【文章內容簡介】 晶核形成，晶體形成。 結晶原理：固體物質溶于溶液中達到飽和，就處于一個相平衡。結晶是一個固相形成過程。不僅包括物質分子的凝結，而且包括這些分子有規(guī)律的排列成晶格，這種排列與分子表面化學鍵力有關，即要結晶就要有表面張力 作功，當溶液濃度達到一定飽和度時，使得溶質能相互吸引自然聚在一起形成一種微細顆粒，即晶核，晶核表面吸附溶質分子。 本設計采用較先進完善的真空結晶工藝，為了形成飽和溶液，蒸發(fā)部分溶劑，但為了防止谷氨酸鈉在高溫下形成焦谷氨酸鈉，使成品味精易吸潮，變質。因此采用減壓真空濃縮法。濃縮時，真空度越高，料液沸點越低，不僅加快了濃縮速度，也使產(chǎn)品質量提高。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 15 頁 共 58 頁 本設計采用晶種起晶法這種起晶法可以控制晶體數(shù)目和大小。而且溶液受晶種刺激后，晶核可以提早形成，所需過飽和度較自然起晶的過飽和度低。作為晶種投入溶質不會被溶解，也不會產(chǎn) 生刺激起晶，全部作為晶核而不產(chǎn)生新晶核，從而達到控制晶體數(shù)量的目的。 五 干燥分離 本設計采用三足式離心機，進行味精分離，可以以味精的大小控制分離時間和含水量采用震動床，具有設備簡單，生產(chǎn)連續(xù)化，效率高等優(yōu)點，而且產(chǎn)品不易破碎，光澤度好，適用于大量結晶干燥，使用硫化床干燥可以控制溫度不超過 80℃ 為宜。 粗頭大片，＞ 8 目粉碎，制晶種或打粉摻入 80%味精 812 目 作晶種 粉碎成 1230 目 1230 目 成品 99%MSG 30 目以上 作為晶種或用結晶鍋重新結晶 生產(chǎn)工藝采用直接混合，加食鹽得 80%MSG 工藝控制 一 . 中和 操作中，先將 Glu加到升溫至 65℃ 的底水中，成為飽和溶液，酸度接近 ，溶液中的谷氨酸大部分以 GLu177。的形式存在，加堿中和，隨著堿的不斷加入，溶液的 PH 升高，電離平衡移動 GLu177。減少， GLU177。逐漸增加，全部成為上述離子時，即為中和生成谷氨酸鈉的等電點。若 PH 超過 7， GLu￣逐漸增多，即 PH越高，生成谷氨酸鈉越多，而谷氨酸鈉有很強的鮮味，谷氨酸二鈉卻沒有，此時 PH超過 7 后，還會促進消旋反應的發(fā)生， LGluNa 向 DLGluNa 轉變，若 PH 低于 7，則溶液中的 GLu+離子百分率高，造成Glu溶液不徹底，影響精制收率，還造成過濾困難，使后面操作不易進行。 所以 PH 的控制在中和中很重要。 2 中和的速度 中和的速度不應太快，要緩慢進行。 用碳酸鈉中和會產(chǎn)生二氧化碳，若中和太快，會產(chǎn)生大量泡沫，可能會導致料液外逸，造成損失。而且加堿過快，導致局部 PH 過高，發(fā)生消旋反應，影響收率和產(chǎn)品質量。 3 中和溫度 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 16 頁 共 58 頁 中和溫度應控制在 70℃ 以下 溫度高時，除會發(fā)生消旋反應外，谷氨酸還會脫水發(fā)生環(huán)化，生成焦谷氨酸，對收率和品質極為不利。 環(huán)化反應如下： 4 中和加水 中和過程加水過多，中和液濃 度低，給結晶帶來困難。加水不足，濃度太高，黏度增加，脫色效果差，過濾困難，故一般控制在中和液濃度 2123186。Be39。，且最好菜鹽式鹽較少的水。 二脫色 1 粉碳脫色控制操作： ⑴溫度 在一定范圍內，溫度升高，分子運動加快，溶液黏度降低，有利于吸附，當溫度高時分子運動加劇，反而使解析色素速度增大，綜合溫度對吸附解吸的影響，一般控制在 65℃ 左右。 ⑵ PH 值 PH 對脫色效果影響很大， PH 在 脫色效果較好，但在此 PH 范圍內溶液尚有 40%的谷氨酸來生成谷氨酸鈉， Glu溶解不完全，既影響收率又影響質量，生產(chǎn) 上一般控制在 ，當控制在 時，脫色較好，但脫色后需加堿調 PH 值。 ⑶時間 色素分子向活性炭表面擴散及吸附均需一定量時間，只有充分接觸，才能充分發(fā)揮脫色效力。但達一定時間后，隨時間延長脫色并不增加。那樣就影響了設備的利用率，生產(chǎn)中控制加碳后攪拌 30 分鐘達脫色飽和。 2 顆粒碳脫色 ⑴進料速度 碳的吸附量與進料速度密切相關，顆粒碳吸附色素需一定時間，流量大，物料停留時間短。吸附效果差，經(jīng)驗認為進料為碳體積的 23 倍，效果好，速度 23m179。料 / m179。