【導(dǎo)讀】具有高產(chǎn)量，低能耗，污染小的現(xiàn)代化味精生產(chǎn)工廠。運(yùn)轉(zhuǎn)糖化罐2罐，投放料2罐次。本次設(shè)計采用7臺公稱容積為200立方米的機(jī)械攪拌式發(fā)酵罐進(jìn)行發(fā)酵，該發(fā)酵罐的具體技術(shù)參數(shù)為：高度為，罐體總高，140r/min，攪拌軸功率2156kw，罐內(nèi)工作壓力。均量，高峰時用量。日供給新鮮水，二次水15413t/d，凝結(jié)水，每日排水15256t。從而完成了年產(chǎn)萬噸味精工廠初步工

　　

【正文】 量 ： %24 %%861000 ??? =(kg) 24%糖液的相對密度為 則體積為 . =(L) 4 工藝計算 18 （ 7） 加珍珠巖量 ： (為糖液的 %) %=(kg) （ 8） 濾渣產(chǎn)量 ： (含水 70%廢珍珠巖 ) %701 ?=(kg) （ 9） 生產(chǎn)過程進(jìn)入的蒸汽和洗水量 ： ＋ － 357420－ (3)－ =(kg) （ 10） 衡算結(jié)果： 年產(chǎn) 萬噸味精 )根據(jù)總物料衡算 ， 日投入工業(yè)淀粉 噸 . 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 1000 102120 糖液 配料水 2500 255300 濾渣 液化酶 CaCl2 糖化酶 珍珠 巖 洗水和蒸汽 累計 累計 連續(xù)滅菌和發(fā)酵工序的物料衡算 （ 1） 發(fā)酵培養(yǎng)基數(shù)量： a. 1000kg 工業(yè)淀粉 ， 得到 24%的糖液 kg， 發(fā)酵初始糖濃度 ， 其數(shù)量為 ： 4 工藝計算 19 % % ?=(L) g/dl的糖液相對密度為 ，糖液質(zhì)量為： =(kg) b. 配料 按放罐液體積計算 ： %% =(L) 玉米漿 ： %(w/v)=(kg) 甘蔗糖蜜 ： %(w/v)=(kg) 無機(jī)鹽 (P、 Mg、 K 等 ) %(w/v)=(kg) 配料用水 ： 配料時培養(yǎng)基中含糖量不低于 19%， 向 24%的糖液中加水量為 ： %19 % ? － =(kg) c. 滅菌過程中加入蒸汽量及補(bǔ)水量 ： － － － 2－ =(kg) d. 發(fā)酵零小時數(shù)量驗(yàn)算 ： ＋ ＋ 2＋ ＋ =(kg) 其體積為 =(L)， 與以上計算一致 . （ 2） 接種量 ： 1%(w/v)=(L). =(kg) （ 3） 發(fā)酵過程加液氨數(shù)量為發(fā)酵液體積的 %.則液氨的量為 ： %(w/v)=(kg) 液氨溶重為 ， 則液氨的體積為 ： =(L) 4 工藝計算 20 （ 4） 加消泡劑的量為發(fā)酵液的 %， 消泡劑的量為 ： %(w/v)=(kg) 消泡劑的相對密度為 ， 其體積為 ： =(L) （ 5） 發(fā)酵 過程從排風(fēng)帶走的水分： 進(jìn)風(fēng) 25176。C ， 相對濕度 ? =70%，水蒸汽分壓 18 ㎜ Hg(1mmHg=)排風(fēng) 32176。C ， 相對濕度 ? =100%， 水蒸汽分壓 27 ㎜ Hg， 進(jìn)罐空氣的壓力為 大氣壓 (表壓 )(1 大氣壓 =101325 Pa)， 排風(fēng) 大氣壓 (表壓 )， 出空氣的濕含量差 ： X 出 － X 進(jìn) = %1 0 0277 6 %1 0 027 ??? ? － 18 ?? =(kg 水 /kg絕干空氣 ) 通風(fēng)比 1:， 帶走水量 ： 6036=(kg) 式中 ： 為 32176。