年产4万吨味精发酵车间设计

年产4万吨味精发酵车间设计摘要味精又名谷氨酸钠，是谷氨酸的单钠盐，同时谷氨酸作为味精的前体物质而存在，由此观之谷氨酸的质量高低对味精的品质有直接影响。味精其主要作用是增加食品的鲜味，归因于谷氨酸有鲜味。谷氨酸不仅是自然中广泛存在的一种氨基酸，也是人体合成自身所需蛋白质中必不可少的一部分。本次设计的目标是年产4万吨味精发酵车间设计。通过多种制取味精方法比对选择出具有良好的经济效益和社会效益的方法，努力减少生产过程中原料的损失。最后通过各种衡算确定设备类型并制作车间布置图。关键词：工艺设计、谷氨酸发酵、设备选型

Designoffermentationworkshopwithannualoutputof40,000tonsofmonosodiumglutamateAbstractMonosodiumglutamate,alsoknownasmonosodiumglutamate,isamonosodiumsaltofglutamate,andglutamateasaprecursorofmonosodiumglutamateandtheexistenceofsubstances,fromthisviewofthequalityofglutamateonthequalityofMSGhasadirectimpact.Monosodiumglutamate,whosemainfunctionistoincreasetheumamitasteoffood,isattributedtotheumamitasteofglutamate.Glutamateisnotonlyanaturallyoccurringaminoacid,butalsoanessentialpartofthebody'ssynthesisofproteins.Thegoalofthisdesignistoproduce40,000tonsofmonosodiumglutamatefermentationworkshopdesign.ThemethodwithgoodeconomicbenefitandsocialbenefitwasselectedbycomparingvariousmethodsofproducingMSG,andthelossofrawmaterialsintheproductionprocesswasreduced.Finallythroughvariousbalancetodeterminethetypeofequipmentandmakeshoplayout.Keywords：Processdesign,glutamatefermentation,equipmentselection

目录43931前言 7221281.1味精定义 783091.2鲜味来由 7217681.3味精的生理作用 778991.4味精的发展现状及前景 7277562工艺流程设计 875622.1味精的制法 8112422.1.1蛋白质水解提取法 835972.1.2合成法 9103802.1.3发酵法 972372.1.4味精各种生产方法的比较 996402.2生产工艺流程 1044202.2.1味精生产工艺流程示意图 10222292.2.2主要流程 11199432.3生产要求和指标 13119213工艺计算 1390613.1工艺技术指标及基础数据 1318263.1.1生产能力计算 14166853.2物料衡算 1480573.2.1谷氨酸发酵车间的物料衡算 15273283.2.1.1总物料衡算结果 16297213.2.2制糖工序的物料衡算 17321183.2.3连续灭菌、发酵工序的物料衡算 18318273.2.4谷氨酸提取工艺的物料衡算 20197883.2.5精制工序的物料衡算 21221093.3热量衡算 22228233.3.1液化工序热量衡算 222593.3.2糖化工序热量衡算 2367083.3.3连续灭菌、发酵工序热量衡算 24307253.3.4谷氨酸提取工序冷量衡算 2739193.3.5浓缩结晶过程的热量衡算 27287813.3.6干燥过程的热量衡算 29277953.3.7蒸汽量衡算汇总 3072463.4水平衡计算 30226633.4.1糖化工序用水量 30229943.4.2连续灭菌工序用水量 31111323.4.3发酵工序用水量（新鲜水） 3139803.4.4提取工序用水量（新鲜水） 3128453.4.5中和脱色工序用水量 31185243.4.6精制工序用水量 32192623.4.7动力工序用水量 32295433.4.8用水量汇总 3216494设备的选型与计算 3343434.1设备平衡计算公式 33132864.2精制车间设备选型 3469794.2.1精制车间 34280624.2.2脱色、除铁 35128994.2.3板框压滤机 36289334.2.4K-15炭柱 3733284.2.5蒸发浓缩结晶罐 38300454.2.6其他设备 41316234.2.7混合冷凝器计算 4237634.2.8真空泵、温水池、贮水池 42312044.2.9助晶槽及晶体分离 43187274.2.10振动流化床干燥器，晶种粉碎机 43276574.3糖化车间 43183874.4发酵车间 44173654.5提取车间 45193544.6其他设备选型 457954.7空气系统 46270334.8制冷系统 46252924.9设备总览 46138545环境保护与“三废”处理 48288245.1环境问题 4841705.2“三废”治理途径 4816006总结 4923496附录 5023631参考文献 518515谢辞 52

1前言1.1味精定义味精（MSG），学名“谷氨酸钠”，成品为白色颗粒状结晶体，具有两种光学异构体，其鲜味主要来源于L型体。谷氨酸是生物体机体代谢的基本氨基酸之一，且参与蛋白质的组成。以淀粉、玉米、糖蜜等碳水化合物作为原料，经多种微生物（谷氨酸棒杆菌等）参与反应同时在人工调控下得到具有特殊鲜味的调味品[1]。1.2鲜味来由当舌头的味蕾受到MSG刺激时，便会与味觉受体到特异性结合，如氨基酸受体，又如参与氨代谢的谷氨酸受体，给人带来独特的味觉享受。这种感觉在20世纪初期被日本味之素公司称为“鲜味”，但是他们所认为的鲜是形容谷氨酸所带来的味道，而人们熟知的五味中的鲜味是味觉之一，还是有很明显的差距的[2]。1.3味精的生理作用蛋白质是人体生命活动中不可或缺的基本物质，作为非必需氨基酸的谷氨酸却在脱氨基、脱羧等反应中有着不俗的表现。谷氨酸能准确作用于大脑皮质以及大脑中枢神经，同时谷氨酸钠由于补脑和保肝作用常被用作医治某些神经性疾病。中国药膳学认为：味精不仅具有味道鲜美的特点，还能健身补脑，因此味精称为药膳的主要调料之一。对于味觉功能衰退的老年人、胃口不佳的产妇、厌食症儿童或恢复期的患者等来说，味精能使他们开胃口，促进营养的吸收与消化，达到改善体质的目的[3]。1.4味精的发展现状及前景自从味精面世后，被越来越多的人们所接受，但发展越快竞争越激烈的情况也随之突显出，同时伴随着污染问题、“味精有害论”、市场的调节等多方面的影响，味精工业的发展一直被制约着。

