年產5000噸味精工廠糖化車間設計

1、 湘潭大學化工學院湘潭大學化工學院 專業(yè)課程設計說明書專業(yè)課程設計說明書 題題 目：目：年產年產 5000 噸味精工廠糖化車間設計噸味精工廠糖化車間設計 專專 業(yè)：業(yè)： 生生 物物 工工 程程 學學 號：號： 姓姓 名：名： 羅羅 開開 花花 指導教師：指導教師： 張張 小小 云云 完成日期：完成日期： 2012.2.24 湘潭大學化工學院湘潭大學化工學院 專業(yè)課程設計任務書專業(yè)課程設計任務書 設計題目： 年產 5000 噸味精工廠糖化車間設計 學號： 姓名： 羅開花 專業(yè)： 生物工程 指導教師： 張 小 云 系主任： 陶 能 國 一、主要內容及基本要求 主要內容：主要內容：擬設計年產 500

2、0 噸味精工廠，以糖化工序為主體做初步設計，完成 糖化車間工藝流程選擇、物料衡算、設備選型的相關計算，繪制車間平面和立面布置 圖、車間設備布置圖、帶控制點的生產工藝流程圖及主要單件設備圖等；按相關要求 編寫設計說明書 1 份 基本要求：基本要求：生產方案和平面布局合理，工藝流程設計和設備選擇及生產技術經濟指標 具有先進性與合理性，工藝計算正確，繪圖規(guī)范 二、進度安排 序號各階段完成的內容完成時間 1文獻查閱、收集資料第 1 周 2工藝流程選擇、物料衡算第 2 周 3設備選型及繪制圖紙第 3 周 4編寫設計說明書第 4 周 三、應收集的資料及主要參考文獻 味精生產工藝和設備相關的文獻；味精工廠設

3、計相關文獻；工廠設計所需各類工具書 等。 6 參考文獻參考文獻 1 吳思方發(fā)酵工廠工藝設計概論 M北京：中國輕工業(yè)出版社，2006.7 2 陳寧氨基酸工藝學 M北京：中國輕工業(yè)出版社，2007.1 3 梁世中生物工程設備 M北京：中國輕工業(yè)出版社，2006.9 4 劉振宇發(fā)酵工程技術與實踐 M上海：華東理工大學出版社，2007.1 5 王志魁化工原理 M 北京：化學工業(yè)出版社，2004.10 6 李功樣，陳蘭英，崔英德常用化工單元設備設計 M廣州：華南理工大學 出版社，2003.4 7 俞俊堂，唐孝宣生物工藝學（上冊）M上海：華東理工大學出版社， 2003.1 8 張克旭氨基酸發(fā)酵工藝學 M北

4、京：中國輕工業(yè)出版社，2006.2 9 蔣迪清, 唐偉強. 食品通用機械與設備 M廣州：華南理工大學出版社,2003.7 10劉玉德. 食品加工設備選用手冊 M北京：化學工業(yè)出版社，2006，8 11 于信令主編. 味精工業(yè)手冊 M.北京：中國輕工業(yè)出版社，2005 目 錄 前言前言 .5 1.味精的主要理化性質.5 2.主要介紹任務內容、工廠特點、產品等.6 第第 1 章章 味精工廠糖化工藝味精工廠糖化工藝.8 1.1 淀粉質原料蒸煮糖化的目的.8 1.2 設計方案的確定.8 1.2.1 糖化方法的選擇論證 .8 1.3 糖化工藝流程.10 1.3.1 淀粉的液化（糊化） .10 1.3.2

5、 糊化和糖化的控制 .12 第第 2 章章 工藝計算工藝計算.13 2.1 味精生產糖化階段工藝流程.13 2.2 糖化的主要工藝參數如下表 2-1.13 2.3 物料的計算.13 2.3.1 味精廠的總物料衡算 .14 2.3.2 主要工藝參數及經濟指標.14 2.3.3 原料消耗的計算 .14 2.3.4 蒸煮醪量的計算 .15 第第 3 章章 相關設備的計算與選型相關設備的計算與選型.16 3.1 蒸煮設備.16 3.2 糊化設備.16 3.3 糖化設備.17 3.4 車間設備數量.18 設計體會設計體會.19 參考文獻參考文獻.19 前前 言言 味精是利用微生物發(fā)酵生產的一個具有代表性

