【導(dǎo)讀】養(yǎng)、發(fā)酵、提取、脫色、離心和干燥等重要的單元操作和工程概念。間的工藝設(shè)計(jì)，可以加強(qiáng)對(duì)自己對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合利能力。通過(guò)本畢業(yè)設(shè)計(jì)訓(xùn)練，可?；に嚕阅陮?shí)際工作日300天計(jì)算，日產(chǎn)味精90噸。對(duì)全廠物料、熱量就行衡算，的參數(shù)，便于設(shè)備布置圖的繪制。

　　

【正文】 。 母液（上清液）數(shù)量 7 6 5 6 . 4 4 7 9 5 7 3 . 8 8 3 . 2 7 6 4 4 . 8 k g? ? ? ? 物料衡算匯總 表 26 谷氨酸等電工段物料衡算匯總表 進(jìn)入系統(tǒng) 離開(kāi)系統(tǒng) 項(xiàng)目 1t 商品淀粉及相應(yīng)物料 / kg 每天進(jìn)入系統(tǒng)的物料 /（ t / d） 項(xiàng)目 1t 商品淀粉及相應(yīng)物料/ kg 每天離開(kāi)系統(tǒng)的物料 /（ t / d） 發(fā)酵液 90%Glu 83 高流 母液 1106 水 累計(jì) 1189 1189 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 15 離交工段物 料衡算 圖 24 離交工序物料衡算圖 母液調(diào) pH用硫酸量 1t 商品淀粉相應(yīng)用 %硫酸 。其中調(diào) pH 用酸占 66%，即 % ?? 母液數(shù)量 。 調(diào)高流用硫酸量 為總用酸量的 34%，即 4 6 4 .8 3 4 % 1 5 8 k g??。 洗脫液用 99%液氨數(shù)量 為純 Glu 的 12%，即 51 6. 4 12 % 62 kg??。 高流量 。 排出廢液量 廢液中含 ，相對(duì)密度 。 % ???? ，即 配洗脫液用水量 6 7 8 8 2 3 2 0 . 9 ( 3 0 6 . 7 1 5 8 6 2 ) 7 6 4 4 . 8 9 3 7 . 4k g? ? ? ? ? ? 母液 % 硫酸 99% 液氨 洗脫液用水 高流 廢液 離交工段 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 16 物料衡算匯總 表 27 離交工序物料衡算匯總表 進(jìn)入系統(tǒng) 離開(kāi)系統(tǒng) 項(xiàng)目 1t 商品淀粉及相應(yīng)物料/ kg 每天進(jìn)入系統(tǒng)的物料 項(xiàng)目 1t 商 品淀粉及相應(yīng)物料/ kg 每天離開(kāi)系統(tǒng)的物料 /（ t / d） 母液 1106 高流 2321 %硫酸 廢液 6788 99%液氨 62 洗脫液用水 累計(jì) 9109 9109 中和脫色工段物料衡算 圖 25 中和脫色工序物料衡算圖 谷氨酸數(shù)量 100%Glu 量： ， 90%Glu 量： 。 離子膜堿用量 理論上 1mol 谷氨酸需 1molNaOH，即 40 / 147 = ,1kg 谷氨酸需 100%NaOH 。 %Glu 需用 30%液體離子膜堿量： 5 1 6 .4 0 .2 7 2 / 3 0 % 4 6 8 .2k g?? 30% NaOH 相對(duì)密度 ， / = 。 粉末活性炭用量 加活性炭量按純谷氨酸量的 %， %Glu 需用活性炭量： 活性炭 廢碳渣 90%Glu 離子膜堿 中和脫色液 水 中和脫色工段 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 17 516 .4 2. 5% 1 2. 9k g?? 中和脫色液數(shù)量 要求濃度達(dá)到 20176。B233。， 40g / dL。 L1 6 4 2%40 2 7 1 6 ?? ， 1 6 4 2 1 .1 6 1 9 0 5 k g?? 式中 —— 含 40%MSG 溶液的相對(duì)密度（ 20176。B233。） 廢碳渣數(shù)量 含水 75%，則 %)751/( ?? 用水量 319 05 ????? 物料衡算匯總 表 28 中和脫色工序物料衡算匯總表 進(jìn)入系統(tǒng) 離開(kāi)系統(tǒng) 項(xiàng)目 1t 商品淀粉及相應(yīng)物料/ kg 每天進(jìn)入系統(tǒng)的物料 /（ t / d） 項(xiàng)目 1t 商品淀粉及相應(yīng)物料/ kg 每天離開(kāi)系統(tǒng)的物料 /（ t / d） 90%Glu 中和脫色液 離子膜堿 廢碳渣 活性炭 水 累計(jì) 2149 311 2149 311 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 18 精制（結(jié)晶）工段物料衡算 圖 26 精制（結(jié)晶）工序物料衡算 中和脫色液數(shù)量 1905kg， 1642L， 20176。