發(fā)展前景是比較廣闊的。2.2設(shè)計規(guī)模年產(chǎn)六萬噸商品味精廠其中99%的味精占80%，80%的味精占20%2.3產(chǎn)品方案99%的味精占80%，質(zhì)量符合GB8967-8880%的味精占20%，質(zhì)量符合GB1500-92第三節(jié)廠址選擇概述廠址選擇是味精廠建設(shè)中的一個重要環(huán)節(jié)，是一項政策性、技術(shù)性很強(qiáng)，牽涉范圍很廣，關(guān)系到工廠投產(chǎn)后生存與發(fā)展的綜合性工作。因此興建味精廠必須重視廠址選擇工作。選擇味精廠廠址的基本原則：（1）廠址選擇必須符合國家工業(yè)布局和城市規(guī)劃的要求，遵守國家有關(guān)法律法規(guī)。所選廠址要滿足生存需要，盡量不占或少占良田，節(jié)約用地，但要求有發(fā)展余地。（2）廠址應(yīng)靠近水量充足、水質(zhì)良好的水源地。水質(zhì)應(yīng)符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》和味精生產(chǎn)的要求。（3）廠址應(yīng)盡可能靠近熱電供應(yīng)地，要有可靠的供應(yīng)保障。對于中小型味精廠應(yīng)盡可能利用社會熱電站的蒸汽熱電站，以減少興建工廠的熱力方面的投資，對于較大型味精廠應(yīng)考慮熱電聯(lián)產(chǎn)，建自備熱電站，合理利用能源，降低成本。（4）廠址周圍應(yīng)有良好的衛(wèi)生環(huán)境，周邊空氣質(zhì)量良好，無污染源，以保證味精生產(chǎn)，尤其是發(fā)酵工序?qū)諝獾馁|(zhì)量要求。應(yīng)遠(yuǎn)離居民密集區(qū)、文物風(fēng)景區(qū)、機(jī)場以及散發(fā)大量粉塵和有害空氣的工廠、倉庫、堆場等區(qū)域。如不能遠(yuǎn)離有嚴(yán)重空氣污染區(qū)時，則應(yīng)位于其最大頻率風(fēng)向上風(fēng)區(qū)側(cè)，或全年最小頻率風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)。（5）廠址應(yīng)具滿足建設(shè)工程需要的過程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件。建廠廠址的基地應(yīng)該有較高的承載力和穩(wěn)定性，應(yīng)避免在地震斷層地區(qū)基本烈度為9度以上地區(qū)，易受洪水、泥石流、滑坡、土崩等危害的地區(qū)建廠。（6）廠址應(yīng)有便利的交通運(yùn)輸條件，味精生產(chǎn)用原料、燃料及成品等物質(zhì)吞吐量較大，應(yīng)盡可能靠近原有的交通運(yùn)輸線路，如鐵路、公路、碼頭等，以減少建設(shè)投資。（7）廠址宜靠近原料、燃料基地及產(chǎn)品主要銷售地區(qū)，盡量縮短運(yùn)距。并靠近儲運(yùn)、機(jī)修、公用工程和生活設(shè)施等方面有良好基礎(chǔ)和協(xié)作條件的地區(qū)。(8)廠址附近應(yīng)有生產(chǎn)污水、生活污水、廢渣等排放的可靠排除地，并應(yīng)保證興建工廠不給當(dāng)?shù)丨h(huán)境造成不良影響和危害。第四節(jié)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析（一）．生產(chǎn)方法采用玉米淀粉為原料(1)提取車間；去除菌體，低溫等電點(diǎn)，離子交換法．(2)精制車間；采用管式結(jié)晶罐進(jìn)行真空濃縮結(jié)晶(二)．工作制度全年生產(chǎn)320天，三班作業(yè)，連續(xù)液化．包裝規(guī)格；10g，25g，100g，250g1kg，10kg，25kg．允許偏差符合GB88967—88和QDl500—92規(guī)定．