面临如此具有竞争力的形势，味精行业只能通过改革开创新局势，做好“放心食品”是前提，努力向发展新科技、升级产业链、节约能源、绿色环保的方向靠拢。当然味精行业还得转变思路，把握来之不易的地理、环境、政策等优势，逐步提高业内整体水平，尝试新的销售模式，注重终端市场的开发，紧随时代的步伐，做出“安全食品”[4]。2工艺流程设计味精生产是多种微生物发酵的结果，味精发现初期是通过酸性水解蛋白质来制造的。当味精转向工业化生产时，以小麦麸皮或大豆蛋白质为原料，经水解法制得的。直至20世纪50年代，日本企业开创以淀粉为原料的先例，通过生物发酵制得味精，并投入规模化生产。这一举措推动现代发酵工业向新的方向发展，令发酵工业进入可调控阶段[5]。现如今，味精生产通常是以玉米（淀粉）、小麦、糖蜜等糖质为主原料，经过水解、发酵流程，然后分离提取出粗成品，最后通过精制工序获得白色块状的味精产品。2.1味精的制法2.1.1蛋白质水解提取法1.从植物中提取蛋白质后水解在1965年前人们使用传统工艺酸水解法制味精，往植物蛋白如小麦麸皮或大豆蛋白质等添加酸性物质，使其水解成游离的氨基酸，再从中分离出目标物，再制成最终产物味精[6]。酸水解法不仅不经济实惠，粮食消耗量大，需要投入大量的劳动力，产生难闻的气体而且设备容易被腐蚀，因此随着时代的发展，已然淘汰。图2.1.1植物蛋白水解法制味精流程图从甜菜糖蜜中提取谷氨酸谷氨酸在不同物体内以不同的形式，如在食品包装中以聚合物形式存在，而在甜菜中会被酰胺化变成谷氨酰胺，再环化成焦谷氨酸。但是焦谷氨酸能被碱水解成谷氨酸单体。此法又被称为斯蒂芬法[7]。不过此方法还存在价格高、产品收率低，设备容易被腐蚀的缺点，因此被淘汰了。2.1.2合成法主要包括以糠醛、碳化物、丙烯醛和丙烯晴等原料合成。此法的显著优点是不用以粮食作为原材料，采用石油废气，但生产过程中需要用高温、高压下将原料羰化、氰胺化，而且对设备的投资比发酵法要高1倍以上，生产工艺复杂且不易把控，对设备严密性要求高等。一般不适用于工厂生产[8]。2.1.3发酵法发酵法可以采用不同种类的原料，如多种生物淀粉、石油化工产品醋酸、乙酸等，经过微生物的发酵作用，再提取、精制得到安全且营养的味精产品。而且得率高、生产成本低，可投入于连续化、机械化生产。故发酵法是目前生产味精的主要方法[9]。图2.1.3发酵法制取味精流程图2.1.4味精各种生产方法的比较表2.1.4味精生产方法比较表制造方法原理原料优点缺点改时方向蛋白质水解法蛋白质是由许多α-氨基酸分子缩合而成，将其水解即可得到相应的氨基酸面筋、豆饼、玉米蛋白水解操作易于掌握原料来源少，价格高、得率低，对设备腐蚀性大、劳动繁重此法古老，现已经极少使用，已被发酵法代替合成法高温高压下将原料羰化，氰氨化，水解以及中和精制碳化物、丙烯醛、糠醛、丙烯腈不用粮食为原料需要高温高压的条件，设备要求高、严密性要好一般工厂不适于生产发酵法淀粉水解、菌种培育使配料发酵，提取谷氨酸将其精制含糖原料、碳氢化合物等原料来源丰富，得率高，成本高，利于机械化自动化生产需严密的生产管理和严格的生化操作，否则会由于微生物感染而造成很大的损失需要理想的生产菌种本设计采用发酵法生产制得味精。微生物发酵法既符合科学的进步，又能展现生物技术与食品行业相结合的成果，且该方法更利于机械化、自动化、连续化生产，味精产率高。2.2生产工艺流程2.2.1味精生产工艺流程示意图图2.2.1味精生产工艺流程示意图2.2.2主要流程1、对原料进行预处理及制备淀粉水解糖为了最大化地提高原料的利用率，必须先对其进行预处理，本设计采用淀粉质原料则需要对其进行除杂和粉碎操作，通过这两步破坏原料的初始结构，同时去除原料中个头较大或难以利用的固体杂质，达到提高原料的利用率，防止机器被大分子杂质磨损从而缩减机器寿命的目的。清理除杂可根据原料跟杂质性质差别进行筛选，如依靠尺寸大小可选择气流筛式分离机、根据导磁性差异选择磁力除铁器，而味精的预处理通常使用筛选机，分为两种筛子，初筛阶段多数使用转筒筛，因为其相比振动筛效率更高，可以满足筛分干物料的要求。一般来说，原料的预处理还包括原材料的细化，即通过把原料磨碎，充分地破坏其原始结构。常用于原料粉碎的设备有圆盘磨浆机，以及锤式粉碎机和滚筒式粉碎机。可根据原料的不同选择对应的粉碎设备，如圆盘磨浆机可用于磨碎玉米或豆类等物料，还能用来做制浆设备，而锤式粉碎机靠冲击作用粉碎中等硬度的原料，如薯类材料和脆性原料，滚筒式粉碎机主要用作中碎或细碎粒状物料[10]。淀粉、环糊精（糖质原料），通过酸水解或碱水解法将其水解成葡萄糖，又称为水解糖。之所以要将淀粉进行糖化工序，是由于糖蜜中含有丰富的生物素，必须除之，且多糖物质不能直接被谷氨酸生产菌作为氮源，因而必须水解成单糖为味精的发酵提供充足的碳源。迄今为止，双酶裂解法被广泛运用与国内许多味精厂，因为利用酶具有高度专一性的特性，且反应条件温和，不仅能提高淀粉的转化率还能大幅度改善糖液的质量和提高其浓度。其主要工艺过程及使用设备见表2.2.2。表2.2.2淀粉水解设备表工艺操作主要设备功能过筛筛选机去除固体杂质，使原料颗粒均匀使原料内部结构松散将原料磨碎，便于液化调节淀粉乳浓度在α-淀粉酶作用下，将淀粉转化为环糊精和低聚糖升温使酶失活用草酸调节pH至4.5利用糖化酶将环糊精和低聚糖转化为葡萄糖浸泡浸泡桶粉碎盘磨机调浆调浆桶液化液化锅灭酶液化锅配料配料桶糖化糖化锅2、种子的扩大培养及谷氨酸发酵为了得到纯度高、生命力顽强、生理状况稳定且数量足够多的种子，基本上味精厂都会设置种子发酵车间，以此完成生产菌种的扩大培养。扩大培养通常是在实验室中进行，即现在培养基中挑选出优势菌，进行斜面培养，这些经过活化后的种子再转移到液体培养基中培养。先将休眠孢子活化，其次到种子摇瓶培养，扩大至种子罐或发酵罐培养，最终获得生命旺盛且足量的种子[11]。为了避免杂菌污染还需对种子培养基及发酵罐进行灭菌。常用于连续灭菌的设备可分为热交换器组成型、蒸汽直接喷射型、或由连消塔、维持、喷淋冷却组成型。可是由于发酵液流动性较差及粘稠度比一般溶液大，维持管经常容易被堵塞。除此之外这些设备的制作加工成本较高，因此在很大程度上它们的使用都受到了限制。目前国内味精厂常用的是体积介于50到200m³之间、具有搅拌装置和通风装置的发酵罐，但是这种罐也会存在不妥之处，如发酵过程需要人工控制，检测仪表灵敏度不高导致罐内参数变化时不能及时反映等导致生产成本加大，发酵过程维稳性差，产酸率不高且稳定性差[12]。