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摘 要

γ-聚谷氨酸是一种由微生物发酵产生的生物高分子化合物，由于其独特的结构使其有极好的吸水保湿吸附能力，且无毒能被降解，在农业、食品、医药、沙漠治理等方面均有很大的商业价值和社会价值。本设计以年产5万吨农用级聚谷氨酸发酵工厂为目的，内容主要为工厂选址、工艺流程设计、工艺衡算、设备选型和经济估算等。本设计主要以糖蜜为原料，B.subtilis NX-2为发酵菌。预估工厂每年可产5万吨农用级聚谷氨酸发酵液，进一步加工后可产液体菌剂4万吨，普通γ-聚谷氨酸粉剂2400吨，纯净级γ-聚谷氨酸粉剂450吨，预估净收入25350万元本设计符合可持续发展，污染能耗低，使用其他工业的副产品不仅能有效降低生产成本提升资源利用程度，同时还能促进地方经济的发展。

关键词：γ-聚谷氨酸 发酵工艺 液体菌剂 粉剂 工厂设计

Design of the plant with an annual output of 50000 tons of polyglutamic acid

Abstract

γ- poly glutamic acid is a kind of biopolymer produced by microbial fermentation. Because of its unique structure, it has excellent absorption capacity of water absorption and moisture retention, and non-toxic can be degraded. It has great commercial and social value in agriculture, food, medicine, desert management, etc. The purpose of this design is to produce 50000 tons a agricultural grade poly glutamic acid fermentation plant, mainly including plant site selection, process flow design, process balance, equipment selection and economic estimation. This design mainly uses molasses as raw material and B. subtilis NX-2 as fermentation bacteria. It is estimated that the plant can produce 50000 tons of agricultural grade poly glutamic acid fermentation liquid every year, 40000 tons of liquid bacterial agent, 2400 tons of ordinary γ- poly glutamic acid powder, 450 tons of pure γ- poly glutamic acid powder after further processing, and the estimated net income is 253.5 million yuan. The design is in line with the sustainable development, and the pollution energy consumption is low. The use of other industrial by-products can not only effectively reduce the production cost, but also improve the resource utilization process At the same time, it can promote the development of local economy.

Key words: γ- poly glutamic acid; Fermentation process; Liquid fungicide; Powder; Factory design

目 录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 γ-聚谷氨酸结构 1

1.2 γ-聚谷氨酸应用 1

1.3 γ-聚谷氨酸的合成 2

1.4 课题研究的内容、意义 3

第二章 厂址选择及总平面图设计 4

2.1厂址选择的重要性 4

2.2 厂址确定 4

2.3 具体厂址选择的要求 4

2.4 厂区总平面图 5

第三章 γ-PGA产品方案及生产工艺 6

3.1 产品方案 6

3.2 工艺流程图 6

3.3 工艺流程 7

3.3.1 菌种活化，扩大培养，接种 7

3.3.2 发酵 7

3.3.3 发酵液装罐 7

3.3.4 发酵液预处理及过滤 7

3.3.5 普通γ-PGA粉剂提取 7

3.3.6 超滤 8

3.3.7 脱色 8

3.3.8 发酵上清液醇析 8

3.3.9 喷雾干燥 8

3.3.10 乙醇回收 8

3.3.11 质量指标 8

第四章 工艺衡算 9

4.1 每批γ-PGA发酵液的原辅料消耗量 9

4.2 每批蒸汽量计算 9

4.2.1 生产培养基灭菌用蒸汽量 9

4.2.2 空发酵罐灭菌用蒸汽量 10

4.2.3 种子培养基灭菌用蒸汽量 10

4.2.4 空种子罐灭菌用蒸汽量 10

4.2.5 其他蒸汽量 10

4.2.6 总用蒸汽量 10

4.3 每批用水量计算 10

4.3.1 生产培养基冷却用水量 11

4.3.2 种子培养基冷却用水量 11

4.3.3 种子及生产培养基配料用水 11

4.3.4 锅炉用水 11

4.3.5 其他用水 11

4.3.6 总用水 11

4.4 每批用电量计算 11

4.4.1 主要耗电设备统计 11

4.4.2 耗电计算 12

第五章 设备选型 13

5.1 发酵罐选型 13

5.2 种子罐选型 13

5.3 板框压滤机选型 13

5.4 超滤膜选型 13

5.5 脱色罐选型 13

5.6 醇析罐选型 14

5.7 喷雾干燥机选型 14

5.8 乙醇回收塔选型 14

5.9 锅炉选型 14

5.10 空气压缩机选型 14

第六章 经济估算 15

6.1 工厂年总产值 15

6.2 年成本总值 15

6.2.1 原料成本 15

6.2.2 包装成本 16

6.2.3 水、电、汽成本 16

6.2.4 运输成本 16

6.2.5 折旧与维护成本 16

6.2.6 工资计算 17

6.2.7 其他成本 17

6.3 年利润计算 17

第七章 企业安全及环境保护 18

7.1 企业安全 18

7.2 环境保护 18

参考文献 19

致谢 21

附录 22

附图一：发酵工艺流程图 22

附图二：提纯工艺流程图 23

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