(三)工作組成1．精制車間；A中和脫色，除鐵過濾B結(jié)晶c干燥篩分D包裝2．輔助車間；動力車間，修理車間，水渠，泵房，化驗室，凈化系統(tǒng)．3．包裝形式；現(xiàn)選用塑料袋塑料袋的材料有聚乙烯．BOPP多膜聚乙烯符合QB4456—84規(guī)定．現(xiàn)選用機(jī)械包裝；第二章總平面布置及運(yùn)輸?shù)谝还?jié)總平面布置平面布置原則：1、為了節(jié)約用地，在保證通行、防火、防爆、通風(fēng)的基礎(chǔ)上，適當(dāng)緊縮布置。2、建筑物之間的距離的間距應(yīng)按交通、管道鋪設(shè)、基礎(chǔ)工程和運(yùn)行管理的需要考慮。管線布置盡量沿道路與構(gòu)建筑物平行布置，便于施工與檢修。3、由于味精企業(yè)屬于食品工業(yè)，對環(huán)境的要求高。因此，做好建筑、道路、綠地與工藝構(gòu)建筑物的協(xié)調(diào)，做到既使生產(chǎn)運(yùn)行安全方便，又使廠區(qū)環(huán)境美觀，向外界展現(xiàn)優(yōu)美的形象。第二節(jié)工廠運(yùn)輸工廠運(yùn)輸是工廠總平面設(shè)計中一個重要內(nèi)容。完善合理的運(yùn)輸不僅保證生產(chǎn)中原料、材料及成品及時供銷，而且對節(jié)約基礎(chǔ)建設(shè)及投產(chǎn)后提高勞動生產(chǎn)率、降低成本、減輕勞動強(qiáng)度等有著重大意義。同時，運(yùn)輸?shù)姆绞竭x擇、道路的布置形式等對廠區(qū)劃分、車間關(guān)系、倉庫堆場的位置都是決定因素之一。所以，工廠是工廠總平面設(shè)計的重要組成部分。一、工廠運(yùn)輸?shù)娜蝿?wù)廠內(nèi)運(yùn)輸?shù)娜蝿?wù)是通過各種運(yùn)輸機(jī)械工具，完成廠內(nèi)倉庫與車間、堆場與車間、車間與車間之間的貨物分流。也就是通過運(yùn)輸組織以保證生產(chǎn)中原材料、燃料等陸續(xù)供應(yīng)，生產(chǎn)的產(chǎn)品和副產(chǎn)品源源不斷地運(yùn)出。廠內(nèi)運(yùn)輸就是根據(jù)原材料、燃料、產(chǎn)品、副產(chǎn)品的種類、運(yùn)輸量，結(jié)合廠區(qū)運(yùn)輸條件，選擇運(yùn)輸工具和運(yùn)輸方式，并進(jìn)行合理布置。二、道路布置的形式依據(jù)發(fā)酵廠的生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、廠區(qū)劃分等特點(diǎn)，廠內(nèi)道路布置的形式有兩種：一種是循環(huán)式布置，即道路為環(huán)繞廠房建、構(gòu)筑物的閉合系統(tǒng)的道路網(wǎng)，并保證物流、人流的運(yùn)輸方便、安全和高效以及消防的要求。另一種是道路不兜環(huán)、各有分散終點(diǎn)的終端式布置。這種道路布置的特點(diǎn)是在重點(diǎn)端設(shè)置車場，以便車輛調(diào)頭?；剀噲龅牟贾眯问接袌A形、三角形與T形等。上述兩種道路布置形式還有些補(bǔ)助布置形式：（1）在線路長的單車道路上應(yīng)補(bǔ)上會讓車道，如圖2-2所示。（2）在道路的交叉口處，應(yīng)做圓角形布置。其最小曲率半徑：雙車道為7m；單車道為9m。（3）在辦公樓、成品庫前，車輛需要停放和調(diào)轉(zhuǎn)，此處的道路要加寬成停車場。三、道路的規(guī)格道路的規(guī)模包括寬度、路面質(zhì)量等，根據(jù)城市建筑規(guī)定、工廠生產(chǎn)規(guī)模等而定。通常以城市型道路標(biāo)準(zhǔn)施工。路面采用沙石瀝青澆注鋪設(shè)，并且明溝排水，保持環(huán)境衛(wèi)生。道路縱橫貫通，其寬度依主干道、次干道、人行道和消防車道而異。主干道寬至6~9m，其它支干道為4~6m寬。