年产 12500吨味精发酵罐的设计 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/12/24 11:38:59星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

第一章 物料衡算

1.1 年产 12500吨味精的发酵罐设计

1. L-Glu 化学名称为L型谷氨酸,分子式为C5H9O4N,相对分子质量为147.13 MSG 一水谷氨酸钠,相对分子质量为188.13

2、设计所需技术参数

生产周期<48 h,每年生产日为300 天,年产MSG的量:12500 吨(含10000吨 98%MSG,2500 吨81%MSG)

第一部分 物料衡算 1. 总物料衡算

年产12500吨MSG,折算为100%MSG(纯度98%占75%,纯度81%占25%)后得年产和日产量为:

年产量:10000×98%+2500×81%=11825吨 日产量:11825/300=39.42吨

⑴.葡萄糖生成谷氨酸的总反应式:

2C6H12O6+(H2N)2CO+3O2----2C5H9O4N+3CO2+5H2O 180 147.13 谷氨酸对糖的理论转化率: 147.13/180=81.74%

MSG对谷氨酸的产率: (146.13+24+18)/147.13=1.28 ⑵.淀粉水解为葡萄糖的总反应式为:

(C6H10O5)n+nH2O-----nC6H12O6

葡萄糖对淀粉的理论转化率为:180/162=1.11 氨基酸的总收率为:(98%×50%×80%×90%)/81.74%=43.16% 以1t淀粉为基准,进行物料衡算:

1t纯淀粉理论上能产生100%MSG的量为: 1000×1.11×81.74%×1.28=1162.41 kg 1t纯淀粉实际上能生产100%MSG的量为:

1000×98P??%×1.28=451.59 kg

1t工业淀粉(含86%玉米淀粉)实际上能生产100%MSG的量为:

1000×98%×50%×80%×90%×86%×1.28=388.37 kg 因此,相对于1t纯MSG的淀粉消耗量为:

1000/(98%×50%×80%×90%×86%×1.28)=2574.92 kg 生产1t 100%MSG理论上消耗纯淀粉的量为:

1000/(1.28×81.74%×1.11)=861.06 kg 生产1t 100%MSG实际上消耗纯淀粉的量为:

1000/(1.28×98%×50%×80%×90%)=2214.43 kg 生产1t 100%MSG理论上消耗工业淀粉的量为:

861.06/86%=1001.23 kg

生产1t 100%MSG实际上消耗工业淀粉的量为:

2214.43/86%=2574.92 kg

淀粉利用率:

1001.23/2574.92=38.88% 各单元操作的总量为: ⑴.工业淀粉日耗量:

11825/(1.28×90%×50%×80%×98%×86%×300)=101.49t ⑵每日淀粉转化为糖的总量:

101.49×86%×98%=85.54 t 若终糖液浓度为24%(密度1.09),总糖液量的体积为: 85.54/(24%×1.09)=326.99m3

⑶.由工艺指标产酸率8.0g/100mL,则发酵液量的体积为: 85.54×50%/0.08=534.63 m3

若发酵液密度为1.05,发酵液的总量为: 85.54/(16.4%×1.05)=496.75 m3

⑷.经等点点沉淀和离子交换后,一般母液含谷氨酸1-3%的量,取1g/100mL,剩余谷氨酸母液的量为:

11825/1.28=9238.28kg

(300×85.54×50%-9238.28)/0.01=580449 m3 汇总如下:

年产12500吨味精工厂生产工艺物料衡算总表: 项目 原料淀粉t 24%糖液量t 90%的谷氨酸量t 100%MSG量t 排出含0.7%Glu的废液量t 以玉米淀粉为例 生产10000吨100%MSG t/d

2.各单元操作物料衡算:

A.双酶法制糖工段的物料衡算。

双酶法制糖液化过程中加入纯碱调节pH,加入氯化钙稳定酶的活性,糖化过程中加入草酸调节pH,下面根据缓冲液体系达到糖化pH来计算所需的纯碱、草酸、氯化钙的量: (1).100g淀粉制得的糖为: 终24%糖液的体积为:

100g干淀粉中和至pH=7.0时需0.1mol/L的NaOH 15.7mL。

加入糖化酶0.017%(对淀粉浆的w/w),加入液化酶0.043%(对淀粉浆的w/w),加入氯化钙0.043%(对淀粉浆的w/w),珍珠岩0.15%(对淀粉浆的w/w)。

制糖工艺物料衡算表:

进入糖化过程的物料 项目 工业淀粉 配料水 液化酶 氯化钙 离开糖化过程的物料 项目 糖化酶 糖化液 珍珠岩 滤渣 物料比例kg 日投料量kg 物料比例日投料量 kg kg

B.连续灭菌过程及发酵工段物料衡算: (1).蒸汽带入的冷凝水量:

(2).长菌过程中水量的增加:

糖的消耗用于呼吸的约占20%(其中50%用于菌体合成),用于发酵的约占80%。 长菌过程:4C6H12O6+(H2N)2CO→2C8H18O4N+9CO2+3H2O

3?18?25662?20%?50%?192.465t

4?180

呼吸代谢:C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O

6?18?25662?20%?50%?1539.72t 180 .产酸过程中水量增加:

产酸:2C6H12O6+(H2N)2CO+3O2→2C5H9O4N+3CO2+5H2O

5?18?25662?80%?5132.4.40t

2?180 .空气带走的冷凝水:

设定发酵过程空气进口的温度为25℃,相对湿度Ψ=70%,水蒸气分压为2399.796Pa;出口温度为32℃,相对湿度Ψ=70%,水蒸气分压为3599.694Pa。空气进罐的压力为1.5atm(表压),出罐压力为0.5atm(表压)。这是空气出口与进口的湿含量差为:

3599.6942399.796-)?0.622=0.03761t 550.5?1.013?10-3599.6941.5?1.013?10-2399.796(5).加入的尿素量(年需量): 长菌过程:

60?25662?20%?50%?213.85t

4?18060?25662?80%?3421.6t 产酸过程:

2?180每年的尿素总需求量为:213.85+3421.6=3635.45t (6).取样等损失的量: