【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，可以加強對自己對所學(xué)知識的綜合利能力。通過本畢業(yè)設(shè)計訓(xùn)練，可?；に?，以年實際工作日300天計算，日產(chǎn)味精90噸。對全廠物料、熱量就行衡算，的參數(shù)，便于設(shè)備布置圖的繪制。

　　

【正文】 商品淀粉及相應(yīng)物料 / kg 每天進(jìn)入系統(tǒng)的物料 /（ t / d） 項目 1t 商品淀粉及相應(yīng)物料/ kg 每天離開系統(tǒng)的物料 /（ t / d） 發(fā)酵液 90%Glu 83 高流 母液 1106 水 累計 1189 1189 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 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 0 6% 6 4 ?? 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 12% 62k g??。 高流量 。 排出廢液量 廢液中含 ，相對密度 。 % ???? ，即 配洗脫液用水量 6788 ( 158 62) kg? ? ? ? ? ? 母液 % 硫酸 99% 液氨 洗脫液用水 高流 廢液 離交工段 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 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) 離開系統(tǒng) 項目 1t 商品淀粉及相應(yīng)物料/ kg 每天進(jìn)入系統(tǒng)的物料 項目 1t 商品淀粉及 相應(yīng)物料/ kg 每天離開系統(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 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： 51 6. 4 0. 27 2 / 30 % 46 8. 2 kg?? 30% NaOH 相對密度 ， / = 。 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 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 17 51 6 .4 2 .5 % 1 2 .9 k 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 溶液的相對密度（ 20176。B233。） 廢碳渣數(shù)量 含水 75%，則 %)751/( ?? 用水量 0 6 7 31 9 0 5 ????? 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) 離開系統(tǒng) 項目 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） 項目 1t 商品淀粉及相應(yīng)物料/ kg 每天離開系統(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 2149 311 2149 311 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 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： 51 6. 4 1. 27 2 94 .7 % 62 2 kg? ? ? 產(chǎn)母液量 母液平均含 MSG25g/dL，則 (1 % ) / 25 L? ? ? ? 153kg?? ( 為母液相對密度 ) 蒸發(fā)結(jié)晶過程加水 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)晶過程蒸發(fā)水分 1905 622 153 190 31 1351 kg? ? ? ? ?。 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) 離開系統(tǒng) 項目 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） 項目 1t 商 品淀粉及相應(yīng)物料/ kg 每天離開系統(tǒng)的物料 /（ t / d） 40g/dL中和脫色液 1905 100%MSG 622 90 結(jié)晶過程加水 190 母液 153 分離調(diào)水洗水 31 蒸發(fā)水分 1351 累計 2126 2126 40g / dL 中和脫色液 結(jié)晶過程加水 分離調(diào)水洗水 100%MSG 母液 蒸發(fā)水分 精制 (結(jié)晶 )工段 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 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 1 0 0 X1 0 0c1 0 0Xcc 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 ?????? 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 時為 461kJ / kg h/)293383( 3 ??? ????? 高峰量： h/ ??? 每日蒸汽耗用量： d/ ?? 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 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 過程中不需補充熱量，不消耗蒸汽。糖化終止時，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)酵罐公稱容積 720m3，裝料系數(shù) ，每罐產(chǎn) MSG 量： ?????? 年產(chǎn)味精 3 萬噸，日產(chǎn)味精（ 100%） 90t，發(fā)酵生產(chǎn)周期 40h（發(fā)酵 32 小時，輔助 8 小時），需發(fā)酵罐臺數(shù)： 90 40 24??臺，取 2 臺 每日投（放）罐次數(shù)： ?? 罐次 日運轉(zhuǎn)： ?? 臺 每罐發(fā)酵初始體積： 33 m4 0 0m3 9 6%557 2 0 ??? 糖濃度 13g/dL，滅菌前含糖量 20g/dL，其數(shù)量： 3m2602021400 ?? 密度 / m3， ?? 滅菌加熱過程中用 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℃。 每罐滅菌時間 2h，物料流量： 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 21 h/t2 1 02 0 0 ?? 滅菌用蒸汽量： h/)]27370()273120[( 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 參照圖 107,120℃熱料通過與冷熱料交換，由 120℃降至 75℃，再用水冷卻至35℃；冷卻水由 30℃升至 45℃。計算冷卻水用量（ W）。 h/t495h/kg49 498 )]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/)]27320()273127[( 3 ??? ??????? 式中 —— （表壓）蒸汽熱焓， kJ / kg —— ， 127℃時蒸汽凝結(jié)水熱焓， kJ / kg 每日蒸汽用量： d/ ?? ，平均用蒸汽量： h/? 。 （ 2）填充發(fā)酵罐空間所需蒸汽量 公稱容積 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。 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 22 每日用蒸汽量： d/ ?? ，平均用蒸汽量： h/? 。 （ 3）滅菌過程的熱損失 輻射與對流聯(lián)合給熱系數(shù) α，罐外壁溫度 60℃。 )]2 7 320()2 7 360[( ???????? kJ /（ m2h℃） 720m3發(fā)酵罐的表面積為 475m2，消耗蒸汽量： h/ )]27320()27360[( ?? ?????? （ 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/kg4947%101 963561000)( ??? ???? 每個空罐滅菌 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)酵過程產(chǎn)生的熱量及冷卻用水量 根據(jù)部分味精廠的實測和經(jīng)驗數(shù)，谷氨酸的發(fā)酵熱高峰值約 104kJ /（ m3h ）。 公稱容積 720m3發(fā)酵罐，裝液量 576m3，其發(fā)酵熱為： h/ 74 ???? 日運轉(zhuǎn)發(fā)酵罐 臺，總發(fā)酵熱： kW1 1 5 2 0h/ 77 ??????總熱 選用 2 臺 NG84M 溴化鋰制冷機(jī)。每臺制冷量 7033kW，使用 蒸汽，耗汽量 / h。冷媒水用量 1008m3 / h，冷卻水用量 1706m3 / h。 2 臺溴化鋰制冷機(jī)按 1 臺運轉(zhuǎn)計算，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 ，合計用冷卻水為 / h。 循環(huán)冷卻水采用無填料噴霧冷卻塔進(jìn)行降溫，選用 800m3 / h 冷卻塔 3 臺。冷卻水在循環(huán)使用中約損失 4%（摻入部分生產(chǎn)過程用水），需補充新鮮水量： 4% m / h?? 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 23 提取工段冷量衡算 等電罐 540m3，裝液量 432m3，相對密度 ，由 30℃降至 10℃，降溫速度為 2℃/ h，每臺罐需冷量為： 。h/ 3 2 63 ?????? 式中 —— 等電液比熱容， kJ /（ kgK） 等電罐每天運轉(zhuǎn)臺數(shù)為發(fā)酵罐每天放罐數(shù) 2 ，即 ?? 臺，每日總冷量為：kW2 4 4 73 6 0 0/ 6 ??? 。 選用 1 臺 NG72M 溴化鋰制冷機(jī)，每臺制冷量 4220kW，使用 壓力蒸汽 / h，冷媒水量 726m3 / h，冷卻水量 1200m3 / h。選用 800m3 / h 無填料噴霧冷卻塔 2 臺。 冷卻水在循環(huán)使用過程中約