谷氨酸生产工艺计算.docx
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谷氨酸生产工艺计算
工艺计算
第一节：
物料平衡计算
凡引入某一系统或设备的物料重量Gm,必需等于用于转化形成产物所消耗的物量Gp和物料损失之和Gt
Gm=Gp+Gt
一、物料衡算目的：
（1）确定生产设备的容量、个数和主要设备尺寸；
（2）工艺流程草图设计
（3）水、蒸汽、热量、冷量衡算；
（4）控制生产水平。
二、方法
1．给出物料衡算流程示意图
2．选定计算基准
a.按每批投料量进行计算；
b.按每吨产品消耗的原料量计算；
c.按时间计算。
3．确定工艺指标及消耗定额以及相关的基础数据；
4．列出各工艺阶段的物料衡算表并绘出物料流程图。
三、实例（以年产商品味精10000t为实例）
（一）、生产规模及产品规格
（1）99%规格的味精占80%，即8000t/a;
（2）80%的味精占20%，即2000t/a；
折算为100%味精为：
8000×99%+2000×80%=9520（t/a）
（二）、生产工作制度
全年生产日320天；2~3班作业，连续生产。
（三）、主要工艺技术参数
序
生产工序
参数名称
指标
号
淀粉质原料
糖蜜原料
1
制糖（双酶法）
淀粉糖化转化率%
≥98
2
发酵
产酸率g/dl
≥8.0
≥8.0
3
发酵
糖酸转化率%
≥50
≥55
4
谷氨酸提取
提取收率%
≥86
≥80
5
精制
GLU-MSG收率%
≥92
≥90
6
发酵
操作周期h
≤48
≤48
原料及动力单耗表
序号
物料名称
规格
单耗（t/t）
大米原料
糖蜜原料
淀粉原料
1
玉米淀粉
含淀粉86%
2.12
2
大米
含淀粉70%
3.0
3
糖蜜
含糖50%
3.97
4
硫酸
98%
0.45
0.45
0.45
5
液氨
99%
0.35
0.35
0.35
6
纯碱
98%
0.34
0.34
0.34
7
活性炭
0.03
0.02
0.10
8
水
309
309
309
9
电
2000Kwh/t
2000Kwh/t
2000Kwh/t
10
蒸汽
11.4
11.4
11.4
生产过程的总物料衡算
（一）生产能力
以年产商品MSG1000t为实例。
折算为100%MSG9520t/a。
日产商品MSG：
1000/320=31.25（t/d）（其中99%的MSG25t，80%的MSG62.t）
日产100%MSG：
9520/320=29.75（t/d）
（二）总物料衡算（以淀粉质原料为例）
（1）1000kg纯淀粉理论上产100%MSG量：
1000×1.11×81.7%×1.272=1153.5（kg）
（2）1000kg纯淀粉实际产100%MSG：
1000×1.11×98%×50%×86%×92%×1.272=547.4（kg）
（3）1000kg工业淀粉（含量86%的玉米淀粉）产100%MSG量：
547.4×86%=470.8（kg）
（4）淀粉单耗
①1t100%MSG消耗纯淀粉量：
1000/547.4=1.827（t）
②1t100%MSG实际消耗工业淀粉量：
1000/470.8=2.124（t）
③1t100%MSG理论上消耗纯淀粉量：
1000/1153.5=0.8669（t）
④1t100%MSG理论上消耗工业淀粉量：
0.8669/86%=1.008（t）
（5）总收率：
可以按以下两种方法计算。
①实际产量（kg）/理论产量×100%=547.4/1153.5×100%=47.45%
②（98%×50%×86%×92%）/81.7%×100%=47.45%（6）淀粉利用率：
1.008/2.124×100%=47.45%
（7）生产过程总损失：
100%－47.45%=52.55%
物料在生产过程中损失的原因：
①糖转化率稍低。
②发酵过程中部分糖消耗于长菌体以及呼吸代；残糖高；灭菌损失；产生其他产物。
③提取收率低，母液中Glu含量高。
④精制加工过程损耗及产生焦谷氨酸纳等。
（8）原料以及中间品的计算
①淀粉用量：
29.75×2.124=63.19（t/d）
②糖化液量：
纯糖63.19×86%×1.11×98%=59.15（t/d）
折算为24%的糖液：
59.15/24%=246.4（t/d）
③
发酵液用量：
纯
Glu
量：
59.15×50%=29.58（t/d）；折算为
8g/dl的发酵液：
29.58/8%=369.8（m3）；369.8×1.05=388.3（t）（1.05为发酵液的相对密度）
④
提取Glu
量：
纯Glu
量：
29.58×86%=25.44（t/d）折算为
90%的Glu量：
