年产3万吨味精工厂毕业设计

1、齐齐哈尔大学毕业设计题 目年产量3万吨味精厂发酵工段的设计学 院食品与生物工程学院专业班级生物工程 092班学生姓名 解连萌指导教师李琰成 绩味精，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5万吨味精厂的生产工艺，通过双酶法、谷氨酸中糖发酵以及 一次等电点提取工艺生产谷氨酸钠。 了解味精生产中的原料预处理、 发酵、提取 部分的

2、生产方法和生产流程，根据实际情况来选择发酵工段合适的生产流程，并 对流程中的原料进行物料衡算、热量衡算及设备的选择。最后，画出发酵工段的 工艺流程图和平面布置图。本设计的工艺流程为发酵预处理（种子培养、原料预处理，制无菌空气）发酵等电点提取中和制味精浓缩结晶精制分装。该处理工艺具有结构紧凑简洁，运行控制灵活等特点。为味精生产的理想途 径。具有良好的经济效益、环境效益和社会效益。关键词：谷氨酸钠、双酶法、糖发酵、等电点提取。AbstractMono sodium glutamate (MSG) is the sodium salt of the non-esse ntial ami no aci

3、d glutamic acid, which is the final resolve product from protei n. If we dilute the salt with 400 times water, we can t taste salty any more. If we dilute the sucrose with 200 times water, we can taste sweetness too. But even if 3000 times water, Mono sodium glutamate still taste flavor.Mono sodium

4、glutamate is a modern spice made of food by using microbial ferme ntatio n.This productive tech no logy desig ned for the mono sodiumglutamate factory which produces 50,000 tons per year by Double Enzyme、 Sugar ferme ntati on in glutamic acid and an isoelectric point of extracti on to produce glutam

5、ic acid. We know through pretreatment of raw material、fermentation、 extract ion to lear n Mono sodium glutamate psoduct ion methods and product ion process. According to its situation, choose the way to fermentation which suit for product ion process. At the same time bala nee the material 、heat and

6、 choose the equipment. Finally draw out the fermentation process flow diagram and floor plan. The tech no logical process of this desig n is:Ferme ntati on pretreatme nt (Seed developme nt Pretreatme nt of raw materials ； System sterile ai) f fermentation f Isoelectpoint of extractionf neutralizatio

7、n toProducti on of MSG f Concen trati on crystalf process ing and repack ing.this productive tech no logy desig ned has many traits. Such as, well-k nit structure, pithy quick control, lasting attacked, less sledge capacity,and its running and man ageme nt is un complicated.Key words: MSG;Double En

8、zyme;Sugar ferme ntatio n; Isoelectric point of extracti on目录摘要Abstract I第1章绪论0味精简介0味精的营养价值0味精生产历程1本课题的研究意义、设计指导思想及设计范围 1本课题的研究意义1设计指导思想2第2章工厂概况3厂址选择3选厂原则3厂址选择3生产规模3味精生产工艺 4原料预处理及淀粉水解糖制备 4种子扩大培养及谷氨酸发酵 4谷氨酸的提取及谷氨酸单钠的制备 4味精的精制 5谷氨酸提取操作中的要点 5味精生产工艺概述6生产能力8总物料衡算81000 kg纯淀粉理论上产100%的MSG的量 81000 kg纯淀粉实际产 1

9、00%的MSG 91000 kg商品淀粉（含量86%的玉米淀粉）产 100%的MSG9淀粉单耗9总收率9淀粉利用率9生产过程中总损失9原料及中间品计算9总物料衡算结果 10制糖工序的物料衡算 10淀粉浆量及加水量10粉浆干物质浓度10加酶量11CaC2 量11糖化酶量11糖化液产量11过滤糖渣量11生产过程进入的蒸汽冷凝水及洗水量 11衡算结果12配料、连续灭菌和发酵工序 12发酵培养和用糖量 12发酵配料13配料用水13接种量13连续灭菌过程进入的蒸汽及补加水量 13发酵过程中加入 99%的液氨量13加消泡剂量14发酵生化反应过程中所产生的水分 14发酵过程中从排风中带走的水分 14发酵过程

10、化验取样，放管残留及其他损失 15约 13 kg 15发酵终止时的数量 15衡算结果汇总表16谷氨酸提取车间物料衡算 16中和等电工序16离交工序17提取车间物料衡算验算 18精制车间物料衡算 19中和脱色工序19精制工序21精制过程物料衡算图22液化工序热量衡算25液化加热蒸汽量25液化液冷却用水量26糖化工序热平衡说明 26连续灭菌和发酵工序热量衡算 26培养液连续灭菌用蒸汽量 27培养液冷却用水量28发酵罐空消灭菌蒸汽量 28发酵过程产生的热量及冷却水用量 29谷氨酸提取工序热量衡算 30谷氨酸钠溶液浓缩结晶过程的热量衡算 31热平衡与计算蒸汽量31二次蒸汽冷凝所消耗冷却水量 32干燥过

11、程的热量衡算33干燥时蒸发水量 33味精干燥过程所需热量 33味精干燥过程需空气量 34味精干燥过程中耗用蒸汽量 34溴化锂制冷机所用蒸汽量 35生产过程中耗用蒸汽衡算汇总及平衡图 35衡算结果35生产过程蒸汽耗用汇总表 35平衡图35第5章 全厂水衡算 37糖化工序用水量 37配料用水量（新鲜水） 37液化液冷却用水量37发酵配料及培养基灭菌后冷却用水量 37发酵罐配料用水量37培养基冷却冷却用水量 37发酵过程所用冷却量 37谷氨酸提取工序冷却用水量 38中和脱色工序用水量 38配料用水38洗碳柱及碳柱再生用水 38精制工序用水量 38结晶过程加水 38结晶冷却水39动力工序用水量 39锅

12、炉用水39空压机用水39用水汇总及水平衡图 39新鲜水用量（平均量 m3/h ）及味精单耗水量 39循环水平均量（m3/h） 39蒸汽冷凝水39用水平衡图 40第6章设备选型41等电灌41离子交换工艺 42母液暂存罐42母液沉降罐43板框压滤机43柱前贮罐43炭柱44脱色液贮罐 44加水罐44结晶罐44二次蒸汽出口管径 44进料口 45蒸汽进口 45每台耗冷量：h,操作压力，密度 p 1.650kg/m 3 , 则V 5.8 1000 3514.9m3/h 0.9764m3/s1.65 1d4 0.976 3.14100.353m353mm45放料口 45冷料水入口 45助晶槽45味精离心机

13、46流化床干燥机46液氨贮罐46浓硫酸贮罐46参考文献481张克旭.氨基酸发酵工艺学，中国轻工业出版社，1992 : 279-280。 48致谢49第1章绪论味精简介味精是人们熟悉的鲜味剂，又称谷氨酸钠，是 L谷氨酸单纳盐（Mono sodium glutamate）的一水化合物（HOOC-CHCH（NH）-COONa HO）,又命名为 u- 氨基戊二酸单钠一水化合物。它含有一分子结晶水，其分子式为 HOOC-CHCH（NH）-COONa HO,分子量。具有旋光性，有 D-型和L理两种光学异 构体。谷氨酸跟碱作用生成谷氨酸一钠，如果碱过量，则生成不具有鲜味的谷氨酸二钠。味精为八面柱状晶体，不溶

14、于纯酒精、乙醚及丙酮等有机溶剂，易溶于水， 相对密度为，熔点195C,在120C以上逐渐失去分子中的结晶水。味精的比旋光度=+ （C=10, 2NHC）。味精溶液的pH为。味精的主要成分为谷氨酸钠，具有旋光性，有 D-型和L理两种光学异构体。 此外还含有少量食盐、水分、脂肪、糖、铁、磷等物质。纯的味精外观为一种白色晶体状粉末。 味精易溶于水，当它溶于水（或唾液） 时，会迅速电离为自由的钠离子和谷氨酸阴离子。味精的营养价值首先，味精能增进菜肴的鲜味，促进食用者的食欲，能够刺激消化液的分泌， 有助于食物在体内的消化吸收。其次，味精经口食入后，很快在消化道被分解为谷氨酸进入血液输送到肌体 各部，参与

15、各种生理必须的蛋白质的合成， 谷氨酸是自然界存在的二十种氨基酸 之一，是组成蛋白质的基本结构。再次，谷氨酸还具有特殊功能，在人体内起着十分重要的生理作用：（1）谷氨酸在人体内通过转氨酶的作用将其分子中的氨基转移给丙氨酮酸，形成丙氨 酸。（2）谷氨酸与血液中的氨形成无毒的谷氨酰氨，使血液中氨的浓度下降，减 少氨中毒的危险性。（3）谷氨酸在体内与胱氨酸、甘氨酸结合形成谷胱甘肽。该 化合物是一种很有效的抗氧化剂， 对于延续衰老，促进疾病恢复均有好处。能够 分解体内代谢过程中所产生的过氧化物，避免肌体遭受过氧化物的侵害，有利于维持身体健康。（4）谷氨酸在体内能够形成氨基丁酸，它是一种神经递质，帮助 神

16、经的传导。味精生产历程味精生产大致经历了三个大的阶段：第一阶段：最早的味精制造方法就是从天然的食物材料中抽取，例如：将 海带以热水煮过，取其汤液浓缩后即可得到含有味精的浓缩液或调味粉。第二阶段：最早商业化制造味精的原料是面筋。面筋即是面粉中的蛋白质，采用的方法是蛋白质水解法，因为面筋的来源丰富，且含有高达23%的麸胺酸，最适合做为制造味精的原料。第三阶段：1958年利用微生物生产味精的发酵技术开发成功，主要是利用 葡萄糖、果糖或蔗糖为碳源，经特别筛选的味精生产菌种吸收代谢后， 合成大量 的麸氨酸，是属于生物合成的天然氨基酸。这些特别筛选的微生物会将糖蜜中的 糖转变成麸氨酸。每消耗一公斤的糖，约

17、可产生公斤的麸氨酸，生产效率非常高。受经济危机影响，全球经济大幅缩水，国外的餐饮业大幅受到影响，味精工 业的发展自然受到冲击，我国味精产业由于主要以内销为主， 影响不大，又由于 国家大幅扩大内需，是以发展前景乐观。本课题的研究意义、设计指导思想及设计范围本课题的研究意义味精是一种安全可靠的食品添加剂，它能够增加菜肴的色、香、味，促进食 欲，有益于人体健康。市场需求量大，已成为家家户户菜肴之必备辅助食品。初步估算，中国大陆增鲜消费品市场的容量超过 300亿元，占调味品行业总 体容量的近25%，其中，以味精为代表的传统增鲜调味品直接市场容量又占到 70%以上，可以说，味精是目前中国大陆增鲜调味品市

18、场最重要的品种。专家预 测，味精年产量将保持8%-10%左右的增速。基于味精需求量之大、前景之好，本毕业设计选题为年产5万吨味精生产工 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。另外，做年产5万吨味精生产工艺初步设计能够结合大学四年学过的很多知 识，使我对生产工艺、物料衡算、设备选型等更加熟悉、有更全面的掌握，使所 学知识更加扎实并且融会贯通，是大学四年课程的一个很好的总结。设计指导思想

19、（1）查阅大量文献，加大科技含量，采用先进、可靠、合理、经济的工艺（2）尽量在生产过程中实现资源的全面综合利用，可以大幅度降低能量消 耗。（3）坚持环境保护，采取可靠的治理措施，强化洁净工艺技术，做到达标 排放。设计范围（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。（3）本设计为今后的发展留有一定的空间。第2章工厂概况厂址选择选厂原则 地价合理，有发展空间，自然环境适宜发酵生产，远离居民区，选非耕田, 有国家批准的土地使用证明。 水源充足（经钻井试验），水质好，有通畅的排水渠道。 原辅料，能源丰富价廉，运输便捷。 对治理

20、污染有良好条件。 当地政府优惠政策落实有保证。厂址选择选择山西省侯马市。空地：侯马市地处山西省临汾市南部，处于临汾、运城、晋城三市及晋、冀、 豫三省中间。位于汾河与浍河交汇处，东临曲沃，西接新绛，南连闻喜，北靠襄 汾。市境内地势较平坦，属晋南盆地的一部分。该市空地充足，适合建厂。交通：侯马市土地肥沃，该厂位于市东郊，有得天独厚的交通优势，同蒲、 侯月、侯西铁路交汇，公路有晋韩、大运高速路，交通便利。在此建厂能方便原 辅料的运输，降低运输成本。气温：全年平均气温C, 一月最冷，平均C；七月最热 ，平均气温C。全年 无霜期平均约197天。气候条件较好，适合发酵生产。降水：年平均降水量伽，水利条件较

21、好。总的来说，山西省侯马市原料、燃料及电力十分充足，交通便利，适合建造 味精厂。生产规模味精厂的生产规模为年产5万吨，其次是建厂的交通、运输、水、电、原料 供应、污水处理等，而市场占有率是由品牌和生产成本决定，主要是后者。生产 成本低，市场开拓就有潜力。生产成本主要取决于以下4个方面：地区优势（包括原材料、动力价格和地方政策等）；技术水平和管理水平；规模效益（在生产规模较小时，如年 产量2万吨以下，增加产量，明显降低成本，但产量较大时，影响不大）；运转费用（取决于设备设计、设备配套和技术管理等）。生产成本的降低应从建厂开始，应重视合理设计设备，合理进行设备配套， 将产量规模与设备规模结合，降低

22、运作费用；选择先进的生产工艺和强化技术管 理，提高技术水平，降低单耗 。味精生产工艺原料预处理及淀粉水解糖制备（1）原料预处理此工艺操作的目的在于初步破坏原料结构， 以便提高原料的利用率，同时去 除固体杂质，防止机器磨损。（2）淀粉水解糖制备由于谷氨酸生产菌不能直接利用淀粉作为碳源，因而必须将淀粉水解为葡萄 糖，才能供发酵使用。淀粉水解为葡萄糖先要进入液化阶段， 然后再与糖化酶作 用进入糖化阶段。种子扩大培养及谷氨酸发酵（1）种子扩大培养在生物化工中菌种的优良与否直接影响到发酵产物的质量和产量，所以有专门的菌种培养和保藏设备，在微生物学上利用自然选育来防止菌种退化。谷氨酸发酵谷氨酸发酵开始前，

23、首先必须配制发酵培养基，并对其作高温短时灭菌处理。 消毒后的谷氨酸培养液在流量监控下进入谷氨酸发酵罐，经过罐内冷却蛇管将温度冷却至32C，接入菌种，添加氯化钾、硫酸锰、消泡剂及维生素等，通入无 菌空气，菌种经一段时间适应后，发酵过程即开始缓慢进行。经过大约34小时的培养，当产酸、残糖、光密度等指标均达到一定要求时即可放罐5 o谷氨酸的提取及谷氨酸单钠的制备该过程由等电点中和与二次中和两部分完成。（1）谷氨酸的提取利用氨基酸两性的性质，谷氨酸在等电点时，绝大部分分子以偶极离子状 态存在，其分子在静电引力的作用下，易于形成较大的聚合体，即等电点下溶解 度最低，可经长时间的沉淀得到谷氨酸。因此提取即

24、用无机酸将发酵液的pH值 调整到等电点处并获得谷氨酸的结晶。(2) 谷氨酸单钠的制备二次中和(碱中和)是将上述溶液过滤得到谷氨酸结晶，加入 40-60C的温水溶 解，用碳酸钠将谷氨酸溶液的pH值调至。谷氨酸是两性电解质，在不同的 pH值 下有不同的电离方式。pH值低，溶液中的谷氨酸浓度百分率高；pH高，溶液中 的谷氨酸二钠的浓度百分率高。谷氨酸及谷氨酸二钠均无味精的鲜味，因此，碱中和时必须控制适宜的pH值，以使谷氨酸尽可能生成谷氨酸单钠。碱中和时速 度要缓慢，以免中和时产生大量的二氧化碳泡沫， 造成液面升高或逸出。加碱的 速度过快，搅拌不均匀还会导致局部pH值过高，同样影响中和效果。中和温度

25、要控制在70C以内，温度过高，会使谷氨酸钠脱水，生成焦谷氨酸钠，影响产品 质量与收率5。味精的精制谷氨酸单钠粗品经提纯、加工、包装，得到成品，即味精。谷氨酸钠溶液经过脱色及离子交换柱除去C0、Mg2+、Fe2+离子，即可得到高纯度的谷氨酸钠溶液。将纯净的谷氨酸钠溶液导入结晶罐，进行减压蒸发， 当波美度达到时放入晶种，进入育晶阶段，根据结晶罐内溶液的饱和度和结晶情 况实时控制谷氨酸钠溶液输入量及进水量。经过十几小时的蒸发结晶，当结晶形 体达到一定要求、物料积累到 80%高度时，将料液放至助晶槽，结晶长成后分 离出味精，送去干燥和筛选。谷氨酸提取操作中的要点(1) pH值正常谷氨酸发酵液pH值为左

26、右。需要将发酵液的pH值调整至一之间才能 达到其目的。在调整pH值过程中并非使pH值均匀下降，必须保证溶解度均匀 下降，并保证溶解度的下降速度。可检测其溶解度下降规律，确定pH值的下降速度来得以实现工艺的优化，用试纸检测pH值时必须用高纯度的谷氨酸校正 pH 试纸，这样才能达到pH值的准确性，达到较高的收率。(2) 温度降低温度也是降低溶解度的方法之一。在育晶前以育晶温度的需要来进行调 整；育晶至，温度控制在不回升的基础上缓降，下降速度越慢好；一pH终点可适当加快降温速度，避免pH、温度迭加因素影响质量；pH终点后应满开冷却水 阀门尽快拉至温度终点，然后搅拌几个小时，进行沉降。理论上，温度终点

27、越低 收率越好(理论上-5 C母液会结冰，可拉至-3 C-4 C),但这里必须考虑其冷冻能 力及生产成本(成本最为重要)，所以终点温度控制比这要高很多味精生产工艺概述味精生产全过程可划分为四个工艺阶段：（1）原料的预处理及淀粉水解糖的 制备；（2）种子扩大培养及谷氨酸发酵；（3）谷氨酸的提取；（4）谷氨酸制取味 精及味精成品加工。与这四个工艺阶段相对应味精生产厂家一般都设置了糖化车间、发酵车间、 提取车间和精制车间作为主要生产车间。另外，为保障生产过程中对蒸汽的需求， 同时还设置了动力车间，利用锅炉燃烧产生蒸汽，并通过供气管路输送到各个生 产需求部位。为保障全厂生产用水，还要设置供水站。所供的

28、水经消毒、过滤系 统处理，通过供水管路输送到各个生产需求部位。味精发酵法生产的总工艺流程见图1。第3章全厂物料衡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，即刀F =刀D + W式中F进入系统物料量，kgD离开系统的物料，kgW损失的物料量，kg生产过程中总物料衡算生产能力年产味精（99%） 5万吨，折算为100%的味精为49500t/a。日产味精（99%） 50000/330=d，折算为 100%味精为 150t/d。表3-1计算指标：淀粉糖转化率%发酵产酸氯（浓度）13%发酵对糖的转化率60%谷氨酸提取收率96%精制收率95%产

29、品淀粉中淀粉含量86%发酵周期（含辅助时间）40h全年工作日330d培养菌种耗糖为发酵耗糖的%总物料衡算1000 kk纯淀粉理论上产100%的MSG的量淀粉x 113%-葡萄糖x %-谷氨酸x %MSG （理论值）1000 x 113%x %x %=k式中%谷氨酸对糖的理论转化率纯味精相对分子质量187纯谷氨酸相对分子质量1471000您纯淀粉实际产100%的MSG1Q0QXX %x 60%x( 100% x 96%x 95%x =kg1000 kk商品淀粉（含量86%的玉米淀粉）产100%的MSGX 86%=kg淀粉单耗1000 kk 100%的 MSG实际消耗纯淀粉量1000/= /t10

30、00 kg 100%的 MSG实际消耗商品淀粉量1000/=t1000 kg 100%的MSG理论上消耗纯淀粉的量1000/=t1000 kg 100%的MSG理论上消耗商品淀粉量=t总收率总收率实际产量（kg）理论产量（kg）763.1100%1174.3100% 64.98 %x 100%=%淀粉利用率理论消耗商品淀粉量 实际消耗商品淀粉量淀粉利用率100% 0.990264.97 %1.524生产过程中总损失100%=%原料及中间品计算商品淀粉用量日产100%味精150t （单耗商品淀粉，日耗商品淀粉量 150X =d相当日耗100%淀粉x 86%=d糖化液量日产纯糖量x 86%xx %

31、=d折算成30%的糖液30%=d 折算为34g/dL的糖液34=m发酵液量发酵液中纯GIU量x 60%=d 折算成含GIU13g/dL的发酵液量13=mdx =d式中发酵液的相对密度提取GIU量x 96%=d产纯GIU量折算成90%的GIU的量124.1137.9t/d90%总物料衡算结果表3-2总物料衡算结果原料规格玉米淀粉原料生产1t100%MSG日耗产量/(t/d)玉米淀粉/t86%糖液/t30%谷氨酸/t90%味精100%150制糖工序的物料衡算淀粉浆量及加水量淀粉加水比例1：1t工业淀粉用淀粉浆1000X( 1+) =2700 kg加水量1700 kg粉浆干物质浓度加酶量1000 8

32、6% 100% 31.85% 2700选高温a -淀粉酶，活力20000u/mL加酶量为10u/g干淀粉1t干淀粉加酶量1000 1000 10 500mL 0.5L20000液化酶质量约为kgCaC2 量般加量为干淀粉的%，即1t干淀粉加CaC21000 0.15% 1.5 kk糖化酶量一般加糖化酶120u/g干淀粉，如液体糖化酶为100000u/mL则1t干淀粉加糖化酶为10001000120 “心.彳 1200mL 1.2L 100000糖化酶的质量约为kg1000 86%13985%3190.7 kk糖化液产量30%30%的糖液的相当密度，相当于X 30%=34g/dL3190.728

33、18.4L1.1321过滤糖渣量湿渣含水70%, 10 kg折干渣量10X( 1-70%) =3 kg生产过程进入的蒸汽冷凝水及洗水量+=k衡算结果表3-3制糖工序物料衡算汇总进入系统离开系统物料比例/ kk日产料量/t项目物料比例/ kk日投料量/t项目商品淀粉100030%糖液配料水1700滤渣10液化酶CaC2糖化酶蒸汽冷凝水及洗水量累计配料、连续灭菌和发酵工序发酵培养和用糖量1000 kg商品淀粉中可产100%糖量 其中初始发酵定容用糖占 流加补料用糖占47% 初糖用30%的糖液配料1000 X 86%XX %=k53%,即卩X 53%=X 47%=507.330%1691 kg507

34、.31492L34g/dL初糖配13g/dL，初定容、，507.3 V=一 13g/dL3902.3 L13g/dL糖液相当密度，则x =k流加补糖用60g/dL浓糖浆（相对密度），则449.9749 8160g/dLx =k发酵配料1t商品淀粉产100%糖k，发酵配料用营养物比例表3-4发酵配料用营养物比例玉米浆k糖蜜kMgSQ.7H 2。kKClkNa2HPQ.12H2Qk其他维生素k总计22 k配料用水初始配料基含糖不低于20%,向30%的糖液中加水30%1691 （1） 845.5 kg20%接种量发酵初定容，接种量为10%,即种子液相对密度，则X =398 kg在398 kg种液中含

35、有100%糖 （用30%玉米浆）玉米浆，甘蔗糖蜜，K2HPO4 ,蒸汽及水。连续灭菌过程进入的蒸汽及补加水量发酵过程中加入99%的液氨量1t商品淀粉产100%糖k产100%谷氨酸X 60%X %X 96%=k一般发酵耗糖量为谷氨酸量的，即x =k99%液氨在35 C相对密度为162.90.5874277.4L加消泡剂量一般1t谷氨酸加消泡剂5 kg,则543.081000消泡剂相对密度为5 2.72 kg2.723.4L0.8发酵生化反应过程中所产生的水分1t商品淀粉在发酵中产生地地道道的100%谷氨酸量x 60% x %=k生产1mol谷氨酸产3mol水，生产1mol菌体产7mol H,O根

36、据发酵反应式发酵产生的水分为3 18565.7 207.8 kg147长菌过程生产水分1g菌体产13g,产生水分为565.713以上合计产生水:发酵过程中从排风中带走的水分进风25C,相对湿度屮=70%,水蒸气分压18mmHg,排风32C,相对湿度屮=100%, 水蒸气分压27mmHg,进罐空气的压力为大气压（表压 0,排器大气压（表压）， 出进空气的湿含量差18 70%2.5760 18 70%27 100%X出-X进0.0150.622 - 0.6221.5760 - 27 100%0.00420.011Kg水/K g干空气通风比1:,发酵液数量5000L带走水量5000XX 60x 32

37、XXX =37 kg式中:6060mi n32发酵时间X32C时干空气密度，kg /m发酵过程化验取样，放管残留及其他损失约 13 kk发酵终止时的数量1t商品淀粉发酵终止时的数量30%糖+补糖量+营养物+配料水+灭菌水+种子+反应水+液氨+消泡剂+空气蒸汽-尾 气带走-损失=终止数量发酵液的相当密度每日产发酵液1691+22+398+=g5494.81.095041LX =即 1256.1Ii52.4m3/d1.09衡算结果汇总表表3-5衡算结果汇总表项目进入系统1t商品淀粉之 匹配物料/ kg每天进入系 统的物料t/d项目离开系统1t商品淀粉之 匹配物料/ kg每大离开糸统的物料t/d30

38、%糖液1691发酵液60g/dL 的尾气带走37浓糖浆玉米浆损失13糖蜜无机盐等配料水火菌进入蒸汽及补水种液398反应水液氨消泡剂空消蒸汽累计谷氨酸提取车间物料衡算采用等电离子回收工艺中和等电工序发酵液数量发酵液数量为5495 kg； 5041L咼流量高流量为发酵液的45%,即2473 kg%H2Sq用量 %H2Sq用量为纯谷氨酸的90%,即X 90%=kg等电液数量谷氨酸产量(1) 分离前谷氨酸量(2) 分离后谷氨酸量100%谷氨酸量90%谷氨酸量5495+2473=7968 kg5041 x 13% (w/v) =kx 96%=629 kk629.190%699 kg加水量加水量为479

39、kg洗水量洗水量为90%谷氨酸量的，即699 x %=k母液数量7968+物料衡算汇总表3-6谷氨酸等电工序物料衡算汇总项目进入系统1t商品淀粉之匹配物料/ kg每天进入系 统的物料t/d项目离开系统1t商品淀粉 之匹配物料/ k每天离开系 统的物料t/d发酵液549590%Glu高流2473母液水累计离交工序母液调ph用&sq1t商品淀粉相用FbSQ kg,其中调用酸量占66%,即x 66%=kg母液数量母液数量为kg调高流用H2SQ调高流用H2SQ为总酸的34%,即X 34%=kg洗脱液用量X 12%=kg洗脱液用量99%液氨数量为纯谷氨酸的12%，即咼流量高流量为2473 kg排除非液量

40、废液中含d,相对密度遊3 沁 7705.1L0.34即 x =k配洗脱液用水量+2473- (+) =k物料衡算汇总表3-7离交工序物料衡算汇总表进入系统离开系统每天离开系统的物料t/d项目 1t商品淀粉之每天进入系项目1t商品淀粉匹配物料/ kg统的物料t/d之匹配物料/kk母液%HSCi高流2473废液99%液氨洗脱液用 水累计提取车间物料衡算验算发酵液5495 kg 5041L 折纯 Glukg高流2473 kg7968 kg等电液水kg 谷氨酸母液7859 kg90%Glu699 kk 折纯 Glu655 kg 提取收率94%H2SO4 kk含纯Glu 折纯Glu99%液氨kg洗脱液用

41、水kk废液 7859 kk 7705L高流 2473 kg含dL含dL折纯Glu折纯Glu图3-1提取车间物料衡算验算精制车间物料衡算中和脱色工序谷氨酸数量100%Glu量kg, 90%Glu量kg离子膜碱用量理论上1mol谷氨酸需1mol100%NaOH即0.272401 kg Glu 需 30%NaOH kgkg 100%Glu需30%液体离子碱量进入系统离开系统629.1 0.27230%570.4 kg570.41.328429.5L30%NaOH相对密度粉末活性炭用量要求浓度达，40g/dL629.1 1.27240%2000L2000X =2320 kg中和脱色液数量 要求浓度达2

42、0 Be, 40g/dL629.11.272%40%2000L2000 1.162320 kg式中含40%MSG溶液的相对密度废渣数量含水75%,则15.762.8 kg 175%用水量1097.72320 699.02 570.415.7 62.8物料汇总表3-8中和脱色工序物料汇总表项目 1t商品淀粉每天进入系项目 1t商品淀粉之 每天离开系之匹配物料/统的物料t/d匹配物料/ kg统的物料t/dkg90%Glu中和脱色2320液离子膜碱废碳渣活性炭水累计精制工序中和脱色液数量2320 kg, 2000L,含 MSG 40g/dL产MSG量精制收率95%,产100%MSG量629.1 1.

43、272 95% 760.2 kg产母液量去母液平均含 MSG25g/dL,贝U629.1 1.272 (195%) “亠160L 25160 1.1176Kg式中母液相对密度蒸发结晶过程加水蒸发结晶过程加水约为脱色液的10%即卩232 kg 分离调水洗水量MSG分离调水洗水量约为MSG产量的5%即760.2 5% 38.01 kg结晶过程蒸发水分2320 760.2 176 232 38.011653.8 kg物料衡算汇总表3-9精制工序物料衡算汇总表进入系统离开系统项目1t商品淀粉之 匹配物料/ kg每天进入系 统的物料t/d项目1t商品淀粉之 匹配物料/ kg母天离开系 统的物料t/d中和

44、脱色2320100%MSG液结晶过程232母液176加水分离调水蒸发水分洗水累计25902590精制过程物料衡算图以投料1t商品淀粉（含86%的玉米淀粉）为基准所得各部中间物料及其辅料量 的衡算结果汇总。86%商品淀粉1t（折算纯淀粉量860 kg）液化酶kkCaCI2 kk糖化酶kg30%糖液kg滤渣10 kk 玉米浆 kk 糖蜜kk 无机盐kg蜜种 _ 无机盐398kg 玉米浆液氨kg 消泡剂 kk13g/dLGLU 发酵液 5495 kg%H2SO4 kk含dLGLu废液kg99%液氨kg90%谷氨酸699 kg 30%液碱kg卄活性炭kg碳柱kg40g/dL中和脱色液2320 kg25

