50吨L-谷氨酸生产车间设计(3)

生产方法 生产天数 产品质量 倒罐率 发酵周期

中糖发酵，一次等电淀粉糖化转化率 点提取 300 糖酸转化率 纯度99% 1.0% 48h

谷氨酸含量 谷氨酸提取率 日产量

95% 48% 90% 80% 0.17t/a

（2） 主要原材料质量指标

淀粉原料中淀粉含量80%，含水14%。 （3） 二级种子培养基（g/l）配方如下： 表4. 二级种子培养基配方 淀粉 糖蜜 玉米桨

25 20 5～10

硫酸镁 泡敌

0.6 0.6 硫酸亚铁 尿素 硫酸锰

0.002 3.5 0.002

硫酸氢二钾 1.0

（4） 发酵培养基（g/l）配方如下： 表5.发酵培养基（g/l）配方 淀粉 糖蜜 植物油 氯化钾

150 4 1.5 0.8 硫酸镁 泡敌

0.6 0.6 硫酸亚铁 尿素 硫酸锰 0.002 40 0.002 硫酸氢二钾 0.2 接种量2%

3.1.3发酵车间的物料衡算

以生产1000kg纯度100%的L-谷氨酸，需耗用的原料及其他物料量为例: （1）发酵液量

V1=1000÷(150×48%×80%×99%)=17.54(m^3) 式中: 150-发酵培养基初糖浓度kg/m^3

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48%-糖酸转化率 80%-谷氨酸提取率

99%-除去倒罐率后的发酵成功率

(2)发酵液配制需水解糖量 以纯糖汁m1=V1×150=2631(kg) (3)二级种液量 V2=2%V1=0.351(m^3) (4)二级种子培养液需水解糖量 m2=25×V2=8.78(kg) 式中: 25-二级种液含糖量(kg/m^3) (5)生产1000kg L-谷氨酸所需水解糖总量为

m=m1+m2=2639.78(kg)

(6)耗用淀粉原料量 理论上，1000kg淀粉转化生成葡萄糖量为111kg故理论上耗用淀粉量为： m淀粉=2639.78/(80%×95%×111%)

=3129.2(kg)

式中: 80%-淀粉原料含纯淀粉量

95%-淀粉转化率

(7)尿素耗用量

二级种子液耗尿素量为 3.5×V2=1.23(kg) 发酵培养基耗尿素量为 40×V1=701.6(kg) 共耗1.23+701.6=702.83(kg) (8)甘蔗糖蜜耗用量

二级种液耗用糖蜜量为 20×V2=7.02(kg) 发酵培养基耗用糖蜜量 4×V1=70.16(kg)

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共耗7.02+70.16=77.18(kg) (9)氯化钾耗量 m kcl=0.8×V1=14.04(kg) (10)磷酸氢二钾耗用量 m3=0.2V1=3.508(kg) (11)硫酸镁耗用量 m硫酸镁=0.6(V1+V2)=10.74(kg) (12)泡敌耗用量 m泡敌=0.6×(V1+V2)=10.74(kg) (13)植物油耗用量 m植物油=1.5×V1=26.31(kg) (14)谷氨酸量

①发酵液谷氨酸量 m1×48%(1-1%)=1250.3(kg) ②实际生产的谷氨酸量（提取率80%）1250.3×80%=1000.2(kg)

3.1.450t/aL-谷氨酸发酵车间的物料衡算表

由上述生产1000kgL-谷氨酸(100%纯度)的物料衡算结果，可求得100t/a物料衡算表

表6.年产L-谷氨酸吨的物料衡算表 物料名称

生产1tL-谷氨酸(100%)物料量 17.54 0.351 2631 8.78 2639.78 3129.2 702.83 77.18 14.04 3.51 10.74 10.74 26.31 1000.2

50t/a物料量

每发酵周期物料量 5.84 0.117 843.66 2.92 1043.06 521.53 234.26 25.72 4.68 1.17 3.58 3.58 8.77 333.34

发酵液量/m^3

二级种子液量/m^3 发酵用糖

二级种子液用糖 糖液总量 淀粉 尿素 糖蜜 氯化钾

磷酸氢二钾 硫酸镁 泡敌 植物油 谷氨酸

877 17.55 1.266E5 439 1.32E5 1.56E5 35141.5 3859 702 175.5 537 537 1315.5 500001

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3.250t/aL-谷氨酸发酵车间热量衡算

3.2.1蒸汽消耗量计算

（1）按直接蒸汽混合加热估计升温过程所需的蒸汽量D1

D1=G×c(t2-t1)(1+η)/(i-t2×c)

