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1、年產(chǎn)1000t發(fā)酵劑廠設(shè)計(jì)專 業(yè)：生物工程系 別：生命科學(xué)系制作成員：王思雨、秦琨、楊淑芳、王素貞指導(dǎo)老師：趙龍飛二0一0年三月摘 要本設(shè)計(jì)主要介紹了新建多菌種復(fù)合方便面制品發(fā)酵劑廠的生產(chǎn)工藝。對(duì)生產(chǎn)工藝流程、工藝技術(shù)參數(shù)、操作要點(diǎn)、工藝設(shè)備選型及產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)都做了具體說明。這種發(fā)酵劑是酵母菌種經(jīng)過糖蜜等營(yíng)養(yǎng)物純種擴(kuò)大培養(yǎng)、加工而成的，是一種純生物發(fā)酵劑，在適宜的條件下，產(chǎn)生大量的二氧化碳?xì)怏w，使面團(tuán)呈蜂窩狀結(jié)構(gòu)，疏松而富有彈性。與老面發(fā)酵等發(fā)酵方法相比，酵母發(fā)酵的優(yōu)越性在于：提高發(fā)酵食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，酵母主要是由蛋白質(zhì)和碳水化合物構(gòu)成的，并且含有豐富的B族維生素和微量元素。發(fā)酵使酵母大量繁

2、殖，從而加快了面團(tuán)的發(fā)酵速度并增加了饅頭的營(yíng)養(yǎng)。由于酵母純度很高，含雜菌量極少，因而在面團(tuán)發(fā)酵過程中產(chǎn)生的酸性物質(zhì)也少，可以省去加堿帶來的麻煩。目錄第一章 緒論11.1 本課題研究的意義11.2 本課題研究的內(nèi)容31.3 擬建規(guī)模3第二章 生產(chǎn)工藝32.1工藝流程 32.2生產(chǎn)工藝要點(diǎn)3第三章 工程計(jì)算書83.1 物料衡算83.2 用水計(jì)算103.3 用電量計(jì)算11第四章 設(shè)備選型124.1 發(fā)酵罐的設(shè)計(jì)124.2 離心機(jī)的設(shè)計(jì)134.3 低溫冰箱144.4 生化培養(yǎng)箱設(shè)計(jì)144.5 烘箱154.6 超凈工作164.7 高壓滅菌鍋17第五章 車間布置185.1 車間布置185.2 建筑結(jié)構(gòu)18

3、第六章 環(huán)境保護(hù)186.1 多菌種復(fù)合方便面制品酵劑廠廢水來源及處理186.2 綜合治理方案186.3 節(jié)能19第七章 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析20參考文獻(xiàn) 21IV 第一章 緒 論近百年來，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，發(fā)酵技術(shù)發(fā)生了劃時(shí)代的變革，已經(jīng)從利用自然界中原有的微生物進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)的階段進(jìn)入到，按照人的意愿改造成具有特殊性能的微生物以生產(chǎn)人類所需要的發(fā)酵產(chǎn)品的新階段，面制品就是發(fā)酵產(chǎn)品應(yīng)用最多的食品之一。面食品的風(fēng)味來源于面團(tuán)烘烤時(shí)產(chǎn)生的焦香、蒸制時(shí)的原料香和酵母發(fā)酵產(chǎn)生的特有酵香。經(jīng)一段時(shí)間的存放,面團(tuán)烘烤時(shí)的焦香與蒸制時(shí)的原料香逐漸揮發(fā)散失,只有酵香才能較長(zhǎng)時(shí)間地附著于面食品內(nèi)部組織的小氣室內(nèi),使面食

4、品保持特有的風(fēng)味。酵香是由面團(tuán)中的酵母經(jīng)發(fā)酵作用而產(chǎn)生,因此要獲得良好的酵香關(guān)鍵就在于對(duì)酵母在面團(tuán)中發(fā)酵程度的控制。發(fā)酵產(chǎn)品在面制品中的應(yīng)用改善面了制品的風(fēng)味。由于乳酸菌具有與酵母菌相近的生長(zhǎng)條件,如pH值為47,發(fā)酵溫度2537,都可以利用葡萄糖、果糖、麥芽糖等進(jìn)行發(fā)酵,在厭氧條件下,酵母菌發(fā)酵產(chǎn)生酒精,乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)生乳酸,同時(shí)酵母菌能為乳酸菌的生長(zhǎng)提供必要的生長(zhǎng)因子。因此把乳酸菌應(yīng)用于面包生產(chǎn)中,不僅可以改善面團(tuán)的發(fā)酵性能,而且能增加面包制品的香味發(fā)酵產(chǎn)品在面制品中的應(yīng)用提高了面制品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。利用乳酸菌和酵母菌相互依存、共生發(fā)酵的特點(diǎn)，以乳酸菌和酵母菌混合作為發(fā)酵劑，可研制營(yíng)養(yǎng)保健型面包