第三章車間工藝第一節(jié)工藝流程及相關(guān)工藝參數(shù)味精生產(chǎn)全過程可劃分為四個工藝階段：(1)原料的預(yù)處理及淀粉水解糖的制備；(2)種子擴(kuò)大培養(yǎng)及谷氨酸發(fā)酵；(3)谷氨酸的提取及谷氨酸單鈉的制備；(4)味精精制。本課題設(shè)計的任務(wù)是對一個年產(chǎn)六萬噸的味精廠的第三個階段的工藝進(jìn)行設(shè)計，與這個工藝階段相對應(yīng)是提取車間。本文是采用一次等電點(diǎn)離子交換，全母回流洗脫工藝。本工藝操作簡單，設(shè)備要求不高。提取收率高，對環(huán)境污染下等優(yōu)點(diǎn)，所以，選擇此新工藝，產(chǎn)生廢水少，改變了以前在沖洗工藝階段中產(chǎn)生大量廢水的弊端。工藝參數(shù)控制1除菌體采用碟片式離心機(jī)，處理量為每臺15M³：／h，4臺一組，洗水量4M³：／h，菌體分離濃度50%．2等電液離心后的發(fā)酵液打入等電罐中，先使用高流分調(diào)PH約為5．0后，緩慢調(diào)酸至3.0-3.2，維持穩(wěn)定，攪拌10h以上，靜止7-8h后放料3上柱母液用硫酸將上清液調(diào)到PH為1.5，準(zhǔn)備上柱．4上柱上柱量l0m³：／h，29.4m³：／h．5水洗用45-60℃水正洗樹脂可除去部分雜質(zhì)和升高樹脂溫度．6反沖用等電母液從下部反沖樹脂使樹脂稀疏．7洗脫劑配置洗脫劑使用液氨+水+后流分配制，調(diào)PH值約為11.5-12，洗脫時l0m³h，29.4m&suph．8洗脫劑的處理前流：泵回到等電罐或上清液儲罐，以備下次重新上柱高流：調(diào)PHWEIl.5以供下次等電液調(diào)酸使用．9上柱廢液的處理廢液泵到廢水處理廠，經(jīng)處理后可制氮肥．10離心機(jī)離心機(jī)處理量8-l0m³；／h，采用4臺并聯(lián)法，每次加Glu體積20%的洗水，清洗麩酸第二節(jié)提取車間的物料衡算現(xiàn)以一天為基準(zhǔn)進(jìn)行物料橫算一）除菌體1．發(fā)酵液526.845t/d或491m3／d，其中Glu含量10.5%，含菌體量8%2.除菌體現(xiàn)采用碟式離心機(jī)，4臺一組，處理量15m3／h，洗水量4m3／h菌體分離濃度50%(1)除菌體過程所需沈水量：419/15﹡4=130.93m3／d(2)菌體含水量和菌體總體積：419﹡8%/50Y0=78.56m3／d(3)除菌體后發(fā)酵液體積為：419+130.93-78.56=543.37m3／d(4)除菌體過程中Glu損失為0.5%，除菌后含Glu的量：419*0.5%﹡（1—0.5%）/543.37=9.44%(5)9.44%的GluP=l.041543.37﹡1.041=565.65t/d二）一次等電提取1提取前含Glu的量：純Glu543.37﹡9.44%=51.30t/d提取后應(yīng)得Glu的量：純Glu419﹡10.5V0*95%=48.98t/d90%的Glu為：48.98/90%=54.42t/dP=l.53所以V=54.42/1.53=35.57m3／d2設(shè)加入高流為V，含Glu5%，等電提取收率為80%(51.30+V﹡5%)﹡80Vo=48.98V=198.5m3／d3加入流水的量按20%計：35.57﹡20Y0=7.114t/d,P=l，即體積為7.144m34加入98V0的硫酸量按硫酸：料液=1:120計(543.37=198.5)/120=6.18m398%的硫酸,P=l.84,6.18﹡1.84=11.38t5加入高流體積為198.5m3，而洗脫得到各部分體積比為前流：高流：后流=5：4：3P=1前流量P=198.5/4*5=248.125m3后流量P=198.5/4﹡3=148.875m36上柱液量：565.65+198.5+7.114+11.38+248.15-54.42=976.37t/dP=l，則其體積為976.37m3含Glu(48.98+198.5*5%)*20%/976.37=1.2%7排除廢液量設(shè)中間損失9.76m3損失體積1%976.37-9.76=966.61m3含Glu:419﹡10.5c/o*(1-95%-0.5%)/966.61﹡100%=0.24%小于0.3%8離子交換柱：選用732#強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂，填料系數(shù)為75%，兩柱并聯(lián)。