【正文】 產(chǎn) 大國，2021 年中國味精產(chǎn)量 萬噸，占世界 53%， 2021 年產(chǎn)量 136 萬噸，居世界第一 [2]。 [4] 設(shè)計方案的確定 糖化方法的選擇論證 糖化工段主要有酸解法、 酶酸法、雙酶法這三種方法。 三種糖化工藝，各有其優(yōu)缺點。雙酶法制糖工藝可根據(jù)升溫方式的不同分為升溫液化法、噴射液化法。 液化工藝條件的論證 α淀粉酶能能水解淀粉及其產(chǎn)物內(nèi)部的 α1， 4 糖苷鍵，不能水解 α1， 6 糖苷鍵，但能越過 α1， 6 糖苷鍵繼續(xù)水解 α1， 4 糖苷鍵，而將 α1， 6 糖苷鍵留在水解產(chǎn)物中。由于不同原料來源的淀粉顆粒結(jié)構(gòu)不同，液化程度也不同，薯類淀粉比谷類淀粉易液化。 α淀粉酶一般在 pH 值 ～ 較穩(wěn)定。 現(xiàn)在研究發(fā)現(xiàn)當物料 pH 大于 后，在最終糖液中即有可能生成麥芽酮糖。但是溫度升高時，酶活力損失加快。 淀粉液化的目的是為了給糖化酶的作用創(chuàng)造條件，而糖化酶水解糊精及低聚糖等分子時，需先與底物分子生成絡(luò)合結(jié)構(gòu)。淀粉酶液化終點?？梢缘湟猴@色來控制。在液化 pH 低于 時，即可避免在糖化過程中產(chǎn)生麥芽酮糖，而這就需要采用低 pH 特性的淀粉酶。然后 130140℃ 滅酶510min。要求每兩小時或四小時檢查一次糖化液的糊精狀況，直至無明顯糊精為糖化結(jié)束，即以無水乙醇檢查無白色沉淀為終點。 貯存 為防止糖液貯存中發(fā)酵變質(zhì)，應保證糖液溫度不低于 60℃ 。 液化酶量 使用耐高溫 α淀粉酶（ 20 000U / ml） ,加酶量 10U / g 干淀粉。初糖用 30%的糖液配料： %30 ? ，即 ? 30% 糖液 玉米漿 糖蜜 無機鹽等 配料水 滅菌進入蒸汽 及補水 種液 反應水 液氨 消泡劑 空消蒸汽 發(fā)酵液 尾氣帶水 配料水 配料、連續(xù)滅菌、發(fā)酵工段 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 10 初糖配 13g/dL，初定 4 9 2 .7 k gV 3 0 9 0 L1 3 g / d L??， 13g/dL 糖液相對密度 ，則 3790?= 流加補糖用 60g/dL 濃糖漿（相對密度 ），則 ? ， ?? 發(fā)酵配料 每噸商品淀粉產(chǎn) 100%糖 ，發(fā)酵配料用各種營養(yǎng)物質(zhì)比例見下表。種子液相對密度 ，則 ?? kg 二級 種子培養(yǎng)液所需水解糖量： m 糖 = 50V 種 = （用 30%糖液 ） 所需玉米漿量： m 玉米漿 = 8V 種 = 所需糖蜜量： m 糖蜜 = 20V 種 = K2HPO4： m 磷酸氫二鉀 = 種 = 蒸汽及水 [7]： kg? ? ? ? ? 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 11 連續(xù)滅菌過程進入的蒸汽及補水量 22 kg? ? ? ? ? 發(fā)酵過程中加入 99%液 氨量 1t 商品淀粉產(chǎn) 100%糖 ，產(chǎn) 100%谷氨酸： % (%) % = 式中 %—— 谷氨酸提取收率 一般發(fā)酵耗氨量為谷氨酸量的 ，即： = 加消泡劑量 一般 1t 谷氨酸加消泡劑 5kg,則 ?? 消泡劑相對密度為 ， / = 發(fā)酵生化反應過程所產(chǎn)生的水分 1t 商品淀粉在發(fā)酵液中所產(chǎn)生 的 100%谷氨酸量： 92 9. 65 58 .5 % (1 1. 5%) 53 5. 7 kg? ? ? ? 生成 1mol 谷氨酸產(chǎn) 3molH2O；生成 1mol 菌體產(chǎn) 7molH2O。 發(fā)酵終止時的數(shù)量 1t 商品淀粉，發(fā)酵終止時： 22 2 .58 13 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（ 30%糖） +（補濃糖） +（營養(yǎng)物） +（配料水） +（滅菌水） +（種子） +（反映水）+（液氨） +（消泡劑） +（空消蒸汽） （尾氣帶水） （損失） =（終止數(shù)量） 式中 —— 控消時耗用的蒸汽量 發(fā)酵液相對密度 ， / = ，每日產(chǎn)發(fā)酵液 ，即 / = / d 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 13 衡算結(jié)果匯總 表 25 配料、連續(xù)滅菌和發(fā)酵工序物料衡算匯總表 中和等電工段物料衡算 圖 23 中和等電工序物料衡算圖 發(fā)酵液數(shù)量 ； 。 