年产600吨薯渣固态发酵生产单细胞蛋白饲料工厂设计(编辑修改稿)

年产600吨薯渣固态发酵生产单细胞蛋白饲料工厂设计(编辑修改稿)内容摘要：

要在众多好氧培 养方案中选择合适的方案，下列图表即几种主要方法的比较。 生产方式 适应范围 特点 曲盘法 1. 专业户 2. 一般饲养场 3. 年产 200 吨规模 手工操作；自产自用；投资少、上马快；劳动强度大；产量低。 发酵池法 1. 乡镇企业 2. 大型饲养场 3. 资金少，劳力充足的县 4. 年产 1500～ 3000 吨 半机械法，手工操作占相当分量；投资较少；产量较多；建设周期较短。 劳动强度依然较大，难以连续生产。 发酵机法 适于年产 5000吨以上规模及沿海经济发达地区 机械化程度高，可连续生产，产量较大，劳动强度小，但投资较大，建设周期较长。 齐齐哈尔大学毕业设计（论文）用纸 １７ 不同方案的投资规模见下表： 生产方式 曲盘法 发酵池 发酵机 起点规模（吨 /年） 设备投资（万元） 投资（万元 /年） 人工（元 /吨） 估计年利润（万元） 200 0. 02 4～ 5 ～ 1500 50 0. 034 15～ 25 5000 160 0. 032 1. 6 50～ 80 由表格中数据不难发现，发酵池与发酵机法投入产出比相近，但发酵机法投资规模要比其他两种方法高出很多，曲盘法以及发酵池法最大优势是对厂房要求不高，新建厂房成本低，如原有旧厂房经简单改造即可利用。 鉴于产量（ 600 吨 /年） 和减少综合投资的考虑，培养方案采用发酵池法。 干燥设备 干燥设备 直接影响产品成品质量，选择合适的干燥设备对于产品的品质有直接而关键的影响，同时也在一定程度上影响产品出厂价格。 “直流涡旋加交流往复式方块多回路”烘干机其物料从进入干燥机到出成品纵向经过了无数次的往复式运动，同时横向又在进行着长距离的高速涡旋式运动。 物料在干燥机内大量的储存起来、运动起来。 其物料在干燥机内的总行程最长可达 8000 米左右；物料在干燥机内的运行时间最长可达 2个小时左右；物料在干燥机内的储存量最大可达到十几吨。 此烘干机跟 传统烘干机相比，此烘干机在进入正常生产后，其被烘干物料与热风的静态接触面积是传统烘干机的 倍；其被烘干物料与热风的动态接触面积是传统烘干机的 6～ 8 倍；且烘干机内热风的流动速度由 米 /秒增加到了 米 /秒，从而大大提高了干燥机的干燥效率，降低了生产成本。 齐齐哈尔大学毕业设计（论文）用纸 １８ 辅助设备的 确定和论证 混合设备 按混合容器的运动方式不同，混合机可分为固定容器式和旋转容器式。 按混合操作型式，可分为间歇式和连续操作式。 间歇式混合机易控制混合质量，可适应粉粒物料配比经常改变的情况，因此用得较多。 固定容器 式混合机的结构特点是：容器固定，旋转搅拌器装于容器内部。 它以对流混合为主，搅拌器把粉料从器底移送到容器上部，下面形成的空间被因重力作用而运动的粉料所填补，并产生侧向运动，如此循环混合。 适用于被混合的各物料物理性质差别及配比较大的散料混合操作。 旋转容器式混合机的操作是以扩散混合为主。 它的工作过程是通过混合容器的旋转形式垂直方向运动，使被混粉料在器壁或容器内的固定抄板上引起折流，造成上下翻滚及侧向运动，不断进行扩散，以达到混合的目的。 综上所述，选用旋转容器式混合机（间歇式）中的双锥形混合机。 双锥形混合机的容 器是由两个锥筒焊接而成，其锥角有 90℃ 和 60℃ 两种。 双锥形混合机操作时，粉料在容器内翻滚强烈，由于流动断面的不断变化，能够产生良好的横流效应。 它的主要特点是：对流动性好的粉料混合较快，功率消耗低。 这种混合机转速较低，一般约 5～ 20r/min，混合时间约为 5～ 20min，混合量约占容器体积的 50%～ 60%。 在本例设计中，由于蒸煮设备采用 NK 罐，在蒸煮的同时可以进行混合，故可用 NK 罐代替混合设备。 粉碎设备 产品在干燥后需要进行粉碎 使产品粒度均匀便于包装。 由于产品是干燥后粉碎而且只需粉碎到一定粒 度即可，粉碎工艺采用干法粉碎。 齐齐哈尔大学毕业设计（论文）用纸 １９ 干法粉碎形式很多，但是考虑到需粉碎的物料粒度较大，故 本设计采用锤式粉碎机。 锤式粉碎机的工作原理：利用高速旋转锤头产生的强大冲击力，以及受锤头离心力作用冲向内壁产生的冲击、摩擦和剪切力以及颗粒间相互强烈地冲击、摩擦和剪切等作用力，将物料粉碎成微细粒子。 经锤击式粉碎的物料平均粒度可达 40 m 以下，属于细粉碎或微粉碎。 锤式粉碎机的优点是：生产效率高，粉碎比大，构造简单，结构极紧凑，轻巧，维护简便，修理和更换易损零件较容易，功率消耗较少，产品粒度均匀。 同时只要调节筛孔大小或篦条缝隙大小即可改变粉碎粒度，因此使粉碎粒度可以在很大范围内变动。 