通风和搅拌作用会影响到菌种生产环境中的溶氧量变化，从而影响对碳氮源的吸收与利用，使得发酵产率低下，且对谷氨酸的合成影响更为显著，因此需保证供给的空气为无菌空气。因此味精厂内部还会建设制造和供给无菌空气的车间。首先由空气采集塔进行过滤、采集，而后经空气压缩机的加压冷却作用除去油、水，再送入贮气罐，在贮气罐中经总空气过滤器和纤维分过滤器对压缩空气进行灭菌处理，从而把洁净度、温度等都符合要求的灭菌空气送入发酵罐[13]。3、提取谷氨酸因目标物等电点在3.2左右，一般采用离子交换膜电渗析法、等电点水解法、等电点锌盐法、等电点离子交换法来提取谷氨酸，但最后一种方法更为常用。通过用酸或碱溶液中和到谷氨酸的等电点时，此时它的溶解度最小，利于分离。但这些方法由于溶剂的消耗量大，操作难度大导致生产成本较高，污染较严重，这些方法的应用也会因此受到很多条件的局限[14]。 4、谷氨酸钠制取及成品加工成功提取到谷氨酸原料后，经精制车间加工成我们常说的味精，再经过一系列的提纯、加工、包装，就得到了成品。其中，在得到成品前还需增加一道脱色的工序，通常利用离子交换树脂、活性炭等材料脱色、分离，从而得到高纯度溶液，将其导入结晶罐减压蒸发。历时半天的蒸发，晶体满足基本成型并数量约到八成两个要求后便能将料液放入助晶槽，待结晶长成后便可以进行分离操作，最后再干燥和筛选。干燥步骤中，小规模生产选择箱式烘房干燥技术，虽然设备简单，但效率低下导致融资低；相反，大规模生产可选择对流干燥技术，因为其传质过程强多大使得干燥时间一般为1-4秒且速度快，最重要的是产量多。当然这也存在一定的局限性，如厂房建设费用增加从而提高生产成本，干燥过程对味精光泽感和形状有一定的影响，效果不如振动干燥床好[15]。2.3生产要求和指标1、味精的感官特性要求需达到国家质量标准GB2720-2015，如下表2.3.1所示表2.3.1味精的感官特性表项目要求检验方法色泽无色至白色取适量试样于白色瓷盘中，在自然光线下，观察其色泽和状态，闻其气味，用温水漱口后品其滋味滋味、气味具有的鲜味，无异味状态结晶状颗粒或粉末状，无正常视力可见外来异物2、味精理化指标应符合表2.3.2的规定：表2.3.2味精的理化指标项目指标检验方法谷氨酸钠（以干基计）/%味精≥99.0GB5009.43加盐味精≥80.0增鲜味精≥97.03工艺计算3.1工艺技术指标及基础数据由味精行业国家企业标准[16]，选用以下指标并绘制成表如表3.1。表3.1味精发酵工艺技术指标指标名称单位指标数生产规模t/a40000（味精）生产方法中糖发酵，一次等电点提取年生产天数d/a300产品日产量t/a134产品质量纯度%99倒灌率%1.0发酵周期h48发酵初糖Kg/m³150淀粉糖转化率%95糖酸转化率%50麸酸谷氨酸含量%90谷氨酸提取率%80味精对谷氨酸产率%112主要原材料的质量指标：淀粉原料含20%杂质，含水14%。二级种子培养基（单位：g/l）：水解糖40（碳源），糖蜜20，尿素（氮源）3.5，磷酸二钾（控制pH，提供K、P元素）1.0，硫酸镁（酶活剂）0.6，玉米浆（碳源）8，泡敌（消泡）0.6，硫酸亚铁（组成酶的活性基团）0.002。发酵培养基（单位：g/l）：pH7.0，水解糖100（碳源），糖蜜4，硫酸镁（酶活剂）0.6，氯化钠（调节渗透压）0.8，磷酸氢二钠0.2，硫酸亚铁（组成酶的活性基团）0.002，硫酸锰（缓冲作用）0.002，尿素（总尿，氮源）40，泡敌（消泡）0.6，植物油（提高谷氨酸产量）1.0。接种量5%。3.1.1生产能力计算4万吨味精折算成100%的量为：全年生产日共300天，则日产量为：日产量100%MSG的量：3.2物料衡算物料衡算结果为设备的主要尺寸、数量等提供不错的选择标准，更能为接下来的衡算提供准确依据。3.2.1谷氨酸发酵车间的物料衡算选用淀粉为主原料进行生产并衡算，1000kg的纯淀粉为例，结果如下：1000kg纯淀粉理论上生产100%MSG的量：式中：1.11——理论上淀粉转化成糖的转化率81.7%——理论上葡萄糖转化为酸的转化率1.272——理论上味精的精制收率1000kg纯淀粉实际产100%味精的量式中：95%——淀粉水解成糖的实际转化率50%——葡萄糖转酸的实际转化率80%——谷氨酸提取收率95%——谷氨酸的实际精制收率1%——倒灌率1000kg工业淀粉（86%玉蜀黍淀粉）生产100%味精的量淀粉单耗量生产1吨100%味精理论上消耗纯淀粉量：生产1吨100%味精理论上消耗工业淀粉量生产1吨100%味精消耗纯淀粉量生产1吨100%味精消耗工业淀粉的量总收率：淀粉利用率：生产过程总损失：物料损失的原因[17]：葡萄糖的转化率只有50%，属于偏低水平；发酵过程中，除了谷氨酸短杆菌的正常代谢作用，还有杂菌生长发育消耗物料，部分物料因高温变性失活，产生杂质；谷氨酸提取收率不算很高，导致部分谷氨酸损失。在精制加工过程中也会损耗一部分物料，焦谷氨酸转化为它的钠盐等。原料、中间品计算工业淀粉的日用量：糖化液量：纯糖：折算为24%的糖液：发酵液量：纯Glu量：折算为11g/dl的发酵液：其中：发酵液的相对密度取1.05日提取Glu量：纯Glu量：折算为90%的Glu量：利用等电点回收每日排出的废母液量（以废液中谷氨酸0.3g/dl为标准计算）3.2.1.1总物料衡算结果通过生产1t味精衡算推出40000t/a味精厂全厂的衡算结果。工业原料中淀粉含量为86%。结果如表3.2.1.1。表3.2.1.1总物料衡算结果物料名称生产1t味精（100%）的物料量生产40000t味精（100%）的物料量每日物料量工业原料（t）2.304492176308.79糖液（t）14.825928001166.79谷氨酸（80%）1.5863200124.458MSG（100%）（t）1.04000078.74排出含0.3%谷氨酸废母液（m³）65.8626344005185.673.2.2制糖工序的物料衡算粉浆量及水量（以1000kg工业淀粉为例）：淀粉：水=1：2.5，产粉浆量为：，加水量为44045kg。粉浆干物质浓度：液化酶量：使用液体α-淀粉酶（占淀粉浆总量的0.25%）CaCl2量：糖化酶量：（用液体糖化酶）糖化液产量：24%糖液的相对密度为1.09，则体积为加珍珠岩量：（为糖液的0.15%）滤渣产量：（含水70%废珍珠岩）生产过程进入的蒸汽和吸水量：结果绘制成表：总量为4万吨，日投工业淀粉量为308.79t。