5、，進(jìn)一步提高面包的質(zhì)量，使之成為既具有營(yíng)養(yǎng)、色、香、味，還具有調(diào)節(jié)人體生理功能的食品。1.1本課題研究的意義我國(guó)面食品的生產(chǎn)目前以兩種方式進(jìn)行:一是家庭式的傳統(tǒng)生產(chǎn)，二是工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。家庭式面食品傳統(tǒng)生產(chǎn)采用自然發(fā)酵法;而工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)采用自然發(fā)酵的話則有以下缺點(diǎn)：自然發(fā)酵周期長(zhǎng)、雜菌及其他有害物質(zhì)污染無法控制、衛(wèi)生質(zhì)量難以保證。為了使我國(guó)傳統(tǒng)面食品由家庭的傳統(tǒng)生產(chǎn)向現(xiàn)代化、規(guī)模化、工廠化生產(chǎn)轉(zhuǎn)化;由自然發(fā)酵向混合發(fā)酵劑法邁進(jìn)，本研究旨在篩選出用于面食品發(fā)酵的優(yōu)良菌種，并對(duì)其生長(zhǎng)特性進(jìn)行研究，開發(fā)出用量小、郵寄儲(chǔ)藏方便，直接投入生產(chǎn)的多功能商品化的直投式發(fā)酵劑。研究成果對(duì)促進(jìn)和加快方便面食品

6、這一傳統(tǒng)食品的現(xiàn)代化生產(chǎn)，縮短面食品生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本，提高面食品的產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)品生產(chǎn)的技術(shù)含量和經(jīng)濟(jì)效益等均具有重要意義，直投式發(fā)酵劑特點(diǎn)具有如下特點(diǎn)：活力極高，菌數(shù)數(shù)量級(jí)在10cfu/g(喬發(fā)東等，1998;姜克芬，1995)以上，接種量在萬分之一以下，直接投入使用，廠家可省去發(fā)酵劑制備實(shí)驗(yàn)室保存、郵寄方便產(chǎn)品性狀穩(wěn)定，極大減少菌體性狀變異和噬菌體污染的機(jī)會(huì)增菌、凍干工藝成本略高，實(shí)際上，多菌種復(fù)合方便面制品發(fā)酵劑是在酵母菌的基礎(chǔ)上復(fù)合了其他菌種的酵母發(fā)酵劑，也就是人們常用火星干酵母。 活性干酵母是以固體形式存在，而不失去活性的酵母細(xì)胞產(chǎn)品?；钚愿山湍冈谑称饭I(yè)中，活性干酵母作為優(yōu)

7、良的發(fā)酵劑和生物膨松劑被用于面包、饅頭、包子、蘇打餅干等面食品的加工，制成的食品香松可口、別具風(fēng)味。與用化學(xué)發(fā)酵粉和老面頭發(fā)酵劑制成的食品相比較，具有發(fā)酵力強(qiáng)、營(yíng)養(yǎng)豐富、使用簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)在，酵母已成為目前世界上唯一年產(chǎn)量超過百萬噸的微生物。1.活性干酵母產(chǎn)品產(chǎn)量、產(chǎn)值穩(wěn)步增長(zhǎng)，生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大?；钚愿山湍感袠I(yè)處于快速發(fā)展期，全國(guó)的銷售量每年基本上以10-15 的速度遞增。2.活性干酵母品種由單一化向多樣化發(fā)展。按品種分，目前國(guó)產(chǎn)活性干酵母已問世正式推向市場(chǎng)的有家庭用小包裝面包酵母、面包高活性面包酵母（低糖）、面包高活性面包酵母（高糖）、耐高溫酒精活性干酵母、常溫酒精高活性干酵母、生香酒用高活

8、性干酵母、黃酒高活性干酵母、葡萄酒高活性干酵母、啤酒高活性干酵母等。3.國(guó)產(chǎn)活性干酵母的發(fā)酵技術(shù)、生產(chǎn)工藝逐步提高，裝備水平達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平糖蜜處理、雜菌控制、發(fā)酵、離心、過濾、干燥、包裝技術(shù)水平不斷提高，生產(chǎn)線自動(dòng)化程度不斷提高。單罐發(fā)酵產(chǎn)量逐漸增大，酵母收率逐漸提高，能耗逐漸降低。因此，多菌種復(fù)合發(fā)酵劑的研究， 具有十分廣闊的發(fā)展前景，市場(chǎng)潛力巨大。1.2本課題研究的內(nèi)容主要介紹新建多菌種復(fù)合方便面制品發(fā)酵劑廠生產(chǎn)車間的工藝設(shè)計(jì)，結(jié)合發(fā)酵機(jī)理和工藝，提出了操作的控制策略，重點(diǎn)探討了多菌種復(fù)合方便面制品發(fā)酵劑的發(fā)展、現(xiàn)狀、存在問題；多菌種復(fù)合方便面制品發(fā)酵劑的生產(chǎn)方案和生產(chǎn)工藝流程的設(shè)計(jì)；工

9、藝計(jì)算中的物料衡算、用電量的估算、用水量的估算、耗冷量的估算；發(fā)酵車間的主要設(shè)備選型、發(fā)酵工廠污水處理、環(huán)境保護(hù)和工廠節(jié)能以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益分析等。確定了適合實(shí)際生產(chǎn)的工藝條件，繪制出多菌種復(fù)合方便面制品發(fā)酵劑廠發(fā)酵工藝設(shè)計(jì)的相關(guān)圖。1.3擬建規(guī)模本廠擬建在黑龍江省勃利縣，此地是藍(lán)靛果的生產(chǎn)基地，有利于運(yùn)輸、節(jié)約成本。本廠為新建產(chǎn)房，新建的廠房主要有生產(chǎn)車間、實(shí)驗(yàn)間、貯料間、制冷間、水處理間、配電站和鍋爐房等設(shè)施。該廠總占地面積為8644m2。第二章 生產(chǎn)工藝發(fā)酵的方法有很多，如分批發(fā)酵、補(bǔ)料連續(xù)發(fā)酵和連續(xù)發(fā)酵等方法，我們采用的是分批發(fā)酵的方式進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是：操作簡(jiǎn)單、技術(shù)容易掌

