M发酵罐谷氨酸最终版.docVIP

摘要 本次设计的是一台0机械搅拌发酵罐，发酵生产。发酵罐主要由罐体和冷却装置、搅拌装置、传动装置、轴封装置、人孔和其它的一些附件组成。罐体材料为钢，厚度为mm。采用标准椭圆形封头，壁厚为mm，与发酵罐采用法兰方式连接。发酵罐的高mm，直径为mm，罐内采用层六弯叶涡轮式搅拌器。搅拌轴直径为mm，由KW电动机驱动，轴封与罐体密封。冷却装置为的冷却蛇管1m，分组安装在罐内。最后绘制了该发酵罐的装配图。 目 录 1 设计方案的拟定 1 2 罐体几何尺寸的确定 4 2.1夹套反应釜的总体结构 4 2.2 几何尺寸的确定 4 3 罐体主要部件尺寸的设计计算 7 3.1 罐体 7 3.2 罐体壁厚 7 3.3 封头壁厚计算 7 3.4 搅拌器 7 3.5人孔和视镜 8 3.6接口管 8 3.6.1 管道接口 8 3.6.2 仪表接口 9 4 冷却装置设计 10 4.1 冷却方式 10 4.2 装液量 10 4.3 冷却水耗量 10 4.4 冷却面积 11 5 搅拌器轴功率的计算 13 5.1不通气条件下的轴功率P0计算 13 5.2通气搅拌功率Pg的计算 14 5.3电机及变速装置选用 14 6 设计小结 16 7 参考文献 18 1 设计方案的拟定 我设计的是一台70M3机械搅拌通风发酵罐,发酵生产谷氨酸。经查阅资料得知生产谷氨酸的菌种有T6-13、TG-961、FM-415、S9114、CMT-C6282，综合发酵温度、pH值等因素选择T6-13菌种，该菌种最适发酵温度为33℃，pH为7.0，培养基为液体培养基。 谷氨酸发酵的主要原料有淀粉、甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜、醋酸、乙醇、正烷烃(液体石蜡)等。国内多数谷氨酸生产厂家是以淀粉为原料生产谷氨酸的，少数厂家是以糖蜜为原料进行谷氨酸生产的，这些原料在使用前一般需进行预处理。　　(一)糖蜜的预处理　　谷氨酸生产糖蜜预处理的目的是为了降低生物素的含量。因为糖蜜中特别是甘蔗糖蜜中含有过量的生物素，会影响谷氨酸积累。故在以糖蜜为原料进行谷氨酸发酵时，常常采用一定的措施来降低生物素的含量，常用的方法有以下几种。　　(1)活性炭处理法 用活性炭可以吸附掉生物素。但此法活性炭用量大，多达糖蜜的30%～40%，成本高。在活性炭吸附前先加次氯酸钠或通氯气处理糖蜜，可减少活性炭的用量。　　(2)水解活性炭处理法 国内曾有人进行过用盐酸水解甘蔗糖蜜，再用活性炭处理的方法去除生物素的实验，并应用于生产。　　(3)树脂处理法 甜菜糖蜜可用非离子化脱色树脂除去生物素，这样可以大大提高谷氨酸对糖的转化率。处理时先用水和盐酸稀释糖蜜，使其浓度达到10％，pH达2.5，然后在120℃下加压灭菌20min，再用氢氧化钠调pH至4.0，通过脱色树脂交换柱后，将所得溶液调pH至7.0，用以配制培养基。　　(二)淀粉的糖化　　绝大多数的谷氨酸生产菌都不能直接利用淀粉，因此，以淀粉为原料进行谷氨酸生产时，必须将淀粉质原料水解成葡萄糖后才能供使用。可用来制成淀粉水解糖的原料很多，主要有薯类、玉米、小麦、大米等，我国主要以甘薯淀粉或大米制备水解糖。　　淀粉水解的方法有三种： 1．酸解法 用酸解法生产水解糖，其工艺流程如下：原料(淀粉、水、盐酸)调浆→糖化→冷却→中和脱色→过滤除杂→糖液　　(1)调浆 原料淀粉加水调成10—11°Be′的淀粉乳，用盐酸调pHl.5左右，盐酸用量(以纯盐酸计)约为干淀粉的0.5％～0.8％。　　(2)糖化 首先要在水解锅内加部分水，加水后将水解锅预热至100～105℃,(蒸汽压力为0．1～0．2MPa)随后用泵将淀粉乳送至水解锅内迅速升温，在表压为0.25～0.4MPa之间保压，一般水解时间控制在10～20min，即可将淀粉转化成还原糖。　　(3)冷却 中和温度过高易形成焦糖，脱色效果差；温度低，糖液黏度大，过滤困难。因此，生产上一般将糖化液冷却到80℃以下。　　(4)中和 淀粉水解完毕，酸解液pH仅为1．5左右，需用碱中和后才能用于发酵。中和的终点pH一般控制在4.5～5.0左右，以便使蛋白质等胶体物质沉淀析出。　　(5)脱色 酸解液中尚存在着一些色素和杂质需通过脱色除去。脱色可采用活性炭吸附，活性炭是经过特殊处理的木炭，为黑色无定形粉末，不溶于任何溶剂，质松多孔，表面积很大，具有很大的吸附能力。它将具有脱色与助滤两方面作用。　　(6)过滤除杂 经中和脱色的糖化液要充分沉淀1～2h，待液温降到45～50℃，用泵打人过滤器除杂质，过滤后的糖液送贮糖桶贮存，到此为止，淀粉糖化过程全部结束，制成的糖化液供发酵使用。2．酶解法 　先用α-淀粉酶将淀粉水解成糊精和低聚糖，然后再用糖化酶将糊精和低聚糖进一步水解成葡萄糖的方法，称为酶解法。　　谷氨酸菌能够在菌体外大量积累谷氨酸，