表3.2.2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1000308.79糖液37791166917.41配料水2500771975液化酶8.752701.91CaCl28.752701.91糖化酶珍珠岩8.755.672701.911750.84滤渣18.95836.13吸水和蒸汽265.9882122.70累计3797.91172753.54累计3797.91172753.543.2.3连续灭菌、发酵工序的物料衡算发酵培养基量：由上表得24%糖液量为3779kg，假定发酵液的初糖浓度按16.4g/dl计算，则数量为：，16.4g/dl的糖液相对密度为1.06，糖液质量为：。配料：按放罐液体积计算：玉米浆：甘蔗糖蜜：无机盐（P、Mg、K等）：配料用水：为保证培养基含糖量始终高于19%，向24%的糖液中加水量为：灭菌过程中加入蒸汽量及补水量：发酵零小时数量验算：其体积为，与以上计算一致。接种量：发酵过程加液氮数量为发酵液体积的2.8%，则液氮的量为：液氨容重0.62kg/L，则液氨的体积为 加消泡剂的量为发酵液的0.05%，消泡剂的量为：消泡剂的相对密度为0.8，其体积为：发酵过程带走的水分量为：令通风比为1：02，32℃时干空气密度是1.157kg/m³。由于排风作用，温度由25℃上升到32℃，相对湿度由70%变为100%，水蒸汽分压18mmHg增加到27mmHg（1mmHg=0.133kPa），空气压力由1.5大气压（表压）降低到0.5大气压（表压）（标准大气压下），此时排出的空气的湿含量差为：带走水量：，其中：残留及其他损失为52kg当发酵终止时的剩余数量：结果绘制成表：总量为4万吨，日投工业淀粉308.79t，物料总衡算见表3.2.3。表3.2.3连续灭菌、发酵工序物料衡算汇总表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37791166.92玉米浆11.63.58发酵液6007.91855.18甘蔗糖浆17.45.37无机盐11.63.58配料水994306.94空气带走水量298.95灭菌过程蒸汽量及水量1048.4323.61接种量6118.84过程分析、放罐及残留及其他损失5216.06液氮16350.33消泡剂2.90.90累计6088.91880.19累计6088.91880.193.2.4谷氨酸提取工艺的物料衡算发酵液量（1000kg工业淀粉为例）：5814升，6007.9千克加98%硫酸量：硫酸量为发酵液的3.6%（w/v）：98%硫酸的相对密度为1.84，故其体积为：谷氨酸产量：分离前谷氨酸量：100%Glu量：分离后谷氨酸量：100%Glu量：90%Glu量：其中，由上述可知94%为谷氨酸提取得率。母液量：母液中含Glu量为0.3g/dl，得母液体积为：，质量约为12790kg。谷氨酸分离吸水量：，体积为133.59L母液回收过程中用水及酸、碱等数量：结果绘制成表：总量为4万吨，日投工业淀粉308.79t，衡算汇总见表3.2.4。表3.2.4谷氨酸提取工序物料衡算汇总进入系统离开系统项目1t工业淀粉对应的物料/kgt/d项目1t工业淀粉对应的物料/kgt/d发酵液6007.91855.1890%谷氨酸667.97206.26H2SO420964.54分离用水133.5941.25母液127903949.43回收用水7107.482194.72累计13457.974155.69累计13457.974155.693.2.5精制工序的物料衡算谷氨酸数量：100%Glu：601.17kg；90%Glu量：667.97kgNa2CO3量：加活性炭量：中和液数量：式中，在20℃温度下，含40%（w/v）味精溶液相对密度为1.16中和加水量：产味精量：产100%味精量，精制收率95%，故产量为：产母液量：母液平均含味精量25%（w/v），母液相对密度为1.11，则其质量为：废湿活性炭量：湿炭含水75%，则其量为：味精分离调水吸水量：中和脱色液在结晶蒸发过程中蒸发出的水量：结果绘制成表：总量为4万吨，日投工业淀粉308.79t，物料衡算汇总见表3.2.5。表3.2.5精制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/d90%Glu量667.97206.26100%Glu量726.45224.32Na2CO3活性炭244.482075.496.18母液废炭1708052.4924.70中和加水1531.55472.93蒸发水量1523.55470.46分离吸水量3611.12累计2500771.98累计2500771.983.3热量衡算3.3.1液化工序热量衡算液化蒸汽量：加热蒸汽的消耗量可按如下计算：式中：t1——浆料液化前温度（20+273=293K）t2——浆料液化后温度（98+273=371K）I——蒸汽焓2730kJ/kg（0.3MPa表压）λ——凝结焓，在98℃为383.6kJ/kg粉浆量G：因日投工业淀粉量308.79t，连续液化淀粉：水=1：2.5，粉浆量为粉浆干物质浓度X：粉浆比热C可遵循下式计算：式中：C0——淀粉质比热容，取1.55kJ/（kg·℃）C水——水比热容，取4.18kJ/（kg·℃）得：蒸汽用量：灭酶所耗蒸汽量：液化液温度从90℃加热到100℃，取λ为419kJ/kg（100℃），要求在20min内完成加热过程，此时蒸汽高峰量为：以上两项合计，平均量：每日用量：高峰量：液化液冷却用水量W（二次水）：此处用到板框换热器，物料从100℃降温到65℃，冷却水进口温度20℃，出口温度58.7℃，所求W为：3.3.2糖化工序热量衡算日产24%的糖液1166.92吨即：，使糖化时间为25h，30h为操作周期，糖化罐容量300m³，实际装料200m³，需要糖化罐数量：取7台。液化液冷却用水：运用板式换热器且二次水冷却，使经过灭菌操作的糖化液从85℃降到60℃，进口温度为20℃，出口温度为45℃，平均用水量为：要求在2h内把200m³糖液冷却到40℃，高峰用水量为：每日糖化罐同时运转：取6罐每日投放料罐次：取6罐每日冷却水用量：3.3.3连续灭菌、发酵工序热量衡算灭菌期间培养液用蒸汽量：300m³发酵罐，装料系数为0.7，则产100%MSG量为：日产78.74t，发酵操作周期42h，余下10h终止发酵，则需发酵罐台数为：每罐初始体积210m³，灭菌前含糖量为19%，其数量：每日投料罐次：日运转：0.4MPa（表压，此时蒸汽焓为2743kJ/kg）下灭菌加热3h，物料先预热到75℃，后加热到120℃，冷却水从20℃变化到45℃。物料流速：消毒灭菌用蒸汽量（D）：式中，3.97为糖液的比热容[kJ/（kg·℃）]每天用蒸汽量：高峰用蒸汽量：4.5t/h平均用蒸汽量：培养液冷却消耗水量为：120℃热料与生料热交换将温度降至80℃，其次用水冷却至35℃，此时冷却水温度由20℃升高至45℃，则冷却水用量（W）为：全天用水量：空罐灭菌耗用蒸汽量：发酵罐罐体加热：300m³，体重51.5t，冷却排管重9t，比热容0.5kJ/（kg·℃），用0.2MPa（表压，I=2718kJ/kg）蒸汽灭菌，维持罐压不超过0.15MPa（表压，I=535.4kJ/kg），使罐体温度由20℃上升到127℃，维持1小时。