10、握，易于控制雜菌污染。2.1 工藝流程 老面中分離菌種菌種的分離和純化菌種的保藏菌種斜面培養(yǎng)斜面菌種搖床培養(yǎng)種子液的擴(kuò)大培養(yǎng)培養(yǎng)種子液發(fā)酵罐培養(yǎng)發(fā)酵液離心菌體冷凍干躁真空包裝 2.2 生產(chǎn)工藝要點(diǎn) 2.2.1菌種的分離純化將特定的微生物個(gè)體從群體中或從混雜的微生物群體中分離出來的技術(shù)叫作分離；在特定環(huán)境中只讓 1種來自同一祖先的微生物群體生存的技術(shù)叫作純化。分離技術(shù)主要是稀釋和選擇培養(yǎng)。稀釋是在液體中或在固體表面上高度稀釋微生物群體，使單位體積或單位面積僅存留一個(gè)單細(xì)胞，并使此單細(xì)胞增殖為一個(gè)新的群體。最常用的為平板劃線法。如果所要分離的微生物在混雜的微生物群體中數(shù)量極少或者增殖過慢而難以稀釋

11、分離時(shí)，需要結(jié)合使用選擇培養(yǎng)法，即選用僅適合于所要分離的微生物生長(zhǎng)繁殖的特殊培養(yǎng)條件來培養(yǎng)混雜菌體，改變?nèi)后w中各類微生物的比例，以達(dá)到分離的目的。為保證分離到的微生物是純培養(yǎng)，分離時(shí)必須用。具體方法如下：取1克樣，在火焰旁加進(jìn)裝有99毫升無菌水的錐形瓶中，堵塞棉塞，制成菌懸液待用。取一培養(yǎng)皿置于實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，左手將培養(yǎng)皿打開稍許，向培養(yǎng)皿內(nèi)注入熔化的營(yíng)養(yǎng)固體培養(yǎng)基1012毫升，輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)培養(yǎng)皿，使其中的培養(yǎng)基分布均勻，平放桌上，使其凝成平板。然后在皿底用蠟筆劃分A、B、C、D幾個(gè)區(qū)。應(yīng)連續(xù)制作幾份平板培養(yǎng)基。將培養(yǎng)皿底部用姆指和無名指固定成傾斜狀態(tài)，在火焰旁將培養(yǎng)皿稍微打開。在此同時(shí)，用環(huán)狀接種針在

12、火焰旁取少許菌懸液，迅速送入培養(yǎng)皿內(nèi)，在平板培養(yǎng)基的一邊，作第1次平行劃線 67條，轉(zhuǎn)動(dòng)培養(yǎng)皿約70角，用燒過冷卻的接種針，通過第1次劃線部分作第2次平行劃線，然后再用同樣方法，作第3次平行劃線。劃線時(shí)，應(yīng)使平板培養(yǎng)基表面向下，以免空氣中雜菌落入。接種針應(yīng)與平板表面成30角左右。不要使接種針碰到培養(yǎng)皿邊緣，也不要將培養(yǎng)基劃破。 將劃線后的培養(yǎng)皿倒放在28左右的溫暖處進(jìn)行培養(yǎng)，待長(zhǎng)出菌落后，鑒定微生物類群，并根據(jù)鏡檢結(jié)果，判斷是否已分離到了純菌種。如果菌種很純，則可轉(zhuǎn)移到斜面培養(yǎng)基上進(jìn)一步培養(yǎng)。連續(xù)稀釋分離法和平板劃線法，均須在無菌室或接種箱內(nèi)進(jìn)行。微生物分離純化的注意事項(xiàng)1. 微生物培養(yǎng)的常用

13、器具及其滅菌試管、玻璃燒瓶、平皿（culturedish，Petri dish）等是最為常用的培養(yǎng)微生物的器具，在使用前必須先行滅菌，使容器中不含任何生物。培養(yǎng)微生物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)稱為培養(yǎng)基可以加到器皿中后一起滅菌，也可在單獨(dú)滅菌后加到無菌的器具中。最常用的滅菌方法是高壓蒸汽滅菌，它可以殺滅所有的生物，包括最耐熱的某些微生物的休眠體，同時(shí)可以基本保持培養(yǎng)基的營(yíng)養(yǎng)成分不被破壞。為了防止雜菌，特別是空氣中的雜菌污染，試管及玻璃燒瓶都需采用適宜的塞子塞口，通常采用棉花塞，也可采用各種金屬、塑料及硅膠帽，它們只可讓空氣通過，而空氣中的其他微生物不能通過。而平皿是由正反兩平面板互扣而成，這種器具是專為防止空

14、氣中微生物的污染。2. 接種操作用接種環(huán)或接種針分離微生物，或在無菌條件下把微生物由一個(gè)培養(yǎng)器皿轉(zhuǎn)接到另一個(gè)培養(yǎng)容器進(jìn)行培養(yǎng)，是微生物學(xué)研究中最常用的基本操作。由于打開器皿就可能引起器皿內(nèi)部被環(huán)境中的其他微生物污染，因此微生物實(shí)驗(yàn)的所有操作均應(yīng)在無菌條件下進(jìn)行，其要點(diǎn)是在火焰附近進(jìn)行熟練的無菌操作，或在無菌箱或操作室內(nèi)無菌的環(huán)境下進(jìn)行操作。操作箱或操作室內(nèi)的空氣可在使用前一段時(shí)間內(nèi)用紫外燈或化學(xué)藥劑滅菌。有的無菌室通無菌空氣維持無菌狀態(tài)。2.2.2菌種的保藏微生物的保藏方法有很多，我們采用的是冷凍保藏。將菌株處于冷凍狀態(tài)，使其代謝作用停止以達(dá)到保藏的目的。大多數(shù)微生物都能通過冷凍進(jìn)行保存，細(xì)胞

15、體積大者要比小者對(duì)低溫更敏感，而無細(xì)胞壁者則比有細(xì)胞壁者敏感。其原因與低溫會(huì)使細(xì)胞內(nèi)的水分形成冰晶，從而引起細(xì)胞，尤其是細(xì)胞膜的損傷。進(jìn)行冷凍時(shí)，適當(dāng)采取速凍的方法，可因產(chǎn)生的冰晶小而減少對(duì)細(xì)胞的損傷。當(dāng)從低溫下移出并開始升溫時(shí)，冰晶又會(huì)長(zhǎng)大，故快速升溫也可減少對(duì)細(xì)胞的損傷。冷凍時(shí)的介質(zhì)對(duì)細(xì)胞的損傷也有顯著的影響。例如，0.5 mol / L左右的甘油或二甲亞楓可透入細(xì)胞，并通過降低強(qiáng)烈的脫水作用而保護(hù)細(xì)胞；大分子物質(zhì)如糊精、血清蛋白、脫脂牛奶或聚乙烯吡咯烷酮（PVP）雖不能透入細(xì)胞，但可通過與細(xì)胞表面結(jié)合的方式而防止細(xì)胞膜受凍傷。因此，在采用冷凍法保藏菌種時(shí)，一般應(yīng)加入各種保護(hù)劑以提高培養(yǎng)物

16、的存活率。一般來說，保藏溫度越低，保藏效果越好。在常用的冷凍保藏方法中，液氮保藏可達(dá)到196。因此，從適用的微生物范圍、存活期限、性狀的穩(wěn)定性等方面來看，該方法在迄今使用的各種微生物保藏方法中是較理想的一種。但液氮保藏需使用專用器具，一般僅適合一些專業(yè)保藏機(jī)構(gòu)采用。與此相應(yīng)，冰箱保藏使用更為普遍。在各種基因工程手冊(cè)中，一般都推薦在70低溫冰箱中保存菌株或細(xì)胞的某些特殊生理狀態(tài)（添加甘油做保護(hù)劑）。2.2.3菌種斜面培養(yǎng)菌種的斜面培養(yǎng)必須有利于菌種生長(zhǎng)而不產(chǎn)酸，并要求斜面菌種絕對(duì)純，不得混有任何雜菌和噬菌體，培養(yǎng)條件應(yīng)有利于菌種繁殖，培養(yǎng)基以多含有機(jī)氮而不含或少含糖為原則。(1)斜面培養(yǎng)基組成葡

17、萄糖 0.1%，蛋白陳 1.0%，牛肉膏 1.0%，氯化鈉 0.5%，瓊脂 2.02.5%，pH 7.07.2（傳代和保藏斜面不加葡萄糖）。(2)培養(yǎng)條件3334，培養(yǎng)1824h。2.2.4斜面菌種搖床培養(yǎng)在食用菌生產(chǎn)中投入最大的是菌種，菌種的純度、活力、培育時(shí)間和抗雜能力，決定著生產(chǎn)的成敗。傳統(tǒng)的固體菌種萌發(fā)遲緩三四級(jí)地代代轉(zhuǎn)接，一轉(zhuǎn)就是半年，并且污染率高。要實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、工廠化、標(biāo)準(zhǔn)化和周年生產(chǎn)，并與國(guó)際接軌，提高栽培效益，就必須解決目前菌種生產(chǎn)落后的方式。液體菌種具有固體菌種所不可比擬的優(yōu)勢(shì)，液體菌種制作程序簡(jiǎn)單、生產(chǎn)周期短、菌齡一致、接種方便、生產(chǎn)成本低、效率高、保證菌種質(zhì)量，適宜工廠化

18、生產(chǎn)。液體菌種可用搖瓶培養(yǎng)的方式生產(chǎn)，因此，采用深層發(fā)酵培養(yǎng)的方法日益受到重視，近幾年來已得到了很大的發(fā)展。2.2.5種子液擴(kuò)大培養(yǎng)發(fā)酵過程中種子擴(kuò)大培養(yǎng)的主要目的是為了獲得大量的活力強(qiáng)的種子，以便在發(fā)酵罐的發(fā)酵培養(yǎng)過程中盡可能地縮短延遲期。延遲前的長(zhǎng)短受到種子的接種量、接種齡及其生理?xiàng)l件的影響。所以，種子最好是在其對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期接種，因?yàn)檫@時(shí)的種子濃度達(dá)到一定的水平，且微生細(xì)胞具有較強(qiáng)的代謝活力。種齡對(duì)于能生長(zhǎng)芽孢的種子由其重，因?yàn)檠挎呤窃趯?duì)數(shù)生長(zhǎng)期后期才開始形成的，如果接種物中含有很大比例的芽孢，將給隨后的發(fā)酵帶來較長(zhǎng)的延遲期。 2.2.6種子液發(fā)酵罐培養(yǎng)微生物發(fā)酵生產(chǎn)的水平除了取決于生產(chǎn)菌種

19、的性能，還需要有最佳的環(huán)境條件即最佳的發(fā)酵工藝條件，如營(yíng)養(yǎng)要求、培養(yǎng)溫度、PH條件、對(duì)氧的需求等。1.溫度 選擇最適發(fā)酵溫度應(yīng)該考慮兩個(gè)方面，即微生物生長(zhǎng)的最適溫度和產(chǎn)物合成的最適溫度。2.PH 一般最適PH是根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果來確定的，通常將發(fā)酵培養(yǎng)基調(diào)節(jié)不同的起始PH值，在發(fā)酵過程中定時(shí)測(cè)定、并不斷調(diào)節(jié)PH值，以維持其起始PH值，或利用緩沖劑來維持發(fā)酵液的PH。3.氧 不同的微生物對(duì)于氧的需求不同，供氧不足，會(huì)抑制好氧微生物的生長(zhǎng)代謝兼性微生物如酵母、乳酸菌在無氧情況下，通常酵解獲得能量。而氧對(duì)絕對(duì)厭氧微生物則是一種毒害。微生物的生長(zhǎng)代謝過程是動(dòng)態(tài)變化過程，屬于開放系統(tǒng)，即細(xì)胞是在不斷地與外界環(huán)

20、境進(jìn)行各種物質(zhì)交換。發(fā)酵參數(shù)可以正確地反映發(fā)酵條件和代謝的變化。因此要對(duì)其進(jìn)行不斷的測(cè)量。1物理參數(shù)檢測(cè)，直接參數(shù)，主要有溫度、生物熱、攪拌速度、和攪拌功率、通氣量、罐壓、發(fā)酵液黏度、消沫劑和發(fā)酵液計(jì)量等。2.化學(xué)參數(shù)檢測(cè)，直接參數(shù)，包括PH值、溶解氧濃度、二氧化碳濃度、細(xì)胞濃度、基質(zhì)濃度、產(chǎn)物濃度等參數(shù)。3.間接參數(shù)檢測(cè)，包括數(shù)據(jù)處理、間接數(shù)據(jù)的獲得。2.2.7發(fā)酵液離心取發(fā)酵液按下列離心條件進(jìn)行離心:(1)4000r/minX10min(2)4000r/minx20min(3)6000r/ininx10min(4)6000r/minX20離心完畢取上清液和菌泥進(jìn)行活菌計(jì)數(shù)，確定最佳離心條件

21、。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:離心條件最好的是IOmin，6O00r/min，上清液中幾乎沒有菌體存在，而20 min，4000r/min的效果則與它相近似，從節(jié)能的角度考慮，可選20min400Or/min作為制備懸浮液的離心條件。2.2.8菌體冷凍干躁采用冷凍干燥法制備發(fā)酵劑，干燥處理過程會(huì)破壞微生物細(xì)胞膜，引起細(xì)胞大幅度死亡。為了使菌體有較高的存活率，同時(shí)在貯存期內(nèi)使用時(shí)，能迅速恢復(fù)活力，快速凝乳?？赏ㄟ^添加低溫保護(hù)劑使細(xì)胞懸浮的方法降低活菌損失。第三章 工藝計(jì)算書3.1物料衡算多菌種復(fù)合方便面制品發(fā)酵劑廠物料計(jì)算主要項(xiàng)目為培養(yǎng)基。3.1.1工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)生產(chǎn)規(guī)模： 1000噸/年 發(fā)酵劑生產(chǎn)

22、方法： 分批發(fā)酵法生產(chǎn)天數(shù)： 300天/年 3天一周期 共100個(gè)周期產(chǎn)品年產(chǎn)量： 1000噸 每周期： 10噸產(chǎn)品質(zhì)量： 濃度為100% 3.1.2計(jì)算根據(jù)上面數(shù)據(jù)，首先進(jìn)行生產(chǎn)1000kg多菌種復(fù)合方便面制品發(fā)酵劑的物料衡算，然后再進(jìn)行1000噸/年多菌種復(fù)合方便面制品發(fā)酵劑的物料衡算。通過實(shí)驗(yàn)得出，每1000ml培養(yǎng)基培養(yǎng)三天可產(chǎn)出20g凍干菌。1噸=1000kg 20g=0.02kg 每噸需要培養(yǎng)基的量：1000/0.02=50000L（1） 生產(chǎn)1000kg多菌種復(fù)合方便面制品發(fā)酵劑的培養(yǎng)基需要量： 牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基（1L）培養(yǎng)基配方：牛肉膏 3g蛋白胨 10gNacl 5g水 1

23、000mLPH 7.07.2酵母培養(yǎng)基（1L） 培養(yǎng)基配方：酵母粉 10g蛋白胨 20g葡萄糖 20g水 1000mLPH 6.0（2）每周期用量為：牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基（500000L）培養(yǎng)基配方：牛肉膏 3g500000=1500000g=1.5噸蛋白胨 10g500000=5000000g=5噸Nacl 5g500000=2500000g=2.5噸水 1000mL500000=500 m 3PH 7.07.2酵母培養(yǎng)基（500000L）培養(yǎng)基配方：酵母粉 10g500000=5000000g=5噸蛋白胨 20g500000=10000000g=10噸葡萄糖 20g500000=100000

