【正文】 。所供的水經(jīng)消毒、過(guò)濾系統(tǒng)處理，通過(guò)供水管路輸送到各個(gè)生產(chǎn)需求部位。折算為 8g/dl 的發(fā)酵液： 5 387 .56258% ? （ m3） 。 86%工業(yè)淀粉 液體液化酶 CaCl2 液體糖化酶 按放罐發(fā)酵液體積計(jì)算： 1 6 .4 %5 7 0 4 .3 5 8 4 6 .9 ( )1 6 .0 % L?? 玉米漿： 5 8 4 6 .9 0 .2 % ( / ) 1 1 .6 9WV??(kg) 甘蔗糖蜜： 5 8 4 6 .9 0 .3 % ( / ) 1 7 .5 4WV??(kg) 無(wú)機(jī) 鹽（ P, Mg, K） : 5 8 4 6 . 9 0 . 2 % ( / ) 1 1 . 6 9 ( k )W V g?? 配料時(shí)培養(yǎng)基中的含糖量不低于 19%，向 24%的糖液中加水量：3 8 9 7 . 9 5 2 4 % 3 8 9 7 . 5 1 0 2 5 . 7 8 ( )19% kg? ?? 滅菌過(guò)程加入蒸汽量及補(bǔ)水 ：6 0 4 6 . 6 3 8 9 7 . 9 5 1 0 2 5 . 7 8 1 1 . 6 9 1 7 . 5 4 1 1 . 6 9 1 0 8 1 . 9 5 ( )kg? ? ? ? ? ? 發(fā)酵零小時(shí)數(shù)量驗(yàn)算 ：3 8 9 7 . 9 5 1 1 . 6 9 1 7 . 5 4 1 1 . 6 9 1 0 2 5 . 7 8 1 0 8 1 . 9 5 6 0 4 6 . 6 ( )kg? ? ? ? ? ? 其體積為： (L)，與以上計(jì)算一致。裝料系數(shù) 75%(100m3糖化罐裝料75m3)，則 需糖化罐 30 24??（臺(tái)） ， 取 2 臺(tái) 。冷卻水由 20℃ 升至 45℃ 。 發(fā)酵罐 公稱容積為 200m3，裝料系數(shù) ，每罐產(chǎn) 100%MSG 量： 2 0 0 0 . 7 8 % 8 6 % 9 0 % 1 . 2 5 1 0 . 8 4? ? ? ? ? ?(t) 年產(chǎn) 9000t 商品味精，日產(chǎn) 100%MSG 發(fā)酵操作時(shí)間 48h，其中發(fā)酵時(shí)間 38h，需發(fā)酵罐臺(tái)數(shù) : 48 24??（臺(tái)），取 6 臺(tái) 。 3) 滅菌過(guò)程中的熱損失 設(shè)發(fā)酵罐的外壁溫度為 70℃ ，此時(shí)輻射與對(duì)流的聯(lián)合給熱系數(shù) α為 α=+(7020)=[kJ/(m2?h?K)] 200 m3的發(fā)酵罐的表面積為 201 m2,耗用蒸汽量為 ： )(1 9 2 72 7 1 8 )2070( 0 1 kgD ??? ????蒸汽 4) 罐壁附著洗滌水升溫的蒸汽消耗 )( 2 72 7 1 8 )201 2 7(1 0 0 00 0 0 1 kg??? ???? — 附壁水平均壁厚 (mm) 5) 滅菌過(guò)程中的蒸汽滲漏可取總蒸汽消 耗量的 5%。 C/h。每罐產(chǎn) 100%MSG10t，需結(jié)晶罐臺(tái)數(shù)： (10 ) ?? ， 取 4 臺(tái) 為每罐投入的晶種量 熱平衡與計(jì)算加熱蒸汽量 每罐投入 40g/dl 的中和脫色液（俗稱原液） 23m179。放料數(shù)量 20m179。 