食品发酵工程课程方案
食品发酵工程方案
食品发酵工程方案一、引言发酵技术是一种古老的食品加工技术，通过微生物的活动在食品原料中产生酸、酒精、气体以及特定的风味。
发酵工程是利用微生物进行发酵反应，生产具有营养价值和保健功能的食品的工程技术。
随着人们对健康食品需求的增加，发酵食品在市场上受到了越来越多的青睐。
因此，建立一套完善的食品发酵工程方案是非常重要的。
二、发酵工程概述1. 发酵工程的定义发酵工程是利用微生物在特定的条件下进行生物发酵反应，通过对食品原料的转化与蛋白质、多糖、脂类等主要成分的分解、转化和增加新成分的产生，实现对食品的改良和提高营养价值的工程技术。
2. 发酵工程的原理发酵工程利用微生物进行发酵反应，在适宜的温度、pH值、氧气和营养物质等条件下，促进微生物的生长和代谢，使其在食品原料中产生特定的酶和代谢产物。
通过这一过程，食品的味道、口感、香味和营养价值得到了改善和提高。
3. 发酵工程的目的发酵工程的主要目的是通过微生物代谢反应，改善和提高食品原料的品质，增加食品的营养价值，改善食品的风味和口感，延长食品的保质期，提高食品的市场竞争力。
三、发酵工程方案的设计1. 食品发酵工程流程食品发酵工程包括原料准备、发酵菌接种、发酵反应、生产工艺控制、收获等多个环节。
发酵工程的流程通常包括以下几个步骤：1）原料准备：选用优质新鲜的原料，保证原料的卫生和质量。
2）发酵菌接种：根据不同的食品种类和要求，选用适宜的发酵菌株，并进行菌种的培养和活化。
3）发酵反应：将发酵菌株接种到食品原料中，控制适宜的发酵条件，促进微生物的生长和代谢。
4）生产工艺控制：通过温度、湿度、pH值等参数的调控，控制发酵反应的进行，确保产品质量和产量。
5）收获：在发酵反应结束后，对产品进行收获和处理，确保产品的品质和卫生。
2. 食品发酵工程设备食品发酵工程需要配备一系列的设备，包括发酵罐、发酵槽、发酵仓、发酵机、发酵调节机、发酵控制系统、酵素提取设备等。
这些设备在发酵工程中起着至关重要的作用，可以有效提高发酵反应的效率和产品的质量。
食品发酵课程教学大纲2021版
毕业要求指标 点与课程目标 的对应关系
课程目标 1 课程目标 2 课程目标 3
3.4 能分析和评价食品工程实践 对社会、健康、安全、环境、法 律、文化等因素的影响。 2.4 能运用基本原理，借助文献 研究，分析影响工程过程的因 素，获得合理有效的解决方案， 培养解决问题的能力。 4.1 能够基于科学原理，通过文 献研究或相关方法，调研和分析 复杂工程问题的解决方案；
（School）
先修课程 微生物学、生物化学、食品微生物 后续课程
无
（Prerequisite） 学等
(post）
*课程负责人 （Instructor）
张建华
课程网址
无
(Course Webpage)
《食品发酵》重点介绍发酵与酿造的基本理论和基本知识、发酵生产的基
本工艺过程。主要讲授白酒酿造（固态）、啤酒酿造（液态）、谷氨酸生产
酸奶、腐乳等）中微生
传统食
8
物及其作用、发酵过程 4
品发酵
中的生物化学变化、发
酵制品生产工艺
通过传统
课堂
食品的分
教学口头报告
+
口
+
期
末
析，培养同 考
课
程目
标
学理解传2
头报试
统文化的
告
扬弃
掌握谷氨酸和核苷酸
酶 制 剂 的生产原料及预处理
及 发 酵 方法、生产菌及发酵
9
4
食 品 添 机理、生产工艺及调
加剂 控、影响产量的关键
7
6
技术 掌握啤酒和葡萄酒的
分类及原料、发酵机
增强民族 自信
通过小生
物大用途，
课堂讨论
发酵食品及制作课程设计
发酵食品及制作课程设计一、课程目标知识目标：1. 了解发酵食品的基本概念、分类及在生活中的应用；2. 掌握发酵过程中微生物的作用及其对食品品质的影响；3. 掌握发酵食品制作的基本原理和步骤。
技能目标：1. 能够独立完成发酵食品的制作，如酸奶、豆腐乳等；2. 学会运用观察、实验等方法，分析发酵食品的品质；3. 能够运用所学知识解决发酵食品制作过程中遇到的问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对发酵技术的兴趣，激发探索食品科学的热情；2. 增强学生对传统发酵食品文化的认识，弘扬民族传统文化；3. 培养学生食品安全意识，关注食品健康问题。
课程性质：本课程为实践活动课程，结合理论教学与实际操作，旨在让学生在动手实践中掌握发酵食品的制作技能。
学生特点：考虑到学生所在年级，已具备一定的生物学、化学知识基础，对食品制作有一定的兴趣和好奇心。
教学要求：注重理论与实践相结合，强调学生在动手操作中学习，教师引导学生主动探究、发现问题，培养学生解决问题的能力。
通过本课程的学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面得到全面提升。
二、教学内容1. 发酵技术概述- 发酵技术在食品工业中的应用- 发酵过程中的微生物及其作用2. 发酵食品的分类及特点- 常见发酵食品的介绍（如酸奶、豆腐乳、泡菜等）- 发酵食品的营养价值及保健作用3. 发酵食品制作原理及工艺- 发酵食品制作的微生物学原理- 发酵食品制作的基本工艺流程4. 发酵食品制作实践- 酸奶制作方法及技巧- 豆腐乳制作方法及技巧- 泡菜制作方法及技巧5. 发酵食品品质鉴定- 发酵食品品质鉴定的方法与标准- 常见问题分析及解决措施教学内容安排与进度：第一课时：发酵技术概述、发酵食品分类及特点第二课时：发酵食品制作原理及工艺第三课时：酸奶制作实践第四课时：豆腐乳制作实践第五课时：泡菜制作实践第六课时：发酵食品品质鉴定及问题分析本教学内容依据课程目标，结合教材相关章节，注重科学性和系统性，旨在帮助学生掌握发酵食品制作的基本知识与技能。
发酵工程教学大纲
发酵工程教学大纲发酵工程教学大纲导言：发酵工程是应用微生物学和生物工程原理研究发酵过程的科学和技术。
它涉及微生物活性、生物传热和质量传递、筛选和改造微生物、发酵材料的预处理等方面的内容，是一门综合性强的学科。
本大纲旨在提供一种系统和全面的教学方式，使学生全面了解和掌握发酵工程的基本知识和技能。
一、教学目标1.了解和掌握发酵工程的基本概念和原理。
2.熟悉发酵过程中的微生物特性和工程参数。
3.掌握发酵工程的实验操作技能。
4.培养学生的团队协作能力和创新精神。
二、教学内容和课程安排1.发酵工程概论1.1 发酵工程的发展历程和应用领域1.2 发酵工程的基本概念和定义1.3 发酵工程与生物工程的关系2.微生物学基础2.1 微生物的分类和特性2.2 微生物的培养和繁殖2.3 微生物对环境的要求3.发酵过程和工程参数3.1 发酵过程的分析和优化3.2 发酵过程中的传热和质量传递3.3 发酵工程的参数控制和调节4.发酵工程的实验室操作技能4.1 发酵工程实验室设备的使用和维护4.2 发酵过程中的微生物培养和发酵操作4.3 实验结果的分析和处理5.发酵工程的创新应用5.1 新型发酵菌种的筛选和改造5.2 发酵工程在食品工业中的应用5.3 发酵工程在生物药物生产中的应用三、教学方法1.理论授课通过讲授基本概念、原理和实例，向学生介绍发酵工程的基本知识。
2.实验操作训练组织学生进行发酵过程中的微生物培养和发酵操作训练，培养其实验操作能力。
3.案例分析通过案例分析，引导学生进行发酵工程问题的分析和解决，培养其创新思维能力。
4.小组讨论组织学生进行小组讨论，让学生合作解决问题，培养其团队协作能力。
四、教学评价1.平时表现包括课堂参与度、实验报告撰写和小组讨论成果等。
2.期中考试对学生对基本概念和原理的理解进行测试。
3.实验成绩评价学生在实验操作中的理解和技能水平。
4.期末考试对学生对整个课程内容的掌握和理解进行综合测试。
《发酵工程》课程教学大纲
《发酵工程》课程教学大纲课程名称：发酵工程课程类别：专业选修课适用专业：食品科学与工程考核方式：考察总学时、学分： 32 学时、2 学分一、课程教学目的发酵工程是整个生物技术的核心，是工业微生物实现试验室与工厂化生产的具体操作，是生物技术在生产实践中应用的原理及方法的一局部，是基因工程及酶工程等生物技术工业化的过程与方法。