6、的產品，生產工藝涉及種子培養(yǎng)、 發(fā)酵、提取、脫色、離心和干燥等重要的單元操作和工程概念。通過對谷氨酸車間的 工藝設計，可以加強對自己對所學知識的綜合利能力。通過本畢業(yè)設計訓練，可以提 高自己理論聯(lián)系實際的能力和工程設計方面的能力。 1. 味精的主要理化性質味精的主要理化性質 味精又名麩氨酸鈉，化學名稱為 L-谷氨酸一鈉（C5H8NO4NaH2O）1，是氨基酸 的一種，也是蛋白質的最終分解產物?，F多采用微生物發(fā)酵的方法由糧食制成。從發(fā) 酵液中提取得到的谷氨酸僅僅是味精生產中的半成品。谷氨酸鹽與適量的堿進行中和 反應，生成谷氨酸一鈉，其溶液經過脫色、除鐵、除去部分雜質，最后通過減壓濃縮、 結晶及分

7、離，得到較純的谷氨酸一鈉的晶體，不僅酸味消失，而且有很強的鮮味（閾 植為 0.3 %） 。 味精的物理性質 味精是無色至白色的柱狀結晶或白色的結晶性粉末。晶系結構為斜方柱狀八面體。味 精易容易水，不溶于乙醚、丙酮等有機溶劑，難溶于純酒精。谷氨酸鈉在水中的溶解 度隨溫度的變化而改變（表 1） 。其相對密度為 1.6351，視相對密度為 0.800.83。比 旋光度a20D =+24.8+25.3，氮含量為 7.48 %，熔點為 195 （在 125 以上易失 去結晶水） ，常溫易脫濕，100120 穩(wěn)定；120130 失去結晶水；130170 穩(wěn) 定；170250 分子內脫水；240280 熱分

8、解；280 炭化。 表 1-1 谷氨酸鈉在水中的溶解度 溫度/ 谷氨酸鈉 /（g/100mlH2O） 溫度/ 谷氨酸鈉/（g/100mlH2O） 味精的化學性質 味精的相對分子質量為 187.13g/mol，易溶于水。與酸鹽反應生成谷氨酸鹽，與堿反應 生成谷氨酸二鈉鹽，主要的反應式如下： C5H8NO4Na+HClC5H9O4N+NaCl (1) C5H8NO4Na+NaOHC5H7O4NNa2+H2O (2) 純的味精外觀為一種白色晶體狀粉末。當味精溶于水（或唾液）時，它會迅速電 離為自由的鈉離子和谷氨酸鹽離子（谷氨酸鹽離子是谷氨酸的陰離子，谷氨酸則是一 種天然氨基酸） 。要注意的是如果在

9、100 以上的高溫中使用味精，經科學家證明，味 精在 100 時加熱半小時，只有 0.32 的谷氨酸鈉生成焦谷氨酸鈉，對人體影響甚微。 還有如果在堿性環(huán)境中，味精會起化學反應產生一種叫谷氨酸二鈉的物質。所以要適 當地使用和存放。 2. 主要介紹任務內容、工廠特點、產品等主要介紹任務內容、工廠特點、產品等 本設計是以精制淀粉（純度為 86%）為原料進行設計，使用一次噴射雙酶法為糖 化工藝，以實際工作日 30 天計算，日產味精 60 噸。對全廠物料、熱量就行衡算，對 糖化工段的罐體如調漿罐、儲漿罐、維持罐、層流罐、糖化罐、儲糖罐以及一些標準 設備如液化噴射器、板框過濾機、板式換熱器和泵等進行了詳細

10、計算，以確定它們的 參數，便于設備布置圖的繪制。下面詳細表述： 1任務內容：5000 噸味精廠的設計。設計的內容主要包括設計方案，工藝計算， 設備選型，成本預算，廠的總平面設計，各車間設備布置圖及說明書。 2工廠特點：味精是人們的日常用品，由于味精生產沒有季節(jié)限制，所以工廠可 以實現全年生產，但考慮到設備要進行維修，所以基本選定年生產天數為 30 天。工廠 生產受環(huán)境和原料的限制比較大，所以選址要嚴格按照標準來進行。 062.73 1066.84 2070.47 3075.71 40 82.08 50 89.75 60 99.0 70 110.30 80 124.11 3味精特點：味精是谷氨酸

11、的一種鈉鹽 C5H8NO4Na ，為有鮮味的物質，學名叫 谷氨酸鈉，又叫麩氨酸鈉，是氨基酸的一種，也是蛋白質的最后分解產物。有固體味 精和液體味精兩種。液體味精是未經煉成顆粒的味精原液，飲食業(yè)中以用固體味精為 常見。味精是鮮味調味品類烹飪原料，以小麥、大豆等含蛋白質較多的原料經水解法 制得或以淀粉為原料經發(fā)酵法加工而成的一種粉末狀或結晶狀的調味品，也可用甜菜、 蜂蜜等通過化學合成制作。除含有谷氨酸鈉外還含有少量的食鹽，以含谷氨酸鈉的多 少(99%、95%、90%、80%)，分成各種規(guī)格。全國各地均有生產。據研究，味精可以 增進人們的食欲，提高人體對其他各種食物的吸收能力，對人體有一定的滋補作用

12、。 因為味精里含有大量的谷氨酸，是人體所需要的一種氨基酸，96能被人體吸收，形 成人體組織中的蛋白質。它還能與血氨結合，形成對機體無害的谷氨酰胺，解除組織 代謝過程中所產生的氨的毒性作用。又能參與腦蛋白質代謝和糖代謝，促進氧化過程， 對中樞神經系統(tǒng)的正常活動起良好的作用。 4我國味精生產發(fā)展狀況：我國的味精生產，近十年來得到很大的發(fā)展。1992 年 我國全國產味精 34 萬噸3，2001 年味精產量達 71.4 萬噸，味精產量以每年 10%速度 遞增。目前，我國的味精總產量居世界第一位，但人均消費水平仍然較低，隨著我國 人民生活水平的提高，味精消費量將會持續(xù)增長。按年人均消費 600 克計算，

13、估計每 年需求 72 萬噸。隨著糖蜜味精生產技術的日益成熟，生產成本進一步下降。至本世紀 八十年代，糖蜜味精已成為世界味精生產發(fā)展的主趨勢，并占領和壟斷了世界味精市 場。 第第 1 1 章章 味精工廠糖化工藝味精工廠糖化工藝 1.1 淀粉質原料蒸煮糖化的目的淀粉質原料蒸煮糖化的目的 薯類和谷類以及野生植物原料經過加壓蒸煮，淀粉糊化成為溶解狀態(tài)，但是還不 能直接被酵母菌利用進行發(fā)酵。因此，經過蒸煮以后的糊化醪，在發(fā)酵前必須加入一 定量的糖化劑，使溶解狀態(tài)的淀粉，變?yōu)榻湍改軌虬l(fā)酵的糖類，這一個由淀粉轉變?yōu)?糖的過程，稱為糖化。糖化過程是淀粉酶或酸水解的作用，把淀粉糖化變成可發(fā)酵性 糖。 將淀粉質原

14、料進行蒸煮的第一個目的就是；原料吸水后，借助于蒸煮時的高溫高壓 作用，使原料的淀粉細胞膜和植物組織破裂，即破壞原料中淀粉顆粒的外皮，使其內 容物流出，呈溶解狀態(tài)變成可溶性淀粉，以便糖化劑作用，使淀粉變成可發(fā)酵性糖。 這個過程叫糊化，采用的方法是用加熱蒸汽加熱蒸煮。蒸煮的第二個目的是借助蒸汽 的高溫高壓作用，把存在于原料中的大量微生物進行滅菌，以保證發(fā)酵過程中原料無 雜菌污染，使酒精發(fā)酵能順利進行。 1.2 設計方案的確定設計方案的確定 1.2.1 糖化方法的選擇論證糖化方法的選擇論證 糖化工段主要有酸解法、酶酸法、雙酶法這三種方法。酸解法是傳統(tǒng)的制糖方法， 它是利用無機酸為催化劑，在高溫高壓條

