【正文】 or this design: the mass of the 100% MSG with corn starch as raw material is t, the mass of 86% corn starch is , the number of tank needed to work is 4, which demands of 4times of filling. This design adopts 3mechanical agitated fermentor with the nominal of 300m179。 Fermentor。 成品為白色柱狀結(jié)晶 體或結(jié)晶性粉末，是目前國內(nèi)外廣泛使用的增鮮調(diào)味品之一。 味精是以糧食為原料經(jīng)糖化、發(fā)酵、谷氨酸提取、精制等工序制得，在谷氨酸發(fā)酵制取過程中只有約 3/5 的原料轉(zhuǎn)化為味精及副產(chǎn)品，而 2/5 的原料進入廢液中，從而造成資源的嚴(yán)重浪費。 想要實現(xiàn)味精的低成本低污染， 就必須實現(xiàn) 規(guī)?；S生產(chǎn)，實際經(jīng)驗表明，只有萬噸 級 以上的味精工廠生產(chǎn)，才能實現(xiàn)這個目標(biāo)，因此本設(shè)計進行 年產(chǎn) 4 萬噸味精 工廠初步工藝設(shè)計就是為了在理論上和 對現(xiàn)實模擬的基礎(chǔ)上給出數(shù)據(jù)和理論支持，因此該設(shè)計具有一定的用價值和環(huán)保意義。 1907 年，日本東京帝國大學(xué)的 研究員菜田菊苗 發(fā)現(xiàn)了一種 ，昆布湯蒸發(fā)后留下的棕色晶體，即谷氨酸。繼而，他為大規(guī)模生產(chǎn)谷氨酸晶體的方法申請了專利 [1]。 味精，又名 “ 味之素 ” ，學(xué)名 “ 谷氨酸 鈉 ” 。這個方法消耗大，成本高，勞動強度大，對設(shè)備要求高，需耐腐酸設(shè)備。H2O ，分子量為 。 味精的主要物理性質(zhì)： （ 1） 性狀 味精是無色至白色的柱狀晶體或白色的結(jié)晶性粉 末； （ 2） 結(jié)晶系 斜方晶系，柱狀八面體。 2 從甜菜糖蜜提取法 甜菜中的谷氨酸一般是以谷氨酰胺按的形式存在，在制造過程中，用石灰處理時轉(zhuǎn)化為焦谷氨酸。設(shè)備投資大 (比發(fā)酵法高 1 倍以上 )，生產(chǎn)工藝復(fù)雜、危險等。而且設(shè)備一般，腐蝕性低，勞動強度小，可自動化、連續(xù)化生產(chǎn)、收率高、成本比水解法低 30～ 50%等優(yōu)點。1926 年，佛手牌味精獲得美國費城世界博覽會金獎。 1926 年，吳蘊初宣布，放棄味精的國內(nèi)的專利，希望全國各地大量仿造生產(chǎn)。 1926 年，“佛手”味精由中國選送至美國費城和賓州世界博覽會參展，即以純正沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 文獻綜述 5 的中國制造和典型的東方藝術(shù)色彩包裝贏得了參觀者的青睞 [10]。 1933 年美國芝加哥世博會，主題為“一個世紀(jì)的進步”。目前，各項經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)已達到或接近世界先進水平。從行業(yè)發(fā)展規(guī)律來看，經(jīng)過近 90 年的發(fā)展，我國味精已經(jīng)形成大的味精巨頭，味精行業(yè)的集中度也在穩(wěn)步提高。 目標(biāo) 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 文獻綜述 6 通過對上述研究內(nèi)容的探索與研究，達到對味精工廠初步工藝設(shè)計關(guān)于如下方面的了解： (1)原料粉碎、液化、糖化、擴培、發(fā)酵、提取、精制、污水處理?！?+176。 ① 1000kg 純淀粉理論上產(chǎn) 100% MSG 的量 1000%＝ (kg) 其中： — 淀粉水解理論轉(zhuǎn)化率 %— 糖酸理論轉(zhuǎn)化率 — 精制理論收率 ② 1000kg 純淀粉實際產(chǎn) 100% MSG 的量 1000111%98%65%94%95%(－ ) = (kg) 其中： 98%— 淀粉糖化轉(zhuǎn)化率 65%— 發(fā)酵糖酸轉(zhuǎn)化率 94%— 谷氨酸提取率 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 基礎(chǔ)恒算 11 95%— 精制收率 — 倒灌率 % ③ 1000kg 工業(yè)淀粉 (86%玉米淀粉 )生產(chǎn) 100% MSG 的量 86%＝ (kg) ④ 淀粉單耗 ⅰ 生產(chǎn) 1000kg100% MSG 理論上消耗純淀粉量： 1000＝ (t) ⅱ 生產(chǎn) 1000kg100% MSG 理論上消耗工業(yè)淀粉量： % 1000＝ (t) ⅲ 生產(chǎn) 1000kg100% MSG 消耗純淀粉量： 1000＝ (t) ⅳ 生產(chǎn) 1000kg100% MSG 消耗工業(yè)淀粉的量： 1000＝ (t) ⑤ 總收率 ： 總收率 = 理論產(chǎn)量實際產(chǎn)量 100％＝ 100%＝ % ⑥ 淀粉利用率 ： 100%=% ⑦ 生產(chǎn)過程總損失 ： 100%－ %=% 物料在生產(chǎn)過程中損失的原因 [5]： ⅰ 糖化轉(zhuǎn)化率未達到理論值。 ⑵ 粉漿干物質(zhì)濃度： 3500 %861000? 100%=% ⑶ 液化酶量 ： 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 基礎(chǔ)恒算 13 使用液體 α— 淀粉酶 (占淀粉漿總量的 %) 3500%=(kg) ⑷ CaCl2 量 ： 3500%=(kg) ⑸ 糖化酶量 ： (用液體糖化酶 )3500%=(kg) (6) 糖化液產(chǎn)量 ： %24 %%861000 ??? =3898 (kg) 24%糖液的相對密度為 則體積為 . =3576(L) (7) 加珍珠巖量 ： (為糖液的 %) 3898%= (kg) ⑻ 濾渣產(chǎn)量 ： (含水 70%廢珍珠巖 ) %701 ? =(kg) ⑼ 生產(chǎn)過程進入的蒸汽和洗水量 ： 3898＋ － 3500－ (3 )－ =(kg) ⑽ 衡算結(jié)果： (年產(chǎn) 4 萬噸味精 )根據(jù)總物料衡算 ， 日投入工業(yè)淀粉 噸 。C 時干空氣密度 (kg/m3) 過程分析 ： 放殘留及其他損失 ： 52kg. ⑹ 發(fā)酵終止時的數(shù)量 ： 6046＋ 62＋ 164＋ － 29－ 52=6194(kg) ⑺ 衡算結(jié)果匯總 ： 年產(chǎn) 4 萬噸商品味精日投工業(yè)淀粉 噸 ， 連續(xù)滅菌和發(fā)酵工序的物料衡算總列見表 5： 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 基礎(chǔ)恒算 16 表 5 連續(xù)滅菌和發(fā)酵工序物料衡算匯總 進入系統(tǒng) 離開系統(tǒng) 項目 1t 工業(yè)淀粉對應(yīng)的物料 /kg t/d 項目 1t 工業(yè)淀粉對應(yīng)的物料 /kg t/d 24%糖液 3898 710 發(fā)酵液 9194 玉米漿 甘蔗糖蜜 無機鹽 空氣帶走水量 29 配料水 1026 滅菌過程進 蒸汽及水 1081 接種量 62 過程分析、放罐及殘留及其它損失 52 液氨 164 消泡劑 累計 6275 累計 6275 谷氨酸提取工序的物料衡算 按 1000kg 工業(yè)淀 粉計算 ： ⑴ 發(fā)酵液數(shù)量 ： 5847L， 6194kg. ⑵ 加 98%硫酸量 ： 為發(fā)酵液的 %(w/v) 5847%=210(kg) 98%硫酸的相對密度 ， 故其體積為 ： =114（ L) ⑶ 谷氨酸產(chǎn)量 ： ① 分離前谷氨酸量 ： 100%Glu量 ： 5847%(w/v)=(kg) ② 分離后谷氨酸量 ： 100%的 Glu 量 ： 94%=(kg) 90%的 Glu 量 ： % =(kg) 其中 ： 94%為 Glu提取率 . ⑷ 母液數(shù)量 ： 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 基礎(chǔ)恒算 17 母液含 ： % ? =12863(L)， 質(zhì)量約為 12863kg ⑸ 谷氨酸分離洗水量 ： 20%=(kg)， 體積為 ⑹ 