K)] 63 ??????Q (kJ) 隨二次蒸汽帶走熱量： 86 6 2 62063223 ???????? ）（二次Q （ kJ） 結(jié)晶罐放罐時(shí)的結(jié)晶液量為 20m179。/kg 實(shí)際消耗空氣量為： ?? (m179。 設(shè)備容積 由前面的物料衡算中已知年產(chǎn) 9000 噸商品味精的工廠 ,日產(chǎn) 純 ，所需發(fā)酵液： V0=( 90% 80% 8%)=所需設(shè)備總?cè)莘e： ????240VV *48/(24*)= m3 主要尺寸的計(jì)算及攪拌軸功率（查表） 42 公稱容 積VN/m3 罐內(nèi)徑 D/mm 圓筒高 H0/mm 封頭高 h0/mm 罐體總高 H/mm 不計(jì)上封頭容積 / m3 全容積 / m3 攪拌器直徑 D1/mm 攪拌轉(zhuǎn)速 n r/min 電動(dòng)機(jī)功率 N/kW 200 4600 11500 1200 13900 218 1100 142 215 校核 查表公稱容積為 200 m3的發(fā)酵罐，總?cè)莘e為 218 m3。 取豎蛇管端部 U型 彎管曲率半徑為 250 mm，則兩直管距離為 500 mm，兩端彎管總長(zhǎng)度 l0=πD=*500=1570 mm 冷卻管總長(zhǎng)度 L 已知冷卻總面積 F=230 m2 ，無(wú)縫鋼管 φ63 每米冷卻面積為：F0=**1= m2，則冷卻管總長(zhǎng)度： L= F/F0=230/= m 冷卻管體積 V=**=(m3) 每組管長(zhǎng) L0 和管組高度 每組管長(zhǎng) L0 =L/n=另需連接管 8m： L 實(shí) =+8= 可排豎直蛇管的高度，設(shè)為靜液面高度，下部可伸入封頭 250mm。 校核冷卻管傳熱面積 F 實(shí) =π d 平均 L 實(shí) = =F F 實(shí) F，可滿足要求。 接管直徑的確定 ① 按排料管為例計(jì)算管徑 發(fā) 酵 罐 裝 料 ， 小 時(shí) 內(nèi) 排 空 ， 體 積 流 量 Q=(3600 )=0..0279m3/s, 發(fā)酵液流速為 ν =1m/s，排料管截面積 S 料 =Q /ν =排料管 d=(S 料 /)=， 取無(wú)縫鋼管 φ 219 ， 內(nèi)徑 200mm189mm，適用 。 設(shè)備材料選擇 —— 不銹鋼材料罐 壁厚計(jì)算 設(shè)備結(jié)構(gòu)的工藝計(jì)算 擋板 攪拌器 進(jìn)風(fēng)管（進(jìn)出料管），管底距罐 30mm，向下單管 ①按通風(fēng)管計(jì)算管徑 通 風(fēng) 比 ( ， 20oC) ， 通 風(fēng) 量 Q= =折算到工作狀態(tài)下 (， 32oC)下的風(fēng)量 風(fēng)量 Qf= [(273+32)/(273+20)]= 104m3/s 取風(fēng)速 ν =20m/s，通風(fēng)管徑 df=( 104/ 20)== ②按排料管計(jì)算管徑 種子罐裝料 ， 20min 內(nèi)排空，體積流量 Q=(60 20)=, 物料流速為 ν =，排料管截面積 S 料 =Q /ν =排料管 d=()==56mm 取 df、 d 中的較大者作為進(jìn)氣管，取管徑 D=56mm，查表知取φ 76 無(wú)縫鋼管 ③冷卻水管管徑的計(jì)算 需冷卻熱 量 Q= 10。 ③排料時(shí)間復(fù)核 物料流量 Q=(3600 2)=，流速為 ν =1m/s 管道截面積 S= = m2 相應(yīng)流量比 P=Q/Sν =( 1)= 排料時(shí)間 t=2 =＜ 支座選擇 —— 裙式支座 3 種子罐 種子罐容積 種子罐容積 =發(fā)酵罐計(jì)量體積接種比（ 1+液體損失率） /種子罐裝料系數(shù) 故 :種子罐容積 V 種 =218 1%/= 種子罐臺(tái)數(shù) 種子罐臺(tái)數(shù) =發(fā)酵罐臺(tái)數(shù) 種子罐周期（天） /發(fā)酵罐周期（天） 故 :種子罐臺(tái)數(shù) n 種 =6*18/48=（個(gè)） 圓整取 3 個(gè) 冷卻面積的計(jì)算 ①每罐實(shí)際裝液量為 ，則接種量 = 1%= 發(fā)酵產(chǎn)生的熱量 Q= 6000 = 104kJ/() ②取 K= 220kJ/()， 換熱溫度發(fā)酵液保持 32 oC，冷卻水，進(jìn)口 20oC，出口 27oC， △ t1=3220=12oC， △ t2=3227=5oC 平均溫差 △ t=（△ t1+△ t2） /2=（ 12+5） /2= ③需要的換熱面積 F=Q/(K本例選 A3鋼，以降低設(shè)備費(fèi)用 。 作圖表明，各組冷卻管相互無(wú)影響。 冷卻 管 按發(fā)酵生成熱高峰、一年中最熱的半個(gè)月的氣溫、冷卻水可能到最高溫的條件下，設(shè)計(jì)冷卻面積。發(fā)酵的操作時(shí)間需要 48h(其中發(fā)酵時(shí)間 38h),這樣 生產(chǎn)需要的發(fā)酵罐應(yīng)為 ： ??GrZN ? ()*(48/24)= 臺(tái) 取整后需 6 臺(tái)。水 /h) 2）冷卻水用量：使用循環(huán)水，進(jìn)口溫度 30℃，出 口溫度 45℃， 70℃水蒸氣焓(kJ/kg)，需冷卻水量（ W） 80 00 )3045( ) 26( 3 ??? ?????W (kg/h)=80(t/h) 2 臺(tái)罐，高峰用水量： 160280 ?? (t/h) 全日用水量： 80 20 6624? ? ?(t/d) 平均用水量： 6624/24=276(t/h) 干燥過(guò)程的熱量衡算 分離后之濕 MSG 含水 2%，干燥后達(dá)到 %，進(jìn)加 熱之空氣為 18℃，相對(duì)濕度ψ =70%，通過(guò)加熱器使空氣升至 80℃，從干燥器出來(lái)的空氣為 60℃。 K)]為 MSG 比熱容 結(jié)晶放熱： 56 8 7 . ?????? ）（晶熱Q(kJ) MSG 結(jié)晶熱為 母液帶走量：分離母液 12m179。過(guò)程中加水 6m179。 K)] 中和時(shí)， H2SO4對(duì)水的溶解熱為 92kJ/mol,6h 加 98%H2SO45100kg，其溶解熱為：33 107 8 21092986 %985 1 0 0 ?????? (kJ/h) 每天運(yùn)轉(zhuǎn) 罐。 C 降至 5176。冷卻水由 20℃ 升至 45℃ 。相比，每天平均耗費(fèi)的蒸汽量增大，罐的個(gè)數(shù)也增大。的罐，發(fā)酵罐 公稱容積為 100m3，裝料系數(shù) ，每罐產(chǎn) MSG 量： 1 0 0 0 . 7 8 % 8 6 % 9 0 % 1 . 2 5 5 . 4 2? ? ? ? ? ?(t) 年產(chǎn) 9000t 商品味精，日產(chǎn) MSG 發(fā)酵操作時(shí)間 48h，其中發(fā)酵時(shí)間 38h，需發(fā)酵罐臺(tái)數(shù) : 28. 4 48 2 24?? （臺(tái)），取 11 臺(tái)。進(jìn)罐空氣的壓力為 （表壓），排風(fēng) （表壓），則出進(jìn)空氣的濕含量差： )/(%%%%干空氣水進(jìn)出kgkgXX?????????????? 