【正文】 ⅱ 生產 1000kg100% MSG 理論上消耗工業(yè)淀粉量： % 1000＝ (t) ⅲ 生產 1000kg100% MSG 消耗純淀粉量： 1000＝ (t) ⅳ 生產 1000kg100% MSG 消耗工業(yè)淀粉的量： 1000＝ (t) ⑤ 總收率 ： 總收率 =理論產量實際產量100％＝ 100%＝ % ⑥ 淀粉利用率 ： 100%=% ⑦ 生產過程總損失 ： 100%－ %=% 物料在生產過程中損失的原因 [5]： ⅰ 糖化轉化率未達到理論值。 ⑧ 原料及中間品計算 ⅰ 工業(yè)淀粉日用量 ： 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 基礎恒算 12 125=(t/d) ⅱ 糖化液量 純糖： 99%%86%=(t/d)。 ⑵ 粉漿干物質濃度： 3500%861000? 100%=% ⑶ 液化酶量 ： 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 基礎恒算 13 使用液體 α— 淀粉酶 (占淀粉漿總量的 %) 3500%=(kg) ⑷ CaCl2 量 ： 3500%=(kg) ⑸ 糖化酶量 ： (用液體糖化酶 )3500%=(kg) (6) 糖化液產量 ： %24 %%8610 00 ??? =3898 (kg) 24%糖液的相對密度為 則體積為 . =3576(L) (7) 加珍珠巖量 ： (為糖液的 %) 3898%= (kg) ⑻ 濾渣產量 ： (含水 70%廢珍珠巖 ) %701 ? =(kg) ⑼ 生產過程進入的蒸汽和洗水量 ： 3898＋ － 3500－ (3 )－ =(kg) ⑽ 衡算結果： (年產 4 萬噸味精 )根據總物料衡算 ， 日投入工業(yè)淀粉 噸 。C ， 相對濕度 ? =70%，水蒸汽分壓 18 ㎜ Hg(1mmHg=)排風32176。C 時干空氣密度 (kg/m3) 過程分析 ： 放殘留及其他損失 ： 52kg. ⑹ 發(fā)酵終止時的數量 ： 6046＋ 62＋ 164＋ － 29－ 52=6194(kg) ⑺ 衡算結果匯總 ： 年產 4 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 5： 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 基礎恒算 16 表 5 連續(xù)滅菌和發(fā)酵工序物料衡算匯總 進入系統(tǒng) 離開系統(tǒng) 項目 1t 工業(yè)淀粉對應的物料 /kg t/d 項目 1t 工業(yè)淀粉對應的物料 /kg t/d 24%糖液 3898 710 發(fā)酵液 9194 玉米漿 甘蔗糖蜜 無機鹽 空氣帶走水量 29 配料水 1026 滅菌過程進 蒸汽及水 1081 接種量 62 過程分析、放罐及殘留及其它損失 52 液氨 164 消泡劑 累計 6275 累計 6275 谷氨酸提取工序的物料衡算 按 1000kg 工業(yè)淀粉計算 ： ⑴ 發(fā)酵液數量 ： 5847L， 6194kg. ⑵ 加 98%硫酸量 ： 為發(fā)酵液的 %(w/v) 5847%=210(kg) 98%硫酸的相對密度 ， 故其體積為 ： =114（ L) ⑶ 谷 氨酸產量 ： ① 分離前谷氨酸量 ： 100%Glu 量 ： 5847%(w/v)=(kg) ② 分離后谷氨酸量 ： 100%的 Glu 量 ： 94%=(kg) 90%的 Glu 量 ： % =(kg) 其中 ： 94%為 Glu 提取率 . ⑷ 母液數量 ： 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 基礎恒算 17 母液含 ： % ? =12863(L)， 質量約為 12863kg ⑸ 谷氨酸分離洗水量 ： 