衣康酸工工厂设计.docx

《衣康酸工工厂设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《衣康酸工工厂设计.docx（9页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、江西科技师范大学生物工程专业发酵工程设计书题目名称衣康酸发酵工厂设计专业班级 生物工程（1）班学 号20111758学生姓名徐向辉指导教师常军博士2013年12月08日目录1 .设计背景11.1 设计依据11.2 主要原辅料供应情况11.2.1 发酵菌种11.2.2 培养基的组成12 .厂址选择13 .工厂平面设计23.1 生活区23.2 办公区23.3 生产区23.4 辅助生产区23.5 生产废品处理区33.6 绿化区及工厂运输、道路设计34 .生产车间平面设计34.1 生产流程34.2 相关衡算44.2.1 发酵菌介绍44.2.2 衡算54.3 生产线平面布局55 .设备工艺选择65.1

2、罐子数的确立65.2 管道选择65.2.1 发酵罐冷却管65.2.2 发酵罐排料罐75.2.3 发酵罐种子进料罐76 .总结77 .参考文献7年产3600吨衣康酸发酵工厂的设计1 .设计背景1.1 设计依据衣康酸被国际国内市场十分看好，衣康酸用途广泛，由于衣康酸生产技术被 少数几个国家垄断，因此国际市场缺口较大，在我国对衣康酸需求很大，需要从 国外进口。因此，生产衣康酸有很大发展前景，可以有很大作为。为了满足市场 需要，现设计一家年产360（）吨衣康酸发酵工厂。1.2 主要原辅料供应情况1.2.1 发酵菌种以生产使用菌种土曲霉NLYT234为出发菌株，经紫外线、高温、氯化锂诱 变处理和多次分离

3、、筛选获得一支性能稳定的衣康酸高产突变株土曲霉 NLYT-2-801o122培养基的组成衣康酸发酵采用一次性投料时。糖浓度为130-160 g/L,原料用工业葡糖糖 或淀粉水解糖。培养基配方如下（g/L）：葡萄糖（淀粉水解糖）1362硫酸钱 6.0；硫酸镁7水合物8.0；氯化钠0.4；硫酸亚铁7水合物0.04；硫酸锌水合物 0.03；玉米浆 2.5。调 。2 .厂址选择本设计将厂址选择在浙、闽、赣三省交界的衢州市高新技术园区。在这里设 厂有如下优势：（1）该区距衢州民航机场8公里，距火车站5公里，园区内有巨化公司的 铁路运场，海运可通过上海港、宁波港、温州港三大港口出海，运输距离在300-40

4、0 公里之间，公路网发达。地貌广域，交通便利，通讯发达。（2）衢州高新技术园区是经浙江省人民政府批准设立的省级高新技术园区。 园区坚持“政府主导、市场运作、依托巨化、开放开发”的原则，其中把生物化 工为重点，吸引和鼓励各类科技人员入园创新创业，孵化和培育高新技术企业， 大力发展高新技术产业。（3）衢州市一直以党的十八大三中全会精神为指导，按照科学发展、又好 又快的要求，坚持走可持续发展之路，把高新技术引入引进，尤其加大了生物产 业的扶持力度，因此生物发酵厂在这里会得到大力的扶持。3 .工厂平面设计3.1 生活区生活区设三座建筑，分别是职工活动室、职工宿舍楼、职工食堂，位于工厂 的上风向。西面职

5、工食堂，食堂内设丰富美食，供工厂职工日常生活就餐。内可圈出一 个地方卖日常百货。职工宿舍楼为职工日常休息生活的处所。靠近食堂。职工活动室设为2楼，毗邻职工食堂西侧方便职工下班吃完饭后可以休息锻 炼，一楼为室内运动场地，内有羽毛球、兵乓球、台球室等机械布置；二楼设阶 梯式报告厅，用于厂内报告、培训及文艺节目表演。3.2 办公区办公区设一行政楼豪华装修，四楼建筑。内设有行政办公室、财务室、图书 馆等科室及一大一小两会议室（大会议室用于全厂职工会议；小会议室用于领导 主持日常行政会议），一楼是接待大厅，行政楼前是大力绿化的环境优美的广场。3.3 生产区生产区为整个设计项目的核心，布置在工厂后方北半区