25.44/90%=28.27（t/d）
⑤
Glu废母液量（采用等电
-新离子回收法，以排出的废母液含
Glu0.7%g/d计算）：
（29.58-25.44
）/0.7%=591
3
（m/d）
（三）总物料衡算结果
衡算结果列汇总表，如下表：
工业原料，淀粉含量
86%；糖含量50%。
原料
淀粉质原料（玉米淀粉）
糖蜜（甜菜糖蜜）
生产1T100%MSGt/d
生产1t100%MSGt/vd
工业原料
2.124
63.19
3.97
118
糖液24%（t）8.28
246.4
谷氨酸（90%）（t）0.95
28.27
0.9728.87
MSG（100%）（t）1.0
29.75
1.029.75
排出含
0.7%谷氨19.87
591
酸废母液
排出含
1%谷
酸废母液
21.84
650
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：
2.5，1000kg工业淀粉浆1000
×（1+2.5）=3500kg；加水量为2500kg。
（2）粉浆干物质浓度
10005×86%/3500=24.57%
（3）液化酶量：
使用液体a-淀粉酶
35005×0.25%=8.75kg
（4）CaCl2:
量3500×0.25%=8.75kg
（5）糖化酶量：
用液体糖化酶3500×0.25%=8.75kg
（6）糖化液产量1000×86%×1.11×98%/24%=3898kg24%糖化液的相对密度为1.093898/1.09=3576（L）
（7）加珍珠岩量：
为糖液的15%
3898×0.15=5.85kg
（8）滤渣产量：
含水70%废珍珠岩
5.85/（1-0.7）=19.5kg
（9）生产过程进入的蒸汽和洗水量
3898+19.5-3500-（8.75×3）-5.85=385.4kg
（10）衡算结果（年产万吨味精）：
根据总物料衡算，日投入工业淀粉63.19t，物料衡算汇入下表：
制糖工序物料衡算汇总表
进入系统
离开系
项目
物料比例
日投料量
项目
物料比例
日投料量
kg
kg
工业淀粉
1000
63190
糖液
3898
246315
配液化酶
2500
157975
滤渣
19.5
1232
料水
8.75
553
CaCl2
8.75
553
糖化酶
8.75
553
珍珠岩
5.85
370
洗水和蒸汽
385.4
24353
累计
3917.5
247547
累计
3917.5
247547
三连续灭菌和发酵工序的物料衡算
（1）发酵培养基数量
①1000kg工业淀粉，得到24%的糖化液3898kg。
发酵初始糖浓度16.4g/dl，其数量为：
3898
24%
5704（L）
16.4%（W/V）
16.4g/dl的糖相对密度为1.06，5704×1.06=6046kg
②配料
按放罐发酵液的体积计算：
5704×16.4%/16%=5847（L）
玉米浆：
5847×0.2%（w/v）=11.7kg
甘蔗糖蜜：
5847×0.3%（w/v）=17.5kg
无机盐：
5847×0.2%（w/v）=11.7kg
配料用水：
配料时培养基的含糖量不低于
19%，向24%的糖液中加入水量为：
3898
×24%/19%-3898=1026（kg）
③灭菌过程中加入蒸汽及补水量：
6046-3898-1026-11.7-17.5-11.7=1081kg
④发酵零小时数量验算：
3898+11.7+17.5+11.7+1026+1081=6046kg
其体积为：
6046/1.06=5704（L）
与以上结果计算一致。
（2）接种量5847×1%（w/v）=58.5（L）
58.5×1.06=62kg
（3）发酵过程加液氨数量，为发酵液体积的2.8%：
5847×2.8%=164kg
（4）加消泡剂量：
为发酵液的0.05%。
5847×0.05%=2.9kg消泡剂的相对密度为0.8，2.9/0.8=3.6（L）
（5）发酵过程从排风带走的水分
进风25℃相对湿度为70%，水蒸汽分压18mmHg,排风32℃，相对湿度为100%，水蒸汽分压27mmHg。
进罐空气的压力为1.5大气压，排风0.5大气压。
进出空气的湿含量差为：
X出-X进=0.622
27
100%
0.622
18
70%
760
27
100%
760
18
70
1.5
2.5
=0.0149-0.0042=0.01（kg水/kg干空气）
通风比:
1:
0.2,带走水量:
5847×0.2×60×36×1.157×0.001×0.01=29（kg）
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