15、件下，將淀粉轉化為葡萄糖。酶酸法是將淀 粉乳先用 -淀粉酶液化4，然后用酸水解成葡萄糖。雙酶法是通過淀粉酶液化和糖化 酶糖化將淀粉轉化為葡萄糖。三種糖化工藝，各有其優(yōu)缺點。從糖液質量、收得率、 耗能以及對粗淀粉原料的適應情況看，雙酶法最佳、酶酸法次之、酸解法最差。但雙 酶法生產周期長，糖化設備較龐大。從糖漿的黏度來看，雙酶法最低、酸解法最高。 雙酶法制糖工藝可根據升溫方式的不同分為升溫液化法、噴射液化法。噴射液化法又 依所用加熱設備的不同分為一次噴射液化法和二次噴射液化法。一次噴射液化法由于 能耗低，設備少，糖液質量好而獲得廣泛的應用5。所以本次設計采用一次噴射雙酶法。 2.2 液化工藝條件的

16、論證 -淀粉酶能能水解淀粉及其產物內部的 -1，4 糖苷鍵，不能水解 -1，6 糖苷鍵， 但能越過 -1，6 糖苷鍵繼續(xù)水解 -1，4 糖苷鍵，而將 -1，6 糖苷鍵3留在水解產物 中。 （1）淀粉液化條件 淀粉是以顆粒狀態(tài)存在的，具有一定的結晶性結構，不容易與酶充分反應,如淀粉 酶水解淀粉顆粒和水解糊化淀粉的比例為 1200002。因此必須先加熱淀粉乳，使淀粉 顆粒吸水膨脹，使原來排列整齊的淀粉層結晶結構被破壞，變成錯綜復雜的網狀結構。 這種網狀會隨溫度的升高而斷裂，加之淀粉酶的水解作用，淀粉鏈結構很快被水解為 糊精和低聚糖分子，這些分子的葡萄糖單位末端具有還原性，便于糖化酶的作用。由 于不

17、同原料來源的淀粉顆粒結構不同，液化程度也不同，薯類淀粉比谷類淀粉易液化。 淀粉酶的液化能力與溫度和 pH 值有直接關系。每種酶都有最適的作用溫度和 pH 值范圍，而且 pH 和溫度是互相依賴的，一定溫度下有較適宜的 pH 值。在 37時，酶 活力在 pH 值 5.07.0 范圍內較高，在 pH 值 6.0 時最高，過酸過堿都會降低酶的活性。 -淀粉酶一般在 pH 值 6.07.0 較穩(wěn)定。 酶活力的穩(wěn)定性還與保護劑有關，生產中可通過調節(jié)加入的 CaCl2的濃度，提高酶 活力的穩(wěn)定性。一般控制鈣離子濃度 0.01mol / L。鈉離子對酶活力穩(wěn)定性也有作用， 其適量濃度為 0.01mol / L

18、 左右。 現在研究發(fā)現當物料 pH 大于 5.7 后，在最終糖液中即有可能生成麥芽酮糖。研究 還發(fā)現，隨著液化 pH 的不斷升高，麥芽酮糖的含量也在同步增長。在液化 pH 低于 5.6 時，即可避免在糖化過程中產生麥芽酮糖。 工業(yè)生產上，為了加速淀粉液化速度，多采用較高溫度液化，例如 8590或者 更高溫度，以保證糊化完全加速酶反應速度。但是溫度升高時，酶活力損失加快。因 此，在工業(yè)上加入 Ca2+或 Na+,使酶活力穩(wěn)定性提高。 （2）液化程度的控制 淀粉經液化后，分子量逐漸減少，黏度下降，流動性增強，給糖化酶的作用提供了 條件。但是，如果讓液化繼續(xù)下去，雖然最終水解物也是葡萄糖和麥芽糖等，