6、，分为反应车间，产 物分离车间，精微车间，包装车间。3.4 辅助生产区厂区内配电站、保安门置，并设在日常行为人卫、维修站等构成项目生产的 辅助生产车间。为方便生产，各车间围绕生产区布不容意到的地方，严禁闲人进 入这些区域，它们相互间以厂区道路和绿化带隔开，达到防火效果，保证生产安 全。3.5 生产废品处理区废品处理占生产成本有一定比例，因此建设好这个地方对工厂有极大好处。 可以多投资点处理废品从而变废为宝为工厂创收。3.6 绿化区及工厂运输、道路设计总厂设计考虑“绿色、低碳、健康”的理念，当地条件绿化植物可以用沙柳 及杨树，易于成活。在建筑周围及道路两旁布置一系列的绿化带，提高厂区生活的环境质

7、量，防 止生产区的噪音、粉尘等对职工的生活、办公造成影响，为员工提供一个舒适的 工作环境。工厂共有三个大门，正门设在厂的正北，主要供职工及通勤车辆进出。此外 在原料仓库的地方及仓库的地方各设一个出口，分别位于厂的西南面及东南面， 运输车辆都主要在环厂公路行驶，厂内非主干道公路主要供给职工过往，实现人 车分流效果。4 .生产车间平面设计4.1 生产流程衣康酸生产可以采用廉价的玉米淀粉、蔗糖、糖蜜、木屑、稻草等农副产品 液，经过滤、浓缩、结晶、分离和二次浓缩、结晶分离后，再烘干制成结晶衣康 酸成品，生产流程如图1：图1衣康酸发酵生产工艺发酵工艺步骤:（1）糖化：以玉米淀粉为原料，将淀粉调浆，调pH

8、为4.2,泵送入喷射液 化器和液化反应罐，加入。-淀粉酶、糖化酶，经双酶糖化制得可以满足衣康酸 生产的糖液。（2）配料连消：将原料在调浆罐内配好打入配料罐，加入（NH/SCMS.Og/L； MgSO47H2O8.0 g/L； NaC10.4 g/L； FeSO4* 7H200.04 gL； ZnSO4 H200.03 g/L；玉米浆2.5g/L。在蒸汽的作用下升温到110左右进行连续加压蒸汽灭菌，让培 养基在管道的流动中快速升温、维持和冷却。（3）发酵：经连消后的物料接种实验室培养的衣康酸高产突变株土曲霉 NLYT-2-801,先经一级种子罐、二级种子罐培养。培养过程中由空压机提供无 菌空气，

9、同时补充营养盐。发酵过程中通入无菌风在恒定的搅拌作用下维持罐内 一定的溶解氧。（4）过滤：发酵终止后的物料，含有大量的菌体，采用箱式板框过滤机去 除，得到澄清产品，进入浓缩区。（5）真空浓缩结晶：经过滤后的澄清葡萄糖酸溶液进入三效浓缩蒸发水份。（6）离心分离：浓缩结晶后的物料，经离心机分离后得到粗结晶，为进一 步提高产品质量，将晶体重新溶晶后在浓缩提纯，而部分母液返回三效真空浓缩 重复使用，部分作为废液出售。（7）烘干包装：重新溶晶后的再结晶分离的晶体，质量较好，可进入震动 流化床烘干，晶体后包装入库。蒸汽烘干有蒸汽烘干有蒸汽冷凝水产生，烘干过 程同时产生废气。（作为原料时，离心分离后的物料，

