【文章內(nèi)容簡介】 離心機(jī)，進(jìn)行二次分離，其中洗液仍是三次母液。經(jīng)過二次離心分離后的晶體稱為二次麩酸，廢液稱為二次母液，二次母液部分進(jìn)入連續(xù)等電結(jié)晶罐調(diào)節(jié)PH，剩余部分進(jìn)入環(huán)保車間。二次麩酸進(jìn)入二次析晶罐，用PH=，后用離心泵打入轉(zhuǎn)晶罐。轉(zhuǎn)晶谷氨酸有兩種晶型：α型和β型。其中α型谷氨酸呈正四面體，密度大、黏度小、具有易分離的特點(diǎn)。β型谷氨酸呈片狀，密度小、黏度大，但轉(zhuǎn)型后β型谷氨酸中SO2殘余量可大大減少，從而成品中味精或味素(99%)中SO2不能檢出。若只用β型谷氨酸結(jié)晶，則因其黏度過大，無法濾出，導(dǎo)致糊罐。故采用谷氨酸先結(jié)晶成α型分離雜質(zhì)，待純化后再轉(zhuǎn)為β型。 轉(zhuǎn)晶前PH=，α型晶體溶解度最小，呈沉淀狀態(tài)。，β型晶體達(dá)到最小溶解度，α型晶體不斷溶解，β型晶體不斷析出。使用轉(zhuǎn)晶方法回收率可達(dá)90%，如果條件允許，還可使用回收率更高的離子交換法（回收率可達(dá)96%97%）。拉冷 經(jīng)過轉(zhuǎn)晶后的料液要再次經(jīng)過拉冷。30℃，使β型晶體結(jié)晶完全。帶式分離 經(jīng)過第二次拉冷后的料液經(jīng)離心泵送至帶式分離。帶式分離就是通過一條帶網(wǎng)眼的傳送帶清洗谷氨酸晶體，以達(dá)到純化的效果。其中洗液為五效濃縮的高壓水蒸汽冷凝水；洗下的廢液，即三次母液，通過傳送帶的網(wǎng)眼漏入樓下的三次母液儲罐，并用離心泵送至離心車間和一次析晶罐；清洗過的晶體到達(dá)傳送帶的盡頭，通過一個漏斗，進(jìn)入中和罐。中和 經(jīng)帶式分離后的谷氨酸晶體進(jìn)入中和罐，在5060℃，加入新鮮的碳酸鈉(純度98%)溶液，使谷氨酸晶體轉(zhuǎn)變成谷氨酸鈉晶體。為防止流量過大，一般雙罐同時使用，一罐進(jìn)料、一罐出料；每罐都有溢流裝置。從罐底出來的粗谷氨酸鈉晶體進(jìn)入一儲罐，用離心泵打入下一工段。1 活性炭脫色 由于粗提車間制備的谷氨酸鈉晶體含有大量的雜質(zhì)和色素，故要得到純凈的味精還需要進(jìn)行精制。精制車間的第一步就是活性炭脫柱。粗谷氨酸鈉晶體PH約為3～4，～，再通入高溫水蒸氣加熱，夏季在55℃，冬季在65℃下進(jìn)行攪拌，維持30分鐘。通過活性炭的吸附作用吸附其中的色素與雜質(zhì)。一次吸附后的料液要經(jīng)過版框過濾，除鐵，除銹，透光度至少達(dá)到78%，此時料液的白度喝精度大大提高。若不符合生產(chǎn)要求，還要經(jīng)過第二次脫色（～,需要加入結(jié)晶母液）。經(jīng)過活性炭脫色的料液氦需要經(jīng)過炭柱脫雜。炭柱脫雜的過程為：規(guī)定液體從上到下通過炭柱為正方向。首先用水反洗炭柱；后料液沿正方向進(jìn)入炭柱，炭柱吸附雜質(zhì)；料液過完后，用堿液正洗炭柱，用鹽酸正洗炭柱，去除鐵離子，最后用水正洗炭柱。經(jīng)過炭柱的料液就可以進(jìn)入結(jié)晶罐。結(jié)晶是在結(jié)晶罐中加入晶種，使過飽和溶液再晶種的表面繼續(xù)長大的過程。結(jié)晶罐通入經(jīng)炭柱吸附后的料液、一次母液、二次母液、水和蒸汽。