因此，通过对《发酵工程》的学习，不仅把握发酵工程原理及发酵优化把握过程，而且对系统了解生物技术及其工业化应用都具有深远的意义。
另外，通过《发酵工程》试验及发酵工程各论的了解，不仅能够把握发酵工艺操作从小试到放大的具体过程及反响过程把握方法，而且进一步了解了目前发酵行业的具体产品生产工艺，从理论到方法学会发酵工程这一门技术，对发酵生产能够进展指导与分析。
二、课程教学要求通过本课程的教学，应使学生把握发酵工程学的根本学问和根本技能，了解现代生物工程技术的进展与应用状况，具备确定的微生物生产工程技能。
通过本课程的学习，使学生深刻理解发酵工程的微生物学原理，结实把握发酵工业菌种的筛选、驯化、培育与保藏，好氧、厌氧发酵工艺的调控与治理，了解发酵产品提取与精制的原理、流程及常见发酵产品的生产过程。
三、先修课程食品微生物学、生物化学。
四、课程教学重、难点重点：发酵工程的概念、特点；工业微生物菌种的退化、复壮与保藏；工业上常用作碳源、氮源的原料；淀粉水解糖的制备方法；微生物对培育基中的碳源代谢；酒精发酵机制；好氧发酵罐构造和功能；温度、 pH 和泡沫对发酵过程的影响；不同时间及染菌程度对发酵的影响；种子、空气、培育基和设备染菌及防治；细胞裂开方法及裂开率的测定；盐析法分别发酵产物。
难点：影响种子培育的因素和种子质量的把握；发酵生产的前体物质和促进剂、抑制剂有机酸发酵机制；染菌的检查推断及缘由分析；离子交换法原理和离子交换树指的构造与分类，膜和膜分别的根本理论。
五、课程教学方法与教学手段多媒体教学,课堂讲授与实践相结合。
发酵工程教案(打印)
发酵工程教案(打印)第一章：发酵工程的概述1.1 发酵工程的定义发酵工程的概念发酵工程的组成1.2 发酵工程的应用领域食品工业制药工业生物化工1.3 发酵工程的发展历程传统发酵技术现代发酵工程技术第二章：发酵过程的微生物学基础2.1 发酵微生物的分类与特性细菌真菌放线菌2.2 发酵微生物的培养与筛选培养基的选择与制备微生物的分离与纯化2.3 发酵微生物的代谢调控微生物的生长曲线微生物的代谢途径第三章：发酵设备的类型与选择3.1 发酵设备的类型大型发酵罐生物反应器膜分离设备3.2 发酵设备的选择原则生产规模产品特性经济效益3.3 发酵设备的运行与维护设备的启动与停止设备的清洗与消毒设备的故障处理第四章：发酵过程的控制与管理4.1 发酵过程的控制参数温度pH值溶氧量营养物质4.2 发酵过程的控制技术自动控制系统反馈控制系统计算机控制系统4.3 发酵过程的管理与优化生产计划的制定发酵条件的优化生产过程的质量控制第五章：发酵工程的案例分析5.1 乳酸菌发酵工程案例酸奶的生产泡菜的制作5.2 酵母菌发酵工程案例啤酒的生产葡萄酒的制作5.3 放线菌发酵工程案例抗生素的生产维生素的生产第六章：发酵工程的安全与环保6.1 发酵工程的安全问题微生物的危害生物安全措施发酵罐的安全操作6.2 发酵过程中的污染控制污染的来源污染的检测与控制清洁生产技术6.3 发酵工程的环保问题废水处理废气处理固体废弃物处理第七章：发酵工程的产业化应用7.1 发酵工程在食品工业的应用面包酵母的生产乳酸菌的产业化7.2 发酵工程在制药工业的应用抗生素的产业化维生素的产业化7.3 发酵工程在其他领域的应用生物燃料的生产生物材料的产业化第八章：发酵工程的研发与创新8.1 发酵工程的新技术发展重组DNA技术基因工程技术合成生物学技术8.2 发酵工程的新设备开发高通量筛选设备生物反应器的设计自动化控制系统8.3 发酵工程的产业化挑战与机遇产业化过程中的问题产业化发展的趋势产业化政策的分析第九章：发酵工程的实例分析与评价9.1 发酵工程案例分析某乳酸菌产品的生产某抗生素的生产9.2 发酵工程项目的评价技术与经济评价环境与社会影响评价风险评价9.3 发酵工程的发展前景与建议行业发展趋势技术创新方向政策与支持措施第十章：发酵工程的实验操作10.1 发酵实验的基本操作菌种的制备与保藏发酵液的制备发酵过程的监控10.2 发酵实验的设计与优化实验设计方法发酵条件的优化实验结果的分析10.3 发酵实验的操作技能培养实验操作的安全规范实验设备的操作与维护实验数据的准确记录与处理重点和难点解析重点环节一：发酵微生物的分类与特性重点掌握不同类型发酵微生物的分类、特点及应用领域。
发酵过程课程设计
发酵过程课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并描述发酵过程的基本概念，掌握发酵技术的原理和应用。
2. 学生能掌握发酵过程中涉及的微生物种类及其作用。
3. 学生能了解发酵技术在食品、药品制作中的重要性。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，分析发酵过程中可能出现的问题及解决方法。
2. 学生能通过实验操作，掌握发酵技术的基本步骤，提高实践操作能力。
3. 学生能运用发酵技术制作简单的食品，培养创新能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对发酵技术产生兴趣，培养探究精神和合作意识。
2. 学生认识到发酵技术在生活中的广泛应用，增强对科学的热爱。
3. 学生能意识到发酵技术在环保、资源利用等方面的重要性，培养社会责任感。
课程性质：本课程为生物学科选修课程，注重理论与实践相结合，培养学生的实验操作能力和科学素养。
学生特点：八年级学生对生物学科有一定的基础，对实验操作感兴趣，但需引导他们深入思考发酵技术的原理和应用。
教学要求：结合学生特点，通过讲解、实验、讨论等多种教学手段，使学生在掌握发酵技术基本知识的基础上，提高实践能力和科学素养。
将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 发酵技术的基本概念与原理- 微生物在发酵过程中的作用- 发酵过程中的生物化学变化2. 发酵技术的应用- 食品发酵：如面包、酸奶、豆腐等- 药品发酵：如抗生素、疫苗等3. 发酵过程中的微生物- 常见微生物种类及其特性- 微生物在发酵过程中的控制与优化4. 发酵技术的实验操作- 实验室发酵设备的使用与维护- 发酵实验操作步骤及注意事项5. 发酵技术的现状与发展趋势- 现代发酵技术在生物产业中的应用- 发酵技术的未来发展方向教学内容安排与进度：第一课时：发酵技术的基本概念与原理第二课时：发酵过程中的微生物第三课时：发酵技术的应用第四课时：发酵技术的实验操作（动手实践）第五课时：发酵技术的现状与发展趋势教材章节及内容：第一章：微生物与发酵技术1.1 微生物在发酵过程中的作用1.2 发酵过程中的生物化学变化第二章：发酵技术的应用2.1 食品发酵2.2 药品发酵第三章：发酵过程中的微生物3.1 常见微生物种类及其特性3.2 微生物在发酵过程中的控制与优化第四章：发酵技术与实验操作4.1 发酵设备的使用与维护4.2 发酵实验操作步骤及注意事项第五章：发酵技术的现状与发展趋势5.1 现代发酵技术在生物产业中的应用5.2 发酵技术的未来发展方向确保教学内容科学性、系统性的基础上，结合课程目标，制定详细的教学大纲，以便学生更好地掌握发酵技术相关知识。
发酵工程教案(打印
发酵工程教案（打印）第一章：发酵工程的概述1.1 发酵的定义和意义1.2 发酵工程的起源和发展1.3 发酵工程的研究内容和应用领域第二章：发酵过程的基本原理2.1 微生物的生长与代谢2.2 发酵条件的控制2.3 发酵过程中的物质变化第三章：发酵设备及其设计3.1 发酵罐的设计与选择3.2 发酵过程的自动化控制3.3 发酵设备的清洗与消毒第四章：发酵条件的优化与控制4.1 发酵条件的优化方法4.2 发酵过程的监控与控制4.3 发酵过程中的问题与解决方法第五章：发酵工程的应用实例5.1 微生物肥料的生产与应用5.2 生物农药的发酵生产5.3 食品工业中的发酵应用第六章：发酵工程在药品生产中的应用6.1 抗生素的发酵生产6.2 维生素的发酵生产6.3 重组蛋白的发酵生产第七章：生物化工领域的发酵工程7.1 