则蒸汽用量为：填充发酵罐的蒸汽量：发酵罐实际全容积会比300m³大，思及排管，搅拌器等仍占用罐一部分空间，所以罐的自由空间仍以300m³计算，所求蒸汽量为：式中，ρ——0.2MPa（表压）下取加热蒸汽密度为1.622（kg/m³）灭菌过程热功当量损失：对流及辐射传热系数，罐外壁温度70℃。300m³发酵罐的表面积为310m³，耗用蒸汽量：罐壁附着洗涤水升温的蒸汽消耗：式中，取附壁水的平均厚度为0.001m，水密度为1000kg/m³考虑到灭菌过程蒸汽会由于外在因素而发生渗漏，以总蒸汽消耗量的5%来计算，则空罐灭菌的蒸汽为量：每空罐灭菌1.5h，用蒸汽量：每日用蒸汽量：平均用蒸汽量：高峰用量：发酵热计算与消耗的冷却用水量：发酵热计算方法：通过生化反应来计算发酵热Q总：生物合成热可通过下列方程计算：C6H12O6+6O2→3CO2+6H2O+2813kJC6H12O6+NH3+1.5O2→C5H9O4N+CO2+1.5H2O+890kJ式中，I出，I进为空气热焓（kJ/kg），ρ为空气密度通过燃烧热进行计算：有关物料的燃烧热：葡萄糖：15633kJ/kg谷氨酸：154245kJ/kg玉米浆：12289kJ/kg菌体：20900kJ/kg在发酵期间，6-20时间段内耗糖速率为最快，此时为放热高峰。通过冷却水带走的热量进行计算：在发酵放热高峰期间测定冷却水量及进、出口温度，然后计算出最大发热量，[kJ（m³/h）]通过停止冷却水，测量罐内前后温差变化进行计算：式中，G、G1——发酵液、设备筒体重量（kg）C、C1——发酵液、设备筒体比热容[kJ/（m³·h）]t、t1——关闭冷却水时及1h内发酵液温度升高数（℃）V——发酵液的体积（m³）最后两种办法最为常用。由资料查得，Glu发酵热高峰值约为3.0×104kJ/（m³·h）往发酵罐加入210m³的物料，新鲜水进行冷却，冷却水进、出口温度分别为10℃、20℃，冷却水用量（W）：日运转5台，高峰用水量：日用水量：其中，取各罐发热状况均衡系数为0.8平均用水量：3.3.4谷氨酸提取工序冷量衡算采用装液量为210m³的300m³等电罐，相对密度取1.06，温度由30℃降至50℃，降温速度为每小时2℃，冷量为：其中，取发酵液比热容为3.97[kJ/（kg·℃）]中和硫酸的溶解热为92kJ/mol，6h添加98%硫酸量为1254kg，则溶解热为：（可忽略）每天运转5台，总制冷量：3.3.5浓缩结晶过程的热量衡算日产量78.74t，操作周期12h，由上可知100%MSG产量为16t/罐，投入晶种量为2t/罐，则结晶台数为：热量守恒及耗用蒸汽量：每罐投入40g/dl脱色液37.5m3，流加30g/dl母液43.3m3，加水8m3，放料20m3，在70°C真空度为0.07Mpa，蒸气压为0.25Mpa条件下，浓缩结晶2h，育晶10h。物料带进的热量：35℃下物料的比热容取3.5[kJ/（kg·℃）]式中，1.16、1.13——脱色液、母液浓度（g/dl）水带入的热量：晶种带入热量：味精比热容为1.67kJ/（kg·℃）结晶发热：味精结晶热为12.7kJ/mol母液带走的热量：分离母液25m³，由上述可知折算为相对密度1.26共31.5t，比热容为2.83kJ/（kg·℃）放罐时随二次蒸汽带走热量：式中，2626——70℃时的蒸汽焓（kJ/kg）31.25——结晶液量（m³）结晶过程吸收的热量：需外界供给热量：蒸汽用量为：每罐次消耗的蒸汽量：仍按5%折算热损失，通入0.2MPa（表压）的蒸汽式中，2717、535——该压下的蒸汽焓、凝结焓（kJ/kg）浓缩结晶周期为20h，则耗用蒸汽高峰量为：3台罐（实际是2.8台）同时运转，高峰用蒸汽量：每日用蒸汽量：每小时平均用蒸汽量：冷却二次蒸汽所消耗的冷却水量：二次蒸汽数量，即水蒸发速度：冷却水用量：使用循环用水，进、出口温度分别是30℃、45℃，查得70℃下水蒸汽焓为2626.8kJ/kg，则需冷却水量（W）为：3台罐高峰用水量：全日用水量：平均用水量：为了确保循环水的温度不会低于30℃，需要添加二次水。3.3.6干燥过程的热量衡算分离后湿味精含水率2%，干燥过程带走1.8%的水分，未加热前空气温度为18℃，相对湿度70%，加热器加到80℃，离开干燥器时温度为60℃。综合上述数据，日产湿味精两班生产，即：。18℃空气湿含量φ＞70%，X0为0.009（空气湿含量，kg/kg绝干空气），I0为41.8（冷空气的热焓，kg/kg绝干空气），当温度加热到80℃，I1为41.8（kg/kg绝干空气）。用公式算得该过程的热量变化：式中，I1——出空气加热器的空气热焓（kJ/kg）I2——出干燥器后的空气热焓（kJ/kg）X1、X2——进、出干燥器的空气湿含量（kJ/kg绝干空气）Q初温——初始温度下物料中每1kg水的热含量[kJ/（kg·℃）]Q物料——加热物料所消耗的热量[kJ/（kg·℃）]Q损失——热损失，取有效热量的10%[kJ/（kg·℃）]式中，0.4——味精的比热为水的比热的0.4倍595——水在0℃时的汽化潜热0.47——水的比热设X2=0.0108空气耗量为：80℃时空气的比热容为0.83m³/kg实际消耗空气量：耗用蒸汽量（D），使用0.1MPa（表压）蒸汽加热，热损失按15%计算：平均用蒸汽量：平均每小时用蒸汽量：3.3.7蒸汽量衡算汇总采暖、生活用蒸汽除去不算，汇总见表3.3.7：表3.3.7耗用蒸汽汇总表生产工序日用量（t/d）平均量（t/h）高峰量（t/h）液化糖化1446.07连消542.254.5发酵罐空消14.40.612.0精制20.80.877干燥26.51.11.7中和脱色24.01.01.0空气净化及其他2401010累计52421.8243.2由上表得日用量、平均量、高峰量分别为524t/d，21.82t/h，43.2t/h，算得100%味精单耗蒸汽量为。3.4水平衡计算3.4.1糖化工序用水量配料需水量：日投308.79t，淀粉：水=1：2.5，用水量为：因连续生产，液化液冷却用水量：液化液日用量为935.19t/d糖化冷却水用量（使用二次水）：糖化液日用量为965.03t/d3.4.2连续灭菌工序用水量配料耗水：糖液含糖24%，由上计算得19%糖液181.3t，加水量为：每日投料按4罐次计算，需水量为：平均用水量：（要求在0.5h内加入37.8t的水）高峰量：冷却用水量（二次水）：日用量：1545t/d高峰量：103t/h平均量：3.4.3发酵工序用水量（新鲜水）日用量：14496t/d平均量：604t/h高峰量：755t/h3.4.4提取工序用水量（新鲜水）日用水量：41.3t/d3.4.5中和脱色工序用水量配料用水（该处用二次水）：日产100%Glu，配成40%浓度，需水量洗交换柱用水（使用二次水）：使用二次水，配稀酸碱用水218.4t/d，洗涤流分用水148.3t/d，再生处理柱用水872t/d，合计1236t/d洗废炭用水（使用二次水）：44t/d，使用二次水。