味精工艺设计(7)

12?＝1.9台，取2台。

（18－2）24式中 2——每结晶罐投入的晶种量，t 4.5.1热平衡与计算蒸汽加热量

每罐投入40g/dL的中和脱色液（俗称原液）37.5 m3，流加30g/dL母液43.3 m3，过程中加水8 m3，在70~75℃下真空蒸发结晶，浓缩2h，育晶10 h，放料数量25 m3。

（1）热量衡算

①来料带入热量：进料温度35℃，比热容为3.5 kJ/（kg·℃）。

Q来料＝（37.5×1.16＋43.3×1.13）×3.5×35×103＝1.13×107kJ

②加水带入热量

Q来水＝8×1×4.186×35×103＝1.17×106 kJ

③晶种带入热量：MSG比热容为1.67 kJ/（kg·K）。

Q来晶＝2000×1.67×20＝6.68×104 kJ

④结晶放热量：MSG结晶热为12.7 kJ/mol

（18－2.0）?106?12.7Q晶热＝＝1.09?106kJ

1873

⑤母液带走热量：分离母液25 m，折算为相对密度1.26时为31.5t，比热容为2.83 kJ/（kg·℃）。

Q母液＝31.5×103×2.83×70＝6.24×106 kJ

⑥二次蒸汽带走热量

Q二次蒸汽＝[37.5＋43.3＋8－（25×1.26）]×2626×103＝1.5×108 kJ

式中 25——结晶罐放料时的结晶液量，m3 1.26——结晶液相对密度

2626——在70℃时水蒸汽的焓，kJ/kg ⑦随结晶MSG带走热量

Q出晶＝18×103×1.67×70＝2.1×106 kJ

每罐结晶过程需外界供给热量：

Q＝（Q母液＋Q二次蒸汽＋Q出晶）－（Q来料＋Q来水＋Q来晶＋Q晶热）

＝（6.24×106＋1.5×108＋2.1×106）－（1.13×107＋1.17×106＋6.68×104＋1.09×106） ＝1.45×108 kJ

（2）计算蒸汽用量 每罐次用汽量：热损失按2%计算。

1.45?108D＝＝69341kg/罐次＝69.3t/罐次 （2738.5－604.7）?（－12%）式中 2738.5——使用0.3MPa（表压）蒸汽的焓，kJ/kg

