年產(chǎn)15000萬(wàn)噸味精設(shè)計(jì)說(shuō)明書-文庫(kù)吧
2024-07-31 20:44 本頁(yè)面
【正文】 水解—等電點(diǎn)法及離子交換膜電滲析法提取谷氨酸。但存在廢水污染大，生產(chǎn)成本高，技術(shù)難度大等問(wèn)題，應(yīng)用上受到限制［1］ 。 谷氨酸制取味精及味精成品加工精制車間加工的谷氨酸產(chǎn)品為谷氨酸單鈉，即味精。粗品經(jīng)提純、加工、包裝，得到成品。味精中和液的脫色過(guò)程，除使用碳柱外，還可使用離子交換柱，利用離子交換樹脂的吸附色素。味精的干燥過(guò)程，國(guó)內(nèi)許多廠家還采用箱式烘房干燥，設(shè)備簡(jiǎn)單，投資低，但操作條件差，生產(chǎn)效率低，不適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)的要求。也有的廠家使用氣流干燥技術(shù)，生產(chǎn)量大，干燥速度快，干燥時(shí)間短，但干燥過(guò)程對(duì)味精光澤和外形有影響，同時(shí)廠房建筑要求較高，這樣均不如振動(dòng)式干燥床應(yīng)用效果好[4]。 2 發(fā)酵罐及種子罐的設(shè)計(jì)與選型 味精工廠發(fā)酵車間的物料衡算 工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù) （1）查《發(fā)酵工廠工藝設(shè)計(jì)概論》P326表3 味精行業(yè)國(guó)家企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)［5］，選用主要指標(biāo)如表1表1 味精發(fā)酵工藝技術(shù)指標(biāo)指標(biāo)名稱單位指標(biāo)數(shù)生產(chǎn)規(guī)模t/a15000（味精）生產(chǎn)方法中糖發(fā)酵，一次等電點(diǎn)提取年生產(chǎn)天數(shù)d/a300產(chǎn)品日產(chǎn)量t/a50產(chǎn)品質(zhì)量純度%99倒灌率%發(fā)酵周期h48發(fā)酵初糖Kg/m3150淀粉糖轉(zhuǎn)化率%95糖酸轉(zhuǎn)化率%48麩酸谷氨酸含量%90谷氨酸提取率%80味精對(duì)谷氨酸產(chǎn)率%112（2）主要原材料質(zhì)量指標(biāo) 淀粉原料的淀粉含量為80%，含水14%。 （3）二級(jí)種子培養(yǎng)基（g/L） 水解糖25，糖蜜20，，玉米漿5~10，。 （4）發(fā)酵培養(yǎng)基（g/L） 水解糖150，糖蜜4，，，尿素（總尿）40。（5）接種量為2% 。 谷氨酸發(fā)酵車間的物料衡算 首先計(jì)算生產(chǎn)1000kg純度為100%的味精需耗用的原輔材料及其他物料量。（1）發(fā)酵液量V1 式中 150——發(fā)酵培養(yǎng)基初糖濃度（kg/m3） 48%——糖酸轉(zhuǎn)化率 80%——谷氨酸提取率 99%——除去倒灌率1%后的發(fā)酵成功率 112%——味精對(duì)谷氨酸的精制產(chǎn)率（2）發(fā)酵液配制需水解糖量G1 以純糖算， （3）二級(jí)種液量 V2 （4）二級(jí)種子培養(yǎng)液所需水解糖量 G2 式中 25——二級(jí)種液含糖量（kg/m3）（5）生產(chǎn)1000kg味精需水解糖總量G為： （6）耗用淀粉原料量 理論上，100kg淀粉轉(zhuǎn)化生成葡萄糖量為111kg，故理論上耗用的淀粉量G淀粉為：式中 80%——淀粉原料含純淀粉量 95%——淀粉糖轉(zhuǎn)化率（7）尿素耗用量 二級(jí)種液耗尿素量為V3發(fā)酵培養(yǎng)基耗尿素為V4（8）甘蔗糖蜜耗用量 二級(jí)種液耗用糖蜜量V5發(fā)酵培養(yǎng)基耗糖蜜量V6（9）氯化鉀耗量GKCl （10）磷酸氫二鈉（Na2HPO47H2O）耗量G3 （11）硫酸鎂（MgSO47H2O）用量G4 （12）消泡劑（泡敵）耗用量G5 （13）植物油耗用量 G6 （14）谷氨酸（麩酸）量 發(fā)酵液谷氨酸含量為：實(shí)際生產(chǎn)的谷氨酸（提取率80%）為： 15000t/a味精廠發(fā)酵車間的物料衡算結(jié)果 由上述生產(chǎn)1000kg味精（100%純度）的物料衡算結(jié)果，可求得15000t/a味精廠發(fā)酵車間的物料平衡計(jì)算。