【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 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=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(dá)到理論值。ⅱ 發(fā)酵過程中部分糖消耗于生長(zhǎng)菌體及呼吸代謝，殘?zhí)歉?，滅菌損失，產(chǎn)生其他物質(zhì)。⑧ 原料及中間品計(jì)算ⅰ工業(yè)淀粉日用量：125=(t/d)ⅱ糖化液量純糖：99%%86%=(t/d)。折算為24%的糖液： =(t/d)ⅲ發(fā)酵液量：： 純Glu量：65%=(t/d)折算為11g/dl的發(fā)酵液：=(m3/d) =(t)其中：—為發(fā)酵液的相對(duì)密度ⅳ 日提取Glu量： 純Glu量： 94%=(t/d) 折算為90%的Glu量：(t/d) ⅴ 日排出廢母液量(采等電離回收法，%計(jì)算)()/%=(t/d)〔3〕總物料衡算結(jié)果表3 年產(chǎn)4萬噸味精總物料衡算結(jié)果列匯總(工業(yè)原料中淀粉含量86%)項(xiàng)目每噸100%MSG的原料及中間品日用量工業(yè)原料 (t)糖液(24％) (t)谷氨酸(90％)(t)MSG(100％)(t)1/0％谷氨酸廢母液 制糖工序的物料衡算⑴ 淀粉漿量及水量：淀粉加水比例為 1:，1000kg工業(yè)淀粉產(chǎn)淀粉漿 1000(1＋)=3500(kg)，加水量為25530kg。⑵ 粉漿干物質(zhì)濃度：100%=%⑶ 液化酶量：使用液體α—淀粉酶(%) 3500%=(kg)⑷ CaCl2量： 3500%=(kg)5 糖化酶量：(用液體糖化酶)3500%=(kg) (6) 糖化液產(chǎn)量： =3898 (kg) 24% 則體積為 =3576(L)(7) 加珍珠巖量： (%) 3898%= (kg)⑻ 濾渣產(chǎn)量： (含水70%廢珍珠巖) =(kg)⑼ 生產(chǎn)過程進(jìn)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。表4 制糖工序物料衡算匯總進(jìn)入系統(tǒng)離開系統(tǒng)項(xiàng)目物料比例(kg)日投料量(kg)項(xiàng)目物料比例(kg)日投料量(kg)工業(yè)淀粉100018188糖液3898 配料水2500454700濾渣液化酶CaCl2糖化酶珍珠巖洗水和蒸汽累計(jì)累計(jì) 連續(xù)滅菌和發(fā)酵工序的物料衡算⑴ 發(fā)酵培養(yǎng)基數(shù)量：① 1000kg工業(yè)淀粉，得到24%的糖液 kg，其數(shù)量為：=5704(L) g/，糖液質(zhì)量為： 5704=6046(kg)② 配料 按放罐液體積計(jì)算：5704=5847(L)玉米漿：5847%(w/v)=(kg)甘蔗糖蜜： 5847%(w/v)=(kg)無機(jī)鹽(P、Mg、K等) 5847%(w/v)=(kg)配料用水：配料時(shí)培養(yǎng)基中含糖量不低于19%，向24%的糖液中加水量為： －33898=1026(kg)③ 滅菌過程中加入蒸汽量及補(bǔ)水量：6046－3898－1026－2－=1081(kg)④ 發(fā)酵零小時(shí)數(shù)量驗(yàn)算：3898＋＋+＋1026+1081=6046(kg)其體積為=5704(L)，與以上計(jì)算一致.⑵ 接種量：58471%(w/v)=(L). =62(kg)⑶ %.則液氨的量為：5847%(w/v)=164(kg)，則液氨的體積為：164/=265（L） ⑷ %，消泡劑的量為：5847%(w/v)=(kg)，其體積為： =(L)⑸ 發(fā)酵過程從排風(fēng)帶走的水分：進(jìn)風(fēng)25176。C，相對(duì)濕度 =70%，水蒸汽分壓18㎜Hg(1mmHg=)排風(fēng)32176。C，相對(duì)濕度 =100%，水蒸汽分壓27㎜Hg，(表壓)(1大氣壓=101325 Pa)，(表壓)，出空氣的濕含量差：X出－X進(jìn)=－=(kg水/kg絕干空氣)通風(fēng)比 1:， 帶走水量： 58476036=29(kg)式中 ：176。C時(shí)干空氣密度(kg/m3)過程分析：放殘留及其他損失：52kg.6 發(fā)酵終止時(shí)的數(shù)量： 6046＋62＋164＋－29－52=6194(kg)⑺ 衡算結(jié)果匯總：，連續(xù)滅菌和發(fā)酵工序的物料衡算總列見表5： 表5 連續(xù)滅菌和發(fā)酵工序物料衡算匯總進(jìn)入系統(tǒng)離開系統(tǒng)項(xiàng)目1t工業(yè)淀粉對(duì)應(yīng)的物料 /kgt/d項(xiàng)目1t工業(yè)淀粉對(duì)應(yīng)的物料/kgt/d24%糖液3898710發(fā)酵液9194玉米漿甘蔗糖蜜 無機(jī)鹽空氣帶走水量29配料水1026滅菌過程進(jìn)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(jì)6275累計(jì)6275 谷氨酸提取工序的物料衡算按1000kg工業(yè)淀粉計(jì)算：1 發(fā)酵液數(shù)量：5847L，6194kg.⑵ 加98%硫酸量：%(w/v) 5847%=210(kg)98%，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：： =12863(L)，質(zhì)量約為12863kg⑸ 谷氨酸分離洗水量： 20%=(kg)，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(jì)算， ，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(jìn)入系統(tǒng)離開系統(tǒng)項(xiàng)目1t工業(yè)淀粉之匹配物料(kg)t/d項(xiàng)目1t工業(yè)淀粉之匹配物料(kg)t/d發(fā)酵液619490%谷氨酸H2SO4210母液12863分離用水回收加水累計(jì)累計(jì) 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： =1922(L)1922=2229(kg)式中 ： %(w/v)MSG溶液的相對(duì)密度(20176。C)⑸ 中和加水量：2229－－21－246=(kg)⑹ 產(chǎn)MSG量： 產(chǎn)100%MSG量，精制收率95%，產(chǎn)100%MSG量為：95%=(kg)⑺ 產(chǎn)母液量： 母液平均含MSG量25%(w/v).=154(L) ，則其質(zhì)量為： 154=170(kg)⑻ 廢濕活性炭數(shù)量：濕炭含水75% =84(kg)⑼ MSG分離調(diào)水洗水量： 5%=36(kg)⑽ 中和脫色液在結(jié)晶蒸發(fā)過程中蒸發(fā)出的水量：2229＋36－－170－84=(kg)⑾ 物料衡算匯總： ，精制工序的物料衡算匯總見表7：表7 精制工序物料衡算匯總表進(jìn)入系統(tǒng)離開系統(tǒng)項(xiàng)目1t工業(yè)淀粉及匹配物料(kg)t/d項(xiàng)目 1t工業(yè)淀粉之匹配物料(kg)t/d90% Glu100% GluNa2CO3246母液170活性炭21廢炭84中和加水蒸發(fā)水量分離洗水量36累計(jì)2265累計(jì)2265 熱量衡算熱量衡算是根據(jù)能量守恒定律建立起來的熱平衡方程表示如下： Q1＋Q2＋Q3=Q4＋Q5＋Q6[7] 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—消耗設(shè)備上熱量(J) Q6—設(shè)備向外界散失熱量(J) 液化工序熱量衡算⑴ 液化加熱蒸汽量：加熱蒸汽消耗量(D)可按下式計(jì)算：D=式中： G—淀粉漿量(kg/h) C—淀粉漿比熱容[KJ/(kg176。C)] t1—漿料初溫(20＋273=293K) t2—液化溫度(90＋273=371K)I—加熱蒸汽焓2730KJ/kg() λ—加熱蒸汽凝結(jié)水的焓，(用內(nèi)差法求得。176。C時(shí)λ=，100176。)① 淀粉漿量G：根據(jù)物料衡算，連續(xù)液化 = (t/h)，加為1：，粉漿量為 1000=26530(kg/h)② 粉漿干物質(zhì)濃度： 100%=%③ 粉漿比熱C可按下式計(jì)算：C=C0＋C水[7] 式中： C0—淀粉質(zhì)比熱容， KJ/(kg176。C) X—粉漿干物質(zhì)含量 %. C水—水的比熱容， KJ/(kg176。C)C=＋=[KJ/(kg176。C)]④ 蒸汽用量：D==(kg/h)⑵ 滅酶用蒸汽量： 滅酶時(shí)將液化液由90176。C加熱至100176。C，在100176。C時(shí)的λ為419KJ/KG D滅== (kg/h) 要求在20min內(nèi)使液化液由90176。C升溫至100176。C，則蒸汽高峰量為：=(kg/h)以上兩項(xiàng)合計(jì)，＋=(kg/h)=(t/h)24=(t/d)高峰量 +=(kg/h)⑶ 液化液冷卻用水：使用板框換熱器，將物料由100176。C降至65176。C，使用二次水，冷卻水進(jìn)口溫度20176。C，176。C，需冷卻水量(W)為： W== (kg/h)(t/d) 糖化工序熱量衡算⑴ 日產(chǎn)24%即： =(m3)，糖化操作周期30h其中糖化時(shí)間25h，糖化罐300 m3，裝料200m3，需糖化罐數(shù)： =(臺(tái))取4臺(tái).⑵ 液化液冷卻用水：使用板式換熱器，使糖化液(經(jīng)滅后)由85176。C降至60176。C，用二次水冷卻，冷卻水進(jìn)口溫度為20176。C，出口溫度為45176。C，平均用水量為： W==(kg/h)=(t/d)要求在2 h內(nèi)把200 m3液糖液冷卻到40176。C，高峰用水量為： =(kg/h)每日糖化罐同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)：==4(罐)每投放料罐次： ==4(罐)每日冷卻水用量：2=(t/d) 連續(xù)滅菌和發(fā)酵工序熱量衡算⑴ 培養(yǎng)液連續(xù)滅菌用蒸汽量：國(guó)內(nèi)大多采用的發(fā)酵罐體積為300m3。30 ，每罐產(chǎn)100%MSG量： 30011%94%95%=(t/d)年產(chǎn)商品味精4萬噸，日產(chǎn)100%(其中發(fā)酵時(shí)間32 h)需發(fā)酵罐臺(tái)數(shù)：=(臺(tái))取8臺(tái).每罐初始體積：210 ，滅菌前培養(yǎng)基含糖19%，其數(shù)量： =(t)每日投(放)料罐次= 取5罐次。=(罐)取7罐次。(表壓)I=2743 KJ/kg，使用板式換熱器將物料由20176。C預(yù)熱至75176。C，再加熱至120176。C，冷卻水由20176。C升到45176。C。每罐滅菌時(shí)間3h，輸料流量： =(t/h)消毒滅菌用蒸汽量(D)： D==4844(kg/h)≈(t/h)式中：， [KJ/(kg176。C)]每天用蒸汽量： 35=72(t/d) 高峰用蒸汽量：(t/h)平均用蒸汽量：72/24=3(t/h)⑵ 培養(yǎng)液冷卻用水量：由120176。C熱料通過與生料熱交換，降至80176。C，再用水冷卻至35176。C，冷卻水由20176。C升至45176。C，計(jì)算冷卻水量(W)： W==103257(kg/h)=103(t/h)全天用水量： 10335=1545(t/d)⑶ 發(fā)酵罐空罐滅菌蒸汽量：① 發(fā)酵罐體加熱：300m3，冷卻排管重9t， kJ/（kg℃）， MPa蒸汽（表壓）滅菌，（表壓）下，由20℃升至127℃，維持1h。其蒸汽用量為： =14800(kg)式中 —— MPa（表壓）蒸汽熱焓，kJ/kg ——，127℃時(shí)蒸汽凝結(jié)水熱焓，kJ/kg② 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(jì)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)③ 滅菌過程的熱功當(dāng)量損失：輻射與對(duì)流聯(lián)合給熱系數(shù)α，罐外壁溫度70176。C。α=＋(70－20)=[kg/(m3h176。C)]300m3發(fā)酵罐的表面積為310㎡，耗用蒸汽量： D損==308(kg)④ 罐壁附著洗滌水升溫的蒸汽消耗： =63(kg) 式中： —附壁水平均厚度(1mm) 1000—水密度 (kg/m3)⑤ 滅菌