物料衡算.docx
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物料衡算
3.物料衡算
生产过程的总物料衡算
3.1.1生产能力
年生产商品味精（99%）50000t，折算为100%味精为49500t/a。
日生产商品味精（99%）：
50000/320=（t/d），折算为100%味精为155t/d。
3.1.2计算指标（以淀粉质为原料）
计算指标[10]见表。
表计算指标
项目
指标
淀粉糖化转化率
%
发酵产酸率（浓度）
11%
发酵对糖转化率
60%
培养菌种耗糖为发酵耗糖的
%
谷氨酸提取收率
96%
精制收率
95%
商品淀粉中淀粉含量
86%
发酵周期（含辅助时间）
40h
全年工作日
320d
3.1.3物料衡算
（1）1000kg纯淀粉理论上产100%MSG量
1000××%×＝1153.5kg
式中%——谷氨酸对糖的理论转化率
——
＝
＝
（2）1000kg纯淀粉实际产100%MSG量
1000××%×60%×（100%－%）×96%×95%×＝749.6kg
（3）1000kg商品淀粉（含量86%的玉米淀粉）产100%MSG量
×86%＝644.7kg
（4）淀粉单耗
①1t100%MSG消耗纯淀粉量
＝t
②1t100%MSG实耗商品淀粉量
＝t/t
③1t100%MSG理论上消耗纯淀粉量
＝t/t
④1t100%MSG理论上消耗商品淀粉量
＝t/t
（5）总收率可按以下两种方法计算
①
②
（6）淀粉利用率
（7）生产过程总损失
100%－65%=35%
（8）原料及中间品计算
1品淀粉或淀粉乳用量：
日产100%味精155t，单耗商品淀粉，日耗商品淀粉量
155×＝d
相当日耗100%淀粉：
×86%＝t/d
如使用°Bé，含淀粉30.113g/dL的淀粉乳，日耗量为
30%=d（30.113g/dL≈30%）
②糖化液量：
日产纯糖量
×86%××%＝t/d
只算为30%或34g/dL的糖液
30%=;34=m3
③发酵液量：
发酵液中纯谷氨酸量
×60%×（100%－%）＝d
折算为谷氨酸11g/dL的发酵液量
11=d
×＝d为发酵液相对密度）
④提取谷氨酸量：
产纯谷氨酸
×96%＝d
折算为90%湿谷氨酸量
90%＝t/d
3.1.4总物料衡算结果
总物料衡算结果汇总见表。
表总物料衡算结果（年产2万t味精）
原料
规格
玉米淀粉原料
生产1t100%MSG
日（耗）产量（t/d）
玉米淀粉/t
86%
糖液/t
30%
谷氨酸/t
90%
味精/t
100%
155
制糖工序的物料衡算
（1）淀粉浆量及加水量淀粉加水比例为1:
，1000kg工业淀粉产淀粉浆
1000×（1＋）＝2800kg
加水量为1800kg。
（2）粉浆干物质浓度
（3）液化酶量使用耐高温α-淀粉酶（液体，20000U/mL），加酶量10U/g干淀粉。
1000kg干淀粉加酶量
0.5L液化酶质量约为0.6kg。
（4）CaCl2量一般加量为干淀粉的%，即1000kg干淀粉加CaCl2
1000×%＝1.5kg
（5）糖化酶量一般加糖化酶量为120U/g干淀粉，如液体糖化酶为100000U/mL，则每1000kg干淀粉加糖化酶量
1.2L糖化酶质量约为1.5kg。
（6）糖液产量
30%的糖液相对密度，相当于×30%＝34g/dL
3134/＝2768L
（7）过滤糖渣量湿渣（含水70%）10kg，折干渣量
10×（1－70%）＝3kg
（8）生产过程进入的蒸汽冷凝水及洗水量
3134＋10－－2800＝340.4kg
（9）衡算结果（年产5万吨味精）根据总物料衡算，按日投入商品淀粉，物料衡算汇总见表。
表制糖车间物料衡算汇总表
项目
物料比例/kg
日投料量/t
项目
物料比例/kg
日产料量/t
商品淀粉
1000
30%糖液
3134
配料水
1800
滤渣
10
液化酶
CaCl2
糖化酶
蒸汽冷凝水及洗水量
累计
3144
3144
发酵工序的物料衡算
（1）发酵培养基和用糖量1000kg商品淀粉，可产100%糖量
1000×86%××%＝940kg
其中初始发酵定容用糖占53%，即940×53%＝498kg（100%糖）；流加补量用糖占47%，即940×47%＝442kg（100%糖）。
初糖用30%的糖液配料：
，即
初糖配13g/dL，初定V＝
，13g/dL糖液相对密度，则
3831×＝4023kg
流加补糖用60g/dL浓糖浆（相对密度），则
，737×＝901kg
（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。
表发酵配料用各种营养物比例
成分
数量（t）
数量（kg）
玉米浆（CSL）
糖蜜
MgSO4·7H2O
KCl
Na2HPO4·12H2O
其他（生物素等）
总计
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
（4）接种量发酵初定容3831L，种量为10%，即383L。
种子液相对密度，则
383×＝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%×%×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，即：
×＝160kg
99%液氨在35℃相对密度为，160/＝272L
（7）加消泡剂量一般1t谷氨酸加消泡剂5kg，则
消泡剂相对密度为，＝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%×%＝555.5kg
生成1mol谷氨酸产3molH2O；生成1mol菌体产7molH2O。
根据发酵反应式，发酵产生的水分为
长菌过程产生水分，1g菌体产酸11g，应产生水分为