C 時干空氣密度 (kg/m3) 過程分析 ： 放殘留及其他損失 ： 5300kg. （ 6） 發(fā)酵終止時的數(shù)量 ： ＋ ＋ ＋ － － 5300=(kg) （ 7） 衡算結(jié)果匯總 ： 年產(chǎn) 萬噸商品味精日投工業(yè)淀粉 噸，連續(xù)滅菌和發(fā)酵工序的物料衡算總列 見表 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)淀粉對應(yīng)的物料 /kg t/d 項(xiàng)目 1t 工業(yè)淀粉對應(yīng)的物料 /kg t/d 24%糖液 發(fā)酵液 玉米漿 甘蔗糖蜜 無機(jī)鹽 空氣帶走水 4 工藝計算 21 配料水 1005 量 滅菌過程進(jìn)汽水 接種量 過程分析 、放罐及殘留及其它損失 液氨 消泡劑 累計 累計 谷氨酸提取工序的物料衡算 按 1000kg 工業(yè)淀粉計算 ： （ 1） 發(fā)酵液數(shù)量 ： ， . （ 2） 加 98%硫酸量 ： 為發(fā)酵液的 %(w/v) %=(kg) 98%硫酸的相對密度 ， 故其體積為 ： =(L) （ 3） 谷氨酸產(chǎn)量 ： a. 分離前谷氨酸量 ： 100%Glu 量 ： %(w/v)=(kg) b. 分離后谷氨酸量 ： 100%的 Glu 量 ： 94%=(kg) 90%的 Glu 量 ： %90 =(kg) 其中 ： 94%為 Glu 提取率 . （ 4） 母液數(shù)量 ： 母液含 ： % 5 2 2 8 7 4 6 ? =(L)， 質(zhì)量約為 （ 5） 谷氨酸分離洗水量 ： 20%=(kg)， 體積為 L 4 工藝計算 22 （ 6） 母液回收過程中用水以及酸、堿等數(shù)量 ： +－ － － =(kg) （ 7） 物料衡算結(jié)果 ： 根據(jù)以上計算 ， 年產(chǎn) 萬噸商品味精日投工業(yè)淀粉 噸 ， 谷氨酸提取工序物料衡算匯總見表 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 90%谷氨酸 H2SO4 母液 分離用水 回收加水 累計 累計 精制工序的物料衡算 （ 1） 谷氨酸數(shù)量 ： 100%Glu ， 90%Glu （ 2） Na2CO3 量 ： %=(kg) （ 3） 加活性炭量 ： %=(kg) （ 4） 中和液數(shù)量 ： )%(40 vw?=(L) =(kg) 式中 ： 為含 40%(w/v)MSG 溶液的相對密度 (20176。C ) 4 工藝計算 23 （ 5） 中和加水量 ： － － － =(kg) （ 6） 產(chǎn) MSG 量： 產(chǎn) 100%MSG 量，精制收率 95%，產(chǎn) 100%MSG 量為： 95%=(kg) （ 7） 產(chǎn)母液量 ： 母液平均含 MSG 量 25%(w/v). %25 %52 7 5 2 2 1 ?? =(L) 母液的相對密度為 ， 則其質(zhì)量為 ： =(kg) （ 8） 廢濕活性炭數(shù)量 ： 濕炭含水 75% %751 ? =(kg) （ 9） MSG 分離調(diào)水洗水量 ： 5%=(kg) （ 10） 中和脫色液在結(jié)晶蒸發(fā)過程中蒸發(fā)出的水量 ： ＋ － － － =(kg) （ 11） 物料衡算匯總： 年產(chǎn) 萬噸商品味精日投工業(yè)淀粉 噸 ， 精制工序的物料衡算匯總見表： 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/d 90% Glu 100% Glu 4 工藝計算 24 Na2CO3 母液 活性炭 廢炭 中和加水 蒸發(fā)水量 分離洗水量 累計 累計 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 （ 1） 液化加熱蒸汽量： 加熱蒸汽消耗量 (D)可按下式計算 ： D= ???I ttGC )( 12 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( 表壓 ) λ— 加熱蒸汽凝結(jié) 水的焓 ， 在 371K 時為 (用內(nèi)差法求得 。其中 176。C 時 λ=， 100176。 C 時為 ) a. 