45、g/dL 母液 176 kg100% k图3-2以1000 kg商品淀粉为基准86%商品淀粉d液化酶CaCI230%糖液滤渣玉米浆 糖蜜 无机盐蜜种 _ 无机盐 玉米浆 液氨 消泡剂 kk13g/dLGLU发酵液%H2SO4含dLGLu废液99%液氨90%谷氨酸 30%液碱碳柱 活性炭40g/dL中和脱色液25g/dL 母液100%MSG150t图3-3年产5万t味精以t/d为基准第4章全厂热量衡算热量衡算是根据能量守恒定律建立起来的，热平衡方程式表示如下Q1+Q2+Q3=Q4+Q5式中Q1 物料带入的热量，JQ2 蒸汽热量，JQ3各种热效应，JQ4物料带走热量，JQ5热损失，J液化工序热量衡

46、算淀粉浆量（G） 根据物料衡算日投商品淀粉，配 的淀粉浆228.6744.6t/d30.7%平均量淀粉浆比热容可按下式计算744.62431.03t/hC C0X100100 X1001.55307 4.186100 30.73.38kJ/(kg.o C)100 100式中C淀粉浆比热容，KJ/kg上C。一一淀粉质比热容，取kg . CC水水的比热容，取kg .C蒸汽用量D GC(T2 T) 31.03 103 3.38 (383 293)h22748.5 4614126.5kg/h4.1t式中G淀粉浆量，kg /hC-淀粉浆比热容，KJk .CT1 -淀粉浆初温，20273293KE -液化

47、温度，110273383Kh1 -加热蒸汽热焓，2748.5KJ/kg( 0.48MPa)h2 -加热蒸汽凝结水热焓，在383K时461 KJ/kg高峰量4.1 1.154.72t/h 5t/h每日蒸汽用量4.1 2498.4t/d液化液冷却用水量使用螺旋板换热器，物料有95T降为61C使用循环水降温，进口温度28C，出口温度52C，需冷却水W (31.034.1)103 3.38(95273) (61 273)(52 273) (28 273)4.18640184.9kg/ h 40.2t每日用冷却水量40.2 24964.8t/d需补加新鲜水量40.2 3% 1.206t/h糖化工序热平衡

48、说明液化液61 C进入糖化罐，在60C下维持32-36h,因糖化罐外保温，绝热较好， 糖化过程中不需要补充热量，不消耗蒸汽，糖化终止时糖化液调PH至，酶即失活，也可不加热灭菌，以节省蒸汽。连续灭菌和发酵工序热量衡算培养液连续灭菌用蒸汽量发酵罐公称容积720m3，装量系数为，每罐产 MSG量720 0.8 0.13 0.96 0.95 1.27286.7t年产味精5万吨日产味精（100%） 150t，发酵生产周期为40h （包括辅助时间），需发酵罐台数：取3台每日投放罐次日运转每发酵罐初始体积空40 2.8台86.7243 24403 32401.8罐次2.4台720 55% 396m400mi

49、糖浓度13g/dL,灭菌前含糖20g/dL,其数量400 1320260m3密度mi260 1.05273t灭菌加热过程中用蒸汽（表压）h12748.5kJ/k g使用螺旋板换热器将物料由 升至45C。每罐灭菌时间20 C预热至70 C,在加热至120C。冷却水由20 C 2h，物料流量：400 1.05210t/h2灭菌用蒸汽量:103 3.7 (120273) (70273)2748.5 120 4.18617296kg/h17.3t/h每日用蒸汽量17.3 2 1.862.28t/d62.282.595t/h平均用蒸汽量24最大蒸汽量约为5t/h培养液冷却用水量120C热料通过与冷料热交

50、换由120C降至75C，再用水冷却至35C，冷却水由 30C上升至45C,计算冷却水用量W 210 103 3.7 (75273) (35273)(45 273) (30 273)4.186494983kg/h495t/h495 2 1.81782t/d每日用水量平均用水量竺 74.25t/h24最大用水量130t/h使用发酵冷却循环水发酵罐空消灭菌蒸汽量发酵罐体加热用蒸汽量发酵罐公称容积720 m3，材质为SS304发酵罐罐体重118t，比热容kg. C,使用蒸汽灭菌，发酵罐罐压保持在。由20C升至127C，维持1h蒸汽用量D 118 103 0.5 (127273) (20273)2748.5535.42853kg/h2.9t式中127C时蒸汽凝结水热焓，kJ/kk每日用蒸汽量2.9 1.85.22t/h平均用蒸汽量5 220.2175t/h2.4填充发酵罐空间所需的蒸汽量公称容积720mi，发酵罐的全容积为793 m。其蒸汽用量为D Vp 793 1.391102.3kg/h1.1th式中加热蒸汽密度发酵罐灭菌(，表压)1h每日用蒸汽量1.1 1.81.98t/d平均用蒸汽量1 980.0825t/h24灭菌过程中的热损失辐射与对流联合给热