以上两项合计为1280t/d。3.4.6精制工序用水量结晶过程加水：3台结晶罐，加冷凝水量为3t/罐，每日生产3批次，共用水冷却水：使用循环水，高峰用量：402t/h，平均用水：415t/h，日用循环水量：9970t/d。为了避免高温使得更多的谷氨酸溶解，因此通过加水或用凉水塔降温使得循环水温不超过30℃，使用300t/h凉水塔将水温从45℃降低到40℃，需补充的二次水量为：3.4.7动力工序用水量锅炉用新鲜水840t/d，设循环水共4000t/d，为避免谷氨酸溶解，除了加二次水717t/d外，还需一台200t/h的凉水塔。3.4.8用水量汇总供配料及发酵冷却用水为新鲜水，发酵冷却水为二次水。为了减少水的耗费，循环使用洗柱、配制溶液，精制车间、动力车间冷却水的用水。汇总如下：新鲜水高峰用量：新鲜水平均用量：日用新鲜水量：100%MSG单耗新鲜水：二次水总量为：，平均量：循环水量为：，平均量：凝结水量：，平均量：水循环利用率为64%排水量：，平均量：水量汇总表见表3.4.8。表3.4.8用水量衡算汇总表给水工序设备新鲜水（10℃）t/d二次水（20℃）t/d循环水（30℃）t/d凝结水（50℃）t/d排水配料772液化冷却935.19935.19糖化冷却965.03965.03灭菌配料151.2冷却1545发酵冷却14496提取、吸水41.3中和配料88.2脱色、洗柱12361236洗炭4444精制、育晶9冷却997099709970动力、锅炉840冷冻、空压及其他7174000717累计16300.515456.221397097.213911.224设备的选型与计算通过以上计算作为依据最终确定所需设备的台数。4.1设备平衡计算公式所需设备台数：式中：操作周期=运转时间（h）+附注时间（h）投放料次数：运转台数：4.2精制车间设备选型4.2.1精制车间年产4万吨MSG，日产100%MSG78.74吨，精制收率为95%。中和工序精制实际转化率：日投谷氨酸量：日投90%湿谷氨酸量：中和罐计算每日投谷氨酸255.20t/d，味精含量40%（w/v），比重1.16，则其质量为：，体积为：设中和罐的体积为40m³，采取平底，取D：H=1.5得D=4.24m，取D=4200mm，则H=2800mm。实际取填料系数为75%，则每罐实际装料为周期取3.5h，则所需罐数为：取4台，另预留一台材料及安装：选用不锈钢1Cr18Ni9Ti，地下安装，敞口。搅拌机设备：选用桨式搅拌。转速45r/min，二档D：B=8，D=1800mm，B=225mm，厚16mm，轴径110mm。传动比为35的M10-222型立式减速器。选用功率为5.5kw，电流为11.25安培，效率为87%，转速n为1450r/min的JQ2-F-51-4型电机。蒸汽计算直接蒸汽加热，从20℃到65℃。中和液比热：式中，0.4——味精比热40%——味精含量每罐需蒸汽：式中，651.6——20℃下水蒸汽焓54.98——65℃下水蒸汽焓折合体积：式中，0.6621——20℃下水蒸汽比热加热时间0.5h，则蒸汽量为：管径：式中，Q——蒸汽流量m³/hV——蒸汽流速，取30m/s（20-40m/s）则：，取管径176mm材质：不锈钢1Cr18Ni9Ti，壁厚3mm。每天消耗蒸汽量：其他配备设备放料泵型号为F65-40，不锈钢材质，流量34.2-14.76m3/h扬程在36.2-45.5m范围内，功率11kw通风消泡盘管位于液面上方，管径大小为50mm选用1Gr18Ni9Ti材料，开φ10mm的小孔目的：防止中和时因起泡过多而导致溶液溢出。水管管径50mm，壁厚3.5mm，材料1Gr18Ni9Ti通入罐底部，距底约28mm配碱池V=6m³，H：D=1.5，得D=2.25m取D=2300mm，H=3450mm，置于地下。第一次加粉炭湿Glu：粉炭=1：0.002则每罐加：每天加：离子膜碱每罐用4.2.2脱色、除铁中和液脱色每日处理量941.38t，811.54m³，各道母液来回。脱色总量与中和液基本相当，则每天总量：，脱色周期为3.5h，脱色罐与中和罐配套取40m³，填料系数为75%，仍取H：D=1.5，为便于取锥形顶，D=3.05m，取D=3000mm，则H=4500mmm，则h=2.64m实际，每罐实际装料则所需脱色罐个数为选不锈钢材质，1Gr18Ni9Ti，壁厚4.0mm，放料时间50min。出口流量：出料管径：，V取0.8m/s，则取D=65mm，壁厚4.0mm搅拌形式及桨叶。电机均为标准件，同中和罐选型。加粉状活性炭湿Glu：粉炭=1：0.003每天加粉炭：每罐用量：Na2S用量：按5.47kg/t中和液计算，加入后含Na2S为10%每天加Na2S：其含水量：4.2.3板框压滤机板框过滤，结构紧过滤推动力打，辅助设备少，过滤洗涤条件好，滤饼含水少，但劳动强度大，间歇操作。选用BM70-810/25型，框数54，总过滤面积为70㎡，主要材料为碳钢，电机为3DI-320，10%水洗，共选12台。中和脱色液贮槽5m³，选16个，材料为1Gr18Ni9Ti，H：D=1.5取D=1600mm，则H=2400mm。4.2.4K-15炭柱当炭柱直径过大时，色谱柱再生上柱会形成死角（大于1.4m），因此需要降低上柱量；进、出料不平衡会导致干柱，因此一般选择径高比小于1：4.5，因为径高比越大吸附效果越好即成正比关系，选用直径D＝1.0m，D：H＝1：4.2，H＝4.2m。填料系数一般在60-70%之间，取65%，交换量为20-25倍炭体积，取20倍。脱色液每天处理为811.54m³，加水洗涤，加洗水10%，即81.154m³。采用椭圆形封头，曲高为2500mm，直边高40mm，容积0.162m³。故装炭量：总交换液量：上注液量一般为2-3倍体积/h，取2.5倍。故上注液量为：而吸水再生时间为2天，因此共需柱子进口炭柱的结构选用硬度大且块头大的石块支撑起整个炭柱，如硅石，直径小的石块位于炭柱上部，直径范围在16-26，10-16，6-10，3-6，1-3共5层，每层厚度约10cm。炭柱隔层用补胶花板，开孔率10-20%。罐顶有保证溶液均匀通过的分布装置。被交换溶液与再生剂共用一个进水管进入炭柱，罐底设置反吸水口，排料设置另一个管道，控制酸碱的阀门采用G421-10补胶隔膜阀门。