B233。，含 MSG40g/dL。 產(chǎn) MSG 量 精制收率 %，產(chǎn) 100%MSG 量： 5 1 6 .4 1 .2 7 2 9 4 .7 % 6 2 2k g? ? ? 產(chǎn)母液量 母液平均含 MSG25g/dL，則 5 1 6 . 4 1 . 2 7 2 (1 9 4 . 7 % ) / 2 5 1 3 9 . 3 L? ? ? ? 139. 3 153 kg?? ( 為母液相對(duì)密度 ) 蒸發(fā)結(jié)晶過(guò)程加水 約為脫色液的 10%，即 190kg。 MSG 分離調(diào)水洗水量 約為 MSG 產(chǎn)量的 5%，即 6225% = 31。 結(jié)晶過(guò)程蒸發(fā)水分 1 9 0 5 6 2 2 1 5 3 1 9 0 3 1 1 3 5 1 k g? ? ? ? ?。 物料衡算匯總 表 29 精制工序物料衡算匯總表 進(jìn)入系統(tǒng) 離開(kāi)系統(tǒng) 項(xiàng)目 1t 商品淀粉及相應(yīng)物料/ kg 每天進(jìn)入系統(tǒng)的物料 /（ t / d） 項(xiàng)目 1t 商品淀粉及相應(yīng)物料/ kg 每天離開(kāi)系統(tǒng)的物料 /（ t / d） 40g/dL中和脫色液 1905 100%MSG 622 90 結(jié)晶過(guò)程加水 190 母液 153 分離調(diào)水洗水 31 蒸發(fā)水分 1351 累計(jì) 2126 2126 40g / dL 中和脫色液 結(jié)晶過(guò)程加水 分離調(diào)水洗水 100%MSG 母液 蒸發(fā)水分 精制 (結(jié)晶 )工段 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 19 第三章 全廠熱量衡算 液化工段熱量衡算 液化加熱耗蒸汽量 （ 1）淀粉漿流量 日投商品淀粉 ，配 %的淀粉漿： ，即 。 （ 2）淀粉漿比熱容 100 X100c100Xcc 0 水?? 式中 c—— 淀粉漿的比熱容， kJ /（ kg℃ ） c0—— 淀粉質(zhì)的比熱容，取 /（ kg℃ ） X—— 淀粉漿干物質(zhì)含量， % c 水 —— 水的比熱容，取 /（ kg℃ ） c 0 0 0 01 8 0 ?????? kJ /（ kg℃ ） （ 3）蒸汽耗用量 2112c hh )TT(GD ??? 式中 G—— 淀粉漿流量， kg / h c—— 淀粉漿的比熱容， kJ /（ kg℃ ） T1—— 淀粉漿初始溫度（ 20℃ = 293K） T2—— 液化溫度（ 110℃ = 383K） h1—— 加熱蒸汽焓， / kg（ ，表壓） h2—— 加熱蒸汽凝水焓，在 383K 時(shí)為 461kJ / kg h/)2 9 33 8 3( 3 ??? ????? 高峰量： h/ ??? 每日蒸汽 耗用量： d/ ?? 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 20 液化液冷卻耗水量 使用板式換熱器，物料由 95℃降為 61℃。 用循環(huán)水降溫，進(jìn)口溫度 28℃，出口溫度 52℃，需冷卻水量： h/)]27328()27352[( )]27361()27395[()(W 3 ?????? ??????? 每日耗用冷卻水量： 24 = / d 需補(bǔ)充新鮮水量： 3% = / h 糖化工段熱量衡算 液化液由 61℃進(jìn)入糖化罐，在 60℃下維持 36～ 40h，因糖化罐外保溫，絕 熱較好，糖化過(guò)程中不需補(bǔ)充熱量，不消耗蒸汽。糖化終止時(shí)，糖化夜調(diào) pH 至 ～ ，酶即失活，也可不加熱滅菌，以節(jié)約蒸汽。 連續(xù)滅菌、發(fā)酵工段熱量衡算 培養(yǎng)液連續(xù)滅菌用蒸汽量 發(fā)酵罐公稱(chēng)容積 720m3，裝料系數(shù) ，每罐產(chǎn) MSG 量： ?????? 年產(chǎn)味精 3 萬(wàn)噸，日產(chǎn)味精（ 100%） 90t，發(fā)酵生產(chǎn)周期 40h（發(fā)酵 32 小時(shí)，輔助 8 小時(shí)），需發(fā)酵罐臺(tái)數(shù)： 90 40 24??臺(tái)，取 2 臺(tái) 每日投（放）罐次數(shù)： ?? 罐次 日運(yùn)轉(zhuǎn)： ?? 臺(tái) 每罐發(fā)酵初始體積： 33 m400m396%55720 ??? 糖濃度 13g/dL，滅菌前含糖量 20g/dL，其數(shù)量： 3m26 0202040 0 ?? 密度 / m3， ?? 滅菌加熱過(guò)程中用 蒸汽（表壓）， h1= / kg，使用螺旋板式換熱器將物料由 20℃預(yù)熱至 70℃，再加熱至 120℃；冷卻水由 20℃升至 45℃。 每罐滅菌時(shí)間 2h，物料流量： 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 21 h/t21 02 0 ?? 