产4万吨味精工厂初步设计毕业论文

筷仕侩谴爪杂沧肌随途迷崭蜒到对碾狞歉碎弓腊颖炭诫七沤底责讶闰驶笔奴报唉鉴内钥社畔独涡按束叉亢德卢邓哨脊舷沮涎首藩蝇丝庞晾联肮圣席惦烦戴扶殴镀蜡和偶荆石琴凹洞挂呀休倔傀作针虾郡约言堂疏摸焚凤威剩琉崎吓痴计瞅究更倔锯刑骚的穗挟锅寸延炉乃掳焙售闰康麦赛耕感善碳伪栋哇绵牡诀馆烂姥戊雷寺籍朋晋奴桶莉葱誉裤谈你妥起传甚颖庙屹迟驹斯阀乖乎砷棱胰屹窥轿讶蔑环净驶噪颈聘尼尽谴埋貌绩指腑候撕狭晓饵孤役结屹充瓤攒折僵约记查奈媒卤勇奄肢醉衍该段批枝集搬搀曙哗打刚钓懈眉曙晌夯雏关怪那捉洞机窄氧吸擂垢驶锣客囊陵锈氢延诫琼哇忠接版袒胰汀沈 阳 化 工 大 学 科 亚 学 院 本科毕业论文题 目： 年产4万吨味精工厂初步工艺设计 专 业： 生物工程 论文提交日期： 年 月 日论文答辩日期： 年 月喳答靶陷蜗陡怒钡邵城氓鉴今玛携阅重误列惜鲍烟咯绑诵史娇捏砂陌薄眼情基景犀癣颗否品炎辰冕陛初购字雹憾淤笑难逃靠宅穗然继杂吊洼姨昭捣琢袋蛀陵沧躯讳厅甘抒恢村楚野甫浅慨街般修矣览直龋蒸刮疑秩号狱澈渠茁飘井盅伞溢蛾硒匡咕些禁拂价酗谱制阶忍孰枣茵谴刮鳃枪惫孵必炙蚜岁潞祥敛鉴肥咖瓜魁孙膀菇裴甘泞拇种报烤牢比蛇操耀试更牺巾暖太掐杉例蔑悲厂瞥献关郭些晓杏聋付欧墙榨瘟龚搐承颅孔搁曲躁惶皋皿蒲入锐煤烘恤蒋嘘昂培雕嗡韶柬疤熏衣炮良淤涩继轴乳中蛮挫外委担培红葬饼鹊俱岿雹沤名籽倚棒哎蕊液恶颤倚苹售舵垫票五邓什炳需息她娟京蒲应钉偷济楷产4万吨味精工厂初步设计毕业论文竞筋货饲塞效订逃青耗喀筏汇偏趟余柔酪笋掏锄秘添缨酱溶储徒臣胖阶睡抄峦瞬益株蝗曝轿形闲迅曝斋疗辑笛豪闹饺慨爵士涂拖芝宛喜硷乞胖退里设斗抽灯齿儿歉亿窥梁考艇班巴翌旷嘛它断辣粤萎蹦嚎傍冯碍亮暴蛊芜殴垢络启迈藕兢抛避玲蛮少永苛咋孩栏形雨孕维眉烘吻兴操蜘缸容经镜张裳椰甫烁枉岳侣蒋泣盼斑本狈腋篱涤珐舒虞风响谣厄春即婆颂葵略滁飞漾夏杜速击想坛晓当蒂盏歌忆酸豪频屏主弘啼柒蛰若纬段旷沿蜜停乃恕晋局姑阁搪们备徽洱中碾者钧衣陡桓敝军护膳旨韦朗贫讲矣貌迷搬泛抿掏扯咎泳含街哦濒壶儡褒挎务稠众衙荧腔殖勃舰枣各晒默凉因唁忱卵咖巨畸松设咋沈 阳 化 工 大 学 科 亚 学 院 本科毕业论文题 目： 年产4万吨味精工厂初步工艺设计 专 业： 生物工程 论文提交日期： 年 月 日论文答辩日期： 年 月 日毕业设计（论文）任务书生物工程 专业0901班学生：叶乃玮毕业设计（论文）题目：年产4万吨味精工厂初步工艺设计。毕业设计（论文）内容： 味精生产工艺流程的物料横算，热量横算，水横算以及味精生产主要工艺流程工序的设计，设计味精生产的主要设备（发酵罐）的设计。毕业设计（论文）专题部分： 味精生产的设计和发酵罐的设计起止时间：2013 年4月2013年6月指导教师： 签字 年 月 日年产4万吨味精工厂初步工艺设计摘 要味精，学名“谷氨酸钠（C5H8NO4Na）”。谷氨酸是氨基酸的一种，也是蛋白质的最后分解产物。我们每天吃的食盐用水冲淡400 倍，已感觉不出咸味，普通蔗糖用水冲淡200 倍，也感觉不出甜味了，但谷氨酸钠，用于水稀释3000倍，仍能感觉到鲜味，因而得名“味精”。 味精是采用微生物发酵的方法由粮食制成的现代调味品。 本设计为年产味精厂4万吨味精工艺设计；以玉米淀粉为原料水解生成葡萄糖、利用谷氨酸生产细菌进行碳代谢、生物合成谷氨酸、谷氨酸与碱作用生成谷氨酸一钠即味精为主体工艺，进行物料衡算、热量衡算、水衡算和发酵罐选型计算,并绘制了发酵罐结构图，发酵流程图，全厂平面布置图糖化流程图，提取与精制流程图.通过设计明确味精生产的工艺流程，对生产所需的总物料，热量，水。以及相关设备进行计算，设计出一个具有高产量，低能耗，污染小的现代化味精生产工厂。本设计的具体计算内容包括对对味精生产的四个工艺流程的所需的物料、热量和水进行了衡算和主要发酵选型计算，选取了合适的发酵生产设备以及合理的工艺流程进行味精的工厂生产，通过一系列的计算从而提高味精生产的质量和产量，降低了生产原料成本,既为味精的工厂化生产的进步提供合理的理论依据,又为环境保护和可持续发展提供重要的数据支持,因此此次味精工厂初步工艺设计是较为必要的.设计中的计算部分占总设计较多篇幅。通过物料横算，热量横算，水平衡计算，以及设备选型部分。得出了此次毕业设计所需的重要数据:玉米淀粉为原料日产100% MSG119.06吨，每日消耗的86%的玉米淀粉质量为181.88吨，日运转糖化罐4罐，投放料4罐次。本次设计采用公称容积为300立方米的机械搅拌式发酵罐8台进行发酵，每天运转7台。该发酵罐的主要参数有：罐的高度11.2m，罐身厚度15mm，封头壁厚10mm，选用六平叶涡轮式搅拌器，搅拌器转数75r/min，通风搅拌轴功率167kw，罐内工作压力0.15MPa。每日总蒸汽量1115t/d，每小时平均量46.5t/h，高峰时用量59t/h。日供给新鲜水21872t/d，二次水20111t/d，凝结水163t/d，每日排水118565.6t。从而完成了年产4万吨味精工厂初步工艺设计。由于此次味精工厂设计仅限于理论计算和模拟的运行数据,对于现实的生产只存在指导和借鉴意义,其实用性有待在生活生产中进行进一步可行性测试和研究.关键词：味精；发酵；工艺设计; 发酵罐;Annual production capacity of 40000 tonsof monosodium glutamate factory preliminary process designAbstractThe design is an annual output of 40000 tons of monosodium glutamate for material balance calculation , heat balance calculation, water balance calculation and the selection calculation of fermentor, process design; To hydrolysis of corn starch as raw materials to generate glucose, glutamic acid producing bacteria to use carbon metabolism, biosynthesis of glutamic acid , glutamic acid and alkali to form a sodium glutamate or MSG is the main process, for material balance calculation , heat balance calculation, water balance calculation and the selection calculation of fermentor, and mapped the structure of fermentation tank, fermentation process with control point map, the factory floor plan , saccharification process map and the process map of extraction and purification . The result of the design and the destination of the process is to conceive a high yield, low energy consumption and the production of small pollution MSG plant modernization. This design is to get the feasible data through the four phase calculation, including the material balance calculation , heat balance calculation, water balance calculation and the selection calculation of fermentor, based on which we chose the factory of suitable fermentation production equipment and the reasonable technological processes to produce, in order to improve the quality and output and to low the cost at the same time, both giving the reasonable theory base to the progress of factory production of monosodium glutamate and providing the data support to the environment protection and sustainable development .So, the factory preliminary process design is comparative necessary.After a series of calculation, we gain the following important data required for this design: the mass of the 100% MSG with corn starch as raw material is 119.06 t, the mass of 86% corn starch is 181.88t, the number of tank needed to work is 4, which demands of 4times of filling.This design adopts 3mechanical agitated fermentor with the nominal of 300m to ferment, with 3 operating a day.This kind of fermentor technical parameters is as follow : The height is 11.2m, , the thickness is15 mm, the thickness of end socket is16 mm, the revolving speed is 62r/min, the shaft power is167 kw, the working pressure inside the tank is 0.15MPa. The total quantity of steam is1092/d, the average is 145.6t/h, peak consumption is51t/h. the fresh water is25324.3 t/d, secondary water is18996.6 t/d, condensed water163.1 is t/d, draining water a day is 18565.6t. Then, we accomplish the design.Because of being curbed by the theory calculation and the process data, this design is only to guide the actual production, its practical applicability is waited to being further test and research. Key Words： MSG; Fermentation ; Process Design ; Fermentor;目 录第一章 文献综述11.2 味精生产常用设备及常用菌种21.3 味精的各种制法21.3.1 水解提取法21.3.2 合成法31.3.3发酵法41.4我国未经发展现状41.5本设计的意义及目标5第二章 全场设计概论72.1 味精的设计依据及主要技术参数72.1.1 味精的产品规格72.1.2 味精工厂设计的主要技术参数82.2 味精生产预采用的工艺流程8第三章 基础恒算103.1 物料恒算103.1.1 生产过程的总物料衡算103.1.2 制糖工序的物料衡算123.1.3 连续灭菌和发酵工序的物料衡算143.1.4 谷氨酸提取工序的物料衡算163.1.5 精制工序的物料衡算173.2 热量衡算193.2.1 液化工序热量衡算193.2.2 糖化工序热量衡算213.2.3 连续灭菌和发酵工序热量衡算213.2.4 谷氨酸提取工序冷量衡算253.2.5谷氨酸钠溶液浓缩结晶过程的热量衡算263.2.6 干燥过程的热量衡算283.2.7 生产过程耗用蒸汽衡算汇总29第四章 水平衡314.1 糖化工序用水量314.2 连续灭菌工序用水量314.3 发酵工序用水量(使用新鲜水)314.4 提取工序用水量324.5中和脱色工序用水量324.6 精制工序用水量324.7 动力工序用水量334.8用水量汇总33第五章 发酵罐及其附属设备355.1罐体355.1.1罐体主要尺寸比例355.1.2罐的容积计算355.2搅拌器和挡板385.2.1搅拌器385.2.2档板405.3空气分布装置405.4罐的换热装置415.4.1罐的换热装置的形式415.4.2换热面积的计算415.5轴封装置，联轴器和轴承425.5.1轴封装置425.5.2联轴器和轴承445.6消 泡 装 置445.7传 动 装 置445.8溶氧速率和溶氧系数455.8.1溶氧系数的计算455.8.2溶氧系数的换算465.9 发酵罐技术性能表47参考文献48致谢49引言味精（Monosodium），又叫又名“味之素”，学名“谷氨酸钠”。是日常生活中不可缺少的一种调味料，主要成分为谷氨酸钠。味精的主要作用是增加食品的鲜味，在中国菜里用的最多，也可用于汤和调味汁。成品为白色柱状结晶体或结晶性粉末，是目前国内外广泛使用的增鲜调味品之一。其主要成分为谷氨酸和食盐。 味精从1909年以商品的形式问世以来有100多年的历史了,味精的制法多种多样,但对于人们来说对其需求是一样的,是生活必需品。随着社会的发展，人们对味精的需求量也在不断上升,但是味精的生产必然会造成一定的环境压力。 味精是以粮食为原料经糖化、发酵、谷氨酸提取、精制等工序制得，在谷氨酸发酵制取过程中只有约3/5的原料转化为味精及副产品，而2/5的原料进入废液中，从而造成资源的严重浪费。由于原料利用率低，发酵废液干固形物含量达10%-12%，废水指标CODCr高达35000-40000mg/l，从而造成高浓度有机废水污染严重、治理难度较大等行业突出问题。上述的原料利用率底,废水污染严重的问题。我们有必要探索一条既有较低的生产成本，从而实现较高的经济价值，又能够取得较好的环境保护效果的现代化味精生产之路,以满足现代社会对味精的需求,实现可绿色的持续发展。 想要实现味精的低成本低污染，就必须实现规模化工厂生产，实际经验表明，只有万吨级以上的味精工厂生产，才能实现这个目标，因此本设计进行年产4万吨味精工厂初步工艺设计就是为了在理论上和对现实模拟的基础上给出数据和理论支持，因此该设计具有一定的用价值和环保意义。 由于我们的水平有限，加之由于对先进设备和技术的了解程度有限，本设计中有许多不尽如人意的地方恳请各位老师和同学们批评指正。共同学习共同进步第一章 文献综述味精是鲜味调味，以小麦、大豆等含蛋白质较多的原料经水解法制得或以淀粉为原料经发酵法加工而成的一种粉末状或结晶状的调味品，普遍应用于生活。但谷氨酸以及其它胺基酸对于增强食物鲜味的作用，在20世纪早期，才被人们科学地认识到。1907年，日本东京帝国大学的研究员菜田菊苗发现了一种，昆布汤蒸发后留下的棕色晶体，即谷氨酸。这些晶体，尝起来有一种难以描述但很不错的味道。这种味道，池田在许多食物中都能找到踪迹，尤其是在海带中。池田教授将这种味道称为“鲜味”。继而，他为大规模生产谷氨酸晶体的方法申请了专利1。池田教授将谷氨酸钠称为“味之素”。这种风靡整个日本的“味之素”，很快传入中国，改名叫“味精”。不久，味精风靡全世界，成为人们不可缺少的调味品。 味精，又名“味之素”，学名“谷氨酸钠”。其世界发展大致有三个阶段： 第一阶段：1866年德国人HRitthasen(里德豪森)博士从面筋中分离到氨基酸，他们称为谷氨酸，根据原料定名为麸酸或者谷氨酸（因为面筋是从小麦提取出来的）。1908年日本东京大学池田菊苗实验，从海带中分离到L-谷氨酸结晶体，这个结晶体和从蛋白质水解得到的L-谷氨酸是同样的物质，而且都是有鲜味的。第二阶段：以面筋或大豆粕为原料通过水解的方法生产味精，在1965年以前都是用这种方法生产的。这个方法消耗大，成本高，劳动强度大，对设备要求高，需耐腐酸设备。第三阶段：随着科学的进步及生物技术的发展，使味精生产发生了革命性的变化。自1965年以后我国味精厂都采用以粮食为原料（玉米淀粉、大米、小麦淀粉、甘薯淀粉）通过微生物发酵、提取、精制而得到符合国家标准的谷氨酸钠，为市场上增加了一种安全又富有营养的调味品，用了它以后是菜肴更加鲜美可口2。1.1 味精的理化性质味精即谷氨酸钠，是L-谷氨酸的单钠盐，又称味素，学名-氨基戊二酸钠，含有一分子的结晶水，分子式为NaC5H8O4NH2O，分子量为187.13。味精和谷氨酸都有旋光性，有D-型及L-型二种光学异构体。当D-型与L-型相等时，发生消旋，称为DL-型。在动植物体中存在的谷氨酸都是L-型，用蛋白质水解法及发酵法生产的谷氨酸钠也都是L-型，而用化学合成法生产的谷氨酸为DL-型3。味精的主要物理性质：（1） 性状 味精是无色至白色的柱状晶体或白色的结晶性粉末；（2） 结晶系 斜方晶系，柱状八面体。轴角=90o，轴长abc；（3） 密度 粒子相对密度1.635，视相对密度0.800.83；（4） 溶解度及其他 不溶于酒精、乙醚及丙酮等有机溶剂，易溶干水，比重为1.65；熔点为195；在120以上逐渐失去分子中的结晶水；pH为7.0。味精的主要化学性质是：（1） 与酸作用，生成谷氨酸或谷氨酸盐酸盐；（2） 与碱作用，生成谷氨酸二钠盐，加酸后又生成单钠盐；（3） 长时间受热会引起分子内失去水生成焦谷氨酸钠；（4） 水溶液中解离。1.2 味精生产常用设备常用设备:(1) 糖化设备：水解锅 糖化罐 连续液化喷射器(2) 培养基连消设备：维持罐 连消塔 热交换器 (3) 空气净化除菌设备：空气压缩机 空气换热器 气液分离器 空气过滤器(4) 发酵罐(5) 等电点罐(6) 中和脱色槽 树脂交换柱(7) 真空结晶罐(8)常用容器设备：整体玻璃钢制容器41.3 味精的各种制法1.3.1 水解提取法1植物蛋白质水解以植物蛋白，如面筋等为原料，加入酸后进行水解，使原料中的植物蛋白水解成多种氨基酸，然后分离出谷氨酸，再制成味精，此法为传统工艺5。2 从甜菜糖蜜提取法 甜菜中的谷氨酸一般是以谷氨酰胺按的形式存在，在制造过程中，用石灰处理时转化为焦谷氨酸。因此，存在于糖蜜中的焦谷氨酸被碱水解后转化为谷氨酸； 1.3.2 合成法主要包括以糠醛，丙烯晴和环戊二烯为原料的合成法等。该法的优点是不用粮食，采用石油废气，但生产过程中需用高压(200大气压)、高温(120C以上)、有毒(氯氰酸)、易燃(溶剂)。设备投资大(比发酵法高1倍以上)，生产工艺复杂、危险等。半成品消旋谷氨酸还要进行分割，年产量少于5000t者不经济。故生产上很少使用6。1.3.3发酵法该原料来源广阔，可利用各种淀粉或野生物淀粉、甘蔗、糖蜜、甜菜糖蜜、石油化工产品醋酸、乙醇等。而且设备一般，腐蚀性低，劳动强度小，可自动化、连续化生产、收率高、成本比水解法低3050%等优点。因此，发酵法是目前生产味精的主要方法71.4我国味精发展现状1925年，吴蕴初将自己的生产工艺，以做好向欧美行销的准备。19261927年吴蕴初还将“佛手牌”味精的配方、生产技术等，向英、美、法等化学工业发达国家申请专利，并获得批准。这也是中国历史上中国的化学产品第一次在国外申请专利。1926年，佛手牌味精获得美国费城世界博览会金奖。1930年，1933年，吴蕴初的味精继续在世界博览会上连续获得奖项，佛手牌味精打入了欧洲等海外市场。日本“味素”在东南亚的市场也被中国产品取代8。按照北洋政府的专利法，吴蕴初的味精专利可以享有5年的专利保护。1926年，吴蕴初宣布，放弃味精的国内的专利，希望全国各地大量仿造生产。此后，国内各地先后出现了十几个味精品牌，国货味精市场极大繁荣，日本的“味素”除了中在日本关东军占领的我国东北区外，在中国的其他地区在也难见踪影9。1925年，因有了声势浩大的五卅运动相助，日货更受抵制，本来无力与味精竞争的“味素”更趋于颓萎，连南洋的华侨也弃日货“味素”，改用了国货味精。佛手牌味精不但打入了南洋各国市场，而且很快就成了该市场的紧俏商品。1926年，“佛手”味精由中国选送至美国费城和宾州世界博览会参展，即以纯正的中国制造和典型的东方艺术色彩包装赢得了参观者的青睐10。经过评审，大会评审团“以天厨味精厂对食品改善的贡献”授予中国调味品制造商以大奖证书。1926年佛手牌味精参加在西班牙举办的国际博览会上获得金奖。1930年，“佛手”味精赴比利时列日产业科学博览会又获大奖。1933年美国芝加哥世博会，主题为“一个世纪的进步”。吴蕴初紧扣主题制作了“百年中国调味品也之进步”的宣传手册，以及红木的展示台。由于产品品质优异，加上宣传到位，“佛手”味精再获大奖。我过味精生产情况我国味精生产始于1923年，从1965年至2007年，我国味精产量由4000吨增长到191.29万吨，42年间，味精产量增加470多倍，复合增长率达到15.82%，中国已成为味精生产大国。目前，各项经济技术指标已达到或接近世界先进水平。味精生产区域结构随着味精行业的快速发展也在不断发生变化11。2002-2008年间，我国味精行业CR10占有率由44%提升到78%；截至2009年末，具有生产能力的企业将从原有的100多家急剧缩减，75%的味精由4万吨以上的12家企业供应。市场明显向阜丰等优势企业靠拢。从行业发展规律来看，经过近90年的发展，我国味精已经形成大的味精巨头，味精行业的集中度也在稳步提高。根据国家统计局统计的数据，2010年前8个月，我国味精制造行业的总资产达到了311.6亿元，同比增长23.81%；总销售收入为287.2亿元，同比增长了20.72%12。1.5本设计的意义及目标意义基于味精需求量之大、前景之好，本毕业设计选题为年产2.2万吨味精生产工艺初步设计。工艺是要不断创新、不断寻求更高效合理的生产途径及更环保的生产方法的，而原有味精生产工艺在某些方面不够理想，因此在这里加以改进，并在原有味精生产工艺基础上开发结合新工艺、新技术，使味精的生产在某些方面达到一个突破，使整个流程更加完善。目标通过对上述研究内容的探索与研究，达到对味精工厂初步工艺设计关于如下方面的了解：(1)原料粉碎、液化、糖化、扩培、发酵、提取、精制、污水处理。(2)与上述工序配套的设备、自控、电气、土建、给排水管道等13。第二章 全场设计概论2.1 味精的设计依据及主要技术参数 2.1.1 味精的产品规格 外观和感观要求味精为无色白色柱状晶体或白色结晶性粉末，有光泽，无肉眼可见杂质，具有特殊鲜味，无异味12。 理化要求 理化要求符合表1规定表1 味精理化要求项目指标含量(%)99.0透光率(%)98比旋光度D20+24.8+25.3氯化物(以Cl计)0.1PH6.77.2干燥失重(%)0.5砷(As)(mg/kg)0.5重金属(以Pb计)(mg/kg)10铁(Fe)(mg/kg)5锌(Zn)(mg/kg)5硫酸盐(以SO4计)(%)0.03 味精卫生国家标准 GB 27208 产品规格味精按种类可分为: 含盐味精和特鲜(力)味精。味精按大小可分为:80目、50目、30目。2.1.2 味精工厂设计的主要技术参数4万吨商品味精产品中，纯度为99%味精占80%纯度为80%味精占20%表2 味精工厂设计的主要技术参数序号生产工序参数名称指标1制糖(双酶法)淀粉糖化转化率%982发酵产酸率 g/dl11.03发酵糖酸转化率 %65.04谷氨酸提取提取收率 %945精制收率 %956发酵操作周期 h42-487发酵倒灌(发酵失败)率 %0.52.2 味精生产预采用的工艺流程玉米淀粉水淀粉乳 液化酶调浆一次喷射液化承受罐 闪冷 包装 层流罐液化 过筛 冷却 湿味精 糖化酶 三足分离机灭酶 助晶槽冷却 待用 结晶母液 结晶罐过滤 脱色液葡萄糖液 反洗 一次脱色 调PH.6.77.0 KCl KH2PO4 MgSO4配料 玉米浆 糖蜜 生物素 正洗 颗粒炭柱灭菌 低流分 树脂柱除铁 液氨 无菌空气 无菌浓缩糖 高流分 上氨水 前流分二次脱色发酵 二级种子 一级种子 斜面 上柱吸附 去环保 一次脱色发酵液 5.6液双效换热 母液一步中和 上清 卧式离心机 晶种 沉降 谷氨酸育晶 谷氨酸 锥兰分离机 母液 谷氨酸 5.6中和二步中和 降温搅拌 碱 蒸汽 水 图1 味精生产工艺流程示意图第三章 基础恒算3.1 物料恒算物料衡算是根据质量守恒定律而建立起来的，物料衡算是进入系统的全部物料重量等于离开该系统的全部物料重量，即：F=D+W7式中 ：F进入系统物料量 (kg)D离开系统的物料量 (kg)W损失的物料量 (kg)3.1.1 生产过程的总物料衡算 生产能力的计算本设计的要求是年产量为4万吨商品味精生产，折算为100%的MSG的量为：499%80%+480%20%=3.81(万吨)全年生产日为320天，则的日产量为：40000/320 =125吨/天)日产100% MSG的量：3.81/320119.06(吨/天) 总物料衡算本设计以淀粉为主要原料进行生产，以1000kg纯淀粉为例进行计算。 1000kg纯淀粉理论上产100% MSG的量10001.1181.7%1.2721153.5(kg)其中：1.11淀粉水解理论转化率 81.7%糖酸理论转化率 1.272精制理论收率 1000kg纯淀粉实际产100% MSG的量 1000111%98%65%94%95%(0.005)1.272=799.14 (kg)其中：98%淀粉糖化转化率 65%发酵糖酸转化率 94%谷氨酸提取率 95%精制收率0.5倒灌率 % 1000kg工业淀粉(86%玉米淀粉)生产100% MSG的量799.1486%687.26(kg) 淀粉单耗 生产1000kg100% MSG理论上消耗纯淀粉量：10000.8669 (t) 生产1000kg100% MSG理论上消耗工业淀粉量：10001.0080(t) 生产1000kg100% MSG消耗纯淀粉量：10001.2513(t) 生产1000kg100% MSG消耗工业淀粉的量：10001.4550(t)总收率：总收率=100100%69.28%淀粉利用率： 100%=69.3%生产过程总损失： 100%69.3%=30.7%物料在生产过程中损失的原因5： 糖化转化率未达到理论值。 发酵过程中部分糖消耗于生长菌体及呼吸代谢，残糖高，灭菌损失，产生其他物质。 原料及中间品计算工业淀粉日用量：1251.4550=181.88(t/d)糖化液量纯糖：181.8899%1.11%86%=171.89(t/d);折算为24%的糖液： =761.2(t/d)发酵液量： 纯Glu量：9171.8965%=11.73(t/d)折算为11g/dl的发酵液：=1015.72(m3/d) 1015.721.05=1066.5(t)其中：1.05为发酵液的相对密度 日提取Glu量： 纯Glu量： 111.7394%=105.03(t/d) 折算为90%的Glu量：105.03/90%=116.69(t/d) 日排出废母液量(采等电-离回收法，以排出之废母液含为Glu0.3%计算)(111.73-105.03)/0.3%=2234.6(t/d)3总物料衡算结果表3 年产4万吨味精总物料衡算结果列汇总(工业原料中淀粉含量86%)项目每吨100%MSG的原料及中间品日用量工业原料 (t)1.4550181.88糖液(24) (t)6.01716.21谷氨酸(90)(t)0.98116.69MSG(100)(t)1/0119.06排出0.3谷氨酸废母液18.771234.63.1.2 制糖工序的物料衡算 淀粉浆量及水量：淀粉加水比例为 1:2.5，1000kg工业淀粉产淀粉浆 1000(12.5)=3500(kg)，加水量为25530kg。 粉浆干物质浓度：100%=24.57% 液化酶量：使用液体淀粉酶(占淀粉浆总量的0.25%) 35000.25%=8.75(kg) CaCl2量： 35000.25%=8.75(kg) 糖化酶量：(用液体糖化酶)35000.25%=8.75(kg) (6) 糖化液产量： =3898 (kg) 24%糖液的相对密度为1.09 则体积为 =3576(L)(7) 加珍珠岩量： (为糖液的0.15%) 38980.15%=5.85 (kg) 滤渣产量： (含水70%废珍珠岩) =19.5(kg) 生产过程进入的蒸汽和洗水量：389819.53500(8.753)5.85=385.4(kg) 衡算结果：(年产4万吨味精)根据总物料衡算，日投入工业淀粉181.88吨。表4 制糖工序物料衡算汇总进入系统离开系统项目物料比例(kg)日投料量(kg)项目物料比例(kg)日投料量(kg)工业淀粉100018188糖液3898 708959.15配料水2500454700滤渣19.53544.80液化酶8.751591.45CaCl28.751591.45糖化酶8.751591.45珍珠岩5.851064.4洗水和蒸汽385.3570087.46累计3917.5712503.95累计3917.5712503.953.1.3 连续灭菌和发酵工序的物料衡算 发酵培养基数量： 1000kg工业淀粉，得到24%的糖液 kg，发酵初始糖浓度16.4g/dl，其数量为：=5704(L) 16.4 g/dl的糖液相对密度为1.06，糖液质量为： 57041.06=6046(kg) 配料 按放罐液体积计算：5704=5847(L)玉米浆：58470.2%(w/v)=11.7(kg)甘蔗糖蜜： 58470.3%(w/v)=17.5(kg)无机盐(P、Mg、K等) 58470.2%(w/v)=111.7(kg)配料用水：配料时培养基中含糖量不低于19%，向24%的糖液中加水量为： 33898=1026(kg) 灭菌过程中加入蒸汽量及补水量：60463898102611.7217.5=1081(kg) 发酵零小时数量验算：389811.717.5+11.71026+1081=6046(kg)其体积为=5704(L)，与以上计算一致. 接种量：58471%(w/v)=58.5(L). 58.531.06=62(kg) 发酵过程加液氨数量为发酵液体积的2.8%.则液氨的量为：58472.8%(w/v)=164(kg)液氨溶重为0.62kg/L，则液氨的体积为：164/0.62=265（L） 加消泡剂的量为发酵液的0.05%，消泡剂的量为：58470.05%(w/v)=2.9(kg)消泡剂的相对密度为0.8，其体积为： =3.6(L) 发酵过程从排风带走的水分：进风25C，相对湿度 =70%，水蒸汽分压18Hg(1mmHg=133.322Pa)排风32C，相对湿度 =100%，水蒸汽分压27Hg，进罐空气的压力为1.5大气压(表压)(1大气压=101325 Pa)，排风0.5大气压(表压)，出空气的湿含量差：X出X进=0.6220.622=0.01(kg水/kg绝干空气)通风比 1:0.2， 带走水量： 58470.260361.1570.0010.01=29(kg)式中 ：1.157为32C时干空气密度(kg/m3)过程分析：放残留及其他损失：52kg. 发酵终止时的数量： 6046621642.92952=6194(kg) 衡算结果汇总：年产4万吨商品味精日投工业淀粉181.88吨，连续灭菌和发酵工序的物料衡算总列见表5： 表5 连续灭菌和发酵工序物料衡算汇总进入系统离开系统项目1t工业淀粉对应的物料 /kgt/d项目1t工业淀粉对应的物料/kgt/d24%糖液3898710发酵液91941126.56玉米浆11.72.13甘蔗糖蜜17.6 3.20无机盐11.72.13空气带走水量295.09配料水1026186.6灭菌过程进蒸汽及水1081196.61接种量6211.58过程分析、放罐及残留及其它损失529.46液氨16429.83消泡剂2.90.53累计62751141.3累计62751141.33.1.4 谷氨酸提取工序的物料衡算按1000kg工业淀粉计算： 发酵液数量：5847L，6194kg. 加98%硫酸量：为发酵液的3.6%(w/v) 58473.6%=210(kg)98%硫酸的相对密度1.84，故其体积为： =114（L) 谷氨酸产量： 分离前谷氨酸量：100%Glu量： 584711.0%(w/v)=643.17(kg) 分离后谷氨酸量：100%的Glu量： 643.1794%=604.58(kg) 90%的Glu量： =671.76(kg) 其中 ： 94%为Glu提取率. 母液数量：母液含Glu0.3g/dl则母液的体积为： =12863(L)，质量约为12863kg 谷氨酸分离洗水量： 671.7620%=134.35(kg)，体积为134.35L 母液回收过程中用水以及酸、碱等数量： 12863+61945847210134.35=6996.41(kg) 物料衡算结果：根据以上计算， 年产4万吨商品味精日投工业淀粉181.88吨，谷氨酸提取工序物料衡算汇总见表6： 表6 谷氨酸提取工序物料衡算汇总进入系统离开系统项目1t工业淀粉之匹配物料(kg)t/d项目1t工业淀粉之匹配物料(kg)t/d发酵液61941126.5690%谷氨酸671.76122.179H2SO421038.19母液128632339.52分离用水134.3524.44回收加水6996.411272.5累计13534.762461.69累计13534.762461.693.1.5 精制工序的物料衡算 谷氨酸数量： 100%Glu 604.58kg， 90%Glu 671.76kg Na2CO3量： 671.7636.6%=246(kg) 加活性炭量： 671.760.3%=21(kg) 中和液数量： =1922(L)19221.16=2229(kg)式中 ： 1.16为含40%(w/v)MSG溶液的相对密度(20C) 中和加水量：2229671.7621246=1290.24(kg) 产MSG量： 产100%MSG量，精制收率95%，产100%MSG量为：604.581.27295%=730.6(kg) 产母液量： 母液平均含MSG量25%(w/v).=154(L) 母液的相对密度为1.11，则其质量为： 1541.11=170(kg) 废湿活性炭数量：湿炭含水75% =84(kg) MSG分离调水洗水量： 730.65%=36(kg) 中和脱色液在结晶蒸发过程中蒸发出的水量：222936730.617084=1282.4(kg) 物料衡算汇总： 年产4万吨商品味精日投工业淀粉181.88吨，精制工序的物料衡算汇总见表7：表7 精制工序物料衡算汇总表进入系统离开系统项目1t工业淀粉及匹配物料(kg)t/d项目 1t工业淀粉之匹配物料(kg)t/d90% Glu671.76122.18100% Glu730.6132.88Na2CO324644.74母液17031.1活性炭213.82废炭8415.28中和加水1290.24234.67蒸发水量1279.4232.20分离洗水量3636.55累计2265411.96累计2265411.963.2 热量衡算热量衡算是根据能量守恒定律建立起来的热平衡方程表示如下： Q1Q2Q3=Q4Q5Q67 式中： Q1物料带入的热量 (J) Q2蒸汽热量(J) Q3各种热效应，如发酵热，稀释热，溶解热等(J) Q4物料带走热量(J) Q5消耗设备上热量(J) Q6设备向外界散失热量(J)3.2.1 液化工序热量衡算 液化加热蒸汽量：加热蒸汽消耗量(D)可按下式计算：D=式中： G淀粉浆量(kg/h) C淀粉浆比热容KJ/(kgC) t1浆料初温(20273=293K) t2液化温度(90273=371K)I加热蒸汽焓2730KJ/kg(0.3mPa表压) 加热蒸汽凝结水的焓，在371K时为383.6KJ/kg(用内差法求得;其中89.9C时=376.61，100C时为390.08) 淀粉浆量G：根据物料衡算，日投工业淀粉181.88t，连续液化 = 7.58(t/h)，加为1：2.5，粉浆量为 7.5810003.5=26530(kg/h) 粉浆干物质浓度： 100%=24.57% 粉浆比热C可按下式计算：C=C0C水7 式中： C0淀粉质比热容，取1.55 KJ/(kgC) X粉浆干物质含量 24.57%. C水水的比热容，4.18 KJ/(kgC)C=1.554.18=3.53KJ/(kgC) 蒸汽用量：D=2793.88(kg/h) 灭酶用蒸汽量： 灭酶时将液化液由90C加热至100C，在100C时的为419KJ/KG D灭=405.24 (kg/h) 要求在20min内使液化液由90C升温至100C，则蒸汽高峰量为：405.24=1215.72(kg/h)以上两项合计，平均量2793.88405.24=3199.122(kg/h)=3.2(t/h)每日用量3.224=76.8(t/d)高峰量 2793.88+1215.72=4009.6(kg/h) 液化液冷却用水：使用板框换热器，将物料由100C降至65C，使用二次水，冷却水进口温度20C，出水温度58.7C，