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（1mmHg=）；排风32℃，相对湿度100%，水蒸气分压27mmHg。
进罐空气的压力为大气压（表压）（1大气压＝×105Pa）,排风大气压（表压），出进空气的湿含量差
通风比1:
，发酵液数量5000L，带走水分量
5000××60×32×××＝37kg
式中60——60min
32——发酵时间，h
——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＋＋160＋＋－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——空消时耗用的蒸汽量
发酵液相对密度，＝5050L，每日产发酵液，即＝2350m3/d。
（12）衡算结果汇总年产2万吨味精，日投商品淀粉（86%），配料、连续灭菌和发酵工序的物料衡算汇总见表。
表配料、连续灭菌和发酵工序物料衡算汇总表
项目
1t工业淀粉之匹配物料/kg
每天进入系统的物料/（t/d）
项目
1t工业淀粉之匹配物料/kg
每天离开系统的物料/（t/d）
30%糖液
1660
发酵液
60g/L浓糖浆
901
尾气带水
37
玉米浆
损失
13
糖蜜
无机盐等
配料水
830
灭菌进入蒸汽及补水
1120
种液
391
反应水
液氨
160
消泡剂
空消蒸汽
累计
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）%硫酸用量为纯谷氨酸用量的90%，即×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：
×96%＝533.3kg
90%Glu量：
90%＝592.6kg
（6）加水量479kg。
（7）洗水量为90%Glu量的%，即×%≈86kg。
（8）母液（上清液）数量
7836＋479－＋86＝7808kg
（9）物料衡算汇总根据以上计算，再乘以（日投商品淀粉数量），即得出每日的物料量，汇总见表。
表谷氨酸等电工序物料衡算汇总表
项目
1t商品淀粉及相应物料/kg
每天进入系统的物料/（t/d）
项目
1t商品淀粉及相应物料/kg
每天离开系统的物料/（t/d）
发酵液
5404
90%Glu
57
高流
2432
母液
7808
水
565
累计
8401
8401
3.4.2离交工序
（1）母液调pH用硫酸量1t商品淀粉相应用%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×12%＝64kg。
（5）高流量2432kg。
（6）排出废液量废液中含Glu0.29g/dL，相对密度。
，即7655×＝7808kg
（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。
表离交工序物料衡算汇总表
项目
1t商品淀粉及相应物料/kg
每天进入系统的物料/（t/d）
项目
1t商品淀粉及相应物料/kg
每天离开系统的物料/（t/d）
母液
7808
高流
2432
%硫酸
317＋163＝480
废液
7808
751
99%液氨
64
洗脱液用水
1888
累计
10240
10240
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。
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＝，1kg谷氨酸需100%NaOH0.272kg。
533.3kg100%Glu需用30%液体离子膜碱量
×30%＝484kg
30%NaOH相对密度，484/＝364L。
（3）粉末活性炭用量加活性炭量按纯谷氨酸量的%，533.3kg100%Glu需用活性炭量
×%＝13.3kg
（4）中和脱色液数量要求浓度达到20°Bé，40g/dL。
1696×＝1967kg
式中——含40%MSG溶液的相对密度
（5）废炭渣数量含水75%，则
（1－75%）＝53kg
（6）用水量
1967－593－484－＋53＝930kg
（7）物料衡算汇总见表。
表中和脱色工序物料衡算汇总表
项目
1t商品淀粉及相应物料/kg
每天进入系统的物料/（t/d）
项目
1t商品淀粉及相应物料/kg
每天离开系统的物料/（t/d）
90%Glu
593
57
中和脱色液
1967
离子膜碱
484
废炭渣
53
活性炭
水
930
累计
2020
2020
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
××95%＝644.4kg
（3）产母液量母液平均含MSG25g/dL，则
××（1－95%）/25＝136L
136×＝150kg（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×5%＝32kg。
（6）结晶过程蒸发水分
1967－－150＋200＋32＝1404.6kg
（7）物料衡算汇总见表。
表精制工序物料衡算汇总表
项目
1t商品淀粉及相应物料/kg
每天进入系统的物料/（t/d）
项目
1t商品淀粉及相应物料/kg
每天离开系统的物料/（t/d）
40g/dL中和脱色液
1967
100%MSG
62
结晶过程加水
200
母液
150
分离调水洗水
32
3
蒸发水分
135
累计
2199
2199
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；按年产2万吨味精衡算结果（以日产量为基准）汇总见图。
图味精生产过程物料衡算图（以1000kg商品淀粉为基准）
图味精生产过程物料衡算图（年产2万吨味精，以t/d为基准）
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