離交柱：H=8mD=l.8mH：D=4:0.9，V=20.35m3樹脂柱：H=5.6mD=l.8mV=14.25m3濕樹脂交換當(dāng)量1.6，氨根離子含量0.9%，Glu含量1.2%每次上柱液量：濕樹脂$濕樹脂實際交換當(dāng)量／（發(fā)酵液Glu含量/147+發(fā)酵液氨根離子含量/18)=14.26﹡16/(1.2/147+0.9/18)﹡10=39.2m3交換效率按75%計，每次上柱量：39.2﹡75%=29.4m3總的上柱次數(shù)976.37/29.4﹡2=16.6次9洗脫再生劑的計算洗脫劑的配制為母液+后流+氨洗脫劑氨的量為：976.37﹡1.2T0/147﹡1.53﹡17=2.07tP=O.6，所以V=2.07/0.6=3.45m每柱29.4，所以氨液為3.45/29.4=0.117m3后流：148.875/16.6=8.968m3母液：29.4-0.117-8.968=20.315m3進(jìn)去系統(tǒng)離開系統(tǒng)項目1t工業(yè)淀粉及匹配物料（kg）t/d項目1t工業(yè)淀粉及匹配物料（kg）t/d除菌體發(fā)酵液5416.871568.390%Glu0.56162.14所需洗水量1346389.7排放廢液量9.9382877.3菌體總體積808233.9除菌后發(fā)酵液體積55871617.6除菌后含量為9.445Glu的數(shù)量58161686.9等電提取加入的10%的Glu0.527152.58排除廢液量9.9382877.3加入的高流2.04590.6加入洗水量0.07321.14加入90%的硫酸量0.11733.88上柱提取上柱液量10.0392906.6前流2.551738.6每次上柱液量0.30287.4高流2.041590.9上柱次數(shù)49.4后流1.531443.3第三節(jié)提取階段的熱量橫算熱量橫算是根據(jù)能量守恒定律建立起來的：等電罐200m3，裝液量146m3，相對密度1.06，山30℃降到5℃，降溫速度2℃／h。其冷量為：146×103×1.06×2×3.97=1.2×103×l03(KJ/h)3.97—發(fā)酵液比容(KJ/kg·K)(KJ/kg·K)中和時硫酸對水的熔解熱可忽略不計1.2×l000000/3600=333kw每天運(yùn)轉(zhuǎn)1683.9／（1.06*146）=10.88罐，總制冷量：3.33×10.88=3623.04Kw第四節(jié)車間設(shè)備的設(shè)計計算和選型4.1設(shè)備計算的目的和任務(wù)現(xiàn)代生產(chǎn)是工業(yè)化的大生產(chǎn)，不僅需要選先進(jìn)的工藝和熟練的工人，還需要與之相適的設(shè)備，需要均衡生產(chǎn)必須要設(shè)備平衡。設(shè)備平衡有利于水電汽負(fù)荷的平衡，有利于勞動力和生產(chǎn)班次的平衡，有利于產(chǎn)量和生產(chǎn)能力的平衡。設(shè)備平衡計算是工藝計算中不可缺少的內(nèi)容，一般依據(jù)物料平衡和生產(chǎn)能力來確定所需設(shè)備的臺數(shù)。設(shè)備選擇是保證產(chǎn)品質(zhì)量和表達(dá)生產(chǎn)能里的標(biāo)準(zhǔn)，又是工藝計算，工藝布置的基礎(chǔ)。