罐身有人孔，以便于装卸炭等，灯孔也装在罐壁上。安装支座采用A3钢柱体重约式中，7.86——钢的密度，0.4——炭的比重封头约0.08t，装炭约：装液量约：式中，1.18——脱色液的比重总重：要求支座允许负荷10t。洗脱再生剂的计算：10%的水洗：用水4%浓度的NaOH用量为炭体积的2倍，每天再生4柱：先10m³贮罐2只。4%浓度的HCl再生，用量为炭体积的2倍。用37%盐酸配制，每天用量为式中，4%的HCl溶液ρ取1，1.19为37%的盐酸密度取与碱同样贮罐1个。脱色液贮槽暂存槽取体积为40m³，H：D=2，取V=40m³，D：H=1：2.5配碱罐一个、酸罐两个选16m³，H：D=34.2.5蒸发浓缩结晶罐选用列管式减压结晶罐，优点是蒸发强度大，加快了结晶速度，缺点是存在伪晶的可能。容积40m³，先加底料37.5m³，MSG含量为40%，后流加母液43.3m³，MSG含量为38%，每罐产MSG16t。蒸汽压力.03-0.3MPa，真空度：0.078-0.083。蒸发计算蒸发量由表3.2.5精制工序物料衡算汇总得蒸发量为470.46t/d，因为需3罐，所以平均每罐蒸发量为：操作周期20h，蒸发时间18h，平均每小时蒸发：平均每小时蒸发体积为：式中，7.76——每千克二次蒸汽的体积取二次蒸汽在升气管中的流速为12m/s（一般为8-15m/s）则有每罐蒸汽每小时高峰消耗用量2653.3kg/h，每日耗量为20.8t/d结晶罐40m³，取H：D=2.5，采用椭圆形封底，封盖。曲面高度h1=550mm，支边高度h2=40mm，V’=1.54m³整个罐各段受压力不同，各段计算应不同，但考虑制造安装方便和安全性，取上下一致，按承压最大的下部设计壁厚。式中，D——罐体直径（cm）P——罐壁承受压力（kgf）H’——高度C——腐蚀余量，本设计取0.2cmE——不锈钢弹性系数，取2.1根据《化工设计手册》封头在此压力下，壁厚应大于3%的直径，即3%D=84mm，另加2mm余量，为86mm。所以57mm符合要求，设计壁厚为57mm。结晶罐个数为3个列管传热系数取经验值，k=700kcal/（m²·h·℃）2kgf蒸汽133℃，133℃→70℃，20℃→45℃，∆t1=103℃，∆t2=25℃，所以：加热面积：，q——每小时最大传热量得：采用φ45×6的无缝钢管管取9组，每组宽度为0.3m取U型弯管，曲率半径为0.15×103mm，管间距：所以两端弯管长度为每组管长高度以3.2m计，每一组管长：每组管子圈数：螺带式搅拌材质：1Gr18Ni9Ti式中，CB——为减半器外边缘与罐底距离L——为家排版器浸没高度电机功率的确定（三角传动）其中η1为0.92，η2为0.99，η3为0.98，增加的检修机械密封率为1%，则有：选用YB160L-4型电机，功率为15kw，转速1500r/min，50Hz，效率88.5%减速器选用LC150-19型减速器，轴转速为125r/min。联轴器按扭转刚度计算：选择45#钢材，A=10.6-9.64，现取10，A为随许用扭转应力[I]K变化。按扭转强度计算：最后确定轴径为40mm，选用45#钢。联轴器必须符合国家标准，采用标准件的弹性柱销联轴器，扭矩范围在160-160000，轴径范围12-180mm。使用条件：适用于连接两同心轴的弹性柱销联轴器。工作温度：常温到70℃范围内优点：制造简单，利于日常维护，使用周期长轴封使用旋转密封，化学性质稳定。4.2.6其他设备人孔设2个人孔供给维修人员，圆形，直径φ=500mm。盖板，可卸，法兰密封形式，标准HGJ503-513-86。安全阀直径25mm，工作压力0.05-0.06MPa。使用温度＜200℃，使用介质：水、蒸汽、空气等。压力表选用测量范围在0-60kgf/cm2之内的隔膜式耐蚀压力表，精度等级为2.5。真空压力表测量范围在0-0.1MPa区间内，精度等级1.5。温度计采用WXG-01F型玻璃水银温度计，测量范围在0-100℃。管道进水：冷却水高峰用量是134m³/h，总耗量为582.08m³/h，取流速3m/s。放料：放母液941.38t，811.54m³，每罐放16m³，30min放完，流速为2m/s。视镜加中阀门，置于罐的2.5m高处。温度计口置于4m处。料出口设罐底。罐处保温层。为了降低热量损失，减少能源使用量，保证车间温度不会过高，全部设备及蒸汽管路皆采用保温材料包裹着以及沥青玻璃棉毯。这种材料不仅导热系数低，容量轻，抗腐蚀性强，不会被蛀，吸水率较小，化学性质稳定，无毒，没有刺激性气味，而且使用寿命长，价格容易被人接受，来源丰富，包裹厚度约为100mm。4.2.7混合冷凝器计算二次蒸汽耗量为3.44m³/h，冷却水进口、出口温度分别为30℃、45℃，耗量为134t/h，混合式冷凝器，冷水自上喷淋。式中，G——二次蒸汽Vn——二次蒸汽比重5.336Wn——正气流速（一般20-40m/s）取40m/s取d=810mm，，得H=4050mm每个结晶罐配一个，共三个。4.2.8真空泵、温水池、贮水池每小时出水3.44m³，水蒸汽比热容1.675m³/kg折合体积：采用水环式真空泵，型号sk-12，吸入饱和蒸汽的速率为11.6为11.6m³/min，转速为970r/min，电机功率为22kw，口径100mm，供水量为70，每罐选5台。选YB200L2-2型，额定功率为22kw，转速为970r/min，功率90.2%。温水池与冷却水贮水池均选5m³，选4台配合使用，凉水塔选8台，4台配合使用，，则温水池H=4.68m，D=2.34m，取H=4600mm，D=2300mm，凉水塔D=2300mm，H=4600mm。4.2.9助晶槽及晶体分离助晶槽内一般配制保温夹套和长螺旋式螺旋搅拌器来保证洁净液与罐内温度一致，搅拌与槽壁相隔10-15mm，转速达到10r/min，保温70-75℃，选15m³，3个。配电机Y100L2-4，转速1420r/min，5.5kw，效率为87.0%，材质为1Gr18Ni9Ti，配减速器BLD-4型。选用三足式上卸料离心分离机，型号ss-1000，分离因数560，转速1000r/min，转鼓直径×高度为1000×420，容积为150L，最大装卸量200kg，转鼓材料不锈钢1Gr18Ni9Ti，配电机JQ2-51-4型，功率7.5kw，选用5台，外型2100×1400×960。2个离心液贮池16m³，H：D=3,4.2.10振动流化床干燥器，晶种粉碎机振动输送机槽中多加层多孔板，使得物料能在孔板上跳跃式前进，热风经多孔板吹入使水分充分蒸发，干燥，冷却，筛选步骤同时进行。构造简单，造价低，维修方便。选用振动流化床干燥器，GZQ6×45，尺寸为5005×1286×1700，处理量为300-600kg/h选5台。进风温度80℃以下，味精含水0.2％以下。离心通风机T13287-2型，功率5.5kw，转速2900r/min，通风量4012-7419L/分；筛分机，D2S-520-3型，1台，尺寸：2000×500mm，功率2kw。生产能力为100-200kg/h的万能粉碎机1台，转速达到3800r/min，功率：5.5kw，打成20、30、40目的晶种，按计算量投放晶种。母液处理罐选12m32个，H：D＝1.54.3糖化车间调浆罐材料为A3钢，保温材料树脂玻璃棉，选75m³调浆罐4个，H：D=1.5，D=4m，H=6m，壁厚8mm。储浆罐选80m³储浆罐3个，H：D=1.5，D=5m，H=7.5m，壁厚8mm。维持罐选9m³维持罐2个，H：D=1.5，D=2m，H=3m，壁厚6mm，无上封头，材料为不锈钢1Gr18Ni9Ti。层流罐选11m³层流罐2个，H：D=5，D=1.4m，H=7m，壁厚8mm，材料为不锈钢1Gr18Ni9Ti，外包120mm保温材料树脂玻璃棉。酸储罐、碱储罐1000L各一个喷射泵选用SLJ-91型。储糖罐选80m³储糖罐3个，H：D=1.5，D=5m，H=7.5m，壁厚8mm。糖化罐由糖化工序热量衡算得出需要糖化罐7个。板框过滤机8台，型号为BMS30/630-25，一台用作过滤糖渣。压力罐选20m³压力罐3个，H：D=2.5，D=2m，H=5m。滤液池选100m³滤液池2个，H：D=2，D=4m，H=8m。贮气罐选60m³贮气罐3个，H：D=2，D=3.5m，H=7m。4.4发酵车间发酵罐选用300m³的发酵罐，3个，材质为1Gr18Ni9Ti，H：D=2.5，D=5.35，取D=5400mm，H=13500mm，实际容积V=300.52m³。冷却：6组竖式蛇管，φ76×2，无缝钢管，材质为不锈钢。六弯叶涡轮搅拌器，三级电机JR136-8，功率150kw，750r/min，皮带传动。梳式消泡。单管式空气分布装置，罐底焊上不锈钢分散器，防止罐底腐蚀严重。种子罐一级18m³的种子罐1个，二级3个，留一备用，接种量为10％，材质为1Gr18Ni9Ti，H：D=2.5，D=2.09m取D=2100mm，H=5250mm。椭圆封头。冷却：6组竖式蛇管，φ50×2，无缝钢管。搅拌器采用六弯叶涡轮搅拌器，功率为30kw，730r/min，取V=5m/d，n=80r/min，配电机Y250M-8。梳式消泡。空气分布装置：单管式空气分布装置。液氨贮罐每天约需液氨25m³，配35m³罐1个，材质1Gr18Ni9Ti，卧式。L：D=2.5，得D=2.61m，L=6.53m无机盐贮罐5m³无机盐贮罐1个，材质1Gr18Ni9Ti。流加糖贮罐80m³流加糖贮罐3个，材质1Gr18Ni9Ti。连消灭菌板式换热器：选用人字形波纹板式换热器，7个最大流量：35m3/h，单片面积：0.11m2，最大组合面积：1-6，板片尺寸：658×245，传热系数：300-5800w/（m2·c）设计温度：150/120℃，设计压力：1.6MPa，角孔直径：50mm板片材质：1Gr18Ni9Ti，密封材料：食品胶垫（使用温度-15～150℃）连消：选用两段加热的混合式连消塔流量：10.24m3/h，流速：0.07m/s塔直径：塔高：H＝vτ，取τ＝18s则：H＝0.07×18＝1.26m维持罐30m³维持罐1个，材质1Gr18Ni9Ti。其他发酵设备（材质皆1Gr18Ni9Ti）配料池：1个，40m³。尿素灭菌罐：1个，12m3。过滤器：发酵车间需要4个空气过滤器来提供无菌空气，种子扩大培养需要配置2个空气过滤器供种子发育。计量罐：3个10m3的尿素计量罐，4个8m3的油计量罐。废气处理罐：1个，50m³。废液处理罐：1个，50m³。4.5提取车间每天处理混合液：等电罐：300m³，装料系数：75%，H：D=2，D=5.76m，取D=6m，H=12m。搅拌：桨式搅拌器，20r/min，轴功率12kw。电机：Y250M-8型，750r/min，功率30kw。减速器：单级圆锥直齿轮减速器。蛇形冷却管：材质为1Gr18Ni9Ti，规格为φ57×4，耐酸无缝钢管，采用6组，每组12.97m，共77.82m。离子交换柱：填料系数为75%的732#型酸性阳离子交换树脂，两柱并联。离心机：选6台，高速碟式分流器，幸好FESX-512S-31C，同时配：SS-60A型清洗式过滤器10台，50FB-40型，耐腐泵4台，清水泵15台，螺旋浓浆泵4台。4.6其他设备选型发酵液贮罐：200m³，2个，H：D=1.5上清液贮池：130m³，4个，壁内加衬玻璃钢洗脱剂配制罐：200m³，3个，H：D＝1.5，锥形封底高流分贮罐：80m³，5个，H：D＝1.5硫酸贮罐：10m³，1个，H：D＝1.5分离结晶谷氨酸用离心机：SS-800型离心机6台菌体罐：100m³，1个，H：D＝1.5，椭圆封头。空气分离器：KF-32型。4.7空气系统采风塔：H＝30m，D＝3m；粗过滤器：滤网选择双层油漆铁网，用来除去溶液中的固体颗粒；空压机：4台性能为低噪音且无油润滑式的无油空压机，排气量为50m3/min，排气压力为3.5MPa，电机功率265kw；空气贮罐：15m3，外有保温层，H：D＝1.5，D＝2.4m，H＝3.6m;冷却器：一级冷却选用列管式换热器，循环水走管路，空气走壳程，可以通过摄制改变流体流向的板来提高传热系数，二级冷却选化工生产中常用的立式列管换热器，冷却介质为5%水;旋风分离器：立式圆筒结构；加热器：加热方法为立式列管换热器；总过滤器：定期调换新的PUA（PVA）介质；空气过滤器：无隔板过滤器。4.8制冷系统采用氨制冷压缩机及其附属系统。压缩机：型号8AS17产冷量：511.72/44×104kw/kcal/h转速：720r/min冷却水消耗量：5600kg/h电动机功率：190kw制冷器：型号选用LN-150型油水分离器：型号选用YF-125型蒸发器：型号选用LZL-200型贮氨罐：型号选用ZA-20型集油罐：型号选用JY-300型气液分离器：型号选用AF-150型空气分离器：型号选用KF-32型4.9设备总览如下：表4.9设备一览表编号设备名称型号和规格材料数量备注01调浆罐75m³水泥瓷砖402储浆罐80m³C钢衬里303喷射泵SLJ91型1Gr18Ni9Ti104层流罐11m³1Gr18Ni9Ti205维持罐9m³106酸储罐1000L107碱储罐1000L108储糖罐80m³309糖化罐300m³710板框过滤机B/63012风压11压力罐20m³312滤液池100m³213贮气罐60m³314发酵罐300m³1Gr18Ni9Ti315种子罐18m³1Gr18Ni9Ti416液氨贮罐35m³1Gr18Ni9Ti117无机盐贮罐5m³1Gr18Ni9Ti118流加糖贮罐80m³1Gr18Ni9Ti319电机1220连消塔221