谷氨酸生產(chǎn)工藝計(jì)算(編輯修改稿)
2024-11-23 10:43 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 律建立起來(lái)的，熱平衡方程表示如下： Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6 式中 Q1—— 物料帶入的熱量（ J） Q2—— 蒸汽熱量（ J） Q3—— 各種熱效應(yīng)，如發(fā)酵熱、稀釋熱、溶解熱等（ J） Q4—— 物料帶走熱量（ J） Q5—— 消耗于設(shè)備上熱量（ J） Q6—— 設(shè)備向外界散失熱量（ J） 一、 液化工序熱量衡算 液化工序流程如圖 106 所示。 （一）液化加熱蒸汽量 加熱蒸汽消耗量（ D），可按下式計(jì)算： D=???I ttGC )12( 式中 G—— 淀粉漿量（ kg/h） C—— 淀粉漿比熱容（ kJ/（ kg K）） t1—— 漿料初溫（ 20+273=293K） t2—— 液化溫度（ 90+273=363K） I—— 加熱蒸汽焓， 2738kJ/kg（ ，表壓） λ —— 加熱蒸汽凝結(jié)水的焓，在 363K 時(shí)為 377kJ/kg （ 1）淀粉漿量 G：根據(jù)物料衡算，日投工業(yè)淀粉 ；連續(xù)液化， （ t/h）。加水為 1： ，粉漿量為： 2630 =9205（ kg/h）。 (2) 粉漿干物質(zhì)濃度 9205 %862630? 100%=% （ 3）粉漿比熱 C 可按下式計(jì)算： C=C0100X+C 水100100X? 式中 C0—— 淀粉質(zhì)比熱容，取 （ kg K） X—— 粉漿干物質(zhì)含量， % C 水 —— 水的比熱容， （ kg K） C= + 100 ? =（ kJ/（ kg K）） （ 4）蒸汽用量 D= ? ?3772738 ? ?? =963（ kg/h） （二）滅酶用蒸汽量 滅酶時(shí)將液化液由 90℃ 加熱至 100℃，在 100℃時(shí)的λ為 419kJ/kg。 D 滅 = ? ?? ?4 1 92 7 3 8 901 0 2 0 5 ? ??=140（ kg/h） 要求在 20min 內(nèi)使液化液由 90℃升至 100℃，則蒸汽高峰量為： 140 2060 =420（ kg/h） 以上兩項(xiàng)合計(jì)，平均量 963+140=1103（ kg/h）；每日用量 24=（ t/d）。 高峰量： 963+420=1383（ kg/h） （三）液化液冷卻用水量 使用板式換熱器，將物料由 100℃降至 65℃，使用二次水，冷卻水進(jìn)口溫度 20℃，出水溫度 ℃，需冷卻水量（ W）： W= ? ? ? ?? ? ?? ???=7873（ kg/h） 即 189（ t/d） 二、 化工序熱量衡算 日產(chǎn) 24%的糖液 246t，即 246/=（ m3）。 糖化操作周期 30h，其中糖化時(shí)間 25h。糖化罐 100m3，裝料 75m3，需糖化罐 2430=（臺(tái)），取 4 臺(tái) 使用板式換熱器，使糖化液（經(jīng)滅酶后）由 85℃降至 60℃，用二次水冷卻，冷卻水進(jìn)口溫度 20℃，出口溫度 45℃，平均用水量為： ? ?? ? 0 3 0 8 ?? ??=8705(kg/h ) 式中 10308 為糖化液量（液化液 +蒸汽冷凝水 =9205+1103） 要求在 2h 把 75m3 糖液冷卻至 40℃，高峰用水量為： 103088705 2 ? =34518（ kg/h） 每日糖化罐同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)： 3025 =（灌） 每投（放）料灌次： =3（灌） 每日冷卻水用量： 2 =216（ t/d） 三、連續(xù)滅菌和發(fā)酵工序熱量衡算 （一）培養(yǎng)液連續(xù)滅菌用蒸汽量 發(fā)酵罐 200m3 裝料系數(shù) ，每罐產(chǎn) 100%MSG 量： 200 8% 86% 92% =（ t） 年產(chǎn)萬(wàn)噸商品味精，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)： 2448 =（臺(tái)），取 6 臺(tái) 。 每投（放）料灌次： = 日運(yùn)轉(zhuǎn)： 4838 =（罐 ） 每罐初始體積 140m3，糖濃度 ，滅菌前培養(yǎng)基含糖 19%，其數(shù)量： %19 %? =（ t） 滅菌加熱過(guò)程中用 蒸汽（表壓） I=2743kJ/kg，使用板式換熱器將物料由20℃ 預(yù)熱至 75℃，再加熱至 120℃。冷卻水由 20℃升至 45℃。見(jiàn)圖 107 流程所示。 每罐滅菌時(shí)間 3h，輸料流量： =（ t/h） 消毒滅菌用蒸汽量（ D）： D= ? ? 0 ?? ??=3212（ kg/h） =（ t/h） 式中 為糖液的比熱容（ kJ/（ kg?K）） 每日用蒸汽量： 3 3=（ t/d） 高峰量： 平均量： 247。 24=（ t/h） （二）培養(yǎng)液冷卻水用量 參照?qǐng)D 107， 120℃熱料通過(guò)與生料熱交換，降至 80℃，再用水冷卻至 35℃。冷卻水由 20℃ 升至 45℃ ，計(jì)算冷卻水量（ W） W= ? ?? ? ?? ??=68896（ kg/h） =69（ t/h） 全天用水量 ： 69 3 3=621（ t/d） （三）發(fā)酵罐空罐滅菌蒸汽用量 （ 1）發(fā)酵罐體加熱： 200m3， 1Cr18Ni9 的發(fā)酵罐體重 ，冷卻排管重 6t， 1Cr18Ni9的比熱容 （ kg K），用 （表壓）蒸汽滅菌，使發(fā)酵罐在 Mpa（表壓）下，由 20℃ 升至 127℃ 。其蒸汽量為： ? ? ? ? 272 71 8 201 00 03 43 0 0 ?? ???? =986（ kg） （ 2）填充發(fā)酵罐空間所需的蒸汽量：因 200m3 發(fā)酵罐的全容積大于 200m3，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 200m3 計(jì)算。填充空間需蒸汽量： D 空 =Vρ =200 =（ kg） 式中 V—— 發(fā)酵罐自由空間即全容積（ m3） ρ —— 加熱蒸汽的密度（ kg/m3）， 表壓時(shí)為 （ 3）滅菌過(guò)程的熱損失：輻射與對(duì)流聯(lián)合給熱系數(shù) α ，罐外壁溫度 70℃ 。 α =+(7020)=(kJ/(m2 h K)) 200m3 發(fā)酵罐的表面積為 201 m3，耗用蒸汽量： D 損 = ? ? ?? ?? =199（ kg） （ 4）罐壁附著洗滌水 升
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