糖化设计说明书.doc

沈阳化工大学课程设计1 前言2 全厂设计概论2.1味精工厂设计的主要技术参数5.6万 吨味精产品中，99占80，80占20。表2 味精工厂设计的主要技术参数序号生产工序参数名称指标1制糖（双酶法）淀粉糖化转化率%982发酵产酸率 g/dl11.03发酵糖酸转化率 %65.04谷氨酸提取提取收率 %945精制收率 %956发酵操作周期 h42-482.2味精的生产工艺流程图（见图1）玉米淀粉水淀粉乳液化酶调浆一次喷射液化承受罐 闪冷 包装 层流罐液化 过筛 冷却 湿味精 糖化酶 三足分离机灭酶 助晶槽冷却 待用 结晶母液 结晶罐过滤 脱色液葡萄糖液 反洗 一次脱色 调PH.6.77.0 KCl KH2PO4 MgSO4配料 玉米浆 糖蜜 生物素 正洗 颗粒炭柱灭菌 低流分 树脂柱除铁 液氨 无菌空气 无菌浓缩糖 高流分 上氨水 前流分 二次脱色发酵 二级种子 一级种子 斜面 上柱吸附 去环保 一次脱色发酵液 5.6液双效换热 母液一步中和 上清 卧式离心机 晶种 沉降 谷氨酸育晶 谷氨酸 锥兰分离机 母液 谷氨酸 5.6中和二步中和 降温搅拌 碱 蒸汽 水 液 图1 味精生产工艺流程3 基础衡算3.1物料衡算物料衡算是根据质量守恒定律而建立起来的，物料衡算是进入系统的全部物料重量等于离开该系统的全部物料重量，即：F=D+W.7式中 F进入系统物料量（）D离开系统的物料量（）W损失的物料量（）3.1.1生产过程的总物料衡算 生产能力的计算 本设计的要求是年产量为5.6万吨商品味精生产，折算为100%的MSG的量为：5.69980+5.68020=5.3312（万吨）。全年生产日为320天，则的日产量为： =175（吨/天）日产100MSG的量：1759980+1758020166.6（吨/天） 总物料衡算本设计以淀粉为主要原料进行生产，以1000kg纯淀粉为例进行计算。 1000kg纯淀粉理论上产100MSG的量10001.1181.71.2721153.5（kg）其中：1.11淀粉水解理论转化率。 81.7糖酸理论转化率。 1.272精制理论收率。 1000kg纯淀粉实际产100MSG的量10001.110.9865（12%）94951.272811.35（kg）其中：0.98淀粉糖化转化率。 65发酵糖酸转化率。 2倒罐率。 94谷氨酸提取率。 95精制收率。 1000kg工业淀粉（86的玉米淀粉）生产100MSG的量811.3586697.76（kg） 淀粉单耗理论上，生产1000kg100MSG消耗纯淀粉量：10000.8669（t）理论上，生产1000kg100MSG消耗工业淀粉量：10001.0080（t）生产1000kg100MSG消耗纯淀粉量：10001.233（t）生产1000kg100MSG消耗工业淀粉的量：10001.433（t）总收率:总收率=10010070.35淀粉利用率: 100%=70.34%生产过程总损失: 100%70.34%=29.66%物料在生产过程中损失的原因:糖化转化率未达到100%，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,产生其他物质，提取后母液中Glu含量高，精制加工过程损耗及产生焦谷氨酸钠等。 原料及中间品计算淀粉用量:166.61.433=238.74（t/d）糖化液量:纯糖：238.74100%1.1186%=227.90（t/d）;折算为24%的糖液: =949.59（t/d）发酵液量: 纯Glu量：227.9065%=148.135（t/d）折算为11g/dl的发酵液=1347(m3) 13471.05=1414.35(t)其中：1.05为发酵液的相对密度.提取Glu量：纯Glu量: 148.13594%=139.25（t/d）折算为90%的Glu量：=154.72（t/d）Glu量废母液量（采等电-离回收法，以排出之废母液含Glu为0.7gdl计算）=1269.3(m3d)3总物料衡算结果表3 年产5.6万吨味精总物料衡算结果列汇总（工业原料中淀粉含量86%）原料 淀粉原料 (玉米淀粉)工业原料(t)1.433 238.74糖液(24%)(t)5.70 949.59谷氨酸(90%)(t)0.93 154.72发酵液(11g/dl)(t)8.490 0.7%谷氨酸废母液（m3） 1414.35 1269.33.1.2制糖工序的物料衡算 淀粉浆量及水量:淀粉加水比例为 1:2.5. 1000工业淀粉产淀粉浆 1000（12.5）=3500（）.