年产9000吨味精工厂以液氨为氮源的生产工艺设计(编辑修改稿)

年产9000吨味精工厂以液氨为氮源的生产工艺设计(编辑修改稿)内容摘要：

ocess design, by the guidance of the teacher39。 s guidance and the team members to finish. Keywords: MSG Fermentation Process chart 前言 ： 本设计主要内容为，了解味精生产中的原料预处理、发酵、提取部分的生产方法和生产流程，根据实际情况来选 择发酵工段合适的生产流程，并对流程中的原料进行物料衡算、热量衡算及设备的选择 、管道管径的确定。 最后，画出工艺 管道 流程图和 车间 布置图。 味精生产全过程可划分为四个工艺阶段： （ 1） 原料的预处理及 淀粉 水解糖的制备 （ 2） 种子扩大培养及谷氨酸发酵 （ 3） 谷氨酸的提取 （ 4） 谷氨酸制取味精及味精成品 加工。 与这四个工艺阶段相对应味精生产厂家一般都设置了糖化车间、发酵车间、提取车间和精制车间作为主要生产车间。 另外，为保障生产过程中对蒸汽的需求，同时还设置了动力车间，利用锅炉燃烧产生蒸汽，并通过供气管路输送到各个生产需求部位。 为保障全厂生产用 水，还要设置供水站。 所供的水经消毒、过滤系统处理，通过供水管路输送到各个生产需求部位。 本设计利用淀粉为原料，双酶水解制糖后，通过微生物发酵、等电点沉淀提取来生产味精，总工艺流程 图如下： 玉米淀粉 酶制剂 液化、糖化 糖浆 压滤 葡萄糖液 菌种 NH3 发酵 发酵液 H2SO4 育晶 冷冻 谷氨酸 纯碱 中和、脱色、除铁 谷氨酸钠水溶液 浓缩 流加 晶体 谷氨酸钠 分筛 烘干 分离 成晶 晶体味精 浓缩 粉体 谷氨酸钠 分离 烘干 球磨 成晶 粉体味精 浓缩 流加 晶体 谷氨酸钠 分筛 烘干 分离 成晶 晶体味精 浓缩 粉体 谷氨酸钠 分离 烘干 球磨 成晶 粉体味精 设计依据与主要工业设计参数 1 设 计 依据 设计任务 年产 MSG 的量： 9000t(含 7000 吨 98%MSG， 2020 吨 83%MSG)生产周期＜ 48h，每年生产日 =300 天， 工艺流程 味精生产工艺为利用淀粉为原料，双酶水解制糖后，通过微生物发酵、等电点沉淀提取生产味精的工艺是目前最成熟、最典型的生产工艺。 基础数据 工艺技术指标和基础参数如下： 发酵法生产谷氨酸的工艺技术指标 序号 生产工序 参数名称 技术指标 1 2 3 4 5 6 7 制糖 (双酶法 ) 发酵 发酵 谷氨酸提取 精制 发酵 倒灌率 淀粉糖化转化率 产酸率 g/100mL 糖酸转化率 % 提取收率 % 精制收率 % 操作周期 h % ≥98% ≥ 50 80 90 48 1 原（辅）料及动力单耗 味精生产过程的原辅材料及动力单耗（ 1t99%MSG 计算） 物料名称 规格 单耗（ t/d） 玉米淀粉 含淀粉 86% 硫酸 98% 液氨 99% 纯碱 98% 活性炭 水 309 电 2020kwh/t 蒸汽 生产能力 年产 9000 吨 MSG， 设 纯度为 100%，按每年生产天数 300 计，日产 100%的MSG 为 30 吨。 总物料衡算 1000kg 纯淀粉理论上能生产 100% MSG 的量为： 1000kg 纯淀粉实际上能生产 100% MSG 的量为： 1 0 0 0 1 . 1 1 9 8 % 5 0 % 8 0 % 9 0 % 1 . 2 7 2 4 9 8 . 1 ( )kg       1000kg 工业淀粉（含量 86%的玉米淀粉）生产 100% MSG 的量为： 4 9 8 .1 8 6 % 4 2 8 .4 ( )kg 淀粉的单耗： 生产 1000kg100%MSG 理论上消耗纯淀粉量为： 1000/= (t) 生产 1000kg100%MSG 理论上消耗工业淀粉量为： (t) 生产 1000kg99%MSG 实际消耗纯淀粉量为： 1000/= (t) 生产 1000kg1000%MSG 实际消耗工业淀粉量为： 1000/= (t) 总收率： 4 9 8 .1 1 0 0 % 4 3 .1 8 %1 1 5 3 .5  淀粉利用率： 1 .0 0 8 1 0 0 % 4 3 .1 8 %2 .3 3 4  生产过程的总损失： 1 0 0 % 4 3 .1 8 % 4 6 .8 2 % 物料在生产过程中损失的原因： ① 糖化转化率稍低 ② 发酵过程中部分糖消耗于长菌体及呼吸代谢；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钠等 原料及中间体的计算 淀粉用量为： 723 0 0 . 9 8 + 0 . 8 3 2 . 3 3 4 6 6 . 2 8 5 6 ( / )99 td    （ ） 糖化液纯糖量为： 6 6 . 2 8 5 6 8 6 % 1 . 1 1 9 8 % 6 2 . 0 1 ( / )td    换算成含量 24%的糖液量为： 6 2 .0 1 2 5 8 .3 7 5 ( / )24% td 发酵液量的计算 —— 纯 Glu 的量： 50% （ t/d）。 折算为 8g/dl 的发酵液： 5 387 .56258%  （ m3）。 3 8 7 .5 6 2 5 1 .0 5 4 0 6 .9 4(t)( 为发酵液的相对密度 ) 提取 Glu 量 —— 纯 Glu 量： 3 1 .0 0 5 9 0 % 2 7 .9 0 4 5（ t/d），折算为 90%的 Glu量： 2 7 .9 0 4 5 9 0 % 2 5 .1 1 4（ t/d） Glu 废母液量（ 采用等点 — 新离子回收法，以排出之废母液含 ）：( 2 6 .9 6 5 2 4 .2 7 ) 4 4 2 .9 30 .7 % （ m3/d） 年产 9000 吨味精生产工艺的总物料衡算结果 21 项目 以玉米淀粉为原料（ t/d） 原料淀粉（ t） 24%糖液量（ t） 90%谷氨酸量（ t） 混合 MSG 量（ t） 30 排除含 %谷氨酸废液量（ m3） 淀粉浆量及加 水量 味精生产过程中，淀粉加水比例为： 1： ，即 1000kg 工业淀粉调浆时加水量为 2500kg，由此制得的淀粉浆量为 3500kg。 淀粉浆中干物质（纯淀粉）浓度： % 5 0 0 %861 0 0 0  液化酶用量 α淀粉酶用量为淀粉浆的 %，则 α淀粉酶用量为 3500%=(kg) 的加入量 Ca2+能使 α淀粉酶的活性大为提高， CaCl2 的加入量是淀粉浆量的 %，则CaCl2 的加入量为 3500%=(kg) 糖化酶用量 糖化酶用量是淀粉浆量的 %，则糖化酶用量 3500%=(kg) 糖化液量 淀粉经液化、糖化后，制得 24%糖化液量为 （ kg） 24%糖化液的相对密度为 ，那么糖化液的体积为： 247。 =(L) 加珍珠岩量和滤渣量 淀粉经糖化、液化后的糖化液过滤比较困难，需加珍珠岩进行助滤，其加入量为糖化液的 %，即： %=(kg) 过滤后滤渣是含水 70%废珍 珠岩，则滤渣量为 5 .8 4 7 (1 7 0 % ) 1 9 .4 9 ( )kg   3 8 9 7 . 9 5 1 9 . 4 9 3 5 0 0 ( 1 . 2 3 ) 5 . 8 4 7 3 8 5 . 3 4 3      （ kg） （年产 9000 吨味精）：根据总物料衡算，日投入工业淀粉 ，物料衡算汇入下表 制糖工序物料衡算汇总表 22 进入糖化过程的物料 离开糖化过程的物料 项目 物料比例（ kg） 日投料量（ kg） 项目 物料比例（ kg） 日投料量（ kg） 工业淀粉 1000 663000 糖化液 配料 水 2500 165750 滤渣 19． 