20%=(kg)， 體積為 ⑹ 母液回收過程中用水以及酸、堿等數量 ： 12863+6194－ 5847－ 210－ =(kg) ⑺ 物料衡算結果 ： 根據以上計算 ， 年產 4 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 6： 表 6 谷氨酸提取工序物料衡算匯總 進入系統(tǒng) 離開系統(tǒng) 項目 1t 工業(yè)淀粉之匹配物料(kg) t/d 項目 1t 工業(yè)淀粉之匹配物料(kg) t/d 發(fā)酵液 6194 90%谷氨酸 H2SO4 210 母液 12863 分離用水 回收加水 累計 累計 精制工序的物料衡算 ⑴ 谷氨酸數量 ： 100%Glu ， 90%Glu ⑵ Na2CO3 量 ： %=246(kg) ⑶ 加活性炭量 ： %=21(kg) ⑷ 中和液數量 ： )%(40 vw?=1922(L) 1922=2229(kg) 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 基礎恒算 18 式中 ： 為含 40%(w/v)MSG 溶液的相對密度 (20176。176。其中176。 C 時為 ) ① 淀粉漿量 G： 根據物料衡算 ， 日投工業(yè)淀粉 ， 連續(xù)液化 = (t/h)， 加為 1： ，粉漿量為 1000=26530(kg/h) ② 粉漿干物質濃度 ： 26530%867580? 100%=% ③ 粉漿比熱 C 可按下式計算 ： C=C0100X＋ C 水100100X?[7] 式中 ： C0— 淀粉質比熱容 ， 取 KJ/(kgC ) X— 粉漿干物質含量 %. C 水 — 水的比熱容 ， KJ/(kgC ) C= ＋ 100 =[KJ/(kgC )] ④ 蒸汽用量 ： D= )2090( 0 ? ??? =(kg/h) ⑵ 滅酶用蒸汽量： 滅酶時將液化液由 90176。C ， 在 100176。C 升溫至 100176。C 降至 65176。C ，出水溫度 176。C 降至 60176。C ， 出口溫度為 45176。C ， 高峰用水量為 ： 2 0 9 7 2 9 4 9 4 6 3 ??? =(kg/h) 每日糖化罐同時運轉 ： 2530 ==4(罐 ) 每投放料罐次 ： ==4(罐 ) 每日冷卻水用量 ： 2=(t/d) 連續(xù)滅菌和發(fā)酵工序熱量衡算 ⑴ 培養(yǎng)液連續(xù)滅菌用蒸汽量 ： 國內大多采用的發(fā)酵罐體積為 300m3。 日運轉 4232? =(罐 )取 7 罐次。C預熱至 75176。C ， 冷卻水由 20176。C 。176。C 熱料通過與生料熱交換 ， 降至 80176。C ， 冷卻水由20176。C ， 計算冷卻水量 (W)： W= 0 ?? ??? ）（ ）（ =103257(kg/h)=103(t/h) 全天用水量 ： 10335=1545(t/d) ⑶ 發(fā)酵罐空罐滅菌蒸汽量 ： ① 發(fā)酵罐體加熱 ： 300m3， 1Cr18Ni9 的發(fā)酵罐體重 ， 冷卻排管重 9t， 1Cr18Ni9 的 比熱容 kJ/（ kg其蒸汽用量為 ： )20207( ? ???? ）（=14800(kg) 式中 —— MPa（表壓）蒸汽熱焓， kJ/kg —— ， 127℃時蒸汽凝結水熱焓， kJ/kg ② 填充發(fā)酵罐空間的蒸汽量 ： 因 300 m3發(fā)酵罐的全容積 大于 3003m3， 考慮到罐內之排管 ， 攪拌器等所占之空間罐之自由空間仍按 300 m3計算 ， 填充空間需 蒸汽量 ： D 空 =Vρ=300=(kg) 式中 ： V— 發(fā)酵罐全容積 (m3) ρ— 加熱蒸汽的密度 (kg/ m3) mPa(表壓 )時為 ③ 滅菌過程的熱功當量損失 ： 輻射與對流聯(lián)合給熱系數 α， 罐外壁溫度 70176。 α=＋ (70－ 20)=[kg/(m3176。 633084871480 ? ??? =2461(kg/h) 每空罐滅菌 h， 用蒸汽量 ： 2461=3961(kg/罐 ) 每日用蒸汽量 ： 39615=19805(kg/d)=（ t/d） 平均用蒸汽量 ： 2419805 =825(kg/h) 高峰用量： 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 基礎恒算 24 2461? 7=（ t/d） ⑥ 發(fā)酵過程產生的熱量及冷卻用水量： 發(fā)酵過程的熱量計算有下列幾種方法： ⑴ 通過計算生化反應來計算發(fā)酵熱 Q 總 Q 總 =生物合成熱 +攪拌熱 汽化熱 生物合成熱可通過下列方程計算： C6H12O6+6O2→6CO 2+6H2O+2813KJ C6H12O6+NH3+→C 5H9O4N+CO2++890KJ 攪拌器 =860P(P— 攪拌功率， KW) 汽化熱 =空氣流量 (m3/h)(I 出 － I 進 )ρ 式中： I 出 ， I 進 — 進出之空氣熱焓 (KJ/Kg 趕空氣 ) ρ— 空氣密度 ⑵ 通過燃燒熱進行計算： Q 總 = ?? ? 產物燃燒作用物燃燒 有關物料的燃燒熱： 葡萄糖： 15633KJ/Kg 谷氨酸： 15424KJ/Kg 玉米漿： 12289KJ/Kg 菌 體： 20900KJ/Kg 以發(fā)酵 6— 20 小時耗糖速率最快，為放熱高峰。h)] Q 最大 = ? ?)( )/( 3m thKg發(fā)酵液總體積 冷卻水 進出 ?? (4) 通過發(fā)酵液溫度升高進行計算 ： 關閉冷卻水觀察罐內發(fā)酵液溫度升高 ， 用下式計算 Q 最大 Q 最大 = V tCGGCt )( 111? [KJ/(m3176。C ) G1— 設備筒體的重量 (kg) C1— 設備筒體的比熱容 [KJ/(m3根據部分味精廠的實測和經驗數，谷氨酸的發(fā)酵熱高峰值約 104 KJ/(m3C ， 出口溫度 20176。由 30176。C ， 降溫速度 2176。176。C 下真空蒸發(fā)結晶 ， 濃縮 2h， 育晶 10h， 放料數量 20m3 熱量衡算： ① 來料帶入熱量 ： 進料溫度 35176。176。 Q 來料 =(＋ )35103=107 (KJ) 式中 ： — 脫色液濃度 (g/dl) — 母液濃度 (g/dl) ② 加水帶入熱量 ： Q 來水 =835103= ? (KJ) ③ 晶種帶入熱量 ： MSG 比熱容 KJ/(kgC ) Q 來晶 =202020= 410 (KJ) ④ 結晶放熱 ： MSG 結晶熱為 Q 晶熱 = 187 )210( 6 ??? = ? (KJ) ⑤ 母液帶走熱量 ： 分離母液 25 m3， 折算為相對密度 時 ， 比熱容為 KJ/(kgC ). 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 基礎恒算 27 Q=10370= ? (KJ) ⑥ 隨二次蒸汽帶走熱量 ： Q 二蒸 =(++) 2626 610? = ? (KJ) 式中： — 結晶罐放 罐時的結晶液量 (m3) 2626— 70176。C ， 出口溫度 45176。C 水蒸汽焓 (KJ/kg)，需冷卻水量 (W) W=)3045( ) 6 2 6( 3 ?? ????=206601(kg/h)=207(t/h) 4 臺罐高峰用水量 2074=827(t/h) 全日用水量 ： 20720=15400(t/d) 平均用水量 ： 2415400 =642(t/h) 為了保證 循環(huán)水溫度不低于 30176。 干燥過程的熱量衡算 分離之后濕 MSG 含水 2%， 干燥后達到 %， 進加熱之空氣為 18176。C ， 從干燥器出來的空氣為 60176。 年產 4 萬噸商品味精 ， 日產濕味精 ? =(t