山东轻工业学院2012届本科毕业设计
车间的外观美，能给常年在车间内工作的人员以美好印象，获得愉悦的心情，装置布置的外观美表现在以下几个方面：
1、设备排列整齐，成条成块；
2、塔群高低排列协调，人孔尽可能排齐，并都朝向检修道路侧； 3、框架、管廊主柱对齐纵横成行； 4、建筑物轴线对齐，立面高矮适当； 5、管道横平竖直，避免不必要的偏置歪斜； 6、检修道路与工厂系统对齐成环形通道； 7、与相邻装置布置格局协调。
第五章 工艺流程
5.1海藻糖生产工艺流程
菌种培养→细胞破碎→海藻糖合成酶提取 活性炭 ↓ ↓ 麦芽糖（配料罐）→生物转化（转化罐）→过滤(板框过滤机) →脱色→炭渣 ↑ ↓ 脱盐 ↓ 麦芽糖← 分离 ↓ 结晶 ↓ 干燥 ↓ 包装 5.2微生物的培养
①出发菌株 本实验采用带有氨苄抗性的大肠杆菌。 ②种子培养基
葡萄糖 20~40g/L KH2PO4 1g/L 蛋白胨 5g/L MgSO4 0.5g/L
16
山东轻工业学院2012届本科毕业设计
酵母膏 1 g/L CaCO3 5g/L Na2HPO4 0.6g/L
③培养温度：27℃。种龄：24h。摇床转速：200r/min。装液量：每500ml三角瓶装100ml培养基。灭菌：115℃，30min。 ④发酵培养基 同种子培养基
⑤发酵培养条件 接种量：1％。温度：27℃。pH：7.0。发酵周期：40h。酶活力：发酵液：菌体胞内＝35：65（总酶活力0.75U/ml）
5.3配置麦芽糖溶液车间
在配料罐中麦芽糖加水配制成浓度大约为30%麦芽糖溶液，然后适当加入酸碱调节ph=7.0左右。
5.4转化车间
(1) 转化
将配置好的麦芽糖溶液导入转化罐转化，将转化温度保持在35℃，pH保持在7.0左右。搅拌反应48h。终止转化，然后升温至80℃，保持10min，使酶灭活。然后将转化液送入提取工序。 (2)仪表控制
对于转化过程中有关重要的参数如pH、温度、压力、流量等进行仪表控制,各参数的控制均采用在位表与远传数显表相互参照，其中pH电极控制碱液的流加。
5.5提取车间
1、过滤
采用板框式过滤，除去醪液中的大颗粒杂质，以方便后续程序的进行。 2.脱色
过滤醪液中含有色素等杂质，它们都具有较大的比表面积和表面能，较易被吸附剂(特别是多孔性固体吸附剂)所吸附。色素在转化液过滤时，可以穿透过滤介质，被菌体残渣带走的仅是一少部分，本工艺采用粉末状流活性炭脱色。活性炭对色素具有很强的吸附作用。活性碳用量为2%，进行板框过滤。 3.脱盐
过滤醪液有很多多两性电解质，在酸性条件下带有正电荷，在碱性条件下带有负电荷。本工艺采用离子交换柱法脱盐（H+型和OH-型树脂），四根不锈钢离子交换柱串联。然后得到麦芽糖糖浆。 4.分离
在传统的分离方法生产时，海藻糖的产率不是很高，而用模拟移动床则能达到较高的分离效率。模拟移动床是一种利用吸附原理进行液体分离操作的传质设
17
山东轻工业学院2012届本科毕业设计
备。在色谱分离中对不同组分进行分离，主要是利用各种组分在色谱柱中的迁移速率不同来完成的。假设A和B两种组分的分离，A和B对固体的吸附力是不同的（其中B比A对固体的吸附力要强，因而B在色谱柱中的迁移速率比A小），这就存在一个合适的速度（介于A、B两种组分迁移速率之间）让固体与溶剂作反向运动，从而使得A向上游移动、B向下游移动，从而完成了A与B的分离它是以逆流连续操作方式，通过变换固定床吸咐设备的物料进出口位置，产生相当于吸附剂连续向下移动，而物料连续向上移动的效果。这种设备的生产能力和分离效率比固定吸附床高，又可避免移动床吸附剂磨损、碎片或粉尘堵塞设备或管道以及固体颗粒缝间的沟流。转化醪液经过滤脱色再经模拟移动床分离，海藻糖浓度可达到50% 。 5.浓缩
浓缩是将离交液进行减压蒸发，浓缩罐压力为-0.08～-0.095MPa,考虑到蒸汽的利用效率，浓缩设备可选用三效浓缩设备。浓缩过程中往往会形成大量泡沫上浮，造成跑料，此时要打开进气阀门(或进料阀门)，做一、二次破真空操作，即可稳定。浓缩过程中要经常检测浓缩液的浓度，防止浓缩过头，海藻糖在浓缩罐内结晶,要注意经常向浓缩锅中补料,防止蒸汽换热器发生干烧现象,造成换热管堵塞 6.结晶
浓缩结束后，浓缩液在结晶罐中进行结晶，结晶浓度大于50%，然后进行离心分离。
离心分离：结晶结束后，用离心机将晶体和母液分离,分离过程中用去离子水清洗掉晶体表面的杂质,冲洗水一起回收，本工艺采用用连续离心分离设备。
本工段是将结晶工段离心分离得到的重结晶湿晶体在流化干燥床中干燥，干燥温度小于80℃，离心分离湿结晶含水大约10%，干燥至含水小于1%，该机由振动电机驱动，以某一固定频率、沿一定方向做周期振动，粒状海藻糖颗粒在机内呈流化状态，与热风充分接触，完成传质传热的过程，达到干燥的目的。