24、00g=10噸水 1000mL500000=500000L=500 m 3PH 6.0（3）總量為：牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基培養(yǎng)基配方：牛肉膏 1.5噸100=150噸蛋白胨 5噸100=500噸Nacl 2.5噸100=250噸水 500 m 3100=50000 m 3PH 7.07.2酵母培養(yǎng)基培養(yǎng)基配方：酵母粉 5噸100=500噸蛋白胨 10噸100=1000噸葡萄糖 10噸100=1000噸水 500 m 3100=50000 m 3PH 6.0牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基物料衡算表物料用量 生產(chǎn)1000kg用量每批用量每天用量1000噸/a用量牛肉膏0.15噸1.5噸150噸蛋白胨0.5噸5噸5

25、00噸Nacl0.25噸2.5噸250噸水50 m 3500 m 350000 m 3PH7.07.27.07.27.07.27.07.2酵母培養(yǎng)基物料衡算表物料用量生產(chǎn)1000kg用量每批用量每天用量1000噸/a用量酵母粉0.5噸5噸500噸蛋白胨1噸10噸1000噸葡萄糖1噸10噸1000噸水50 m 3500 m 350000 m 3PH6.06.06.06.03.2用水計(jì)算3.2.1 發(fā)酵用水量每1L培養(yǎng)基培養(yǎng)三天可產(chǎn)出20g凍干菌。每周期用水量：10000kg/0.02kg=500000L=500m3=500t年用水量：500m3100=50000 m3=50000t3.2.2 發(fā)

26、酵洗滌用水量發(fā)酵罐體積以25 m3，取容器的裝填系數(shù)為80%，則每罐實(shí)際發(fā)酵體積為：2580%=20 m3，則需要的發(fā)酵罐個(gè)數(shù)為：5000020=25個(gè)，取為25個(gè)罐。取每個(gè)發(fā)酵罐的洗滌用水為4t，則發(fā)酵洗滌用水量為：每周期用水量：425=100 t年用水量：100100=10000t3.2.3 地面沖洗用水量地面沖洗用水取為每班2t，年生產(chǎn)時(shí)間約為300天，年用水量：2300=600t3.2.4 包裝生產(chǎn)線用水量每年包裝生產(chǎn)線取為200天，每天一班。每天清洗地面、設(shè)備等用水為1t。年用水量為：2001=200t。3.2.5 噸發(fā)酵劑用水量整個(gè)發(fā)酵劑生產(chǎn)過程用水量為：50000+10000+6

27、00+200=60800t則噸酒用水量為： 608001000=61t。3.3用電量計(jì)算3.3.1制冷用電估算(1) 發(fā)酵冷卻的用電量發(fā)酵時(shí)，25個(gè)罐同時(shí)需降溫，每罐取2天，共100個(gè)輪次，則發(fā)酵工序降溫所需的冷卻用電為：25224（65+2.2）0.8=15483kw(2) 冷凍處理的用電量發(fā)酵劑冷凍處理時(shí)，每罐為5t，冷卻為5h，每小時(shí)處理量為1.5t，1000t酒共需冷凍時(shí)間為：10001.5=666.67h，取制冷機(jī)的電機(jī)效率為80%，則冷凍處理時(shí)的用電量為：666.67（65+2.2）0.8=35840kw (3) 冷凍攪拌用電量在整個(gè)冷凍處理期間，要不停地?cái)嚢瑁秒娏繛椋?66.6

28、72.20.8=1173.34kw 則制冷工序總用電量為:35840+15483+1173.34=52496.3kw 3.3.2 包裝工序的用電估算年包裝1000t發(fā)酵劑的實(shí)際生產(chǎn)時(shí)間為100410000.751200=1115.6h，包裝流水線的電機(jī)總功率為20kw，取工作系數(shù)為80%，則包裝工序總用電量為：1115.6200.8=17850kw3.3.3照明用電估算在發(fā)酵期間全天24h生產(chǎn)，最長(zhǎng)時(shí)間為300天，照明燈為200W燈泡10只，每天14h，則用電量為：0.21014300=8400kw其它時(shí)間基本上白班生產(chǎn)，照明用200W燈泡5只，每天平均2h，則照明用電量為：0.252300=

29、600kw照明共用電量為：8400+600=9000kw生產(chǎn)過程的總用電量為：1140+688+1040+6314+17850+9000=81428.3kw 第四章 設(shè)備選型4.1發(fā)酵罐的設(shè)計(jì)4.1.1發(fā)酵罐數(shù)量的確定發(fā)酵罐體積以25 m3，取容器的裝填系數(shù)為80%，則每罐實(shí)際發(fā)酵體積為：2580%=20 m3，則需要的發(fā)酵罐個(gè)數(shù)為：5000020=25個(gè)，取為25個(gè)罐。4.1.2發(fā)酵罐的選型發(fā)酵罐尺寸的確定發(fā)酵罐設(shè)計(jì)為圓柱斜底圓錐蓋罐，材質(zhì)選用不銹鋼板，型號(hào)為304，厚度為3mm，取罐的徑高比為1:2，即H=2D。由 則，得：D=2.4m H=4.8m 查相應(yīng)表的封頭高H封=ha+hb=57

30、5+40=615mm驗(yàn)算全容積V全: = =0.7852.4222.4+22.43+0.7852.420.05 =25.54m3比需要的發(fā)酵罐容積大，可以滿足要求。種子罐主要技術(shù)參數(shù)和性能參數(shù)型號(hào)容積 (M3)5.0筒體直徑(Dgmm)1400筒體高度H(mm)3200換熱面積 M21500攪拌軸轉(zhuǎn)速 r.p.m180-220攪拌軸功率 KW7.5-18.54.2離心機(jī)的設(shè)計(jì) 發(fā)酵液是一種分散度很高、且具有膠體性質(zhì)的顆粒之懸浮液，工業(yè)生產(chǎn)中往往采用離心機(jī)來進(jìn)行分離。LGZ系列離心機(jī)是一種立式自動(dòng)刮刀下部卸料、程序控制、自動(dòng)循環(huán)工作過濾離心機(jī)。配置全密閉可開式機(jī)蓋、平板機(jī)座、變頻調(diào)速?？勺詣?dòng)程序