碳 .h ⑵上柱液質量對碳柱影響 若透光 率低，色素雜質多，碳交換量顯著下降，因此一般先粉碳脫色除去大部分雜質，透光率達 60%以上再上柱。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 17 頁 共 58 頁 ⑶顆粒碳再生 用氫氧化鈉水溶液作洗脫劑解吸吸附的色素，用鹽酸解析鐵離子作再生劑。洗脫劑和再生劑濃度低時，效果增加不明顯，造成浪費。由實踐經(jīng)驗，可采用 3%177。 NaOH和 HCL 溶液再生較為理想。 ⑷溫度 溫度適當提高，有利于攪拌，有利于脫色，過高，吸附效果反而下降，同時顆粒碳易粉碎，若溫度太低，黏度大，影響流速，同時易結柱，生產(chǎn)一般控制在 4050℃ ⑸ PH 值 同粉狀碳，控制在 三．真空濃縮結晶 1 濃縮：選用真空度 600650mHg，溫度 60℃ . 2 結晶： ⑴結晶原理：谷氨酸鈉在不同溫度下水中的溶解度可按經(jīng)驗式計算： Sd=++178。 Sd GluNa g/100g 溶液 t溫度 ℃ 含結晶水的可按下式： Sc=++ tamp。sup2。 ScMSGg/100g溶液 t溫度 ℃ 可用飽和曲線表示 由實驗得關系圖可分為三個區(qū)但關系不明顯 ⑵結晶與影響結晶的因素 a 結晶過程包括形成飽和溶液，晶核形成（本設計采用加晶種）和晶體成長三階段。 晶核 形成有三種方法：自然起晶法，刺激起晶法，晶種起晶法 b 影響結晶速度的因素： 過飽和度，液膜厚度，溶液黏度，溶液濃度，溫度，真空度；稠度，晶種質量 ⑶結晶工藝條件控制 投入結晶罐內一定量脫色液進行濃縮，達到濃度后，加入晶種。結晶過程不斷補充物料，控制適宜的過飽和度，盡量避免假晶。當出現(xiàn)假晶時加溫水殺晶。 真空度 600mmHg 溫度 6070℃ ，底料 5565%，取 3m178。（ 60%），濃縮液濃度 39。，本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 18 頁 共 58 頁 時間 6570177。.投種后整晶，蒸汽操作壓力 。 補料：應使蒸發(fā)速度，結晶速度協(xié)調一致，使?jié)舛瓤刂圃诮榉€(wěn)區(qū)。 放罐濃度：放罐前用結晶水調整 39。，成品得率 50% 5 計算工藝 物料衡算 物料衡算是根據(jù)質量守恒定律而建立起來的。物料衡算是進入系統(tǒng)的全部物料重量等于離開該系統(tǒng)的全部物料重量，即∑ F = ∑D + W 式中 F— 進入系統(tǒng)物料量（ kg） D— 離開系統(tǒng)的物料（ kg） W— 損失的物料量 生產(chǎn)過程中總物料衡算 （一） 生產(chǎn)能力 年產(chǎn) 2 萬噸 MSG， 99%的 MSG占 90%， 80%的 MSG占 10%，工作日為 320 天 1 折合 100%的味精 2021090%99%+2021010%80%=19420t/年 2 日產(chǎn)商品 MSG 20210／ 320=90%=80%的 MSG 10%=3 日產(chǎn) 100%的 MSG： 19420/320= 總物料衡算 1. 1000Kg 純淀粉理論上產(chǎn) 100%的 MSG的量： 淀粉 111%→ 葡萄糖 %→ 谷氨酸 %→MSG （理論值） 1000111%%%= 2. 1000kg 純淀粉實際產(chǎn) 100%的 MSG 參數(shù)確定：糖酸轉化率： 58%；粉糖轉化率： 98%；提取收率； 95%；精制收率： %； 100098%58%95%%%= 3. 1000kg 工業(yè)淀粉（含量 84%的玉米淀粉）產(chǎn) 100%的 MSG： 84%= 4. 淀粉單耗 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 19 頁 共 58 頁 1000kg100%的 MSG實際消耗純淀粉量 1000/= 1000kg100%的 MSG實際消耗工業(yè)淀粉 量 1000/= 1000kg100%的 MSG理論上消耗純淀粉的量 1000/115305= 1000kg100%的 MSG理論上消耗工業(yè)淀粉量 100%=% 6 淀粉利用率 247。100%=% ： 100%%=% ⑴淀粉用量 日產(chǎn)量 =⑵ 糖化液量 A：純糖量： 84%98%=B：折算成 %的糖液 ⑶發(fā)酵液量 A純 GLu量： 58%=B折算成 90%的 GLu量： 。 C． %的糖液的相對密度：查附表 4— 1 P= ⑷提取 GIu量 A純 GLu量： 95%=B折算成 90%的 GLu的量： ⑸ GLu費母液量（ ） 247。%=1305 mamp。sup3。/d 總物料衡算結果， 原料 /項目 淀粉質原料（玉米淀粉） 生產(chǎn)兩萬噸 100%MSG（ t） t/d 工業(yè)原料（ t） 104 糖液（ %）（ t） 104 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 20 頁 共 58 頁 Glu（ 90%）（ t） 104 MSG（ 100%）（ t） 104 排含 %GLu廢液 104 制糖工序的物料衡算 1 淀粉漿量及加水量 淀粉乳濃度 為 17176。Be185。 ，由附表 3 可得其干基淀粉濃度為 %，則 1000kg工業(yè)淀粉產(chǎn)淀粉乳： 100084%/%= 設淀粉與水比為 X則 100（ 1+X） = X= 即淀粉加水比例為 1： 加水量為 = 2 加酶量 （ 1） 選高溫 γ淀粉酶，活力 20210u/g 用量為 12u/g干淀粉 100084%100012/20210=504g 中溫液化酶：活力 4000u/g ，用量 100084%10002）糖化酶，活力 100000u/g用量 115u/g 干淀粉 100084%1000115/100000=966g 3 糖化液產(chǎn)量 100084%98%/%= %的糖液的相對密度為 ，糖液體積為： 4 生產(chǎn)過程中進入的蒸汽和洗水量 （ 504++966） /+ 70%= kg 5 氯化鈣的用量 ： 1000 84% %= 6 純堿用量： 按 7 加珍珠巖量： 為糖液的 %， %= 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 21 頁 共 58 頁 8 濾渣產(chǎn)量： 含水 70%的廢珍珠巖， 制糖工序物料衡算匯總表 進入系統(tǒng) 離開系統(tǒng) 項目 物料比例（ kg） 日投料量（ kg） 項目 物料比例（ kg） 日產(chǎn)料量（ kg） 工業(yè)淀粉 1000 98440 糖液 配料水 濾渣 糖化酶 液化酶 氯化鈣 珍珠巖 洗水和蒸汽 累計 累計 發(fā)酵工序和連續(xù)滅菌的物料衡算 1. 發(fā)酵培養(yǎng)基數(shù)量 ⑴ 1000kg 工業(yè)淀粉中，用于種子生長的為 ，那么用于發(fā)酵產(chǎn)酸的工業(yè)淀粉： 1000 1000/（ 1000+） = 則其利用率為 %，可理解為其所選用淀粉為來發(fā)酵產(chǎn)酸的部分 ⑵放罐時發(fā)酵液量 1000 84% 98% 58%/%= 發(fā)酵液含 Glu為 %的相對密度 P=質量為 = ⑶發(fā)酵過程中從排風中帶走的水分 進風 25℃，相對濕度∮ =70%，水蒸氣分壓 18mmHg，排風 32℃，相對濕度∮ =100%，水蒸氣分壓 27mmHg，進罐空氣的壓力為 （表壓 0，排器 （表壓），出進空氣的濕含量差 X出 – X進 = 27 100%/（ 76027 100%） 18 70%/（ 76018 70%） = /kg 干空氣 通風比 1： ，帶走水量 ： 60 36 = 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 22 頁 共 58 頁 2．設 1000kg 玉米淀粉能得到最終發(fā)酵液的體積為 V升，其中設處糖 V185。 升，流加糖 V178。升 ∴產(chǎn)酸為 %，糖酸轉化率為 58% ∵最終糖液濃度： %/58%=% 1000kg 玉米淀粉制成純糖為： 1000 84% 98%= 轉化成 %的糖液質量： % V= V= %的糖液密度 p= = 甘蔗糖蜜： % V185。 液氨： %= 純生物素： % V185。 液氨容重為 無機鹽： % V185。 141035/= 接種量： 10% V185。 消泡劑： %V 放罐殘留及其他損失為 %V 即185。： % V185。+%/ V178。= V185。 + V178。+%V+%%= 以上兩式聯(lián)立可解得 V185。= V178。= 即初糖 %= 流加糖 %/= kg %的糖液質量： = kg = kg 3 加水量 （ 1） 底料中加入 31%的糖為 （ %/） /31%= 1499017 = （ 2） 加水量（包括滅菌蒸汽） （ %+10%+%+%）= （ 3） 實際加水量： V185。+ V185。=