加水量为2500 粉浆干物质浓度：100%=24.57% 液化酶量:使用液体淀粉酶（占淀粉总量的0.25%） 35000.25%=8.75（） CaCl2量: 35000.25%=8.75（） 糖化酶量:（用液体糖化酶） 35000.25%=8.75（） 糖化液产量: =3977.5（） 24%糖液的相对密度为1.09 则体积为 =3649.1（L） 加珍珠岩量: (为糖液的0.15%) 3977.50.15%=5.97（） 滤渣产量: 含水70%废珍珠岩 =19.9（） 生产过程进入的蒸汽和洗水量:3977.519.93500（8.753）5.97=465.18（） 衡算结果：（年产5.6万吨味精）根据总物料衡算,日投入工业淀粉238.74吨, 制糖工序物料衡算汇总见表4:表4 制糖工序物料衡算汇总进入系统离开系统项目物料比例（）日投料量（）项目物料比例（）日投料量（）工业淀粉1000238740糖液3977.5949588.43配料水2500596850滤渣19.94750.92液化酶8.752089.0CaCl28.752089.0糖化酶8.752089.0珍珠岩5.971425.28洗水和蒸汽465.18111057.01累计3997.4954339.35累计3997.4954339.353.2 热量衡算热量衡算是根据能量守恒定律建立起来的热平衡方程表示如下: Q1Q2Q3=Q4Q5Q6 式中: Q1物料带入的热量 （J） Q2蒸汽热量（J） Q3各种热效应,如发酵热,稀释热,溶解热等（J） Q4物料带走热量（J） Q5消耗设备上热量（J） Q6设备向外界散失热量（J）3.1.1液化工序热量衡算 液化加热蒸汽量：加热蒸汽消耗量（D）可按下式计算:D=式中: G淀粉浆量（/h） C淀粉浆比热容KJ/() t1浆料初温（20273=293K） t2液化温度（90273=371K）I加热蒸汽焓2730KJ/（0.3mPa表压） 加热蒸汽凝结水的焓,在371K时为383.6KJ/（用内差法求得;其中89.9时=376.61,100时为390.08则有：=，得X=383.6KJ/kg） 淀粉浆量G:根据物料衡算,日投工业淀粉238.74t,连续液化 = 9.95t,加为1:2.5,粉浆量为 9.9510003.5=34825（/h） 粉浆干物质浓度: 100%=24.57% 粉浆比热C可按下式计算:C=C0C水7 式中: C0淀粉质比热容,取1.55 KJ/() X粉浆干物质含量 24.57%. C水水的比热容,4.18 KJ/()C=1.554.18=3.53KJ/() 蒸汽用量:D=3667.43（/h） 灭酶用蒸汽量： 灭酶时将液化液由90加热至100,在100时的为419KJ/KG(由内差法求得:其中113时=473.88,116时=489.32) D灭=531.944（/h） 要求在20min内使液化液由90升温至100,则蒸汽高峰量为:531.944=1595.83（/h）以上两项合计,平均量3667.43531.944=4199.374（/h）每日用量 4.19924=100.7856（t/d）高峰量 3667.43+1595.83=5263.26（kg/h） 液化液冷却用水：使用板框换热器,将物料由100降至65,使用二次水,冷却水进口温度20,出水温度58.7,需冷却水量（W）为： W=29805.16（/h）即715.32（t/d）3.1.2 糖化工序热量衡算 日产24%的糖液949.588吨,即: =871.18(m3),糖化操作周期30h其中糖化时间25h,糖化罐300 m3,装料200m3,需糖化罐数: =5.23（台）取6台. 液化液冷却用水：使用板式换热器,使糖化液（经灭后）由85降至60,用二次水冷却,冷却水进口温度为20,出口温度为45,平均用水量为: W=33413.52（/h）要求在2 h内把200 m3液糖液冷却到40,高峰用水量为: =92022.83（/h）每日糖化罐同时运转:5.23=4.385（罐）每投放料罐次: =4.36=5（罐）每日冷却水用量:292.025=920.2（t/d）4 水平衡4.1 糖化工序用水量 配料用水量:日投工业淀粉238.74t,加水比1:2.5，用水量为:238.742.5=596.85(t/d) 因连续生产,平均水量=高峰水量=24.87(t/h) （新鲜水） 液化液冷却用水量:平均量=高峰量=29.8t/h,715.23t/d （二次水） 糖化冷却水用量(使用二次水):每日冷却用水量:920.2t/d,平均量: =38.34t/h,高峰水量:92.02t/h4.2 连续灭菌工序用水量 配料用水:糖液含糖24%,加水配成19%糖液120.84t 120.84(1-)=25.2(t)每日投料按12罐次进行计算,需水量:1225.2=302.4(t/d)平均量: