【正文】 量衡算 .......................10 干燥過程的熱量衡算 .......................................11 生產(chǎn)過程耗用蒸汽衡算匯總衡算結(jié)果 .........................11 無菌空氣耗量計算 ...............................................12 設(shè)備設(shè)計與選型 .................................................12 發(fā)酵罐 ...................................................12 種子罐 ...................................................21 空氣分過濾器 .............................................27 味精廠發(fā)酵車間設(shè)備一覽表 .................................28 致謝 ..................................................................28 主要參考文獻 ..........................................................29 附圖 4 一 .味精生產(chǎn)工藝 味精生產(chǎn)全過程可劃分為四個工藝階段：（ 1）原料的預(yù)處理及淀粉水解糖的制備；（ 2）種子擴大培養(yǎng)及谷氨酸發(fā)酵；（ 3）谷氨酸的提??；（ 4）谷氨酸制取味精及味精成品加工。另外，為保障生產(chǎn)過程中對蒸汽的需求，同時還設(shè)置了動力車間，利用鍋爐燃燒產(chǎn)生蒸汽，并通過供氣管路輸送到各個生產(chǎn)需求部位。所供的水經(jīng)消毒、過濾系統(tǒng)處理，通過供水管路輸送到各個生產(chǎn)需求部位。 菌種 斜面培養(yǎng) 搖瓶擴大培養(yǎng) 種子罐擴大培養(yǎng) 原料 預(yù)處理 水解 過濾 淀粉水解糖 配料 發(fā)酵 空氣 空氣壓縮機 冷卻 氣液分離 過濾除菌 等電點調(diào)節(jié) 沉淀 離心 粗谷氨酸 溶解 中和制味 精 母液 離子交換處理 粗谷氨酸溶液 粗谷氨酸 除鐵 過濾 脫色 濃縮結(jié)晶 離心 小結(jié)晶 干燥 拌鹽粉碎 粉狀味精 大結(jié)晶 干燥 過濾 成品味精 5 此工藝操作的目的在于初步破壞原料結(jié)構(gòu)，以便提高原料的利用率，同時去除固體雜質(zhì)，防止機器磨損。 用于原料粉碎的設(shè)備除盤磨機外，還有錘式粉碎機和輥式粉碎機。 在工業(yè)生產(chǎn)上將淀粉水解為葡萄糖的過程稱為 淀粉的糖化，所制得的糖液稱為淀粉水解糖。目前國內(nèi)許多味精廠采用雙酶法制糖工藝。從試管斜面出發(fā)，經(jīng)活化培養(yǎng)，搖瓶培養(yǎng)，擴大至一級乃至二級種子罐培養(yǎng)，最終向發(fā)酵罐提供足夠數(shù)量的健壯的生產(chǎn)種子 。用于滅菌的工藝除采用連消塔 — 維持罐一噴淋冷卻系統(tǒng)外，還可采用 噴射加熱器— 維持管 — 真空冷卻系統(tǒng)或薄板換熱器滅菌系統(tǒng)。 發(fā)酵設(shè)備，國內(nèi)味精廠大多采用機械攪拌通風通用式發(fā)酵罐，罐體大小在50m3 到 200m3 之間。 由于谷氨酸發(fā)酵為通風發(fā)酵過程，需供給無菌空氣，所以發(fā)酵車間還有一套空氣過濾除菌及供給系統(tǒng)。在北方地區(qū)由于空氣濕度小、溫度低，還可采用空氣壓縮、冷卻過濾流程，省去一級冷卻設(shè)備。但存在廢水污染大，生產(chǎn)成本高，技術(shù)難度大等問題，應(yīng)用上受到限制。粗品經(jīng)提純、加工、包裝，得到 成品。味精的干燥過程，國內(nèi)許多廠家還采用箱式烘房干燥，設(shè)備簡單，投資低，但操作條件差，生產(chǎn)效率低，不適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)的要求。 二．發(fā)酵罐及種子罐的設(shè)計與選型 工藝技術(shù)指標及基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 生產(chǎn)規(guī)模： 1 萬噸／年 生產(chǎn)規(guī) 格：純度為 99％的味精 生產(chǎn)方法：以工業(yè)淀粉為原料、雙酶法糖化、流加糖發(fā)酵，低溫濃縮、等電提取 生產(chǎn)天數(shù)： 300 天／年 倒罐率： ％ 發(fā)酵周期： 4042 小時 生產(chǎn)周期： 4850 小時 種子發(fā)酵周期： 810 小時 種子生產(chǎn)周期： 1216 小時 發(fā)酵醪初糖濃度： 15％ (W／ V) 流加糖濃度： 45％ (W／ V) 發(fā)酵谷氨酸產(chǎn)率： 10％ 糖酸轉(zhuǎn)化率： 56％ 淀粉糖轉(zhuǎn)化率： 98％ 谷氨酸提取收率： 92％ 味精對谷氨 酸的精制收率： 112％ 原料淀粉含量： 86％ 發(fā)酵罐接種量： 10％ 發(fā)酵罐填充系數(shù)： 75％ 發(fā)酵培養(yǎng)基 (W/V)： 水解糖 15％，糖蜜 ％，玉米漿 %， MgSO4 ％，KCl ％， Na2HPO4 %，尿素 4％，消泡劑 ％ 種子培養(yǎng)基 (W/V)： 水解糖 ％，糖蜜 2％，玉米漿 l %， MgSO4 ％，K2HPO4 ％，尿素 ％，消泡劑 ％ 谷氨酸發(fā)酵車間的物料衡算 首先計算生產(chǎn) 1000kg 純度為 100%的味精需耗用的原輔材料及其他物料量。 7H2O）用量 G4 ? ? ? ?kgVVG 7 3 6 214 ??? 8 （ 12）消泡劑（泡敵）耗用量 G5 ? ?kgVVG 7 1 3 215 ??? （ 13）磷酸氫二鈉耗用量 G6 ? ?kgVG 16 ?? （ 14）谷氨酸（麩酸）量 發(fā)酵液谷氨酸含量為： ? ? ? ?kgG %%561 ??? 實際生產(chǎn)的谷氨酸（提 取率 92%）為： ? ? 9 2% 7 0 ?? （ 15）玉米漿用量 217 ??? VVG 10000t/a 味精廠發(fā)酵車間的物料衡算結(jié)果 年產(chǎn) 10000 噸味精物料橫算表 物料名稱 生產(chǎn) 1t 味精（ 100%）的物料量 生產(chǎn) 1t 味精（ 99%）的物料量 10000t/a 味精生產(chǎn)的物料量 每日物料量 發(fā)酵液（ m3） 114900 二級種液（ m3） 發(fā)酵水解用糖（ kg） 17240850 ? 二級種培養(yǎng)用糖（ kg） 57420 水解糖總量（ kg） 17298270 ? 淀粉 (kg) 18490230 ? 尿素（或液氨） 4605480 ? 糖蜜（ kg） 390753 ? 氯化鉀（ kg） 137907 磷酸氫二鉀（ kg） 114939 硫酸鎂（ kg） 46827 泡敵（ kg） 46629 磷酸氫二鈉（ kg） 183843 玉米漿（ kg） 252846 谷氨酸（ kg） 8838027 ? 9 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 （ 1）液化加熱蒸汽量 加熱蒸汽消耗量（ D），可按下式計算： D= )()12( ?????? IttCG 式中 G淀粉漿量（ kg/h） C淀粉漿比熱容（ kJ/（ kg加水為 1： ，粉漿量為： 6820=13870（ t/h）。K） X粉漿干物質(zhì)含量， % C 水 水的比熱容， （ kgK）） ③ 蒸汽用量 D= =963（ kg/h） （ 2）滅酶用蒸汽量 滅酶時將液化液由 90℃ 加熱至 100℃ ，在 100℃ 時的 λ 為 419kJ/kg。 