氨基酸的发酵生产7.2 有机酸的发酵生产7.3 生物酶的发酵生产第八章：发酵工程在环保领域的应用8.1 生物滤池技术8.2 生物脱硫技术8.3 生物降解技术第九章：发酵工程的产业化与发展9.1 发酵工程的产业化流程9.2 发酵工程的技术创新与挑战9.3 我国发酵工程产业的发展现状与趋势第十章：发酵工程的可持续发展10.1 发酵工程与资源利用10.2 发酵工程与环境保护10.3 发酵工程的循环经济模式第十一章：发酵工程在生物制药中的应用11.1 重组蛋白药物的发酵生产11.2 疫苗的发酵生产11.3 基因治疗的发酵工程应用第十二章：发酵工程技术在农业中的应用12.1 微生物肥料的发酵生产12.2 生物农药的发酵生产12.3 动物疫苗和生物兽药的发酵生产第十三章：发酵工程在生物能源中的应用13.1 燃料酒精的发酵生产13.2 生物柴油的发酵生产13.3 生物气体的发酵生产第十四章：发酵工程在生物材料中的应用14.1 发酵生产生物塑料14.2 发酵生产生物纤维14.3 发酵生产生物复合材料第十五章：发酵工程的案例分析与实践操作15.1 发酵工程案例分析15.2 发酵工程的实践操作技巧15.3 发酵工程的实验设计与数据分析重点和难点解析本文教案涵盖了发酵工程的概述、基本原理、设备设计、条件优化与控制、应用实例、药品生产、生物化工、环保领域应用、产业化发展、技术创新、可持续发展以及案例分析和实践操作等多个方面。
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食品发酵工程课程设计机械搅拌通风发酵罐的设计姓名：王艳丽班级：食品101学号：2010035120指导教师：冮洁2013年6月27日目录1 设计任务书02 设计概述与设计方案简介02.1 谷氨酸生产工艺流程简介02.2.2 谷氨酸生产原料及处理12.2.3 谷氨酸生产工艺流程图12.2 设计概述与设计方案简介错误！未定义书签。
3工艺及设备设计计算23.1 生产能力计算23.2总物料衡算23.3发酵罐的主要尺寸计算23.3.1 发酵罐的选型23.3.2 生产容积的确定33.3.3 发酵罐的高度和直径33.3.4 冷却面积及冷却水用量的计算33.3.5 搅拌器的计算53.3.6发酵罐壁厚的计算63.4 管道设计73.4.1 接管的设计73.4.2 蛇管的计算43.5 辅助设备的确定错误！未定义书签。
3.5.1 消泡桨错误！未定义书签。
3.5.2 传动机构错误！未定义书签。
3.5.3联轴器及中间轴承错误！未定义书签。
3.5.4 机械密封错误！未定义书签。
4.设计结果汇总表85.设计评述86.参考资料97.主要符号说明98.致谢101 设计任务书2 设计概述与设计方案简介2.1 谷氨酸生产工艺流程简介2.1.1 谷氨酸发酵工艺技术参数表表2-1 主要工艺技术参数生产工序参数名称指标淀粉质原料糖蜜原料1 制糖（双酶法）淀粉糖化转化率% ≥982 发酵产酸率g/dl ≥8.0 ≥8.03 发酵糖酸转化率% ≥50 ≥554 谷氨酸提取提取收率% ≥86 ≥80 2.2.2 谷氨酸生产原料及处理表2-2 原料及动力单耗表序号物料名称规格单耗(t/t)淀粉原料大M原料糖蜜原料1 玉M淀粉含淀粉86% 2.122 大M 含淀粉70% 3.03 糖蜜含糖50% 3.974 硫酸98% 0.45 0.45 0.455 液氨99% 0.35 0.35 0.356 纯碱98% 0.34 0.34 0.347 活性炭0.03 0.02 0.108 水309 309 3099 电2000Kwh/t 2000Kwh/t 2000Kwh/t10 蒸汽11.4 11.4 11.4谷氨酸发酵的主要原料有淀粉、甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜、醋酸、乙醇、正烷烃(液体石蜡)等。
国内多数谷氨酸生产厂家是以淀粉为原料生产谷氨酸的，少数厂家是以糖蜜为原料进行谷氨酸生产的，这些原料在使用前一般需进行预处理。
