谷氨酸生产工艺计算.docx

1、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 GtGm=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 )、

2、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：800099%+2000 80%=9520 （ t/a）(二 )、生产工作制度全年生产日 320 天； 23 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 % 982发酵产酸率 g/dl 8.0 8.03发酵糖酸转化率 % 50 554谷氨酸提取提取收率 % 86 805精制GLU-MSG收率 % 92 906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

3、(t/t)大米原料糖蜜原料淀粉原料1玉米淀粉含淀粉 86%2.122大米含淀粉 70%3.03糖蜜含糖 50%3.974硫酸98%0.450.450.455液氨99%0.350.350.356纯碱98%0.340.340.347活性炭0.030.020.108水3093093099电2000Kwh/t2000Kwh/t2000Kwh/t10蒸汽11.411.411.4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 MSG6

4、2.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1t 100%MSG 消耗纯淀粉量： 1000/547.4=1.827(t)1t 100%M

5、SG 实际消耗工业淀粉量： 1000/470.8=2.124(t)1t 100%MSG 理论上消耗纯淀粉量： 1000/1153.5=0.8669（ t） 1t 100%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。实际产量（ kg）/理论产量 100%=547.4/1153.5 100%=47.45% （ 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

6、：糖转化率稍低。 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。 提取收率低，母液中 Glu 含量高。 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 淀粉用量： 29.75 2.124=63.19 （t/d） 糖化液量：纯糖 63.1986% 1.11 98%=59.15 （ t/d）折算为 24%的糖液： 59.15/24%=246.4 （ t/d）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

7、 为发酵液的相对密度）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）Glu 废母液量（采用等电- 新离子回收法，以排出的废母液含Glu 0.7%g/d 计算）：（ 29.58-25.44） /0.7% =5913（ 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 1T 100%MSG t/d生产 1t100%MSG t/vd工业原料2.12463.193.97118糖液 24%（t ） 8.2

8、8246. 4谷氨酸（ 90%）（ t ） 0.9528.270.97 28.87MSG（ 100%）（ t ） 1.029.751.0 29.75排出含0.7%谷氨 19.87591酸废母液排出含1%谷酸废母液21.84650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 35000.25%=8.75kg（5）糖

9、化酶量：用液体糖化酶35000.25%=8.75kg（6）糖化液产量 1000 86%1.11 98%/24%=3898kg 24%糖化液的相对密度为 1.09 3898/1.09=3576（L ）（7）加珍珠岩量：为糖液的 15%38980.15=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

10、比例日投料量项目物料比例日投料量kgkg工业淀粉100063190糖液3898246315配液化酶2500157975滤渣19.51232料水8.75553CaCl28.75553糖化酶8.75553珍珠岩5.85370洗水和蒸汽385.424353累计3917.5247547累计3917.5247547三 连续灭菌和发酵工序的物料衡算（1） 发酵培养基数量1000kg 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：389824%5704(L)16.4%(W / V )16.4g/dl 的糖相对密度为 1.06， 5704 1.06=6046k

11、g 配料按放罐发酵液的体积计算：5704 16.4%/16%=5847 （ L ）玉米浆： 58470.2%（ w/v） =11.7kg甘蔗糖蜜 ： 5847 0.3%（w/v ） =17.5kg无机盐： 58470.2%（ 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)灭菌过程中加入蒸汽及补水量：6046-3898-1026-11.7-17.5-11.7=1081kg发酵零小时数量验算：3898+11.7+17.5+11.7+1026+1081=6046kg其体积为： 6046/1.0

12、6=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= 0.62227100%0.6221870%76027100%76018701.52.5=0.0149-0.0042=0.01(kg 水 /kg 干空气 )通风比 : 1:0.2, 带走水量 :58470.2 60 36 1.157 0.0010.01=29(kg)