高峰量： 963+420=1383（ kg/h） （ 1） 培養(yǎng)液連續(xù)滅菌用蒸汽量 發(fā)酵罐 200m3 裝料系數(shù) ，每罐產(chǎn) 100%MSG 量： 2003%85%97%=（ t） 發(fā) 酵操作時間 48h（其中發(fā)酵時間 38h），需發(fā)酵罐臺數(shù) 6 臺。冷卻水由 20℃ 升至 45℃ 。24=（ t/h） （ 2）發(fā)酵罐空罐滅菌蒸汽用量 ① 發(fā)酵罐體加熱： 200m3， 1Cr18Ni9 的發(fā)酵罐體重 ，冷卻排管重 6t， 1Cr18Ni9的比熱容 （ kg其蒸汽量為 986（ kg） ② 填充發(fā)酵罐空間所需的蒸汽量：因 200m3 發(fā)酵罐的全容積大于 200m3，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 200m3 計算。 α=+(7020)=(kJ/(m2K)) 200m3 發(fā)酵罐的表面積為 201 m2，耗用蒸汽量： D 損 = =199（ kg） ④ 罐壁附著洗滌水升溫的蒸汽消耗 41（ kg） 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為： 1632（ kg/h） 每空罐滅菌 ，用蒸汽量： 1632=2448（ kg/罐） 每日用蒸汽量： 24483=7344（ kg/d），平均量 7344/24=306（ kg/h） 年產(chǎn)萬噸商品味精，日產(chǎn) 100%MSG ，選用 25m3 強制內(nèi)循環(huán)結(jié)晶罐，濃縮結(jié)晶操作周期 24h，其中輔助時間 4h。 每罐投入 40g/dl 的中和脫色液（俗稱原液） 23m3，流加 30g/dl 母液 32m3，過程中加水 6m3，在 70℃ 下真空蒸發(fā)結(jié)晶 ，濃縮 3h，育晶 17h。 D= =45830（ kg/罐） 每罐濃縮結(jié)晶時間 20h，每小時耗蒸汽高峰量： 45830/20=2292（ kg/h） 4 臺罐（實際是 臺）同時運轉(zhuǎn)，高峰用蒸汽量： 2292=8022（ kg/h） 每日用蒸汽量： 45830=160405（ kg/d） =160（ t/d） 每小時平均用 蒸汽量： 160/24=（ t/h） 干燥過程的熱量衡算 分離后之濕 MSG 含水 2%，干燥后達到 %，進加熱之空氣為 18℃ ，相對濕度ψ=70%，通過加熱器使空氣升至 80℃ ，從干燥器出來的空氣為 60℃ 。干燥水分量 34（ kg/h） 18℃ 空氣濕含量 ψ=70%， X0=（ kg/kg 干空氣）， I0=；加熱80℃ ， I1=用公式 ： Δ=（ I2I1） /（ X2X1） =Q 物料 +Q 損失 Q 初溫 式中 Δ空氣經(jīng)過干燥后的熱量變化（ kJ/kg） Q 損失 損失熱量，通常為有效熱量的 10% Q 物料 =103（ 6018） （ kJ/kg 水） Q 損失 =（ 595+60+392418） =645（ kJ/kg 水） Δ=18= 4494（ kJ/kg 水） 設(shè) X2= I2=I1+Δ（ X2X1） =+（ 4494）（ ） =（ kJ/kg 空氣） 空氣耗量為： 34/=18888（ kg/h） 80℃ 時空氣的比容 實際消耗空氣量為： 18888=15677（ m3/h） 耗用蒸汽量（ D）：使用 （表壓）蒸汽加熱，熱損失按 15%計： D= =618（ kg/h） 每日用蒸汽量： 61816=9888（ kg/d） 平均每小時用蒸汽量： 9888/24=412（ kg/h） ： 每日用蒸汽 量為 338t/d，每小時平均量為 ，高峰量為 。 年產(chǎn) 10000 噸味精熱量衡算表 名稱 每日用量（ t） 每小時均量（ t） 高峰量（ t） 單耗（ t） 蒸汽 338 無菌空氣耗量計算 （ 1）單罐無菌空氣耗用量 230m3 規(guī)