【正文】 C 。C ， 相對濕度 ? =70%， 通過加熱器使空氣升至 80176。C ，需加二次水。C ， 70176。C 蒸汽焓 (KJ/kg) ⑦ 隨結(jié)晶 MSG 帶走熱量 ： Q 出晶 =1810370= ? (KJ) 需外界供給熱量 ： Q=(Q 母 ＋ Q二 蒸 ＋ Q 出晶 )－ (Q 來料 ＋ Q 來水 ＋ Q 來晶 ＋ Q 晶熱 )=( ? ＋ 810 ＋ 610 )－ ( 710 ＋ 610 ＋ 410 ＋ 610 )=108(KJ) 計算蒸汽用量 ： 每罐次用蒸汽量 ： 熱損按 5%折算 ， 通蒸汽為 (表壓 ) D=)5352717( 8?? ?=69950(kg/罐次 ) 式中： 2717— mPa(表壓 )下的蒸汽焓 (KJ/kg) 535— mPa(表壓 )下的凝結(jié)水焓 (KJ/kg) 每罐 濃縮結(jié)晶器時間 ： 2069950 =(kg/ h) 4 臺罐 (實際是 臺 )同時運轉(zhuǎn)，高峰用蒸汽量 ： =(kg/ h) 每日用蒸氣量： =(kg/ d)=(t/d) 每小時平均用蒸汽量 ： =(t/h) ⑵ 冷卻二次蒸汽所消耗冷卻水量 ： ① 二次蒸汽數(shù)量 ， 即水蒸發(fā) 速度 ： 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 基礎(chǔ)恒算 28 20 ???= (m3水 /h) ② 冷卻水用量 ： 使用循環(huán)水 ， 進口溫度 30176。176。176。C )。C ， 比熱 KJ/(kgC )] 中和時 H2SO4對水的溶解熱為 92KJ/mol， 6h 加 98% H2SO411620kg， 其溶解熱為 ： %986 %9811620? ? 92=(KJ)(可忽略 ) 6? =527(kw) 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 基礎(chǔ)恒算 26 每天運轉(zhuǎn) 6 臺 ， 總制冷量 ： 5277=3195(kw) 谷氨酸鈉溶液濃縮結(jié)晶過程的熱量衡算 年產(chǎn) 4 萬噸商品味精 ， 日產(chǎn) 100% 噸 ， 選用 300 m3強制內(nèi)循環(huán)結(jié)晶罐 ，濃縮結(jié)晶罐操作周期 12h， 每罐產(chǎn) 100%MSG18 噸 ， 需結(jié)晶罐臺數(shù) ： 2412218 ?? =(臺 ) 取 4 臺 . 式中 ： 2— 每罐投入的晶種量 (t) ⑴ 熱平衡與計算加熱蒸汽量： 每罐投入 40g/dl 的中和脫色液 (俗稱原液 )， 流加 30g/dl 母液 m3， 過程中加水 8 m3， 在 70176。C /h，基冷量為 ： 2101032= ? (KJ/h) 式中 ： — 發(fā)酵液比熱容 [KJ/(kgC 降至 5176。C ，冷卻水用量 (W)： W=)1020( 4 ?? ??=150718(kg/h)=151(t/h) 日運轉(zhuǎn) 3 臺 ， 高峰用 水量 ： 1516=1057(t/h) 日用水量 ： 105724=20294(t/d) 平均用水量 ： 2420294 =846(t/h) 式中 ： — 各罐發(fā)熱狀況均衡系數(shù) 谷氨酸提取工序冷量衡算 等電罐 300 m3，裝液量 210m3， 相對密度 。h) 300 m3發(fā)酵罐 ， 裝料量 210 m3使用新鮮水 ， 冷卻水進口溫度 10176。h)] V— 發(fā)酵液體積 (m3) 以上四種方法，以 (3)(4)比較簡單使用。C ) 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 基礎(chǔ)恒算 25 t— 1h 內(nèi)發(fā)酵液溫度升高數(shù) (176。h)] 式中 ： G— 發(fā)酵液重量 (kg) C— 發(fā)酵液比熱容 [KJ/(kg (3) 通過冷卻水帶走的熱量進行計算： 在最熱 季節(jié)，發(fā)酵放熱高峰期，測定冷卻水量及進出口溫度，然后即可算出最大發(fā)熱量 Q 最大 ， [KJ/(m3C )] 300m3發(fā)酵罐的表面積為 310 ㎡ ， 耗用蒸汽量 ： D 損 = )2070( ?? ??? =308(kg) ④ 罐壁附著洗滌水升溫的蒸 汽消耗 ： )2070( ?? ????? =63(kg) 式中 ： — 附壁水平均厚度 (1mm) 1000— 水密度 (kg/m3) ⑤ 滅菌過程蒸汽滲漏 ， 取總汽消耗量的 5%， 空罐滅菌蒸汽消耗量 。hC 。 ℃），使用 MPa 蒸汽（表壓）滅菌，發(fā)酵罐罐壓保持在 （表壓）沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 基礎(chǔ)恒算 23 下，由 20℃升至 127℃，維持 1h。C 升至 45176。C ， 再用水冷卻至 35176。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。 每罐滅菌時間 3h， 輸料流量 ： =(t/h) 消毒滅菌用蒸汽量 (D)： D= 027 43 )7512 0( 400 ?? ???? =4844(kg/h)≈(t/h) 式中 ： 為糖液的比熱容 ， [KJ/(kgC 升到 45176。C ， 再加熱至 120176。 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。 30 m3發(fā)酵罐裝料系數(shù) ， 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% 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) ： 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 基礎(chǔ)恒算 22 ?=(臺 )取 8 臺 . 每罐初始體積 ： 210 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 5 罐次。C ， 平均用水量為 ： W=)2045( )6085( 0 0 0 8 ??? ????=(kg/h)=(t/d) 要求在 2 h 內(nèi)把 200 m3液糖液冷卻到 40176。C ， 用二次水冷卻 ， 冷卻水進口溫度為 20176。C ， 需 冷卻水量 (W)為： 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 基礎(chǔ)恒算 21 W=)( )651 0 0() 1 9 92 6 5 3 0( ?? ????= (kg/h)即 (t/d) 糖化工序熱量衡算 ⑴ 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 4 臺 . 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 ， 使用二次水 ， 冷卻水進口溫度 20176。C ， 則蒸汽高峰量為 ： 2060 =(kg/h) 以上兩項合計 ， 平均 量 ＋ =(kg/h)=(t/h) 每日用量 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 時的 λ 為 419KJ/KG D 滅 = 41 927 30 )9010 0( 53 0 ? ??? = (kg/h) 要求在 20min 內(nèi)使液化液由 90176。 C 加熱至 100176。176。176。176。C 時 λ=， 100176。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 ) 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 基礎(chǔ)恒算 20 λ— 加熱蒸汽凝結(jié)水的焓 ， 在 371K 時為 (用內(nèi)差法求得 。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). %25 %527 4 ?? =154(L) 母液的相對密度為 ， 則其質(zhì)量為 ： 154=170(kg) ⑻ 廢濕活性炭數(shù)量 ： 濕炭含水 75% %751 21? =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： 年產(chǎn) 4 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 7： 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 基礎(chǔ)恒算 19 表 7 精制工序物料衡算匯總表 進入系統(tǒng) 離開系統(tǒng) 項目 1t 工業(yè)淀粉及匹配物料(kg) t/d 項目 1t 工業(yè)淀粉之匹配物料(kg) t/d 90% Glu 100% Glu Na2CO3 246 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 2265 累計 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 算 ： D= ???I ttGC )( 12 式中 ： G— 淀粉漿量 (kg/h) C— 淀粉漿比熱容 [KJ/(kgC ， 相對濕度 ? =100%， 水蒸汽分壓 27 ㎜ Hg， 進罐空氣的壓力為 大氣壓 (表壓 )(1 大氣壓 =101325 Pa)， 排風 大氣壓 (表壓 )， 出空氣的濕含量差 ： X 出 － X 進 = %1 0 0277 6 %1 0 027 ??? ? － 18 ?? =(kg 水 /kg 絕干空氣 ) 通風比 1:， 帶走水量 ： 58476036=29(kg) 式中 ： 為 32176。 表 4 制糖工序物料衡算匯總 進入系統(tǒng) 離開 系統(tǒng) 項目 物料比例 (kg) 日投料量 (kg) 項目 物料比例 (kg) 日投料量 (kg) 工業(yè)淀粉 1000 18188 糖液 3898 配料水 2500 454700 濾渣 液化酶 CaCl2 糖化酶 珍珠巖 洗水和蒸汽 累計 累計 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 基礎(chǔ)恒算 14 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， 發(fā)酵初始糖濃度 ， 其數(shù)量為 ： % %243898?=5704(L) g/dl 的糖液相對密度為 ，糖液質(zhì)量為： 5704=6046(kg) ② 配料 按放罐液體積計算 ： 5704 %% =5847(L) 玉米漿 ： 5847%(w/v)=(kg) 甘蔗糖蜜 ： 5847%(w/v)=(kg) 無機鹽 (P、 Mg、 K 等 ) 5847%(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 %243898? － 33898=1026(kg)