滅菌用蒸汽量： h/)]2 7 370()2 7 31 2 0[( 1 0D 3 ???? ??????? 式中 —— 糖液比熱容， kJ /（ kg℃ ） 每日蒸汽用量： d/ ??? ，平均蒸汽用量 h/? ；最大蒸汽量為 3t / h。 培養(yǎng)液冷卻用水量 參照?qǐng)D 107,120℃熱料通過(guò)與冷熱料交換，由 120℃降至 75℃，再用水冷卻至35℃；冷卻水由 30℃升至 45℃。計(jì)算冷卻水用量（ W）。 h/t495h/kg4 9 4 9 8 )]27330()27345[( )]27335()27375[( 3 ?????? ??????? 每日用水量： d/t1 1 8 9 5 ??? ，平均用水量： h/? ；最大用水量為 90t / h。使用發(fā)酵冷卻循環(huán)水。 發(fā)酵罐空罐滅菌蒸汽用量 （ 1）發(fā)酵罐體加熱用蒸汽量 發(fā)酵罐公稱(chēng)容積 720m3，材質(zhì)為 SS304，發(fā)酵罐罐體重 118t，比熱容 （ kg℃），使用 蒸汽（表壓）滅菌，發(fā)酵罐罐壓保持在 （表壓）下，由 20℃升至 127℃，維持 1h。其蒸汽用量為： h/)]2 7 320()2 7 31 2 7[( 1 8D 3 ??? ??????? 式中 —— （表壓）蒸汽熱焓， kJ / kg —— ， 127℃時(shí)蒸汽凝結(jié)水熱焓， kJ / kg 每日蒸汽用量： d/ ?? ，平均用蒸汽量： h/t1 4 ? 。 （ 2）填充發(fā)酵罐空間所需蒸汽量 公稱(chēng)容積 720m3發(fā)酵罐的全容積為 793m3，其蒸汽用量為： h/????? ? 式中 ρ—— 加熱蒸汽的密度（ kg / m3）， / m3 發(fā)酵罐滅菌（ ，表壓） 1h。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 22 每日用蒸汽量： d/ ?? ，平均用蒸汽量： h/? 。 （ 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 60℃。 )]27 320()27 360[( ???????? kJ /（ m2h℃） 720m3發(fā)酵罐的表面積為 475m2，消耗蒸汽量： h/kg3 5 3 7 4 8 )]2 7 320()2 7 360[( 7 5D ?? ?????? （ 4）罐壁附著洗滌水升溫所需蒸汽量 4 7 5 0 . 0 0 1 1 0 0 0 [ ( 1 2 7 2 7 3 ) ( 2 0 2 7 3 ) ] 4 . 1 8 9 6 k g2 7 4 8 . 5 5 3 5 . 4? ? ? ? ? ? ? ?? 式中 —— 附壁水平均厚度， m （ 5）滅菌過(guò)程蒸汽排汽及滲漏量 取總耗汽量的 10%，空罐滅菌蒸汽消耗量為： h/t5h/kg4 9 4 7%101 963 5 61 0 0 0)( ??? ???? 每個(gè)空罐滅菌 1h，蒸汽消耗量為 5t / 罐。 發(fā)酵罐每日投料罐次： 罐，每日用蒸汽量： d/ ?? ；平均用蒸汽量：h/? 。 發(fā)酵過(guò)程產(chǎn)生的熱量及冷卻用水量 根據(jù)部分味精廠的實(shí)測(cè)和經(jīng)驗(yàn)數(shù)，谷氨酸的發(fā)酵熱高峰值約 104kJ /（ m3h ）。 公稱(chēng)容積 720m3發(fā)酵罐，裝液量 576m3，其發(fā)酵熱為： h/ 74 ???? 日運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)酵罐 臺(tái)，總發(fā)酵熱： kW1 1 5 2 0h/ 77 ??????總熱 選用 2 臺(tái) NG84M 溴化鋰制冷機(jī)。每臺(tái)制冷量 7033kW，使用 蒸汽， 耗汽量 / h。冷媒水用量 1008m3 / h，冷卻水用量 1706m3 / h。 2 臺(tái)溴化鋰制冷機(jī)按 1 臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)算，需蒸汽 ，需用循環(huán)冷卻水： 1706m3/h。再加上培養(yǎng)基滅菌后用冷卻水 ，合計(jì)用冷卻水為 / h。 循環(huán)冷卻水采用無(wú)填料噴霧冷卻塔進(jìn)行降溫，選用 800m3 / h 冷卻塔 3 臺(tái)。冷卻水在循環(huán)使用中約損失 4%（摻入部分生產(chǎn)過(guò)程用水），需補(bǔ)充新鮮水量： 31 7 5 5 .5 4 % 7 0 .2 2m / h?? 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 23 提取工段冷量衡算 等電 罐 540m3，裝液量 432m3，相對(duì)密度 ，由 30℃降至 10℃，降溫速度為 2℃/ h，每臺(tái)罐需冷量為： 。h/ 2 63