谷氨酸產(chǎn)量 （ 1）分離前 Glu 量 100%Glu 量： 92 9. 65 58 .5 % (1 1. 5%) 53 5. 7 kg? ? ? ? （ 2）分離后 Glu 量 100%Glu 量： 5 3 5 .7 9 6 .4 % 5 1 6 .4k g?? 90%Glu 量： 5 1 6 .4 / 9 0 % 5 7 3 .8 k g? 加水量 479kg。 調(diào)高流用硫酸量 為總用酸量的 34%，即 4 6 4 .8 3 4 % 1 5 8 k g??。 % ???? ，即 配洗脫液用水量 6788 ( 158 62) kg? ? ? ? ? ? 母液 % 硫酸 99% 液氨 洗脫液用水 高流 廢液 離交工段 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 16 物料衡算匯總 表 27 離交工序物料衡算匯總表 進入系統(tǒng) 離開系統(tǒng) 項目 1t 商品淀粉及相應物料/ kg 每天進入系統(tǒng)的物料 項目 1t 商品淀粉及 相應物料/ kg 每天離開系統(tǒng)的物料 /（ t / d） 母液 1106 高流 2321 %硫酸 廢液 6788 99%液氨 62 洗脫液用水 累計 9109 9109 中和脫色工段物料衡算 圖 25 中和脫色工序物料衡算圖 谷氨酸數(shù)量 100%Glu 量： ， 90%Glu 量： 。B233。） 廢碳渣數(shù)量 含水 75%，則 %)751/( ?? 用水量 0 6 7 31 9 0 5 ????? 物料衡算匯總 表 28 中和脫色工序物料衡算匯總表 進入系統(tǒng) 離開系統(tǒng) 項目 1t 商品淀粉及相應物料/ kg 每天進入系統(tǒng)的物料 /（ t / d） 項目 1t 商品淀粉及相應物料/ kg 每天離開系統(tǒng)的物料 /（ t / d） 90%Glu 中和脫色液 離子膜堿 廢碳渣 活性炭 水 累計 2149 311 2149 311 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 18 精制（結(jié)晶）工段物料衡算 圖 26 精制（結(jié)晶）工序物料衡算 中和脫色液數(shù)量 1905kg， 1642L， 20176。 MSG 分離調(diào)水洗水量 約為 MSG 產(chǎn)量的 5%，即 6225% = 31?！?） c0—— 淀粉質(zhì)的比熱容，取 /（ kg℃ ） T1—— 淀粉漿初始溫度（ 20℃ = 293K） T2—— 液化溫度（ 110℃ = 383K） h1—— 加熱蒸汽焓， / kg（ ，表壓） h2—— 加熱蒸汽凝水焓，在 383K 時為 461kJ / kg h/)293383( 3 ??? ????? 高峰量： h/ ??? 每日蒸汽耗用量： d/ ?? 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 20 液化液冷卻耗水量 使用板式換熱器，物料由 95℃降為 61℃。 每罐滅菌時間 2h，物料流量： 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 21 h/t2 1 02 0 0 ?? 滅菌用蒸汽量： h/)]27370()273120[( 3 ???? ??????? 式中 —— 糖液比熱容， kJ /（ kg h/t495h/kg49 498 )]27330()27345[( )]27335()27375[( 3 ?????? ??????? 每日用水量： d/t1 1 8 9 5 ??? ，平均用水量： h/? ；最大用水量為 90t / h。其蒸汽用量為： h/)]27320()273127[( 3 ??? ??????? 式中 —— （表壓）蒸汽熱焓， kJ / kg —— ， 127℃時蒸汽凝結(jié)水熱焓， kJ / kg 每日蒸汽用量： d/ ?? ，平均用蒸汽量： h/? 。 )]2 7 320()2 7 360[( ???????? kJ /（ m2 發(fā)酵過程產(chǎn)生的熱量及冷卻用水量 根據(jù)部分味精廠的實測和經(jīng)驗數(shù)，谷氨酸的發(fā)酵熱高峰值約 104kJ /（ m3冷媒水用量 1008m3 / h，冷卻水用量 1706m3 / h。冷卻水在循環(huán)使用中約損失 4%（摻入部分生產(chǎn)過程用水），需補充新鮮水量： 4% m / h?? 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 23 提取工段冷量衡算 等電罐 540m3，裝液量 432m3，相對密度 ，由 30℃降至 10℃，降溫速度為 2℃/ h，每臺罐需冷量為： 。選用 800m3 / h 無填料噴霧冷卻塔 2 臺。K） 等電罐每天運轉(zhuǎn)臺數(shù)為發(fā)酵罐每天放罐數(shù) 2 ，即 ?? 臺，每日總冷量為：kW2 4 4 73 6 0 0/ 6 ??? 。再加上培養(yǎng)基滅菌后用冷卻水 ，合計用冷卻水為 / h。 公稱容積 720m3發(fā)酵罐，裝液量 576m3，其發(fā)酵熱為： h/ 74 ???? 日運轉(zhuǎn)發(fā)酵罐 臺，總發(fā)酵熱： kW1 1 5 2 0h/ 77 ??????總熱 選用 2 臺 NG84M 溴化鋰制冷機?！妫? 720m3發(fā)酵罐的表面積為 475m2，消耗蒸汽量： h/ )]27320()27360[( ?? ?????? （ 4）罐壁附著洗 滌水升溫所需蒸汽量 4 7 5 0 . 0 0 1 1 0 0 0 [ ( 1 2 7 2 7 3 ) ( 2 0 2 7 3 ) ] 4 . 1 8 9 6 k g2 7 4 8 . 5 5 3 5 . 4? ? ? ? ? ? ? ?? 式中 —— 附壁水平均厚度， m （ 5）滅菌過程蒸汽排汽及滲漏量 取總耗汽量的 10%，空罐滅菌蒸汽消耗量為： h/t5h/kg4947%101 963561000)( ??? ???? 每個空罐滅菌 1h，蒸汽消耗量為 5t / 罐。 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 22 每日用蒸汽量： d/ ?? ，平均用蒸汽量： h/? 。 發(fā)酵罐空罐滅菌蒸汽用量 （ 1）發(fā)酵罐體加熱用蒸汽量 發(fā)酵罐公稱容積 720m3，材質(zhì)為 SS304，發(fā)酵罐罐體重 118t，比熱容 （ kg 培養(yǎng)液冷卻用水量 參照圖 107,120℃熱料通過與冷熱料交換，由 120℃降至 75℃，再用水冷卻至35℃；冷卻水由 30℃升至 45℃。糖化終止時，糖化夜調(diào) pH 至 ～ ，酶即失活，也可不加熱滅菌，以節(jié)約蒸汽?！?） c ?????? kJ /（ kg 物料衡算匯總 表 29 精制工序物料衡算匯總表 進入系統(tǒng) 離開系統(tǒng) 項目 1t 商品淀粉及相應物料/ kg 每天進入系統(tǒng)的物料 /（ t / d） 項目 1t 商 品淀粉及相應物料/ kg 每天離開系統(tǒng)的物料 /（ t / d） 40g/dL中和脫色液 1905 100%MSG 622 90 結(jié)晶過程加水 190 母液 153 分離調(diào)水洗水 31 蒸發(fā)水分 1351 累計 2126 2126 40g / dL 中和脫色液 結(jié)晶過程加水 分離調(diào)水洗水 100%MSG 母液 蒸發(fā)水分 精制 (結(jié)晶 )工段 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 19 第三章 全廠熱量衡算 液化工段熱量衡算 液化加熱耗蒸汽量 （ 1）淀粉漿流量 日投商品淀粉 ，配 %的淀粉漿： ，即 。含 MSG40g/dL。 L1 6 4 2%40 2 7 1 6 ?? ， 1 6 4 2 1 .1 6 1 9 0 5 k g?? 式中 —— 含 40%MSG 溶液的相對密度（ 20176。 %Glu 需用 30%液體離子膜堿量： 51 6. 4 0. 27 2 / 30 % 46 8. 2 kg?? 30% NaOH 相對密度 ， / = 。 高流量 。 母液（上清液）數(shù)量 76 56 .4 47 9 57 3. 8 83 .2 76 44 .8 kg? ? ? ? 物料衡算匯總 表 26 谷氨酸等電工段物料衡算匯總表 進入系統(tǒng) 離開系統(tǒng) 項目 1t 商品淀粉及相應物