10、直接进入下工序而不用烘 干包装）。4.2 相关衡算4.2.1 发酵菌介绍高产菌株NLYT-2-801在10（） n?发酵罐中发酵情况，把高产菌株NLY-3-801 扩大培养，接入100 n?发酵罐中进行发酵，结果见表一：表一 高产菌株NLY-2-80I在100 m3发酵罐中发酵结果No.初糖 (g/L)产酸 （g/L）残糖 （g/L）转换率 （%）周期 (hr)1135.188.43.065.4502135.988.23.()64.951313788.72.964.5524136.187.82.764.550平均136.288.32.964.850.75衡算（1）生产能力的计算生产天数：300

11、天本次设计生产线3个100 n?发酵罐共同完成生产任务，生产线有效生产总 时间：300x24 h=7200h,每批产品发酵周期为50.75 h,得一年生产线可生产批 次140批次。每一批次生产能力：100x88.3 kg/n?=8.83xl（）3kg即8.83 t,每一批 次运输包装损耗按2%计算，得实际每批生产能力为：8.83t-8.83x2%=8.6l,从 而得年生产能力为8.6 tx 140x3=3612 t4.3 生产线平面布局（1）原料存放区用于存放原料的地方，作为生产之用。（2）蒸煮区蒸煮设备原料室相邻，将原料蒸煮利于下一步的糖化。（3）糖化区将上一步的原料进行糖化，供微生物发酵。

12、（4）调浆区调浆区将上一步的浆液调好，送入发酵罐发酵。（5）发酵区将调好的发酵液用于发酵生产衣康酸产品，然后经脱色、离心、干燥后得到 产品。5 .设备工艺选择5.1 罐子数的确立(1)发酵灌数的确定选取公称体积10()n?的机械搅拌通风发酵罐，总体积130m3,发酵罐数4个。 其中一个备用。(2)种子罐数的确定二级种子罐容积和数量的确定：以接种量为2%计算，则种子罐容积为V (种子)=V (发酵)x2%=100x2%=2 m3选取公称体积为5 m3种子罐，可以满足生产需要。种子罐与发酵罐对应上料。发酵罐每天需要3个,衣康酸的生产周期50.75 h, 因此种子罐数4个可以满足，其中一个用于备用。

13、一级种子罐大小容积和二级种子罐一样，二级种子罐需要3个，需二级种子 罐4个。考虑种子罐培养时间和菌种发酵时间，所以4个足可。其中一个作为备 用。5.2 管道选择5.2.1 发酵罐冷却管设计冷却水最终温度，t2=20C,冷却水初始温度，ti=l()CQ 6=1.1x104x161=1.771x106 KJ/hCP=4.18KJ/(kg)则可得最高热负荷下的耗水量：W= 1.771x106/(4.18x10)= 11.77 kg/s则冷却管的总截面积为：A=W/V=0.01177/1=0.01177 m2冷却管的总表面积为A=0.785d2n,取n=12则d=().()35 m查金属材料表选（p=

14、45x3.5无缝钢管5.2.2 发酵罐排料罐根据流体力学方程，以排料管为例，本罐实装lOOn?,设计LOh内排空, 则体积流量q为：q = 100/3600=0.028 m3/s设发酵液流速为v=l m/s,则排料管截面积：A= q/v = 0.028 m2A=0.785 d2则排料管直径为：d= VO.O28/O.785 = 0.2m5.2.3 发酵罐种子进料罐根据流体力学方程，以排料管为例，种子罐实装4 m3,设计1.0 h内排空, 设种子液流速为v=l m/s,则体积流量为：q =4/3600= 1x10-3 m3/s排料管截面积：A= q/v= 1 x 1 O3 m2排料管直径为：d= Vo.oo 1/0.785 = 0.03 m6 .总结优点：设计总体来说简单，工艺简单，容易完成。缺点：由于自身局限，生产能力方面，还需要提高。7 .参考文献1 11866fb84ae45c8d8c.html