母液回收過程中用水以及酸、堿等數(shù)量 ： 12863+6194－ 5847－ 210－ =(kg) ⑺ 物料衡算結(jié)果 ： 根據(jù)以上計算 ， 年產(chǎn) 4 萬噸商品味精日投工業(yè)淀 粉 噸 ， 谷氨酸提取工序物料衡算匯總見表 6： 表 6 谷氨酸提取工序物料衡算匯總 進入系統(tǒng) 離開系統(tǒng) 項目 1t 工業(yè)淀粉之匹配物料(kg) t/d 項目 1t 工業(yè)淀粉之匹配物料(kg) t/d 發(fā)酵液 6194 90%谷氨酸 H2SO4 210 母液 12863 分離用水 回收加水 累計 累計 精制工序的物料衡算 ⑴ 谷氨酸數(shù)量 ： 100%Glu ， 90%Glu ⑵ Na2CO3 量 ： %=246(kg) ⑶ 加活性炭量 ： %=21(kg) ⑷ 中和液數(shù)量 ： )%(40 vw?=1922(L) 1922=2229(kg) 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 基礎(chǔ)恒算 18 式中 ： 為含 40%(w/v)MSG 溶液的相對密度 (20176。其中176。C ) X— 粉漿干物質(zhì)含量 %. C 水 — 水的比熱容 ， KJ/(kgC )] ④ 蒸汽用 量 ： D= 8 32 7 3 0 )2090( 6 5 3 0 ? ??? =(kg/h) ⑵ 滅酶用蒸汽量： 滅酶時將液化液由 90176。C 升溫至 100176。C ，出水溫度 176。C ， 出口溫度為 45176。 日運轉(zhuǎn) 4232? =(罐 )取 7 罐次。C ， 冷卻水由 20176。176。C ， 冷卻水由20176。其蒸汽用量為 ： 3 52 7 1 8 )201 2 7( 0 0 05 1 5 0 0 ? ???? ）（=14800(kg) 式中 —— MPa（表壓）蒸汽熱焓， kJ/kg —— ， 127℃時蒸汽凝結(jié)水熱焓， kJ/kg ② 填充發(fā)酵罐空間的蒸汽量 ： 因 300 m3 發(fā)酵罐的全容積 大于 3003m3， 考慮到罐內(nèi)之排管 ， 攪拌器等所占之空間罐之自由空間仍按 300 m3 計算 ， 填充空間需蒸汽量 ： D 空 =Vρ=300=(kg) 式中 ： V— 發(fā)酵罐全容積 (m3) ρ— 加熱蒸汽的密度 (kg/ m3) mPa(表壓 )時為 ③ 滅菌過程的熱功當(dāng)量損失 ： 輻射與對流聯(lián)合給熱系數(shù) α， 罐外壁溫度 70176。176。h)] Q 最大 = ? ?)( )/( 3m thKg發(fā)酵液總體積 冷卻水 進出 ?? (4) 通過發(fā)酵液溫度升高進行計算 ： 關(guān)閉冷卻水觀察罐內(nèi)發(fā)酵液溫度升高 ， 用下式計算 Q 最大 Q 最大 = V tCGGCt )( 111? [KJ/(m3C ) G1— 設(shè)備筒體的重量 (kg) C1— 設(shè)備筒體的比熱容 [KJ/(m3C ， 出口溫度 20176。C ， 降溫速度 2176。C 下真空蒸發(fā)結(jié)晶 ， 濃縮 2h， 育晶 10h， 放料數(shù)量 20m3 熱量衡算： ① 來料帶入熱量 ： 進料溫度 35176。 Q 來料 =(＋ )35103=107 (KJ) 式中 ： — 脫色液濃度 (g/dl) — 母液濃度 (g/dl) ② 加水帶入熱量 ： Q 來水 =835103= ? (KJ) ③ 晶種帶入熱量 ： MSG 比 熱容 KJ/(kgC ). 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 基礎(chǔ)恒算 27 Q=10370= ? (KJ) ⑥ 隨二次蒸汽帶走熱量 ： Q 二蒸 =(++) 2626 610? = ? (KJ) 式中： — 結(jié)晶罐放罐時的結(jié)晶液量 (m3) 2626— 70176。C 水蒸汽焓 (KJ/kg)，需冷卻水量 (W) W=)3045( ) 26(3?? ????=206601(kg/h)=207(t/h) 4 臺罐高峰用水量 2074=827(t/h) 全日用水量 ： 20720=15400(t/d) 平均用水量 ： 2415400 =642(t/h) 為了保證循環(huán)水溫度不低于 30176。C ， 從干燥器出來的空氣為 6