8000吨晶体味精发酵车间设计(4)

（13）植物油耗用量 G6

G6?1.5V1?23.5?kg?

（14）谷氨酸（麸酸）量

发酵液谷氨酸含量为：

G1?48%?1?1%??1116.2?kg?

实际生产的谷氨酸（提取率80%）为：

?kg? 1116.2?80%?893

2.1.3 8000t/a味精厂发酵车间的物料衡算结果

由上述生产1000kg味精（100%纯度）的物料衡算结果，可求得8000t/a味精厂发酵车间的物料平衡计算。

具体计算结果如表2 2.1.4谷氨酸提取车间的物料衡算

物料名称 发酵液（m3） 二级种液（m3） 发酵水解用糖（kg） 二级种培养用糖（kg）

水解糖总量（kg） 淀粉(kg) 尿素（或液氨） 糖蜜（kg） 氯化钾（kg） 磷酸氢二钠（kg） 硫酸镁（kg） 泡敌（kg） 植物油（kg） 谷氨酸（kg）

2356.8 2793.7 627.5 69.9 12.53 3.13 9.58 9.4 23.5 893

1.89×107 2.23×107 5.02×106 5.60×105 1.00×105 2.50×104 7.67×104 7.52×104 1.88×105 7.14×106

0.59×105 0.70×105 1.57×104 1747.5 313.3 78.3 239.5 235 587.5 22325

生产1t味精（100%）8000t/a味精生产的的物料量

15.66 0.313 2349 7.83

物料量

1.25×105 2504 3.52×107 6.26×104

392 7.83 1.17×105 195.8

每日物料量

⑴ 生产8000t/a 纯度为99%的味精每日所需的发酵液量为： V发酵液 =392×99%=388.08（m3）

m1=388.08×1050=407484（㎏）

式中——1050为发酵液的相对密度； 每年发酵液量：

407484×320=130395（t）；

16

⑵ 加98%的硫酸量：为发酵液的3.6% 407484×3.6%=14670（㎏）

年用量：

14670×320=4694.2（t） 98%硫酸的相对密度是1.84，故：

14670÷1.84=7.97（m3）；

⑶ 分离前谷氨酸含量：

22325×99%÷80%=27627.2（㎏）

80%——为谷氨酸提取率

分离后每日谷氨酸量：22101.8（㎏） 分离后每年谷氨酸量：7072.56（t） ⑷ 每日谷氨酸分离洗水量：

22101.8×20%=4420.35（㎏） 每年谷氨酸分离洗水量：

4420.35×320=1414.5（t）；

⑸ 每日加晶种量：按发酵液的0.2%投入晶种 4069.7×0.2%=813.94（㎏）

每年需晶种量：

130228.9×0.2%=260.46（t）；

⑹ 每日结晶后母液量：

406965.3+14650.75+813.94－22101.76=400328.23(㎏)

每年结晶后母液量：

400328.23×320=128105(t)。

2.1.5 8000t/a味精厂提取车间物料衡算表

由上述物料衡算的结果，知8000t/a味精厂提取车间的物料量。具体结果如表所示。

表3 40000t/a味精厂提取车间的物料衡算表

物料名称

原料液（发酵液）量 结晶后母液量

每日物料量㎏ 406965.3 400328.23

17

年物料量t

130395 128105

谷氨酸量 硫酸用量 分离洗水量 晶种量

22101.76 14650.75 4420.35 813.94

7072.56 4688.24 1414.52 260.46

2.2管算提取车间的热量衡算

2.2.1提取车间热量衡算的意义和具体计算

⑴热量衡算的意义

a.通过热量衡算，计算生产过程能耗定额指标。应用蒸汽等热量消耗指标，可对工艺设计的多种方案进行比较，以选定先进的生产工艺；或对已投产的系统提出改造或革新，分析生产过程的经济合理性、过程先进性，并找出生产上存在的问题。

b.热量衡算的数据是设备类型的选择及确定其尺寸、台数的依据。

c.热量衡算是组织和管理、生产、经济核算和最优化的基础。热量衡算的结果有助于工艺流程和设备的改进，达到节约能源、降低生产成本的目的。

⑵热量的具体计算

工艺技术基础数据： 年产纯度99%味精8000t； 提取工艺在34h左右完成； 成熟发酵液量406965.3㎏；

发酵液的比热容3.97[kJ/（㎏·K）]； 母液量400328.23㎏；

发酵液由30℃降到5℃需要14h左右； 谷氨酸的比热容1.189[kJ/（㎏·K）]； 谷氨酸晶体的溶解热23.24（kJ/mol）； 硫酸的溶解热92（kJ/mol）；

