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三万吨谷氨酸发酵罐设计

长江师范学院生命科学与技术学院

年产3万吨谷氨酸发酵罐的设计

设计参加人：王斐（200809021116）

班级组别：0802

设计时间：2011.4.7

成绩：

第一章前言

第二章年产3万吨谷氨酸的发酵罐

2.1 生产规模及计算

2.2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

第三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

第四章工艺计算

4.1主要工艺技术参数

4.2总物料衡算

第五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

水过滤板

5.2.5 搅拌器的设计模结构

5.2.6搅拌器功率的确定标定板

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接管设计装卸过桥

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

高保真拾音器

公称容积	罐内径	圆柱高	封头高	罐体总高	封头容积	圆柱部分容积
50L	320mm	640mm	105mm	850mm	6.3L	52L
100L	400mm	800mm	125mm	1050mm	11.5L	100L
200L	500mm	1000mm	150mm	1300mm	21.3L	197L
500L	700mm	1400mm	200mm	1800mm	54.5L	540L
1.0m3	900mm	1800mm	250mm	2300mm	0.112m3	1.14m3
5.0m3	1500mm	3000mm	400mm	3800mm	0.487m3	5.3m3
10m3	1800mm	3600mm	475mm	4550mm	0.826m3	9.15m3
20m3	2300mm	4600mm	615mm	5830mm	1.76m3	19.1m3
50m3	3100mm	6200mm	815mm	7830mm	4.2m3	46.8m3
100m3	4000mm	8000mm	1040mm	10080mm	9.02m3	100m3
200m3	5000mm	10000mm	1300mm	12600mm	16.4m3	197m3
不计上封头的容积	全容积	搅拌桨直径	搅拌转数	电动机功率	搅拌轴直径	冷却方式
58.3L	64.6L	112mm	470r/min	0.4kW	25mm	夹套
112L	123L	135mm	400r/min	0.4kW	25mm	夹套
218L	239L	168mm	360r/min	0.6kW	25mm	夹套
595L	649L	245mm	265r/min	1.1kW	35mm	夹套
1.25m3	1.36m3	315mm	220r/min	1.5kW	35mm	夹套
5.79m3	6.27m3	525mm	160r/min	5.5kW	50mm	夹套
9.98m3	10.8m3	630mm	145r/min	13kW	65mm	夹套

20.86m3	22.6m3	770mm	125r/min	23kW	80mm	列管
51m3	55.2m3	1050mm	110r/min	55kW	110mm	列管
109m3	118m3	1350mm	Δ	Δ	Δ	列管
213m3	230m3	1700mm	Δ	Δ	Δ	列管

2.3发酵罐主要设计条件

表-发酵罐主要设计条件

项目及代号	参数及结果	备注
发酵产品	谷氨酸
工作压力	0.4MPa	由任务书确定
设计压力	0.4MPa	由任务书确定
发酵温度（工作温度）	33℃	根据任务书选取
设计温度	150℃	由工艺条件确定
冷却方式	列管冷却	由工艺条件确定
发酵液密度		由工艺条件确定
发酵液黏度		由工艺条件确定

根据常识，一个良好的发酵罐应满足下列要求：

1结构严密，经得起蒸汽的反复灭菌，内壁光滑，耐腐性好，以利于灭菌彻底和减小金属离子对生物反应的影响；

2有良好的气-液-固接触和混合性能以及高效的热量、质量、动量传递性能；

3在保持生物反应要求的前提下，降低能耗；

4有良好的热量交换性能，以维持生物反应最是温度；

⑤有可行的管道比例和仪表控制，适用于灭菌操作和自动化控制

挤压件 2.4 发酵罐的型式

机械搅拌通风发酵罐

①高径比：H/D=1.7-4.0

②搅拌器：六弯叶涡轮搅拌器,Di:di:L:B=20:15:5:4

③搅拌器直径：Di=D/3

④搅拌器间距：S=（0.95-1.05）D

⑤最下一组搅拌器与罐底的距离：C=（0.8-1.0）D

⑥挡板宽度：B=0.1D，当采用列管式冷却时，可用列管冷却代替挡板

2.5发酵罐的用途

用于谷氨酸生产的各级种子罐或发酵罐，有关设计参数如下：

①装料系数：种子罐0.50-0.65

发酵罐0.65-0.8

②发酵液物性参数：密度1080kg/m3

粘度2.0×10-3N.s/m2

导热系数0.621W/m.℃

本文发布于:2024-09-23 00:33:18，感谢您对本站的认可！

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标签：发酵罐生产谷氨酸

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