49 液化酶 CaCl2 糖化酶 珍珠岩 5． 85 洗水和蒸汽 累计 累计 糖化过程衡算图 以 1000kg 工业淀粉为基准（下面同理） 发酵培养的糖液量 1000kg 的工业淀粉 经水解后，得到 24%的糖液 ，发酵培养基的初糖浓度为 ，则接种前发酵培养基的糖液量为 24% ( )% ( / ) LWV  发酵培养的糖液量质量为： =(kg)， （ ） 配料 发酵培养基的组成为：水解糖 %，糖蜜 %，硫 酸镁 %，氯化钾 %，尿素 %，磷酸氢二钠 %，玉米浆 %，泡敌 %，硫酸锰 ，硫酸亚铁 ，植物油 %，接种量 1%。 86%工业淀粉 液体液化酶 CaCl2 液体糖化酶 按放罐发酵液体积计算： 1 6 .4 %5 7 0 4 .3 5 8 4 6 .9 ( )1 6 .0 % L 玉米浆： 5 8 4 6 .9 0 .2 % ( / ) 1 1 .6 9WV(kg) 甘蔗糖蜜： 5 8 4 6 .9 0 .3 % ( / ) 1 7 .5 4WV(kg) 无机 盐（ P, Mg, K） : 5 8 4 6 . 9 0 . 2 % ( / ) 1 1 . 6 9 ( k )W V g 配料时培养基中的含糖量不低于 19%，向 24%的糖液中加水量：3 8 9 7 . 9 5 2 4 % 3 8 9 7 . 5 1 0 2 5 . 7 8 ( )19% kg  灭菌过程加入蒸汽量及补水 ：6 0 4 6 . 6 3 8 9 7 . 9 5 1 0 2 5 . 7 8 1 1 . 6 9 1 7 . 5 4 1 1 . 6 9 1 0 8 1 . 9 5 ( )kg      发酵零小时数量验算 ：3 8 9 7 . 9 5 1 1 . 6 9 1 7 . 5 4 1 1 . 6 9 1 0 2 5 . 7 8 1 0 8 1 . 9 5 6 0 4 6 . 6 ( )kg      其体积为： (L)，与以上计算一致。 接种量 ： 5 8 4 6 .9 1 % ( / ) 5 8 .4 6 9WV(L) 5 8 .4 6 9 1 .0 6 6 1 .9 8 ( )kg 发酵过程加液氨数量 ，为发酵液体积的 %： 5 8 4 6 .9 2 .8 % ( / ) 1 6 3 .7 1WV（ kg） ， 液氨容重为 ,(L) 加消泡剂量 ，为发酵液的 %：5 8 4 6 .9 0 .0 5 % ( / ) 2 .9 2WV（ kg） ,消泡剂的相对密度为 ， （ L） 发酵过程从排风带走的水分： 进风 25℃ ，相对湿度 φ=70%，水蒸气分压18mmHg (1mmHg= )，排风 32℃ ，相对湿度 φ=100%，水蒸气分压27mmHg。 进罐空气的压力为 （表压），排风 （表压），则出进空气的湿含量差： )/(%%%%干空气水进出kgkgXX 通风比 1:， 则带走水量 5 8 4 6 . 9 0 . 2 6 0 3 6 1 . 1 5 7 0 . 0 0 1 0 . 0 1 2 9 . 2 ( )kg      （其中 为 32℃ 时干空气密度（ kg/m3） ） 过程分析、放罐残留及其他损失： 52kg 发酵终点时发酵液质量： 6 0 4 6 . 6 6 1 . 9 8 1 6 3 . 7 1 2 . 9 2 2 9 . 2 5 2 6 1 9 4 . 0 ( )kg      ：年产 9000 吨商品味精日投工业淀粉 连续灭菌和发酵工序的物料衡算汇总如下 连续灭菌和发酵工序物料衡算 23 进入系统 离开系统 项目 1t 工业淀粉之匹配物料 (kg) 日投料量 (t/d) 项目 1t 工业淀粉之匹配物料 (kg) 日投料量 (t/d) 24%糖液 发酵液 玉米浆 空气带走水量 甘蔗糖蜜 过程分析、放。