5.6包装、标志、贮存及运输
(1)本产品用纸箱做外包装，内包装采用药用塑料瓶，每瓶净重1kg，允许误差±20g。
(2)每批产品出厂前都应附有质量合格证书，内容包括厂名称、批号、生产日期、净重、检验代号等。
(3)运输过程中应注意防潮，贮于阴凉、干净、通风良好的库房内，不宜露天堆放。
(4)在贮藏运输过程中，不得与有色、异味物质混装、混运或一起堆放。
18
山东轻工业学院2012届本科毕业设计
第六章 海藻糖生产工艺计算与设备
6.1配制麦芽糖溶液车间
本设计是年产2000吨的海藻糖工艺设计，规定每年300个工作日，管理职能科室执行日白班制，每班8小时，生产车间执行日三班制，每班8小时。则日产量为2000÷300＝6.67吨，取整一天7吨。现在海藻糖工厂的转化率为65%左右，提取率为80％。
a.计算配料罐罐个数及容积
日用麦芽糖量：7÷65%÷80%=13.46t/d
麦芽糖浓度为30%，则日需麦芽糖溶液量：13.46÷30%=44.87t/d 日需水量：44.87×70%=31.409t/d
综上所述，配制麦芽糖溶液车间每天用水量为31.409t/d，用汽量为0，麦芽糖用量为13.46t/d。
综上所述，配制30%的麦芽糖溶液，.配料罐选60m31个。 b.用气量计算
为了使麦芽糖充分溶解，制成麦芽糖糖浆，需对配料罐进行加热，温度为60℃。原料初始温度20℃，水的比热容为4.1868 kJ/kg·℃，麦芽糖糖（绝干）的比热容为2.38KJ/kg. ℃。
Cp=4.1868×o.7+2.38×0.3=3.645 KJ/kg. ℃
蒸汽的热效率，取η=95%，汽化潜热I=2725.3 kJ/kg，30%麦芽糖溶液的密度为1.30kg/ m3，升温所需要的蒸汽用量：3.645×60×103 ×0.75×1.30×（60-20）/（2725.3 ×0.95）=3294.4kg＝3.3t 所以，每天用蒸汽量为3.3t c.用水量计算
每天需要冲洗配料车间，每天需水量为2t，每天配料需水量为31.41t，所以，配料车间每天需水量为33.41t。
6.2、转化车间计算
a.计算转化罐个数及容积
（1）全年按300天生产期计，转化液含海藻糖19.5%（65%×30%），提取率80%，日放罐糖液为： 2100/300÷19.5%÷80%=44.87t
30％麦芽糖液的密度为1.3t/m3，糖液体积为： 44.87÷1.3＝34.52m3
转化罐容量60m3，投料系数75%，单罐产量：
19
山东轻工业学院2012届本科毕业设计
50×75%×1.3×19.5%×80%=7.61t 全年应放罐次数:
2100÷7.61=275.95次/年，取276次/年 每批转化周期48小时计
每支转化罐全年放罐次数为:300×24÷48=150 应设转化罐个数为276÷150=1.84个，取2个 所以，转化罐取50m32个。 (2)接种量的计算
1g干菌体可以生成24g海藻糖，要生成2100t海藻糖，
则需要干菌体的量：2100÷80％÷65％÷24＝168.27t，每天需要0.56t干菌体。 b.用汽量计算
配制了麦芽糖溶液后，打入转化罐并在120℃下进行高温灭菌30min，原料初始温度60℃（经配料罐加热），水的比热容为4.1868 kJ/kg·℃，麦芽糖糖（绝干）的比热容为2.38KJ/kg. ℃。
Cp=4.1868×o.7+2.38×0.3=3.645 KJ/kg. ℃ （1）麦芽糖溶液灭菌升温阶段
蒸汽的热效率，取η=95%，汽化潜热I=2725.3 kJ/kg，30%麦芽糖溶液的密度为1.30kg/ m3，单罐升温所需要的蒸汽用量：3.645×50×103 ×0.75×1.30×（120-60）/（2725.3 ×0.95）=4117.99kg
2个转化罐升温阶段需要的蒸汽量为：4117.99×2=8235.98kg=8.236t 由于麦芽糖溶液是间断性灭菌，每个罐加热升温阶段为1h，则蒸汽的流量为4.12÷1=4.12t/h
（2）麦芽糖溶液灭菌保温阶段：保温阶段需要0.5h，则需要的蒸汽量为: 蒸汽流量×恒流时间=4012×0.5=2.06t 单罐灭菌总蒸汽量为：2.06+4.12=6.18t
单罐年转化次数为150次，则2个转化罐一年灭菌需要的总的蒸汽量为：6.18×2×150=1854t
则每天需要的蒸汽量为：Q1=1854/300=6.18t/d c.用水量计算
（1）灭菌后转化罐冷却用水 转化罐50m3 罐填充系数75% 麦芽糖溶液冷却用水量： 麦芽糖溶液温度：120℃→35℃ 冷却水温度：20℃→30℃ 冷却水用量：G=Q/c(t2-t1) 麦芽糖溶液放出总热量：
20