其中一次母液是第一次經(jīng)過結(jié)晶罐分晶后的液體，二次母液是第二次經(jīng)過結(jié)晶罐分晶后的液體。水用來稀釋料液。結(jié)晶罐頂部有抽真空裝置，晶種由結(jié)晶罐下部一管口入吸。若加入40目晶種，則可得到大一些的30目晶種。結(jié)晶溫度為65℃。結(jié)晶充分后，經(jīng)放真空，中和液從罐底進(jìn)入助晶槽。大塊的晶體在助晶槽內(nèi)被攪拌漿打碎，貯存一定量的晶體后，向下通往離心分離工段[15]。 味精真空蒸發(fā)結(jié)晶從投料到完成出罐可分為4個階段。 濃縮階段：對某一個蒸發(fā)罐，每批加入作為底料的中和液，經(jīng)濃縮直到加入晶種前，在罐內(nèi)液位都是一個固定位置。假如的中和液總量應(yīng)根據(jù)不同的濃度為不同的體積。由于每次蒸發(fā)加入的底料均為中和液，質(zhì)量基本一致。加晶種的濃度即該溫度下的亞飽和濃度。根據(jù)晶種顆粒大小的不同定出晶種量。一般為5%～10%。只要晶種的規(guī)格不變，晶種的加量也就確定了，可以對所使用的蒸發(fā)罐通過試驗(yàn)來定出時間?？匆后w的色澤，看液體跳上來沿視鏡玻璃壁下流的速度，初步定出接近亞飽和點(diǎn)的時間進(jìn)行濃度的測定。 育晶階段：這時候離加晶種恰好1小時左右。晶種有一些長大，冒出來的細(xì)晶基本上都化了。新冒出來的細(xì)晶毫不留情的把它化掉，補(bǔ)水量就是看液體最后清澈透明為止，稱為冒者不留。到這時育晶階段結(jié)束，可以補(bǔ)谷氨酸鈉溶液，中和液或是母液，進(jìn)入下一階段。 壯晶階段：補(bǔ)料的目的是不斷使晶體顆粒長大，達(dá)到成品的要求規(guī)格。在補(bǔ)料的過程中盡量使補(bǔ)料速度、蒸發(fā)速度和結(jié)晶速度三者之間保持適當(dāng)?shù)钠胶?。作為補(bǔ)料的母液回用的次數(shù)越多，晶粒吸收越慢，補(bǔ)料速度也就越慢，補(bǔ)充的水量多，整個壯晶階段的時間就長一些。補(bǔ)料過程中當(dāng)有細(xì)晶冒出來，就要停止進(jìn)料，加水整晶后再繼續(xù)補(bǔ)料。對補(bǔ)料的速度做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，調(diào)整不當(dāng)又有新的細(xì)晶冒出來，又要加水整晶。水主要從底部進(jìn)罐，它還可以起到對底部下沉大顆粒結(jié)晶的疏通作用，有利于晶體大小均勻。壯晶階段歷時最長，補(bǔ)料補(bǔ)水交替進(jìn)行。清晶階段：壯晶階段長達(dá)8～10h。大顆粒晶體總是下沉，小顆粒在上面。下面黏度大，補(bǔ)料結(jié)束不能馬上放罐，要在放罐前一小時內(nèi)，罐底吃二次蒸餾水，讓下面的料液淡化，黏度降低，顆?？筛泳鶆?qū)?，并且這樣對放罐后的分離有好處。二次水補(bǔ)好后半小時左右放罐。1離心分離 助晶槽中的料液需要經(jīng)過離心分離出谷氨酸鈉晶體。離心機(jī)經(jīng)過60℃，1000r/min可分離出含水量≤2%的谷氨酸鈉晶體。晶體通過離心機(jī)下部放出，用小車承接后，經(jīng)電梯送往烘干與篩分工段。離心工段分離出的成品為有一定光澤的白色柱狀晶體。排出的母液為結(jié)晶母液，用作活性炭二次脫色添加劑[13]。