31、控制完成進(jìn)料、分離、洗滌、脫水、卸料等工序，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)近距離控制。適合分離含固相物粒度大于0.05mm的懸浮液，適用于食品、制藥、保健品、國(guó)防等行業(yè)。巴圖離心機(jī)D3187M型是一種全密閉無菌操作高速噴嘴型碟片時(shí)離心機(jī)，轉(zhuǎn)速較高。分離因數(shù)達(dá)9000，分離物料不與外部環(huán)境接觸，特別適用于尋藥無菌操作的成品或半成品的風(fēng)力操作，生產(chǎn)能力可達(dá)60m3/h。 主要技術(shù)參數(shù)和性能參數(shù)型號(hào)LGZ1250-N轉(zhuǎn)鼓直經(jīng)(MM)400轉(zhuǎn)鼓有效容積L500裝料限度(KG)1000轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速r/min800分離因素700電機(jī)動(dòng)率KW22機(jī)器重量(KG)5500外型尺(ABC)MM235018002500離心機(jī)數(shù)量的確定：每

32、天需離心500000/3（L）=170000（L）離心機(jī)臺(tái)數(shù)：170000/500=340臺(tái)離心機(jī)數(shù)量的確定：每天需離心500/3（m3）=170（m3）離心機(jī)臺(tái)數(shù)：170/60=3臺(tái)4.3低溫冰箱主要技術(shù)參數(shù)和性能參數(shù)型號(hào)DW-HL538總有效容積(L)538儲(chǔ)藏溫度-10-86輸入功率(w)2000外型尺寸(深x寬x高)mm940*840*1999氣候類型N制冷方式直冷重量(kg)320低溫冰箱主要做菌種保藏用，因此只需一臺(tái)。4.4設(shè)備生化培養(yǎng)箱主要技術(shù)參數(shù)和性能參數(shù)型號(hào)L20495控溫范圍0-60溫度分辨率0.1恒溫波動(dòng)度0.5溫度均勻度1電源電壓220V 50Hz工作環(huán)境溫度+535輸

33、入功率450W內(nèi)膽尺寸(mm)500370800外形尺寸(mm)6005751325載物托架（標(biāo)配）3塊定時(shí)范圍1-9999min4.5烘箱主要技術(shù)參數(shù)和性能參數(shù)型號(hào)L1040243溫度傳感器鐵-康銅控制系統(tǒng)可編程處理器PID溫度偏差2溫度波動(dòng)1定時(shí)器1-999分鐘+設(shè)定鎖定容量，升32架子數(shù)2安全自動(dòng)調(diào)器氣體膨脹自動(dòng)調(diào)溫器(50-300)電源功率700W內(nèi)部材料不銹鋼外部材料涂環(huán)氧聚酯鋼內(nèi)(W*D*H)mm330*300*330外(W*D*H)mm560*480*6804.6超凈工作主要技術(shù)參數(shù)和性能參數(shù)型號(hào)L1590023凈化級(jí)別ISO 5（100級(jí)）凈化標(biāo)準(zhǔn)ISO14644-1平均風(fēng)速0

34、.2-0.6M/S氣流形式垂直豎直流噪音40dB(A)震動(dòng)X.Y.Z方向均1um外形尺寸(L)1250*(W)600*(H)1300工作區(qū)(L)1220*(W)500*(H)500光照度350LX照明40W日光燈&紫外燈各一套使用功率350W重量82kg4.7高壓滅菌鍋主要技術(shù)參數(shù)和性能參數(shù)型號(hào)L2240108容積24.8L適用長(zhǎng)度500mm腔內(nèi)尺寸250mm*510mm電壓220v/50hz功率1800w主機(jī)外形尺寸146015282300托盤規(guī)格370共5層(帶壓蓋)整機(jī)功耗4000VA電源380V 50Hz第五章 車間布置5.1車間布置設(shè)計(jì)排水溝盡量位于經(jīng)常排污、排水設(shè)備的下面，保證車間

35、排水、排污要求（這里指分支排水溝）；設(shè)備與設(shè)備、設(shè)備與墻之間均要留出適當(dāng)?shù)目障?，不但可以保證操作方便，而且便于維修和清洗；由于液體的輸送全部采用管路，而且分支管路多，因此管路布置比較復(fù)雜，故采用兩層管路設(shè)計(jì)，基本上是沿墻壁走，便于管路安裝和維修；調(diào)配系統(tǒng)與灌裝系統(tǒng)隔開，避免車間交叉污染；更衣室置于車間入口處，工人先更衣、再經(jīng)洗手、消毒后才能進(jìn)入車間，保證車間衛(wèi)生，工人進(jìn)入車間必須穿工作服、膠鞋等。5.2建筑結(jié)構(gòu)根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，除發(fā)酵間其余各車間都是一層。發(fā)酵間的高度為10m，第一層高為4m，第二層高為6m，便于氣體的排放。其余車間均為5m。屋面為輕鋼屋架結(jié)構(gòu)，主體為磚混結(jié)構(gòu)二四墻。車間采用雙