齐齐哈尔大学毕业设计（论文）用纸 ２０ 第 3 章 工艺 衡 算 单细胞蛋白饲料生产工艺流程示意图： 薯渣（含水量为 80%） → 压滤 （至含水量为 %）→ 配料 → 蒸煮（ ,30min） → 冷却（至 63℃ ） → 糖化酶糖化（ 4h） → 接种 → 发酵（ 28℃ ， 3d） → 干燥（至含水 10%） → 粉碎 → 包装 单细胞蛋白饲料生产基础数据： ⑴ . 麸皮含水量： 13%； ⑵ . 原料配比： 马铃薯渣 ： %， 麸皮 ： %， 尿 素 ： %， 磷酸二氢钠 ： %， 硫酸镁 ： %； ⑷ . 5 种菌株的最佳配比为啤酒酵母：白地霉：黑曲霉：热带假丝酵母：产朊假丝酵母 ＝ 1： 4： 2： 4： 2；； ⑹ . 成品饲料的含水量： 10%. 原料消耗的计算 日投料量的计算 年产 600 吨单细胞蛋白饲料工厂，每年按 300 个生产日计算 日产量为： 600247。 300＝ 2t/d＝ 2020kg/d 产品含水量为 10%，则每天产品中所含干物质： 2020179。 （ 110%） ＝ 1800kg 生料含水 量 为 % 日投生料总重： 1800247。 （ ） % ＝ 分为 2 批投料，每批投料 247。 2 ＝ 齐齐哈尔大学毕业设计（论文）用纸 ２１ 蒸煮、糖化、培养、接种等工艺物料损失按 2%计，包装损失按3%计，则投料量为 : 179。 （ 1+2%+3%） ＝ 为计算简便并方便操作，投料量按 1700kg 计。 各工段衡算 薯渣在投料前需要压滤，只需使用压滤机压滤至含水 %即可。 原料部分每批投料量： 薯渣 1700179。 %＝ ； 麸皮 1700179。 %＝ ； 尿素 1700179。 % ＝ 磷酸二氢钠 1700179。 % ＝ 硫酸镁 1700179。 % ＝ 蒸煮段引起物料质量 和含水量 变化的主要因素是蒸汽进入物料导致物料质量增加。 物料升温所需要热量由饱和水蒸汽液化提供，物料 初始温度 按 18℃计算。 物料比热容 由经验公式 C ＝ +179。 （ 1－ b） 计算。 其中 b 为物料中干物质含量，对于本设计中的物料： b＝ %＝ % C ＝ +179。 （ 1－ b） ＝ 179。 %+179。 （ %） ＝ (kg178。 K) 物料升温所需热量为： 齐齐哈尔大学毕业设计（论文）用纸 ２２ Q21 ＝ G179。 C179。 (t2t1) ＝ 1700179。 179。 (12118) ＝ 446505kJ 水在 此温度下汽化热γ＝ ，进入物料的水蒸汽重量为 G21＝ Q/γ ＝ 446505247。 ＝ 203kg 由于蒸煮过程中要进行排假压操作排出部分蒸汽 且有部分热损失 ，此部分蒸汽 加热蒸汽量 的 3%计算。 G22＝ G21179。 3% ＝ 203179。 3% ＝ 蒸煮后，生料重变为 G2＝ G+G21G22 ＝ 1700+ ＝ 含水量 为 （ 1700179。 %+）247。 179。 100%＝ % 3. 糖化工段 物料蒸煮出锅后要降温到 63℃ 进行糖化，降温过程中由于是敞开式自然降温，会蒸发一定量的水分。 此时比热容 C为 C＝ +179。 （ 1－ b） ＝ 179。 (%)+179。 % ＝ (kg178。 K) 有经验公式 齐齐哈尔大学毕业设计（论文）用纸 ２３ W＝2 )( tI ttGC  63℃ 时，饱和水蒸汽热含量 I 为 W＝2 )( tI ttGC  ＝ 3 5 0 )631 2 1( 8 9 6   ＝ 料重变为 ＝ 含水量变为 （ 179。 %）247。 ＝ % 4. 培养工段 培养工段引起物料质量和含水量变化的因素主要是接种，其中接种带入物料的主要是水分，干物质含量可认为没有改变。 蒸煮过程中进入物料的蒸汽量按总重的 3%计算，培养过程中干物质重量变化不计。 接种量为 5%其中 白地霉、黑曲霉以曲种方式接种，带入物料水分不计，啤酒酵母、热带假丝酵母、产朊假丝酵母以种液方式接入，此三菌种占总接种量的： （ 1+4+2）247。 （ 1+4+2+4+2）179。 100%＝ % 由此带入物料水分为： 5%179。 % ＝ % 接种后物料质量变为： 179。 (1+%)＝ 含水量为： 179。 （ %+%）247。 ＝ % 齐齐哈尔大学毕业设计（论文）用纸 ２４ 此含水量即为物料入池含水量 ，实际生产中由于操作等多种因素作用可使物料入池含水量有一定波动，实际生产经验表明生料入池含水量为 %177。 %是符合实际生产要求的，含水量一旦超出此范围将可能导致目标菌株生长不良。 物料接种后经 3天培养，含水量下降至 30%。 此时培养成熟物料重为： 179。 （ %）247。 （ 130%）。