淀粉漿量 G： 4 工藝計算 25 根據(jù)物料衡算 ， 日投工業(yè)淀粉 ， 連續(xù)液化 = (t/h)， 加為 1：， 粉漿量為 1000=14910(kg/h) b. 粉漿干物質(zhì)濃度 ： 14910%864260?100%=% c. 粉漿比熱 C 可按下式計算 ： C=C0100X＋ C 水100100X?[7] 式中 ： C0— 淀粉質(zhì)比熱容 ， 取 KJ/(kg176。C ) X— 粉漿干物質(zhì)含量 %. C 水 — 水的比熱容 ， KJ/(kg176。C ) C= ＋ 100 =[KJ/(kg176。C )] d. 蒸汽用量 ： D= 8 32 7 3 0 )2090( 4 9 1 0 ? ??? =(kg/h) （ 2） 滅酶用蒸汽量： 滅酶時將液化液由 90176。 C 加熱至 100176。C ， 在 100176。C 時的 λ 為 419KJ/KG D 滅 = 4192 7 3 0 )90100( 4 9 1 0 ? ??? =(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 ： 2060 =(kg/h) 以上兩項(xiàng)合計 ， 平均量 ＋ =(kg/h)=(t/h) 每日用量 24=(t/d) 高峰量 +=(kg/h) （ 3） 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 ， 出水溫度 176。C ， 需冷卻水量 (W)為： 4 工藝計算 26 W=)( )651 0 0() 7 9 71 4 9 1 0( ?? ????=(kg/h)即 (t/d) 糖化工序熱量衡算 （ 1） 日產(chǎn) 24%的糖液 噸 即 ： =(m3)， 糖化操作周期 30h 其中糖化時間 25h， 糖化罐 300 m3， 裝料 200m3， 需糖化罐數(shù) ： 3025 =(臺 )取 3 臺 . （ 2） 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=)2045( )6085( ??? ????=(kg/h) 要求在 2 h 內(nèi)把 200 m3 液糖液冷卻到 40176。C ， 高峰用水量為 ： 2 0 6 6 5 2 3 7 2 0 3 ??? =(kg/h) 每日糖化罐同時運(yùn)轉(zhuǎn) ： 2530 ==2(罐 ) 每投放料罐次 ： ==2(罐 ) 每日冷卻水用量 ： 22=(t/d) 連續(xù)滅菌和發(fā)酵工序熱量衡算 （ 1） 培養(yǎng)液連續(xù)滅菌用蒸汽量 ： 國內(nèi)大多采用的發(fā)酵罐體積為 200 m3。 200 m3 發(fā)酵罐裝料系數(shù) ， 每罐產(chǎn) 100%MSG 量 ： 20011%94%95%=(t/d) 年產(chǎn)商品味精 萬噸 ， 日產(chǎn) 100% 噸 .發(fā)酵操作時間 42h(其中發(fā)酵時間 32 h)需發(fā)酵罐臺數(shù) ： ? =(臺 )取 7 臺 . 4 工藝計算 27 每罐初始體積 140 m3 糖濃度 ， 滅菌前培養(yǎng)基含糖 19%， 其數(shù)量 ： %19 %?=(t) 每日投 (放 )料罐次= 取 4 罐次。 日運(yùn)轉(zhuǎn) 4232? =(罐 )取 6 罐次。 滅菌加熱過程中用 (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 。 每罐滅菌時間 3h， 輸料流量 ： =(t/h) 消毒滅菌用蒸汽量 (D)： D= 4 0 2 8 0 3 .9 7 (1 2 0 7 5 )2 7 4 3 1 2 0 4 .1 2? ? ???=3212(kg/h)≈(t/h) 式中： 為糖液的比熱容 ， [KJ/(kg176。C )] 每天用蒸汽量 ： 34=(t/d) 高峰用蒸汽量： 6=(t/h) 平均用蒸汽量： (t/h) （ 2） 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。