19、但這樣 所得糖液葡萄糖 DE 值低；而且淀粉的液化是在較高溫度下進行的，液化時間加長， 一部分已經液化的淀粉又會重新結合成硬束狀態(tài)，使糖化酶難以作用，影響葡萄糖的 產率，因此必須控制液化進行程度。 淀粉液化的目的是為了給糖化酶的作用創(chuàng)造條件，而糖化酶水解糊精及低聚糖等分 子時，需先與底物分子生成絡合結構。這就要求被作用的底物分子有一定的大小范圍， 才有利于糖化酶生成這種結構，底物分子過大或過小都會妨礙酶的結合和水解速度。 根據發(fā)酵工廠的生產經驗，在正常液化條件下，控制淀粉水解程度在葡萄糖值為 1020 之間為好（即此時保持較多量的糊精及低聚糖，較少量的葡萄糖） 。而且，液化 溫度較低時，液化程

20、度可偏高些，這樣經糖化酶糖化后糖化液的 DE 值較高。淀粉酶 液化終點?？梢缘湟猴@色來控制。 1.3 糖化工藝流程糖化工藝流程 糖化工藝流程圖如下圖 1.1 所示。 圖 1.1 一次噴射雙酶法制糖工藝流程圖 淀粉乳調漿噴射液化高溫維持 閃蒸 層流液化 酶、調 PH 調 PH（鹽酸或石灰水、碳酸鈉） 、酶降溫 糖化升溫滅酶 NaCO3 過濾過濾 過濾過濾 1.3.1 淀粉的液化（糊化）淀粉的液化（糊化） 1淀粉液化的目的 是為了給糖化酶的作用創(chuàng)造條件，而糖化酶水解糊精及低聚糖等分子時，需先與 底物分子生成絡合結構，然后才發(fā)生水解作用，使葡萄糖單位逐個從糖苷鍵中裂解出 來，這就要求被作用的底物分子

21、有一定的大小范圍，才有利于糖化酶生成這種結構， 底物分子過大或過小都會妨酶的結合和水解作用速度。液化達到終點后，酶活力逐漸 喪失，為避免液化酶對糖化酶的影響，需對液化液進行滅酶處理，一般液化結束，升 溫至 100 保持 10 min 即可完成，然后降低溫度，供糖化用。 2淀粉液化的方法 （1）水解動力的不同：酸法、酶法、酸酶法、機械液化法 （2）工藝的不同：間歇式、半連續(xù)式、連續(xù)式 （3）設備的不同：管式、罐式、噴射式 （4）加酶方式的不同：一次加酶、兩次加酶、三次加酶 （5）原料的精粗不同：淀粉質原料直接液化、精制淀粉液化 本設計糖化工段的主要工藝是連續(xù)操作，雙酶法。 3酶法液化 （1）連續(xù)

22、操作 連續(xù)操作是指從淀粉進入蒸煮罐，經過整個糖化階段，到糖化醪出車間，液體在 罐體中或者在管道中都是保持流動的狀態(tài)。 連續(xù)液化的優(yōu)點是液化操作連續(xù)進行，產量大，料液與蒸汽混合均勻，液化質量 有保證。特別是噴射式液化，料液與蒸汽的接觸、混合是在噴射器內瞬間完成的，并 通過在高溫下短時間的停留達到徹底糊化的目的。連續(xù)液化的另一個優(yōu)點是液化溫度 高，所以溶液中蛋白質凝聚好，結團好，料液過濾速度快，糖液透光率高。 連續(xù)糖化工藝與間歇糖化工藝不同，前者的糖化過程中，進料、加曲、降溫是同 時在不同的設備中進行，且不斷地從上面加料，不斷地從下面出料，整個過程連續(xù)化。 連續(xù)糖化時間會縮短。 （2）雙酶法6 雙