36、扇折疊鋼門，尺寸為32.4m。采用鋁合金推拉窗戶，窗下緣離地面1m，窗戶尺寸1.81.8。采用排風(fēng)扇通風(fēng)，增加通風(fēng)量。窗戶采光。第六章 環(huán)境保護(hù)6.1多菌種復(fù)合方便面制品發(fā)酵劑廠廢水來源及處理6.1.1多菌種復(fù)合方便面制品發(fā)酵劑廠的廢水來源本項(xiàng)目生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢水有原料清洗排污水、設(shè)備清洗污水、地面清洗污水、生活污水。6.1.2多菌種復(fù)合方便面制品發(fā)酵劑廠的廢水處理在工藝設(shè)計(jì)上采用一些較為成熟的先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，可以大大地減少耗水和污水排放量，如在生產(chǎn)中采用“復(fù)水回用”，在生產(chǎn)中大量使用工藝過程水回用，不僅可以減少清水用量，還可把廢水的排放降到最低點(diǎn)。為了減少污水處理的投資，根據(jù)污水種類及污染程

37、度不同，分別采用不同的方法處理后再匯集排放，使有限的投資發(fā)揮最大治理效果，處理方法如下：a.基本無污染水：直接排放。b.原料清洗水：經(jīng)沉淀直接排放及回用。c.需處理污水廢水處理裝置工藝流程圖 ：調(diào)解池曝氣池（1）沉淀池（1）曝氣池（2）沉淀池（2）氧化塘1200t/d 回 回 流150% 流 150% 出水：6040pm 吸水井 污泥消化池 污泥脫水 焚燒6.2綜合治理方案項(xiàng)目建設(shè)中嚴(yán)格按照國(guó)家規(guī)定的環(huán)境治理三同時(shí)的原則，對(duì)本項(xiàng)目建設(shè)中需要監(jiān)控的環(huán)節(jié)，請(qǐng)環(huán)保部門給予鑒定。 (1)噪聲處理選用低噪音設(shè)備，對(duì)噪音較高的設(shè)備設(shè)減震墊，進(jìn)出口風(fēng)管采用軟連接。生產(chǎn)車間密閉，使用隔音玻璃，減少噪音污染。(

38、2)其它廠區(qū)四周及空地植樹植草種花，補(bǔ)償項(xiàng)目引起的植被損失，并減少四周其他企業(yè)對(duì)廠區(qū)的污染以及生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的污染。在生產(chǎn)過程中，委托環(huán)保部門進(jìn)行經(jīng)常性的環(huán)境檢測(cè)，以求達(dá)到環(huán)境保護(hù)的各項(xiàng)指標(biāo)。6.3節(jié)能能源是工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的基礎(chǔ)，節(jié)約能源是我國(guó)一項(xiàng)長(zhǎng)期的戰(zhàn)略任務(wù)?，F(xiàn)在我國(guó)能源利用率很低，能源消耗指標(biāo)很高，按產(chǎn)值計(jì)算是世界上工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的34倍。因此，節(jié)約能源不僅極其必要，而且潛力很大。它是提高生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的一個(gè)重要方面。如何應(yīng)用現(xiàn)代新技術(shù)、新方法，節(jié)約電能，降低產(chǎn)品成本，提高經(jīng)濟(jì)效益可采用以下方法：(1)運(yùn)用好現(xiàn)代科學(xué)管理手段；(2)減少停車時(shí)間,提高設(shè)備利用率；(3)建立良好的安全技術(shù)措施；(

39、4)杜絕使用大功率電動(dòng)機(jī)； (5)更換調(diào)整已經(jīng)多次重新繞組的低效電機(jī)；(6)使用高效節(jié)能電機(jī)；(7)使用電容器提高電機(jī)功率因數(shù)；(8)使用能量控制器使電機(jī)功率因數(shù)最大；(9)建立有效的設(shè)備維修計(jì)劃。上述各項(xiàng)措施，將為本項(xiàng)目建成投產(chǎn)后搞好節(jié)能工作創(chuàng)造有利條件。第七章 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)估算出各種經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1投資估算本項(xiàng)目固定資產(chǎn)總投資555.74萬元，流動(dòng)資產(chǎn)總投資102.4萬元2產(chǎn)品成本估算本項(xiàng)目生產(chǎn)成本568.88萬元，銷售成本703.84萬元，3技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)本項(xiàng)目投資利潤(rùn)率70.37%，投資回收期3.37年。參考文獻(xiàn)1.食品發(fā)酵技術(shù);岳春; 2008-9-1;化學(xué)工業(yè)出版社2.發(fā)酵工藝學(xué);何建勇; 2009-08-01; 中國(guó)醫(yī)藥科技出版社 3.發(fā)酵分析檢驗(yàn)技術(shù);姜淑榮; 2008-2-1; 化學(xué)工業(yè)出版社4.食品工廠設(shè)計(jì); 何東平;2009-5-1; 中國(guó)輕工業(yè)出版社5.食品工廠設(shè)計(jì); 李洪軍;2005-5-1; 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社注 意1 封面我做了簡(jiǎn)單調(diào)整；2 嚴(yán)格按照學(xué)校和系上的畢業(yè)設(shè)計(jì)/論文的格式去統(tǒng)一整理；3 目錄中的頁碼需要調(diào)整，對(duì)齊；4 文章中表格顏色、字體、符號(hào)等認(rèn)真修改，別全部拷貝別人的東西，要有自己的想法或設(shè)計(jì)；5 文章中所有表格用三線表；6 參考文獻(xiàn)的格式不對(duì)！21