流加补糖用60 g/dL浓糖浆(相对密度1.223),则
442=737L,737×1.223=901kg
60g/dL(2)发酵配料 每吨商品淀粉产100%糖940kg,发酵配料用各种营养物比例见表3.4。
表3.4 发酵配料用各种营养物比例 成分 玉米浆(CSL)
糖蜜 MgSO4·7H2O
KCl Na2HPO4·12H2O 其他(生物素等)
总计
数量(t) 0.0028 0.0035 0.0024 0.0055 0.0071 0.0007 0.022
数量(kg)
2.8 3.5 2.4 5.5 7.1 0.7 22
(3)配料用水 初始配料时培养基含糖量不低于20%,向30%的糖液中加水量为
3060?(-1)=830kg
20%(4)接种量 发酵初定容3831L,种量为10%,即383L。种子液相对密度1.02,则
383×1.02=391kg
在391kg种液中含有100%糖14kg(用30%糖液46.7kg)、玉米浆5.2kg、甘蔗糖蜜3.4kg、K2HPO40.68kg、蒸汽及水335.02kg。
(5)连续灭菌过程进入的蒸汽及补水量
4023-1660-22-830-391=1120kg
(6)发酵过程中加入99%液氨量 1t商品淀粉产100%糖940kg,产100%谷氨酸
940×60%×98.5%×96%=533.3kg
式中 96%——谷氨酸提取收率
一般发酵耗氨量为谷氨酸量的0.30,即:
533.3×0.30=160kg
99%液氨在35℃相对密度为0.5874,160/0.5874=272L
(7)加消泡剂量 一般1t谷氨酸加消泡剂5kg,则
533.3×5=2.7kg 1000消泡剂相对密度为0.8,2.7/0.8=3.4L
(8)发酵生化反应过程所产生的水分 1t商品淀粉在发酵液中所产生的100%谷氨酸量
940×60%×98.5%=555.5kg
生成1mol谷氨酸产3molH2O;生成1mol菌体产7 molH2O。 根据发酵反应式,发酵产生的水分为
3?18555.5?=204kg
147长菌过程产生水分,1g菌体产酸11g,应产生水分为
555.57?18×=43.3kg 11147以上合计产生水247.3kg。
(9)发酵过程从排风带走的水分 进风25℃,相对湿度70%,水蒸气分压18mmHg(1 mmHg=133.322Pa);排风32℃,相对湿度100%,水蒸气分压27 mmHg。进罐空气的压力为1.5大气压(表压)(1大气压=1.01325×105Pa),排风0.5大气压(表压),出进空气的湿含量差
1.5?760-27?100%2.5?760-18?70%通风比1:0.3,发酵液数量5000L,带走水分量 X出-X进=0.622?27?100%-0.622?18?70%=0.015-0.0042=0.011kg水/kg干空气5000×0.3×60×32×1.157×0.001×0.011=37kg
式中 60——60min
32——发酵时间,h
1.157——32℃时干空气密度,kg/m3
(10)发酵过程化验取样、放罐残留及其他损失 约13kg。 (11)发酵终止时的数量 1t商品淀粉,发酵终止时
1660+901+22+830+1120+391+247.3+160+2.7+119.6-37-13=5403.6kg
(30%糖)+(补浓糖)+(营养物)+(配料水)+(灭菌水)+(种子)+(反应水)+(液氨)+(消泡剂)+(空消蒸汽)-(尾气带水)-(损失)=(终止数量)
式中 119.6——空消时耗用的蒸汽量
发酵液相对密度1.07,5403.6/1.07=5050L,每日产发酵液2514.4t,即2514.4/1.07=2350m3/d。 (12)衡算结果汇总 年产2万吨味精,日投商品淀粉(86%)96.17t,配料、连续灭菌和发酵工序的物料衡算汇总见表3.5。
项目 30%糖液 60g/L浓糖浆 玉米浆 糖蜜 无机盐等 配料水 灭菌进入蒸汽
及补水 种液
反应水 液氨 消泡剂 空消蒸汽 累计
表3.5 配料、连续灭菌和发酵工序物料衡算汇总表
1t工业淀粉之匹配每天进入系统的1t工业淀粉之匹配
项目
物料/kg 物料/(t/d) 物料/kg 1660 159.6 5403.6 发酵液
901 2.8 3.5 15.7 830 1120 391 247.3 160 2.7 119.6 5453.6
86.6 0.27 0.34 1.51 79.8 107.7 37.6 23.8 15.4 0.26 11.5 524.5
尾气带水 损失
37 13 5453.6
每天离开系统的物料/(t/d)
519.6
3.56 1.25 524.5
3.4谷氨酸提取车间物料衡算
采用等电-离交回收工艺(按1000kg商品淀粉相对应量计算)。 3.4.1中和等电工序
(1)发酵液数量 5404kg;5050L。
(2)高流量 为发酵液的45%,即2432kg。
(3)92.5%硫酸用量为纯谷氨酸用量的90%,即533.3×90%=480kg。 (4)等电液数量
5404+2432=7836kg
(5)谷氨酸产量 ①分离前Glu量
100%Glu量:5050×11(W/V)=555.5kg
②分离后Glu量
100%Glu量:555.5×96%=533.3kg 90% Glu量:533.3/90%=592.6kg
(6)加水量 479kg。
(7)洗水量 为90% Glu量的14.5%,即592.6×14.5%≈86kg。 (8)母液(上清液)数量
7836+479-592.6+86=7808kg
(9)物料衡算汇总 根据以上计算,再乘以96.17(日投商品淀粉数量),即得出每日的物料量,汇总见表3.6。