23、酶法生產葡萄糖工藝，是以作用專一的酶制劑作為催化劑，反應條件溫和，復 合分解反應較少，因此采用雙酶法生產葡萄糖，提高了淀粉等原料的轉化率和糖液濃 度，改善了糖液的質量，是目前最為理想的制糖方法。 雙酶法具有很多優(yōu)點：雙酶法是在酶的作用下進行的，反應條件較溫和，不需要 耐高溫高壓或而酸腐蝕的設備；酶作為催化劑的特點是專一性強，副反應少，故水解 糖液純度高，淀粉轉化率高； 可在較高的淀粉乳濃度下水解。用雙酶法制得的糖液較 純凈、顏色淺、無苦味、質量高，有利于糖液的充分利用。但雙酶法反應時間較長， 設備要求較多，且酶是蛋白質，易引起糖液過濾困難。當然，隨著酶制劑生產及應用 技術的提高，雙酶法制糖將逐

24、漸取代酸解法制糖。 酶解法液化、糖化淀粉常用的酶是 -淀粉酶，其作用是將淀粉迅速水解為糊精及 少量麥芽糖，對淀粉的作用，可將長鏈從內部分裂成若干短鏈的糊精，所以也稱內切 淀粉酶。淀粉受到 -淀粉酶的作用后，遇碘呈色很快反應，如下表現： 藍紫紅淺紅不顯色(即碘原色)8 淀粉在糊化之前，-淀粉酶是難以直接進入淀粉顆粒內部與淀粉分子發(fā)生作用的。 淀粉原料的預處理，例如原料的粉碎細度、配水比例等都將影響淀粉的糊化效果酶制 劑的種類、酶制劑的使用量、液化溫度、液化 pH 等又將最終影響淀粉的液化質量。 糖化酶：作用于淀粉的 l，4-糖苷鍵相結合，能從葡萄糖鍵的非還原性末端起將葡 萄糖單位一個一個的切斷，

25、因為是從鏈的一端逐漸地一個個地切斷為葡萄糖，所以稱 為外切淀粉酶。使用糖化酶的優(yōu)點：糖化酶對設備沒有腐蝕性，使用安全。工藝簡單、 性能穩(wěn)定、有利于各廠的穩(wěn)定生產。對淀粉水銀比較安全，可提高出酒率，麩曲法能 減少雜菌感染，節(jié)約糧食可降低勞動強度，改善勞動條件。有利于生產機械化，有利 于實現文明生產。 1.3.2 糊化和糖化的控制糊化和糖化的控制 本設計采用自動化設備對液化糖化過程進行控制，主要控制回路有調漿罐溫度及 pH 值控制、一次噴射溫度控制、糖化溫度控制。調漿罐定容可采用流量或液位測量方 式;調漿罐溫度用進入盤管的蒸汽量控制在 30 ；pH 值用純堿溶液控制在 4.2。這些系 統(tǒng)均采用單回

26、路 PID 控制，只要控制器參數調整適宜，都能滿足控制要求。制糖過程 的另一個重要控制系統(tǒng)是糖化罐的溫度控制，要在整個糖化時間內保持穩(wěn)定的溫度， 以利于液化淀粉轉換成葡萄糖。因為糊化及糖化屬于原料處理階段，所以衛(wèi)生及自動 化要求可以相對低一些。 第第 2 2 章章 工藝計算工藝計算 2.1 味精生產糖化階段工藝流程味精生產糖化階段工藝流程 淀粉漿預蒸糊化氣液分離真空冷卻糖化壓慮 2.2 糖化的主要工藝參數糖化的主要工藝參數 糖化的主要工藝參數如下表 2-1 所示4。 表 2-1 糖化的主要工藝參數 液化來料 DE 值：1519 % 糖化前 pH 值：4.20.1 加酶量：100-300 u/g

27、 淀粉 糖化溫度： 58-60 糖化時間：60min 糖化結束 pH 值：4.85.0 滅酶溫度： 75-80 后 滅酶保溫時間：30 min 2.3 物料的計算物料的計算 糖化工段物料衡算如圖 2.1 所示。 配料水 商品淀粉 液化酶 CaCl2 糖化酶 30%糖液 濾渣 糖化工段 圖 2.1 制糖工序物料衡算圖 2.3.1 味精廠的總物料衡算味精廠的總物料衡算 味精廠的總物料衡算如下表 2-2 所示。 表 2-2 味精廠的總物料衡算 原料消耗的計算：主要原料為淀粉，其他原料有 淀粉酶、糖化酶、尿素 中間產品：蒸煮醪、糖化醪、發(fā)酵醪量等。 成品、副產品以及廢氣、廢水、廢渣等 生產工藝采用雙酶