具體計(jì)算結(jié)果如表2物料名稱生產(chǎn)1t味精（100%）的物料量15000t/a味精生產(chǎn)的物料量每日物料量發(fā)酵液（m3）105783二級(jí)種液（m3）4695發(fā)酵水解用糖（kg）2349107105二級(jí)種培養(yǎng)用糖（kg）105水解糖總量（kg）107105淀粉(kg)107105尿素（或液氨）106104糖蜜（kg）1063495氯化鉀（kg）105磷酸氫二鈉（kg）104硫酸鎂（kg）105479泡敵（kg）105470植物油（kg）1051175谷氨酸（kg）89310744650表2 15000t/a味精廠發(fā)酵車間的物料衡算 設(shè)備設(shè)計(jì)與選型 發(fā)酵罐 （1）發(fā)酵罐的選型 選用機(jī)械渦輪攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐（2）生產(chǎn)能力、數(shù)量和容積的確定 ①發(fā)酵罐容積的確定：選用200m3罐 ②生產(chǎn)能力的計(jì)算：現(xiàn)每天生產(chǎn)99%純度的味精50t，谷氨酸的發(fā)酵周期為48h(包括發(fā)酵罐清洗、滅菌、進(jìn)出物料等輔助操作時(shí)間)。則每天需糖液體積為V糖 。每天產(chǎn)純度為99%的味精50t，每噸100%設(shè)發(fā)酵罐的填充系數(shù)φ=70%；則每天需要發(fā)酵需要發(fā)酵罐的總體積為V0（發(fā)酵周期為48h）。③發(fā)酵罐個(gè)數(shù)的確定：公稱體積為200m3的發(fā)酵罐，總體積為230 m3 取公稱體積200 m3 發(fā)酵罐11個(gè)，其中一個(gè)留作備用。實(shí)際產(chǎn)量驗(yàn)算：富裕量 能滿足產(chǎn)量要求（3）主要尺寸的計(jì)算：取高徑比 H：D=2：1[6] 則有：H=2D；解方程得： 取D=5mH=2D=10m；封頭高： 封頭容積 ：V封=（m3）圓柱部分容積：V筒=197m3驗(yàn)算全容積V全：V全=V’全符合設(shè)計(jì)要求，可行。（4）冷卻面積的計(jì)算 對(duì)谷氨酸發(fā)酵，每1m3發(fā)酵液、6000kJ/(m3h) [5]。采用豎式蛇管換熱器，取經(jīng)驗(yàn)值K=500 kJ/(m3h℃) [8]。平均溫差Δtm： 32℃ 32℃20℃ 27℃12 5代入 對(duì)公稱容量200 m3的發(fā)酵罐，每天裝5罐，每罐實(shí)際裝液量為換熱面積 （5）攪拌器計(jì)算 選用六彎葉渦輪攪拌器[6]。 該攪拌器的各部分尺寸與罐徑D有一定比例關(guān)系攪拌器葉徑取d=（m）葉寬 ：弧長(zhǎng)：底距：盤踞 ：葉弦長(zhǎng)：葉距 ：彎葉板厚：δ=12（mm）取兩擋攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速N2可根據(jù)50m3罐，轉(zhuǎn)速N1=110r/min。以等P0/V為基準(zhǔn)[6]放大求得：（6）攪拌軸功率的計(jì)算 淀粉水解糖液低濃度細(xì)菌醪，可視為牛頓流體。①計(jì)算Rem[8] 式中 D——攪拌器直徑，D= N——攪拌器轉(zhuǎn)速， ρ——醪液密度，ρ=1050 kg/m3 μ——醪液粘度， μ=103Ns/m2 將數(shù)代入上式：視為湍流，則攪拌功率準(zhǔn)數(shù)Np=②計(jì)算不通氣時(shí)的攪拌軸功率P0：式中 Np—— N——攪拌轉(zhuǎn)速，N=80r/min= D——攪拌器直徑，D= ρ——醪液密度，ρ=1050kg/m3 代入上式：兩擋攪拌：③計(jì)算通風(fēng)時(shí)的軸功率Pg 式中 P0——不通風(fēng)時(shí)攪拌軸功率（kW），N——軸轉(zhuǎn)速，N=80r/min D——攪拌器直徑（cm），D3=106=106 Q——通風(fēng)量（ml/min），設(shè)通風(fēng)比VVm=~，取低限，如通風(fēng)量變大，Pg會(huì)小，為安全。；則Q=155106=107（ml/min） 代入上式：④求電機(jī)功率P電：采用三角帶傳動(dòng)η1=；滾動(dòng)軸承η2=，滑動(dòng)軸承η3=；端面密封增加功率為1
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