第3章 工藝計算 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)工藝設(shè)計的基本參數(shù)生產(chǎn)規(guī)模：5000t/年味精；產(chǎn)品質(zhì)量純度：100%；淀粉糖化轉(zhuǎn)化率：≥98%； 產(chǎn)酸率g/100Ml：≥； 提取收率：80%；精制收率：90%；操作周期h：＜48；生產(chǎn)天數(shù)：320天/年；培養(yǎng)基基本參數(shù)%；甘蔗糖蜜：%；硫酸鎂：%；氯化鉀：%；磷酸氫二鈉：%；玉米漿：%；接種量：2%硫酸錳：；硫酸亞鐵：；植物油：%[5]；發(fā)酵液規(guī)格要求谷氨酸含量：10%15%；濕菌體的含量：3%4%；乳酸、琥珀酸等有機(jī)酸的含量：＜0。8%；酮酸：0。06%左右；殘?zhí)牵海?。8%；銨離子：0。6%0。8%；核酸和核苷酸類物質(zhì)，腺嘌呤化合物，尿嘧啶化合物：%%；殘留的陰陽離子微量；有機(jī)色素少量；少量的谷氨酸類物質(zhì)；其他氨基酸的總量：%% 發(fā)酵車間物料衡算 生產(chǎn)過程的總物料衡算 以年產(chǎn)5000噸100%的MSG進(jìn)行計算，按每年生產(chǎn)天數(shù)320天計，則 日產(chǎn)量=5000247。320= 噸 所需15%的發(fā)酵液的量為 247。90%247。80%247。15%= t 發(fā)酵工序的物料衡算 發(fā)酵初始培養(yǎng)基的量： 1000kg的工業(yè)淀粉經(jīng)水解后，得到24%的糖液為： 100080%98%247。24%=3898(kg) ，其體積為： 389824%247。%=5704（L） ，則發(fā)酵初始培養(yǎng)基的質(zhì)量為： 5704=6046（kg）發(fā)酵工序的的熱量衡算 假設(shè)發(fā)酵過程所用的發(fā)酵罐為200m3，那么每只罐產(chǎn) 100%MSG的量應(yīng)為： 200%80%90%= t ，發(fā)酵的操作時間需要48h，其中發(fā)酵時間為38h， 這樣生產(chǎn)需要的發(fā)酵罐應(yīng)為： 48247。247。24= 取整后為3臺， 每日投罐次為 247。=， 日運(yùn)轉(zhuǎn) 38247。48= 每罐的初始體積為140m3,滅菌前培養(yǎng)基的含糖量為 19%，其數(shù)量應(yīng)為： 140247。19%=（t） ，其中I=2743kJ/kg,分兩步加溫，先用板式換 熱器將物料由20℃預(yù)熱到75℃，再在連消塔中蒸汽直接加熱到120℃。設(shè)每罐的滅菌時間為3h，需要的輸料流量為 247。3=（t/h） 滅菌所用的蒸汽量為 W蒸汽=（12070）247。（2743120）=（t/h）式中，【kJ/(kgK)】[14]。 設(shè)備選型計算發(fā)酵罐容積計算 , 所需設(shè)備總?cè)莘e為： （31） 校核，查表公稱容積為200m3的發(fā)酵罐，總?cè)莘e為230m3。則3臺發(fā)酵罐的總?cè)莘e為： 2303=690m3＞554m3,可滿足需要。冷卻面積的計算 按冷卻水進(jìn)口溫度20℃，出口溫度為27℃，采用豎式列管式換熱器，取經(jīng)驗(yàn) 值K=500kJ/(m3h℃)[8] ℃ （32） ，247。