28、法糖化、間接發(fā)酵和等電點結晶、流化床干燥。 2.3.2 主要工藝參數及經濟指標主要工藝參數及經濟指標 味精主要工藝參數及經濟指標如下表 2-3。 表 2-3 味精主要工藝參數及經濟指標 生產規(guī)模（t/a）80000 t/a 味精 生產方法雙酶法糖化 間接發(fā)酵 等電點結晶 生產天數每年 30 天 味精日產量60t 產品質量味精純度 99 原料 淀粉 80，水份 12 淀粉酶 8u/g 原料， 糖化酶 150u/g 原料 尿素204.59kg/t 味精 2.3.3 原料消耗的計算原料消耗的計算 1淀粉原料生產味精的總化學反應式為： 糖化：（C6H10O5）n + n H2O n C6H12O6 發(fā)

29、酵：C6H12O6NH31.5O2 C5H9NO4CO2+ 3H2O 2生產 1 噸味精的理論淀粉消耗量 1.6096 t 3-淀粉酶消耗量：應用酶活力為 2000 u/g 的 淀粉酶使淀粉液化，促進糊化，可 蒸汽冷凝水及洗水量 減少蒸汽消耗。-淀粉酶的用量按 8 u/g 原料計算。 用酶量為： 3 1.6096 108 6.4384() 2000 kg 4糖化酶消耗量：若所用糖化酶的活力為 20000 u/g，使用量為 150 u/g 原料，則糖化 酶消耗量為： 3 1.6096 10150 12.072() 20000 kg 5尿素的用量：204.59 kg/t 味精 2.3.4 蒸煮醪量

30、的計算蒸煮醪量的計算 生產 5000 噸味精大米原料消耗量：根據基礎數據給出，大米原料含淀粉 80%11， 故 5000 噸味精耗大米量為： 50001.6096103/80%=1.006107 kg/a 根據生產實踐，淀粉原料連續(xù)蒸煮的粉料加水比為 1：3，故粉漿量為： 1.006107（1+3）4.024107 kg/a 蒸煮過程使用直接蒸汽加熱，在后熟器和汽液分離汽減壓蒸發(fā)、冷卻降溫。在蒸 煮過程中，蒸煮醪量將發(fā)生變化，故蒸煮醪的精確計算必須與熱量衡算同時進行，因 而十分復雜。為簡便計算，可近似求解。 已知蒸煮醪比熱容為 3.62 kJ/(K),水的比熱容為 4.18 kJ/(K),假定

31、蒸煮醪的 比熱容在整個蒸煮過程維持不變。 1.經蒸煮柱加熱后蒸煮醪量為： 4.024 107 3.62 (88 50)/（2748.9 88 4.18）+ 4.024107= 4.256107 kg/a 式中 2748.9蒸煮柱和后熟器加熱蒸汽的焓（kJ/K) 2.后熟器出來的蒸煮醪量為： 4.024107 + 4.024107 3.62 (84 50)/2288.3 = 4.24 107 kg/a 式中 2288.3后熟器的溫度為 84下飽和蒸汽的汽化潛熱（kJ/K) 3.經后熟器后的蒸煮醪為： 4.24 107 + 4.24 107 3.62 (115 84) / (2748.9 115

32、4.18)= 4.45107 kg/a 式中 115滅酶溫度（） 2748.9飽和蒸汽的焓（kJ/K) 4.經汽液分離器后的蒸煮醪量： 4.45107 + 4.45107 3.62 (115 104.3) / 2245=4.53107 kg/a 式中 2245104.3下飽和蒸汽的汽化潛熱（kJ/K) 5.經真空冷卻器后最終蒸煮醪液量為： 4.53107+4.53107 3.62 (104.3 63) / 2351=4.82107 kg/a 式中 2351真空冷卻溫度為 63下的飽和蒸汽的汽化潛熱（kJ/K) 第第 3 3 章章 相關設備的計算與選型相關設備的計算與選型 3.1 蒸煮設備蒸煮設

