谷氨酸生产工艺计算

谷氨酸生产工艺计算内容摘要：

律建立起来的，热平衡方程表示如下： Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6 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—— 消耗于设备上热量（ J） Q6—— 设备向外界散失热量（ J） 一、 液化工序热量衡算 液化工序流程如图 106 所示。 （一）液化加热蒸汽量 加热蒸汽消耗量（ D），可按下式计算： D=I ttGC )12( 式中 G—— 淀粉浆量（ kg/h） C—— 淀粉浆比热容（ kJ/（ kg K）） t1—— 浆料初温（ 20+273=293K） t2—— 液化温度（ 90+273=363K） I—— 加热蒸汽焓， 2738kJ/kg（ ，表压） λ —— 加热蒸汽凝结水的焓，在 363K 时为 377kJ/kg （ 1）淀粉浆量 G：根据物料衡算，日投工业淀粉 ；连续液化， （ t/h）。 加水为 1： ，粉浆量为： 2630 =9205（ kg/h）。 (2) 粉浆干物质浓度 9205 %862630 100%=% （ 3）粉浆比热 C 可按下式计算： C=C0100X+C 水100100X 式中 C0—— 淀粉质比热容，取 （ kg K） X—— 粉浆干物质含量， % C 水 —— 水的比热容， （ kg K） C= + 100  =（ kJ/（ kg K）） （ 4）蒸汽用量 D=  3772738   =963（ kg/h） （二）灭酶用蒸汽量 灭酶时将液化液由 90℃ 加热至 100℃，在 100℃时的λ为 419kJ/kg。 D 灭 =   4 1 92 7 3 8 901 0 2 0 5  =140（ kg/h） 要求在 20min 内使液化液由 90℃升至 100℃，则蒸汽高峰量为： 140 2060 =420（ kg/h） 以上两项合计，平均量 963+140=1103（ kg/h）；每日用量 24=（ t/d）。 高峰量： 963+420=1383（ kg/h） （三）液化液冷却用水量 使用板式换热器，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 ℃，需冷却水量（ W）： W=       =7873（ kg/h） 即 189（ t/d） 二、 化工序热量衡算 日产 24%的糖液 246t，即 246/=（ m3）。 糖化操作周期 30h，其中糖化时间 25h。 糖化罐 100m3，装料 75m3，需糖化罐 2430=（台），取 4 台 使用板式换热器，使糖化液（经灭酶后）由 85℃降至 60℃，用二次水冷却，冷却水进口温度 20℃，出口温度 45℃，平均用水量为：    0 3 0 8  =8705(kg/h ) 式中 10308 为糖化液量（液化液 +蒸汽冷凝水 =9205+1103） 要求在 2h 把 75m3 糖液冷却至 40℃，高峰用水量为： 103088705 2  =34518（ kg/h） 每日糖化罐同时运转： 3025 =（灌） 每投（放）料灌次： =3（灌） 每日冷却水用量： 2 =216（ t/d） 三、连续灭菌和发酵工序热量衡算 （一）培养液连续灭菌用蒸汽量 发酵罐 200m3 装料系数 ，每罐产 100%MSG 量： 200 8% 86% 92% =（ t） 年产万吨商品味精，日产 100%MSG。 发酵操作时间 48h（其中发酵时间 38h），需发酵罐台数： 2448 =（台），取 6 台。 每投（放）料灌次： = 日运转： 4838 =（罐 ） 每罐初始体积 140m3，糖浓度 ，灭菌前培养基含糖 19%，其数量： %19 % =（ t） 灭菌加热过程中用 蒸汽（表压） I=2743kJ/kg，使用板式换热器将物料由20℃ 预热至 75℃，再加热至 120℃。 冷却水由 20℃升至 45℃。 见图 107 流程所示。 每罐灭菌时间 3h，输料流量： =（ t/h） 消毒灭菌用蒸汽量（ D）： D=   0  =3212（ kg/h） =（ t/h） 式中 为糖液的比热容（ kJ/（ kg•K）） 每日用蒸汽量： 3 3=（ t/d） 高峰量： 平均量： 247。 24=（ t/h） （二）培养液冷却水用量 参照图 107， 120℃热料通过与生料热交换，降至 80℃，再用水冷却至 35℃。 冷却水由 20℃ 升至 45℃ ，计算冷却水量（ W） W=     =68896（ kg/h） =69（ t/h） 全天用水量 ： 69 3 3=621（ t/d） （三）发酵罐空罐灭菌蒸汽用量 （ 1）发酵罐体加热： 200m3， 1Cr18Ni9 的发酵罐体重 ，冷却排管重 6t， 1Cr18Ni9的比热容 （ kg K），用 （表压）蒸汽灭菌，使发酵罐在 Mpa（表压）下，由 20℃ 升至 127℃。 其蒸汽量为：     272 71 8 201 00 03 43 0 0   =986（ kg） （ 2）填充发酵罐空间所需的蒸汽量：因 200m3 发酵罐的全容积大于 200m3，考虑到罐内之排管、搅拌器等所占之 空间，罐之自由空间仍按 200m3 计算。 填充空间需蒸汽量： D 空 =Vρ =200 =（ kg） 式中 V—— 发酵罐自由空间即全容积（ m3） ρ —— 加热蒸汽的密度（ kg/m3）， 表压时为 （ 3）灭菌过程的热损失：辐射与对流联合给热系数 α ，罐外壁温度 70℃。 α =+(7020)=(kJ/(m2 h K)) 200m3 发酵罐的表面积为 201 m3，耗用蒸汽量： D 损 =     =199（ kg） （ 4）罐壁附着洗涤水 升。