年产10000吨餐厨垃圾制备氨基酸有机肥工厂设计

怼烎@ 2024-04-01 19:06 105阅读 0赞

目录  
摘 要 I  
Abstract II  
第1章 餐厨垃圾概况 1  
1.1餐厨垃圾性质 1  
1.2餐厨垃圾无害化处理的必要性 1  
1.3餐厨垃圾资源化处理工艺 1  
1.3.1加工有机肥 2  
1.3.2好氧堆肥 3  
1.3.3厌氧消化 3  
第2章 项目概述 4  
2.1氨基酸有机肥的介绍 4  
2…2 氨基酸有机肥的性质 4  
2.3 氨基酸有机肥的作用 5  
2…4 氨基酸有机肥研究出现的问题 5  
2…5 建设规模及产品方案 6  
第3章 原料选择及生产方法 8  
3.1 原材料的选择 8  
3.2 生产方法 8  
3.2.1 化学酶法 8  
3.2.2微生物发酵法 8  
3.2.3 其他方法 10  
第4章 生产工艺设计 11  
4.1 空气净化除菌 11  
4.1.1 灭菌 11  
4.1.2 空气净化 12  
4.2菌种培养 12  
4.3发酵 14  
4.3.1发酵液的预处理 14  
4.3.2接种 15  
4.3.3控制 15  
4.4氨基酸有机肥的提取 16  
4.5浓缩和结晶 17  
第5章 工艺计算 18  
5.1生产指标 18  
5.2 物料衡算（一周期） 18  
5.3物料衡算总量（一年） 20  
5.4 热量衡算 21  
5.4.1所需要的蒸汽量 21  
5.4.2需要的冷却水的用量 22  
5.5车间主要设备一览表 23  
5.5.1发酵罐的选择 23  
5.5.2种子罐的选择 24  
5.5.3贮罐计算 25  
5.6配料罐的计算 25  
5.6.1发酵罐配料罐 25  
5.6.2主要设备一览表 26  
5.7 废料处理 26  
总 结 27  
参考文献 28  
第3章 原料选择及生产方法  
3.1 原材料的选择  
工业上选择生产原料时，不但要考虑工艺上的要求，还要考虑生产管理和经济上的可行性。在大规模工业生产中，选择原料一般要考虑到下述要求：  
(1)因地制宜，就近取材，价格低廉；  
(2)原料中可利用成分高，末严重污染，抑制生长和产酸的物质要少或能够去除，能满足工艺上的要求；  
(3)原料资源丰富，便于采购运输，适于大规模储藏，保证生产上的供应。  
因此，我们通常采用玉米淀粉或糖蜜。  
3.2 生产方法  
1960年日本的木下祝郎等用紫外线照射谷氨酸柞杆菌得到一株营养缺陷型变异株，从此开始了发酵法工业生产商品氨基酸有机肥。世界上生产的主要方法有微生物发酵法、化学酶法、提取法和合成法四种。其中最重要的是化学酶法和微生物发酵法。  
3.2.1 化学酶法  
此法是借助于有机合成与生物化学工程相结合的生产技术，可以己内酰胺或二氢呋喃为起始原料，或以糠醛为原料制取。  
制取尼龙原料己内酰胺时，有大量的还己烯生成，用环己烯易于合成DL—氨基己内酰胺（DL-ACL），以此为原料采用水解酶法生产氨基酸有机肥，分为两步反应进行。先用L—ACL水解酶，不对称水解L-ACL的环状酰胺链，生成L—氨基酸有机肥，再用ACL消旋酶使残存的D-ACL消旋化反应。具体工艺中采用罗氏隐环酵母等进行水解反应，用奥巴无色杆菌进行消旋反应。100/L的DL-ACL几乎全部转化为L—氨基酸有机肥。  
3.2.2微生物发酵法  
发酵法包括一步法和经由二氨基庚二酸的二步法。通常以废糖蜜，淀粉为原料，采用双酶法，使淀粉先经液化、糖化而转化为葡萄糖，然后再以糖类为发酵原料，日本多采用短杆菌诱发株为菌种，以通用的碳水化合物及其他营养素为培养基，经过发酵、过滤、中和、精制、干燥而得成品，必要时进行重结晶。成品对糖总得率为35%，每吨成品耗糖蜜8吨（或淀粉4.4吨），成本约1万元(折人民币)。L-氨基酸有机肥的生产工艺与味精（谷氨酸钠）类似，工艺较简单，日本的技术经济指标较先进。  
微生物发酵法为生产L-氨基酸有机肥的最主要技术，反应所用碳源为玉米、甘蔗等淀粉质或葡萄糖母液、甘蔗糖蜜等废料，所用高产菌种有BrevibacteriumSP、PI—B、XQ—89等，在优选菌种配方中含有HPP\\KH2PO4、乙酸钠等组分，在添加2%硫酸铵后可获得高产菌种。将适宜的配方组分注入500ml的三角烧瓶内于120C加热15min加压灭菌后，在通氧下培养出菌种在高峰期内接入种子培养液在常温常压下发酵，再用膜分离法或化学法分离。  
制备L—氨基酸有机肥在14L的发酵器中进行。通过菌种培养，生长菌体和发酵工艺生产氨基酸有机肥，筛选出的FHI28高产菌株，遗传性能稳定，是一株适合工业化生产的优良菌种，在20ml发酵罐中产L—氨基酸有机肥8.59.2%，发酵周期5967h.  
工艺的关键技术在于培养和优选最适宜的菌种，采用不同的原料其结果会大不相同，甚至同一原料也会因原料产地和产出时间的差异使结果有很大差别。  
国内的发酵法工艺提取率为80%85%,糖转化率40%43%，产品收率大于90%。  
在发酵和菌种培养中，必须有专人负责，在经过对菌种培养和溶变处理，培养出变异菌种，经筛选和最优化选择出最佳菌种，在培养高峰期加入碳源内，经调整PH后，在发酵期内灭菌处理，在接入种子培养物使其发酵后，按照规定处理方法经分离后得精品L—氨基酸有机肥。  
微生物发酵法是利用微生物合成其自身所需的各种氨基酸的能力，通过菌株的溶变等处理，选育出各种营养缺陷型及抗性的变异菌种，以解除代谢调节重的反馈与阻遏，达到过量合成某种氨基酸的一种方法。  
发酵法生产氨基酸有机肥通常以淀粉、甘蔗或甜菜制糖后的废糖蜜为原料，其工艺过程为：淀粉在酸或酶的作用下水解成淀粉糖，假如营养盐调PH值后，进入发酵罐进行灭菌处理，然后接入种子培养物使其发酵，经过微生物发酵后的浓缩液冷冻结晶、离心分离、烘干提纯后即得产品。  
制备L—氨基酸有机肥在14L的发酵器中进行。通过菌种培养，生长菌体和发酵工艺生产氨基酸有机肥，筛选出的FHI28高产菌株，遗传性能稳定，是一株适合工业化生产的优良菌种，在20ml发酵罐中产L—氨基酸有机肥8.59.2%，发酵周期5967h.  
3.2.3 其他方法  
生产氨基酸有机肥的方发出上述两种方法外，还有由血粉、酪蛋白、脱脂大豆水解后，用离子交换树脂分离而生产的蛋白质水解法，以及用化学合成制得廉价中间体，借助酶的生物催化作用生产氨基酸有机肥的化学合成法，但这些方法应用较少。  
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