33、備 在我國發(fā)酵廠，將噴射加熱器與后熟器、糖化罐組成了連續(xù)蒸煮糖化流程，提高了 生產能力和出酒率，降低了煤耗，改善了勞動條件。后來又實現了蒸煮醪液的真空混 合，蒸煮糖化使用了儀表自動控制。 本設計采用罐式連續(xù)蒸煮糖化。其特點為： a)采用噴射加熱器連續(xù)加熱，節(jié)省能耗； b)操作容易控制； c)設備結構簡單，為大中型工廠廣泛采用； d)采用真空冷卻器冷卻，提高效率，降低費用 本設計的煮沸鍋的型號為 A411-00310。 3.2 糊化設備糊化設備 糊化鍋是用于加熱煮沸大米或其他輔料粉，使淀粉糊化和液化的設備。我國行業(yè) 標準 ZBY99030。鍋體型式：由圓柱形鍋身，球形底或圓錐形底，和弧形頂蓋或錐

34、形頂 蓋組成。鍋身直徑與高度之比 1.5:12:1，有效容量系數 58%60%，錐底角度以 120為宜。 加熱方式：夾套間接蒸汽加熱，夾套蒸汽壓力為 0.30.6MPa9。 升溫速度：不低于 1.5 /min。 攪拌裝置：為了防止物料沾鍋和提高傳熱效果，在靠近鍋底處設有槳式攪拌器。 攪拌器的轉速一般在 2050r/min，圓周速度 34m/s。 材質：鍋身、錐底和頂蓋宜采用不銹鋼。球底宜采用紫銅。 凈空高度：不小于 500mm。 排氣管截面積與鍋身截面積之比：1/301/505。 需設附件：人孔門，照明燈，液位、溫度測量裝置，清洗裝置，安全裝置，排氣 管蝶閥。 表面要求：鍋蓋、鍋身和鍋底內表面

35、焊縫應磨平拋光，應作耐腐蝕的酸性鈍化處 理。外露表面拋光，不應有碰傷、劃傷痕跡。 本設計采用 10 立方米的糊化鍋： 3 100 6有效總=. =6 mVV 設圓柱高 H=2D，圓錐角 = 60，則： 錐高： h= 2tan 2 D 22 22 3 3 1 =h 434 =2 4122tan30 = 224tan30 VD HD D DDD D D 總 由于 V總=10 m3， 所以 3 3 10= 224tan30 D D 得： D=1.8 m 本設計的糊化鍋選型如下表 3-19。 表 3-1 糊化鍋選型表 型號JA7005-0Z有效容積 3 m6 直徑mm1800總高mm3600 加熱面積

36、 2 m7工作壓力 鍋內常壓，夾層 0.3Mpa 主要材料1Cr18Ni9Ti、T2主電動機功率kW7 重量 kg7000用途 年產 5 千噸圓形味精 糖化設備 3.3 糖化設備糖化設備11 本設計采用的糖化設備具有攪拌器和冷卻器，底呈弧形，是一個矮而肥的圓柱形。 上面有輕便的蓋子。一般糖化鍋的容積有 9、12/和 19 立方米的，但是要根據工廠的生 產規(guī)模來決定，一般以不小于 3 立方米為宜，因為容積太小，不易保持糖化的溫度， 太大則后冷卻較慢，容易引起雜菌污染。 本設計采用 9 立方米的糖化鍋： 3 90 87=.=7. 83mVV總總總 設圓柱高 H=2D，則： 2 2 3 = 4 =2 4 = 2 VD H DD D 總 由于 V= 9m3， 所以 3 9= 2 D 得： D=1.79 m 本設計的糖化鍋選型如下表 3-27。 表 3-2 糖化鍋選型表 設備名稱糖化鍋 設備型號J47101-0Z 主要技術參數 有效容積：7.83 立方米，直徑：1790 mm，總高：3580 mm，加熱面積：6 平方米，主要材料：Cr18Ni9Ti 配套動力（kW）7 設備重量(kg)3500 （4）全自動快開式壓濾機 型號 DR A1500，過濾