通風(fēng)比 1:， 則帶走水量 5 8 4 6 . 9 0 . 2 6 0 3 6 1 . 1 5 7 0 . 0 0 1 0 . 0 1 2 9 . 2 ( )kg? ? ? ? ? ? ?（其中 為 32℃ 時(shí)干空氣密度（ kg/m3） ） 過(guò)程分析、放罐殘留及其他損失： 52kg 發(fā)酵終點(diǎn)時(shí)發(fā)酵液質(zhì)量： 6 0 4 6 . 6 6 1 . 9 8 1 6 3 . 7 1 2 . 9 2 2 9 . 2 5 2 6 1 9 4 . 0 ( )kg? ? ? ? ? ? ：年產(chǎn) 9000 噸商品味精日投工業(yè)淀粉 連續(xù)滅菌和發(fā)酵工序的物料衡算匯總?cè)缦? 連續(xù)滅菌和發(fā)酵工序物料衡算 23 進(jìn)入系統(tǒng) 離開(kāi)系統(tǒng) 項(xiàng)目 1t 工業(yè)淀粉之匹配物料 (kg) 日投料量 (t/d) 項(xiàng)目 1t 工業(yè)淀粉之匹配物料 (kg) 日投料量 (t/d) 24%糖液 發(fā)酵液 玉米漿 空氣帶走水量 甘蔗糖蜜 過(guò)程分析、放罐殘留及其他損失 52 無(wú)機(jī)鹽 配料水 滅菌過(guò)程進(jìn)蒸汽及水 接種量 液氨 消泡劑 總計(jì) 總計(jì) 6275. 2 發(fā) 酵過(guò)程衡算圖 谷氨酸提取工序的物料衡算 采用冷凍等點(diǎn)及其新離交回收工藝（按 1000kg 工業(yè)淀粉之匹配量計(jì)） 發(fā)酵液數(shù)量 ： ， 加 98%硫酸量 ：為發(fā)酵液的 %（ W/V） 5 8 4 6 . 9 3 . 6 % 2 1 0 . 5??(kg) 98%H2SO4的相對(duì)密度 .，故 （ L) 谷氨酸產(chǎn)量 分離前谷氨酸量 —— Glu 量： 5 8 4 6 .9 8 % ( / ) 4 6 7 .8WV?? ?（ kg） 分離后谷氨酸量 —— 純 Glu： ?? （ kg） (80%為 Glu 提取收率 ) 90%的 Glu 沉淀： / 90% ? （ kg） 母液數(shù)量 ： 母液含 %g/dl 4 6 7 .8 3 7 4 .21 3 3 7 1 .40 .7 %? ?（ kg） 谷氨酸分離洗水量 4 1 5 .8 2 0 % 8 3 .2??（ L） 母液回收過(guò)程中用水以及酸、堿等數(shù)量 1 3 3 7 1 . 4 5 8 4 6 . 9 8 3 . 2 1 1 4 . 4 7 3 2 6 . 9 ( ) 7 3 2 6 . 9 ( )L k g? ? ? ? ? 24% 糖液 8g/dl谷氨酸發(fā)酵液 物料衡算結(jié)果 根據(jù)以上計(jì)算，再乘以 （日投工業(yè)淀粉數(shù)）即得出每日之物料量 谷氨酸提取工序物料衡算匯總表 24 進(jìn)入系統(tǒng) 離開(kāi)系統(tǒng) 項(xiàng)目 1t 工業(yè)淀粉及匹配物料（ kg） t/d 項(xiàng)目 1t 工業(yè)淀粉及匹配物料（ kg） t/d 發(fā)酵液 90%谷氨酸 H2SO4 母液 分離用洗水 回收加水等 累計(jì) 谷氨酸數(shù)量 99%Glu ； 90%Glu 量 4 1 5 . 8 3 6 . 6 % 1 5 2 . 2??(kg) 加活性炭量 4 7 2 .5 3 .1 % 1 2 .9??(kg) 中和液數(shù)量 41 5. 8 1. 27 40 %(