① 原料液带入热量Q1 Q1=m1c1T1（kJ）

式中 c1——原料液的比热容，kJ/(㎏·℃)；

T1——原料液的温度，℃

Q1=406965.3×3.97×30=48469567.22 （kJ）； ② 随母液带走的热量Q2

18

Q2=m2c2T2（kJ）

式中 c2——母液的比热容，4.03kJ/(㎏·℃)；

T2——母液的温度，℃ Q2=400328.23×4.03×5

=8066613.83（kJ）

③ 随晶体结晶带走的热量Q3

Q3=m3c3T2（kJ）

式中 c3——晶体的比热容，kJ/(㎏·℃)； Q3=22101.75×1.189×5=131394.96（kJ）

④ 硫酸对水的溶解热量Q4

Q4=[（14650.75×98%）÷98]×92×103 =1347840（kJ）

⑤ 谷氨酸结晶时放出的热量Q5（kJ），其数值与物质的溶解热相等。

Q5=（22101.75÷147）×23.24×103 =3494183（kJ）

⑥ 冷却所带走的热量Q6

Q6= Q1＋Q4＋Q5－Q2－Q3

=57244431.42（kJ）

⑦每小时冷却所带走的热量Q7

Q7= Q6÷14=4088887.96（kJ/h）

2.2.2提取车间热量衡算表

表4 8000t/a味精厂提取车间的热量衡算表 进入系统 项目 原料液 硫酸溶解 晶体结晶 合计

离开系统 项目 母液 晶体带走 冷却带走 合计 19

每天的热量（kJ） 48469567.22 13478690 3494183 65442440.22 每天的热量（kJ） 8066613.83 131394.96 57244431.42 65442440.22

设备的设计与选型

3.1 发酵罐

3.1.1发酵罐的选型

评价发酵罐技术性能的主要尺寸是体积氧系数KLa；平均经济性能的依据是溶氧效率g。当前，我国谷氨酸发酵站统治地位的发酵罐仍是机械涡轮搅拌通风发酵罐，即通用罐。主要是因为其历史悠久，资料齐全，在比拟放大方面积累了较丰富的成功经验，成功率高。

选用机械涡轮搅拌通风发酵罐

3.1.2生产能力、数量和容积的确定 ①发酵罐容积的确定：选用100m3罐 ，因为单罐容量越大，经济性能越好，并且应当尽量减少设备数量，在技术管理水平允许的范围内，尽量取较大容量的发酵罐。 ②生产能力的计算：现每天生产99%纯度的味精25t，谷氨酸的发酵周期为48h(包括发酵罐清洗、灭菌、进出物料等辅助操作时间)。则每天需糖液体积为V糖 。每天产纯度为99%的味精25t，每吨100%的味精需糖液15.66m3

V糖?15.66?25?99%?387.59m3

设发酵罐的填充系数υ=70%；则每天需要发酵需要发酵罐的总体积为V（发0酵周期为48h）。

387.59V0?V糖/υ??553.7?m3?

0.7③发酵罐个数的确定：公称体积为200m3的发酵罐，总体积为118 m3

??N1?V0τ387.59?48??9.38?个?

V总υ?24118?0.7?24取公称体积100 m3 发酵罐11个，其中一个留作备用。

实际产量验算：

118?0.7?5?320?8525.1?t/a?

15.66?99%富裕量

8525.1?8000?6.6%

8000能满足产量要求 3.1.3主要尺寸的计算

20

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