=877×1.08 ×1000×(121-20)×4.18×(1+10%)/(2725.3-121×4.18) =1.62×10E5 (千克) 式中: G—培养基液体量，千克

C—培养基料液比热容，千焦/（千克×摄氏度） t2—加热到的料液温度，摄氏度 t1—加热开始的料液温度，摄氏度

i—蒸汽热焓,千焦/千克

η—加热过程中热损失而增加的蒸汽消耗量5%-10%.这里取10%

D1—升温过程中所需蒸汽量，千克

(2)发酵罐实罐灭菌保温时的蒸汽量D2

保温时蒸汽消耗量D2与操作有很大关系,比较难计算.一般按直接蒸汽加热时消耗量的30%-50%来估算,D2=（30%-50%）D1

D2=50%×D1=0.81×10E5(千克)

(3)发酵罐实罐灭菌过程的蒸汽消耗量D

D=D1+D2=2.43×10E5(千克)

(4)种子罐实罐灭菌蒸汽消耗量D0 所以根据种子罐的接种量为2% 估算蒸汽消耗量为D0=2% D=4860(千克) (5)发酵车间总消耗蒸汽量D总

D总=D+D0=2.47×10E6(千克)

(6)全厂消耗蒸汽量D全

D全=1.2 D总=2.97×10E5(千克)

3.2.2冷却水用量计算

(1)灭菌降温Q的计算

Q=CM△T=877×1.08×1000×4.18×(121-32)=3.52 ×10E5(千焦)

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(2)发酵热QF的计算

QF=1%×Q=3.52×10E3(千焦) (3)计算冷却水用量

W=(Q+ QF )/C2△t=3.52 ×10E5+3.52×10E3/（4.18×3）=2.84×10E4kg 式中 C2——冷却水的比热容,千焦/(千克×摄氏度) △t——循环水取3℃;冷冻水或冷盐水取5℃

W——冷却水用量,千克

所以根据种子罐的接种量为2%

估算冷却水用量为(1+2%)W=2.89×10E4kg

则根据经验估算的整个工厂水用量为2×2.89×10E4 =5.78×10E4kg

3.2.3耗电用量计算

(1)发酵用量

搅拌机的额定功率为90Kw

用电量W1=90×48×150×2×80%=1036800 度 (2)种子罐用电量

搅拌机的额定功率为0.6Kw

用电量W2=0.6×14×150×3×80%=3024度 (3)小计

W0=W1+W2=1039824度 (4)总电量

全厂总电量=1.2 W0=1247788.8 度

4食品安全与生产安全

.4.1食品安全

本工厂母液中富马酸含量约为1%，残糖0.8%-0.6%,还含有约1%的L-谷氨酸生产菌种,这样的废水排入环境势必会影响环境卫生.

采用的处理工艺如下:

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废水

预沉淀 污水泵

.4.2生产安全

高度重视安全生产，认真贯彻安全第一、预防为主、全员动手、综合治理的方针，坚持全员、全过程、全方位、全天候的安全管理原则，在人员、资金、设施等方面提供切实保证，建立了一套有效的安全工作体系，连续实现安全生产总体平稳。建立了一整套安全管理的制度、规定，并持续补充完善，做到了各项工作有章可循。对风险较大的现场作业实行严格的作业许可证制度和安全确认制度。建立了安全检查网络体系，认真组织各类专项安全检查和安全大检查。严格执行国家规定的安全预评价制度，对新建、改建、扩建项目实行安全设施、消防设施、职业卫生设施与主体工程同时设计、同时施工、同时投产的“三同时”监督。积极治理隐患，努力创造安全文明的生产环境。对已建成的装置、设施和公用工程，开展风险评价，积极进行隐患治理，按照分级管理、分步实施的原则，从隐患的检查评估、制定方案、立项审批直到竣工验收的全过程，实施规范化、程序化管理。2005年总部隐患治理项目共628项，总投资13.89亿元，一批重大隐患得到治理，有力地保证了装置的安全生产。积极推进HSE（健康、安全、环境）一体化管理。中国石化的HSE目标是：“追求最大限度地不发生事故、不损害人身健康、不破坏环境，创国际一流的HSE业绩”。各企业按照总部的统一部署，全面推行HSE管理体系，进一步规范了安全行为，为企业建立安全生产的长效机制奠定了基础。重点加强对关键生产装置、要害生产部位等重大危险源的安全监督管理，有针对性地制定重大事故防范措施及应急救援预案，并组织开展事故预案演练，提高应对突发事故的能力。同时，采用国际上先进的安全评价方法，对在役装置的安全性进行评价，及时发现并消除生产装置存在的缺陷和隐患，确保安全生产。

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