選擇設(shè)備時需選擇技術(shù)先進(jìn)機(jī)械化程度高和高效節(jié)能型設(shè)備，設(shè)備結(jié)構(gòu)合理材料性能要適應(yīng)各種工作條件，設(shè)備要符合食品衛(wèi)生要求和拆裝維修方便。設(shè)備平衡計算公式：1、所需設(shè)備臺數(shù)：口產(chǎn)量(t)／每臺設(shè)備產(chǎn)量(t)×操作周期(h)/24h操作周期=運(yùn)轉(zhuǎn)時間(h)+輔助時間(h)2、投放料次數(shù)：口產(chǎn)量(t)／每臺設(shè)備產(chǎn)量(t)3、運(yùn)轉(zhuǎn)臺數(shù)：設(shè)備臺數(shù)×運(yùn)轉(zhuǎn)時間(h)／操作周期(h)4.2設(shè)備的選型1．等電罐選用250m3，因為等電罐為發(fā)酵罐的1.18—1.2倍，改選等電罐為240m3共需18臺，實取250，罐提壁厚：根據(jù)《化工設(shè)備設(shè)計手冊》為5mm錐底壁厚：8mm。2攪拌器尺寸安裝與軸成B=45。角的二折葉直徑攪拌器二檔，轉(zhuǎn)速20rpm，P軸=40kw軸徑：17cm攪拌器的最低攪拌葉設(shè)在距罐底1.5m處，這對放料有好處，上檔高度：上下檔間距(l/n-2/3D)，取4m，小攪拌器安裝在距罐底0.15m處。3．聯(lián)軸器的設(shè)計攪拌器的轉(zhuǎn)速20rpm，電機(jī)40/(90%*90%*80%)=62kw，電機(jī)型號J03-280m-8型，65kw。4．減速器的選用I=12.55．選用蛇管換熱器（6組／罐）選用中Φ57*3.5不銹鋼耐酸無縫鋼管lCr18Ni9Ti，蛇管每圈長度16m共需24圈，共384m。6．等電罐的進(jìn)料管查《材料與零部件》上，表1-1-85，選用φ133*4無縫鋼管，材料lCr18Ni9Ti。7．上清液排料管的選擇選φ159*4.5不銹鋼（無縫）耐酸鋼管，lCr18N19Ti8.放料管的選擇查《材料與零部件》表1-1-102，選不銹鋼耐酸無縫鋼管，φ219*6lCr18N19Ti9．上清液貯池2個，200m3硫酸高位槽（臥式）15m3,1個。11.離心機(jī)選S3-1000，n=l000r/min，最大裝填量為175kg，6臺。12離子交換工藝（1）.樹尺寸樹脂體積：v=o.25πD2*D=0.5πD3=4.3m3，D=1.4(m)，樹脂高度：2D=2*1.4=2.8(m)，φ=1400*4500mm，材料：碳鋼襯里，樹脂的填充系數(shù)：0.6，樹臘高度：Ho=4V/πD２=4*4．3/[3．14*(1．4)2]=2。8(m)（2）交換樣壁厚內(nèi)壓：3kgf/cm3，取壁厚：8mm；（3）上柱量：4.3*1．15/(2.2/147+3．5/18)=14．37m3發(fā)酵液量：200*0．8*70%(1—8%)=103(m３)每天每柱上兩次離交完畢，則需柱數(shù)量：n＝10３(14.37*2*2)＝1.8，取2，故共需8臺13.酸堿罐NaOH用于洗脫，4%的NaOH用量，5900L/m314.配酸罐31%的HC1用量，l000L/m3濕樹脂;15.高流分貯罐15m3，后流分貯罐：15m316.洗滌水池250*80%*9%*1.5=27，取φ=2000*2000(mm)，1個;17.麩酸貯罐的設(shè)計φ=2000*2000(mm)，采用二折葉直槳與軸成45。，兩檔。全場提取階段的設(shè)備一覽表：編號設(shè)備名稱型號和規(guī)格材料數(shù)量備注01往復(fù)泵IS65-40/20002電機(jī)J03-280m-803耐腐蝕泵65AFB/6404等電罐405蛇管換熱管ρ57*3.51Cr18Ni9Ti3不銹鋼無縫耐酸鋼管06進(jìn)料管ρ133*41Cr18Ni9Ti無縫鋼管07上清液排管ρ159*4.51Cr18Ni9Ti不銹鋼無縫耐酸鋼管08放料管ρ219*41Cr18Ni9Ti不銹鋼無縫耐酸鋼管09上清液貯池200m3A3剛襯里210硫酸貯槽15m3A3剛