2.2.3 谷氨酸生产工艺流程图淀粉↓消泡剂—葡萄糖水—↓—水氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。
无机盐—→配料罐→定容罐定容罐←配料罐←←—无机盐糖蜜—↓↓—糖蜜玉M浆—二级种子罐连消器—玉M浆谚辞調担鈧谄动禪泻類。
纯生物素—↓↓—纯生物素实消维持罐↓↓斜面→一级种子 降温 换热器 ↓↓—消泡剂液氮 → 二级种培养 发酵罐←—高浓度糖液↑—液氨无菌空气图2-1 谷氨酸发酵工艺流程图3工艺及设备设计计算3.1 生产能力计算年产味精2万吨（99%味精占80%，80%的味精占20%，折算为100% MSG ： 19040t/a 80%20%2000099%%8020000=⨯⨯+⨯⨯日产商品MSG ：d t /5.6232020000=（其中99%的MSG 50t ，80%的MSG 12.5t)。
日产100%MSG ：d t /5.5932019040=3.2总物料衡算生产1000kg 纯度为100%的味精需耗用的原辅材料及其他物料量。
（1）发酵液量V 1()3166.15%112%98%80%481501000m V =⨯⨯⨯⨯÷=式中 150——发酵培养基初糖浓度（kg/m 3） 48%——糖酸转化率 80%——谷氨酸提取率 98%——淀粉糖转化率112%——味精对谷氨酸的精制产率 发酵液配制需水解糖量G 1以纯糖算)(234915011kg V G =⨯=（3）耗用淀粉原料量理论上，100kg 淀粉转化生成葡萄糖量为111kg ，故理论上耗用的淀粉量G 为：G=2349/(86%×95%×111%)=2590.2kg 式中 86%——淀粉原料含纯淀粉量 95%——淀粉糖转化率 3.3发酵罐的主要尺寸计算 3.3.1 发酵罐的选型 选用机械搅拌通风发酵罐。
3.3.2 生产容积的确定发酵罐容积的确定：选用公称容积为100m 3的发酵罐。
生产能力的计算：取发酵罐的填充系数ϕ=70%。
发酵罐个数的确定：公称体积为100m 3 的发酵罐，总体积为118 (m 3)每天需糖液体积 V 糖=15.66×59.5=931.77(m 3)每天需要发酵需要发酵罐的总体积为V 0 （发酵周期为34h ）。
V 0 = V 糖/φ=931.77/0.7= 1331.1(m 3) 发酵罐个数N 1= V 糖 t/（V 总φ24）=931.77×36/(118×0.7×24)=16.9（个）取公称体积100 m 3发酵罐17个。
每天的装罐量： 17/36×24=11.3 m 3实际产量验算：118×0.7×11.3/(15.66×80%×99%+15.66×80%×20%)×320=20035t/a富裕量:（20035-20000）/20000=0.2% ，能满足产量要求。
3.3.3 发酵罐的高度和直径D 为发酵罐公称直径，H 是发酵罐圆筒高，取高径比 H ：D=2：1 设发酵罐的圆筒体积为筒V ，封底体积为底V0V =筒V +底V 0V =322424D H D ππ+即333m 11824214.32414.3=⨯+⨯D D ， D=4.009m 取D=4m ， H=2D=8m ； 查表得封头高：H 封 =h 1+h 2 =1050mm 验算全容积V 0‘：‘0V =筒V +底V = 0333m 44.11824214.32414.3V D D ≈=⨯+⨯符合设计要求，方案可行。
3.3.4 冷却面积及冷却水用量的计算 （1）冷却面积的计算发酵罐采用竖式列管换热器，取经验值K=4.18×500kj/(⋅⋅h m 2℃)，根据部分谷氨酸厂的实测和经验数，谷氨酸放得发酵热高峰值约3.3×104kJ/(m 3·h)。
换热面积mt K QS ∆=式中 S ——冷却面积，m 2Q ——换热量，kJ/h ∆t m ——平均温度差K ——总传热系数，kJ/(m 2·h ·℃)平均温差C t t t t t m ︒==-=∆∆∆-∆=∆7.8656.8612ln 612ln2121 1t ∆——入口端温差，1t ∆=32-20=12℃；2t ∆——出口端温差，2t ∆=32-26=6℃。