=110m3 換熱面積 （33）冷卻管的計算 最高熱負(fù)荷下的耗水量、 （34） 則冷卻水的體積流量為W，=,取冷卻水在豎直蛇管中的流速為 v=1m/s,冷卻管總截面積 （35） 進(jìn)水總管直徑 （36） 查表取無縫鋼管，可滿足要求。排料管的計算 發(fā)酵罐裝料110m3,2h之內(nèi)排空，物料體積流量 Q=110247。3600247。2=（m3/s） 發(fā)酵液流速取v=1m/s，排料管截面積 S料=Q/V=（m2） （37） 管徑 （38） 排料管取無縫鋼管，其內(nèi)徑130mm＞120mm，適用。 五效蒸發(fā)濃縮系統(tǒng) 五效蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)具有傳熱快，節(jié)能和物料停留時間短的特點(diǎn)，特別適合于濃縮含熱敏性成分的物料，因此，廣泛應(yīng)用在輕工、食品及化工行業(yè)。蒸發(fā)濃縮除菌母液是味精提取工藝中一個重要的操作環(huán)節(jié)，它一方面蒸出大量的水使母液體積大大縮小，增加硫酸銨的濃度為進(jìn)一步蒸發(fā)結(jié)晶分離硫酸銨做準(zhǔn)備，另一方面蒸發(fā)出的水已凈化，解決了污染問題。谷氨酸是熱敏性物質(zhì)，它在高溫時會脫水產(chǎn)生焦谷氨酸，因此，我們選用五效升降膜蒸發(fā)系統(tǒng)用于谷氨酸等電母液的濃縮，在基本保證無谷氨酸焦化的前提下，盡量提高蒸發(fā)系統(tǒng)的總溫度差，將蒸發(fā)系統(tǒng)的換熱面積降低到最小程度，以節(jié)約設(shè)備投資[6]。蒸發(fā)器和加熱器上方裝有抽真空裝置，采用往復(fù)式真空泵；系統(tǒng)參數(shù)A、進(jìn)蒸發(fā)站稀料液的有關(guān)參數(shù): 稀料液固形物含量15%，稀料液溫度70℃，稀料液流量13200kg/t漿。B、出蒸發(fā)站濃料液的有關(guān)參數(shù)： 濃料液固形物含量30%，濃料液溫度105℃。C、出末效進(jìn)2效半濃料液的固形物含量27%。D、2~5效總混合冷凝水的溫度70℃。E、加熱蒸汽的有關(guān)參數(shù)（飽和蒸汽）： ，溫度138℃，,水的焓h1=,蒸 汽 焓h2=。D、5效二次蒸汽的溫度78℃，水的焓h1=,蒸 汽 焓h2=。E、冷卻水的有關(guān)參數(shù)： 入口溫度20℃，出口溫度45℃，流量56m3/t漿。系統(tǒng)物料衡算 系統(tǒng)總蒸發(fā)水分量W為各效水分蒸發(fā)量之和[7]， 即 （39） 式中： F0原料液的流率，kg/h； X0原料液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，15%； x5第5效完成液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，30%；系統(tǒng)熱量衡算 設(shè)基準(zhǔn)溫度t0=0℃（1） 1～5效蒸發(fā)器及預(yù)熱器熱量衡算[8]① 稀料液帶入熱量 （310） C=（） =（15） =（kJ/kg℃） =13200(700) =3609491(kJ)式中：—進(jìn)效稀料液的量，kg；—料液的比熱，kJ/kg℃。 b—料液固形物濃度，%。② 加熱蒸汽帶入的熱量