表3.6 谷氨酸等电工序物料衡算汇总表 项目 发酵液 高流 水 累计
1t商品淀粉及相应
物料/kg
5404 2432 565 8401
每天进入系统的物
料/(t/d)
519.7 233.9 54.3 807.9
项目 90% Glu 母液
1t商品淀粉及相应
物料/kg
592.6 7808 8401
每天离开系统的物料/(t/d)
57 750.9 807.9
3.4.2离交工序
(1)母液调pH用硫酸量 1t商品淀粉相应用92.5%硫酸480kg,其总调pH用酸量占66%,即
480×66%=317kg
(2)母液数量 7808kg。
(3)调高流用硫酸量 为总用酸量的34%,即480×34%=163kg。
(4)洗脱液用99%液氨数量 为纯Glu的12%,即533.3×12%=64kg。 (5)高流量 2432kg。
(6)排出废液量 废液中含Glu0.29g/dL,相对密度1.02。
555.5-533.3=7655L,即7655×1.02=7808kg
0.29%(7)配洗脱液用水量
7808+2432-(317+163+64)-7808=1888kg
(8)物料衡算汇总 根据以上计算,汇总见表3.7。
表3.7 离交工序物料衡算汇总表
项目 母液 92.5%硫酸 99%液氨 洗脱液用水
累计
1t商品淀粉及相应
物料/kg
7808 317+163=480
64 1888 10240
每天进入系统的物
料/(t/d)
750.9 46.2 6.2 181.6 984.9
项目 高流 废液
1t商品淀粉及相应
物料/kg
2432 7808 10240
每天离开系统的物料/(t/d)
233.9 751 984.9
3.4.3提取车间物料衡算验算
以1t商品淀粉折纯量860kg为基础进行验算。
发酵液等电液水565kg5404kg 5050L 折纯Glu555.5kg高流 2432kg7836kg母液谷氨酸90%Glu593kg折纯Glu555.5kg提取收率533.3/555.5=96?.5%H2SO4480kg99%液氨64kg洗脱液用水1888kg7808kg 7655L含Glu1.9g/dL折纯Glu146kg废液7808kg7655L含Glu0.29g/dL折纯Glu22kg22/555.5=4%高流2432kg2339L含Glu5.3g/dL折纯Glu124kg
3.5精制车间物料衡算
3.5.1中和脱色工序物料衡算
(1)谷氨酸数量 100%Glu量:533.3kg,90% Glu量:593kg。
(2)离子膜碱用量 理论上1mol谷氨酸需1molNaOH,即40/147=0.272,1kg谷氨酸需100%NaOH0.272kg。533.3kg100%Glu需用30%液体离子膜碱量
533.3×0.272/30%=484kg
30%NaOH相对密度1.328,484/1.328=364L。
(3)粉末活性炭用量 加活性炭量按纯谷氨酸量的2.5%,533.3kg100%Glu需用活性炭量
533.3×2.5%=13.3kg
(4)中和脱色液数量 要求浓度达到20°Bé,40g/dL。
533.3?1.272=1696L
4096×1.16=1967kg
式中 1.16——含40%MSG溶液的相对密度
(5)废炭渣数量 含水75%,则
13.3/(1-75%)=53kg
(6)用水量
1967-593-484-13.3+53=930kg
(7)物料衡算汇总 见表3.8。
表3.8 中和脱色工序物料衡算汇总表 项目 90% Glu 离子膜碱 活性炭 水 累计
1t商品淀粉及相应
物料/kg
593 484 13.3 930 2020
每天进入系统的物料/(t/d)
57 46.5 1.28 89.4 194.18
项目 中和脱色液 废炭渣
1t商品淀粉及相应
物料/kg
1967 53 2020
每天离开系统的物料/(t/d)
189.17 5.01 194.18
3.5.2精制(结晶)工序物料衡算
(1)中和脱色液(俗称原液)数量 1967kg,1696L,20°Bé,含MSG40g/dL。 (2)产MSG量 精制收率95%,产100%MSG量
533.3×1.272×95%=644.4kg
(3)产母液量 母液平均含MSG25 g/dL,则
533.3×1.272×(1-95%)/25=136L 136×1.1=150kg(1.1为母液相对密度)
(4)蒸发结晶过程加水 约为脱色液的10%,即200kg。
(5)MSG分离调水洗水量 约为MSG产量的5%,即644.4×5%=32kg。 (6)结晶过程蒸发水分
1967-644.4-150+200+32=1404.6kg
(7)物料衡算汇总 见表3.9。
项目
40g/dL中和脱色液 结晶过程加水 分离调水洗水
累计
表3.9 精制工序物料衡算汇总表 1t商品淀粉及相应每天进入系统的1t商品淀粉及相应项目
物料/kg 物料/(t/d) 物料/kg
1967 200 32 2199
189.2 19.2 3 211.4
100%MSG 母液 蒸发水分
644.4 150 1404.6 2199
每天离开系统的物料/(t/d)
62 14.4 135 211.4
3.6精制生产过程物料衡算图
以投料1000kg商品淀粉(含量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见图3.1;按年产2万吨味精衡算结果(以日产量为基准)汇总见图3.2。
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