100m 3灌装液量为36.82%70118m =⨯换热量h Kj Q /1073.26.82103.364⨯=⨯⨯=换热面积 26m 14.1507.850018.41073.2=⨯⨯⨯=∆=m t K Q S（2）冷却水用量 最高负荷下耗水量()12t t c Q W P -=总式中 Q 总——每1m 3醪液在发酵最旺盛1h 的发热量与醪液总体积的乘积 c p ——冷却水的比热容，4.18kJ/（kg ·K ） t 2——冷却水终温，t 2=26℃ t 1——冷却水初温，t 1=20℃代入数据，得 s kg h kg t t c Q W p /2.30/1009.1)2026(18.41073.2)(5612=⨯=-⨯⨯=-⨯=（3）蛇管的计算(1)冷却管总截面积S 总vW S =总 式中 W ——冷却水体积流量，W=3.02×10-2m 3/s V ——冷却水流速，v=1m/s代入数据，得 S 总=0.0302/1=0.0302m2进水总管直径d 总2=S 总/0.785，代入数据，得d 总=0.196m （2）冷却管组数和管径设冷却管总表面积为S 总，管径d 0，组数为n ，则取n=12，求管径。
由上式得： d 02= S 总/0.785n d 0=0.049m查金属材料表选取φ57×3.5mm 无缝管，d 内=50mm g=4.62kg/m ，d 内＞d 0 ，认为可满足要求，d 平均=54mm 现取竖蛇管圈端部U 型弯管曲径为250mm ，则两直管距离为500mm ，两端弯管总长度为l 0：()mm D l 157050014.30=⨯==π（3）冷却管总长度L 计算由前知冷却管总面积21.150m S =，现取无缝钢管φ57×3.5mm ，每M 长冷却面积为()2017.01054.014.3m S =⨯⨯=m S S L 88317.01.1500===冷却管占有体积：322.2883057.0785.0m V =⨯⨯=（4）每组管长L 0和管组高度m n L L 4.73128830===，另需连接管8m ： m 89188838=+=+=L L 实可排竖式直蛇管的高度，设为静液面高度，下部可伸入封头250mm 。
设发酵罐内附件占有体积为0.5m 3，则：总占有体积为V 总 =V 液+V 管+V 附件=77.6+1.6+0.5=80 m3筒体部分液深为 h ’=(V 总–V 封)/S=(44.36-4)/(0.785×33)=5.7m 竖式蛇管总高 H 管=5.7+0.25=6.0m又两端弯管总长mm l 15700=，两端弯管总高为500 mm ，则直管部分高度 h= H 管-500=6000-500=5500 mm一圈管长l=2h+l 0=2×5500+1570=12570 mm (5)每组管子圈数n 0n 0= L 0/l =73.4/12.6=6圈现取管间距为()m D 14.0057.05.25.2=⨯=外，竖蛇管与罐壁的最小距离为0.15m ，则可计算出搅拌器的距离在允许范围内（不小于200mm ）。
(6)校核布置后冷却管的实际传热面积：227.151891054.014.3m L d S =⨯⨯=⨯=实平均实π而前有S=151.14m 2，S S >实，可满足要求。
3.3.5 搅拌器的计算（1）搅拌器尺寸由于谷氨酸发酵过程中有中间补料操作，对混合要求较高，因此选用六弯叶涡轮搅拌器。
主要尺寸如下：搅拌器叶径 d i =D 0/3=4/3=1.33m ，取d=1.3 m 叶宽 B=0.2d=0.2×1.3=0.26m弧长l=0.375d=0.375×1.3=0.49m 底距C=d i =1.3m盘踞di=0.75×di=0.75×1.3=0.98m 叶弦长L=0.25×d i =0.25×1.3=0.33m弯叶板厚δ=12（mm ）取两挡搅拌，搅拌直径1.05m ，转速N 1=95r/min 。