604.7——使用0.3MPa（表压）蒸汽冷凝水的焓，kJ/kg 每台罐每小时耗蒸汽量：69.3/12＝5.8 t/h

2台罐运转，每日耗蒸汽量：5.8×2×24×0.8＝222.72 t/d 式中 0.8——结晶罐运行均衡系数

平均用汽量：222.72/24＝9.28 t/h 4.5.2二次蒸汽冷凝所消耗循环冷却水量

（1）二次蒸汽数量（即水蒸发速度） 使用大气冷凝器，用水直接冷凝二次蒸汽，冷却水一般采用来自发酵车间的循环冷却水（二次水）。结晶罐二次蒸汽平均蒸发速度：

37.5＋43.3＋8－25＝5.32m3水/h

12（2）冷却水用量 使用循环水进口温度30℃，出口温度45℃，70℃时水蒸汽的焓2626.8 kJ/kg。每台罐需冷却水量：

625.32?1000?（2626.8－45?4.186）＝206601kg/h＝207t/h

（[45＋273）－（30＋273）]?4.1862台罐高峰用水量： 207×2＝414 t/h

每日用水量： 414×24×0.8＝7948.8 t/d 式中 0.8——结晶罐运行均衡系数

平均用水量： 7948.8/24＝331.2 t/h

为保证循环水温度不高于30℃，需采用1台降温冷却塔（800 m3/ h），根据季节、气温变化，补充适量二次水。

4.6干燥过程的热量衡算

分离后的湿MSG含水2%，干燥后达到0.2%；进入加热器的热空气为18℃，相对湿度为70%，通过加热器使空气升至80℃后进入干燥器，从干燥器出来的空气为60℃。

（1）日产100%味精62t，日产湿味精64t，湿味精产量为2.67 t/h，干燥时需蒸发水量：

64?2%－62?0.2%W＝＝0.048t/h＝48kg/h

24（2）味精干燥过程所需热量

Q＝Q汽化＋Q物料＋Q损失

＝Wγ＋G×1.67×（T2－T1）＋Q损失

（48×2423.7＋2.67×103×1.67×42） ＝1.15×

＝349153 kJ/h 式中：Q——味精干燥过程所需热量，kJ/h Q汽化——物料中水分蒸发所需热量，kJ/h Q物料——加热物料所需热量，kJ/h

Q损失——损失热量（通常为有效热量的15%），kJ/h W——干燥时蒸发水量，kg/h

γ——水的汽化潜热，取2423.7 kJ/kg G——干燥物料量，kg/h

1.67——MSG比热容，kJ/（kg·℃）

42——出料温度40℃与进料温度18℃之差 T2——从干燥器出来的空气温度，℃ T1——进入加热器的空气温度，℃

（3）味精干燥过程需空气量 进入加热器的热空气为18℃，相对湿度为70%，通过加热器使空气升至80℃后进入干燥器，从干燥器出来的空气为60℃。

冷空气湿含量： X0＝0.009kg水/kg干空气

Q349153G＝＝＝17457.65kg/h

c（qT1－T2）0.24?4.186?（[80＋273）－（60＋273）]式中 G——味精干燥过程需空气量，kg/h

cq——空气比热容，0.24×4.186 kJ/（kg·K）

（4）味精干燥过程耗用蒸汽量 使用0.4MPa（表压）蒸汽加热，热损失按10%计。

G（h1－h0）17457.65?（104.5－41.8）D＝?1.1＝?1.1＝0.6t/h

?12108.4式中 D——味精干燥过程耗用蒸汽量，kg/h

G——味精干燥过程需空气量，kg/h h0——冷空气热焓，41.8kJ/kg干空气 h1——80℃空气热焓，104.5 kJ/kg干空气 每日用蒸汽量：0.6×24＝14.4t/d

4.7溴化锂制冷机所用蒸汽量

发酵液冷却用NG84M溴化锂制冷机2台，1台运行，1台备用；使用0.8 MPa蒸汽，耗汽量8.8 t/h。

提取等电液冷却用NG72M溴化锂制冷机1台，用0.8 MPa蒸汽5.16 t/h。 以上合计蒸汽用量为14 t/h。用汽均衡系数取0.9，实用蒸汽量为：

14×0.9＝12.6 t/h

每日用量为： 12.6×24＝302.4 t/d 4.8生产过程耗用蒸汽衡算汇总

衡算结果：每日用蒸汽量：678.3 t/d，平均用汽量为：28.26 t/h，高峰量为34.2 t/h。100%MSG单耗蒸汽量：678.3/62＝10.9t/t。

使用溴化锂制冷机致使蒸汽单耗偏高，但可降低水耗，并且较高温度的蒸汽冷凝水可返回锅炉使用，不但节水，还可提高锅炉热效率，，节约用煤。

以上计算不包括副产品复混肥及生活、采暖等用汽。蒸汽衡算汇总见表4.1。

表4.1 生产过程耗用蒸汽汇总表

生产工序 液化、糖化 连消 发酵罐空消等 中和脱色 精制 干燥 溴化锂制冷机 空气净化及其他

累计

日用量（t/d）

40.8 41.5 6 11.5 222.7 14.4 302.4 39 678.3

平均用量（t/h）

1.7 1.73 0.25 0.48 9.28 0.6 12.6 1.62 28.26

高峰用量（t/h）

2 2 1.2 0.6 11.6 0.8 14 2 34.2

5水平衡

5.1糖化工序用水量

（1）配料用水 日投商品玉米淀粉96t，用水比1:1.8，用水量为

96×1.8＝173 t/d

因连续生产，平均水量＝高峰水量＝173/24＝8t/h，使用新鲜水。

（2）液化液冷却用水量 平均用水量为16.8 t/h；日用水量为403.2 t/d，使用循环水。补充新鲜水量为0.5 t/h。

5.2发酵配料及培养基灭菌后冷却用水量

发酵配料用水量见表3-5：发酵配料用水80 t/d，使用新鲜水。

培养基灭菌后冷却用水量：高峰用水量150 t/h，全天用水量1188 t/d，平均用水量50 t/h，使用循环水。补充新鲜水量为1.4 t/h，每日为33.6t。 5.3发酵过程冷却用水量

溴化锂制冷机冷却循环水量为1706 t/h，每日为40944t。补充新鲜水量为70 t/h，每日为1680t。 5.4谷氨酸提取工序冷却用水量

溴化锂制冷机冷却循环水量为1200 t/h，每日为28800t。补充新鲜水量为48 t/h，每日为1152t。 5.5中和脱色工序用水量

（1）配料用水 每日使用90%谷氨酸57t，中和液含MSG为40%，需加水量90 t/d。使用结晶罐加热用蒸汽的冷凝水。

（2）洗炭柱及炭柱再生用水

①配稀酸稀碱用水：炭柱再生用42%碱液，为味精量的1%，即62×1%＝0.62 t/d，配成3%的

0.62?42%稀碱液为＝8.68t/d；需加水8.68－0.62＝8.06 t/d。使用循环冷却水。

3%炭柱再生用30%盐酸，为味精量的0.75%，即62×0.75%＝0.465 t/d，配成2%的稀酸液为0.465?30%＝7t/d；需加水7－0.465＝6.5 t/d。

2%②洗炭柱及再生处理用水量约为426 t/d。

合计用水量：8.06＋426＋6.5＝440.56 t/d＝18.36 t/h。 5.6精制工序用水量

（1）结晶过程加水 2台30 m3结晶罐，结晶周期12h，结晶过程加冷凝水8t/罐，每日生产4罐批次，共用水32t。

（2）结晶冷却水 每日用水量7948.8 t/d；平均用水量331.2 t/h；高峰用水量414 t/h。使用循环水。

5.7动力工序用水量

年产2万吨味精工厂。

（1）75 t/h锅炉1台（包括复合肥等副产品用汽、生活采暖用汽），共用新鲜水45 t/h。其中味精生产用水量28 t/h，蒸汽冷凝水返回17 t/h，补入新鲜水13 t/h。

（2）240 m3/min离心式空压机2台（开1备1），用循环水70 m3/h，补充新鲜水2.8 t/h。 5.8用水量汇总

（1）新鲜水用量（平均量m3/h）及味精单耗水量

配料＋液化糖化＋发酵（配料、冷却）＋提取＋空压机＋锅炉＝ 8＋0.5＋（1.4＋70）＋48＋2.8＋45＝175.7 m3/h 全日用水量：175.7×24＝4216.8 m3/d

100%味精单耗新鲜水量：4216.8/62＝68 m3/t （2）循环水（平均量m3/h）

液化冷却＋连消冷却＋发酵冷机冷却＋提取冷机冷却＋配稀酸碱及洗炭柱＋结晶冷却＋空压机

＝16.8＋50＋1706＋1200＋18.36＋331.2＋70＝3392.36 m3/h

（3）蒸汽冷凝水

a.结晶工序 结晶罐加热蒸汽用量10 t/h，干燥机加热蒸汽量0.76 t/h，合计为10.76 t/h。 b.溴化锂制冷机用蒸汽14 t/h。

合计用蒸汽24.76 t/h，全天用汽594.24t。

以上蒸汽可以回收利用，回收率按90%计算，每天可回收冷凝水594.24×90%＝534.8 t/d。其中谷氨酸中和用去90 t/d，结晶过程用去32t/d，尚余冷凝水412.8 t/d（17.2 t/h）全部返回锅炉。

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