年產(chǎn)5000噸味精工廠糖化車間設(shè)計

1、湘潭大學(xué)化工學(xué)院 專業(yè)課程設(shè)計說明書題 目：年產(chǎn)5000噸味精工廠糖化車間設(shè)計專 業(yè)：生物工程學(xué) 號：01姓 名：羅開花指導(dǎo)教師：張小云完成日期：湘潭大學(xué)化工學(xué)院專業(yè)課程設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目： 年產(chǎn)5000噸味精工廠糖化車間設(shè)計學(xué)號：01 姓名： 羅開花 專業(yè)：生物工程指導(dǎo)教師： 張小云系主任：陶能國一、主要內(nèi)容及基本要求主要內(nèi)容：擬設(shè)計年產(chǎn)5000噸味精工廠，以糖化工序為主體做初步設(shè)計，完成糖化車間工藝流程選擇、物料衡算、設(shè)備選型的相關(guān)計算，繪制車間平面和立面布置圖、 車間設(shè)備布置圖、帶控制點的生產(chǎn)工藝流程圖及主要單件設(shè)備圖等；按相關(guān)要求編寫設(shè) 計說明書1份基本要求：生產(chǎn)方案和平面布局合理，工

2、藝流程設(shè)計和設(shè)備選擇及生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)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rr p各階段完成的內(nèi)容完成時間1文獻(xiàn)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(shè)備選型及繪制圖紙第3周4編寫設(shè)計說明書第4周三、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)味精生產(chǎn)工藝和設(shè)備相關(guān)的文獻(xiàn)；味精工廠設(shè)計相關(guān)文獻(xiàn)；工廠設(shè)計所需各類工具書等。6參考文獻(xiàn)1吳思方.發(fā)酵工廠工藝設(shè)計概論 M.北京：中國輕工業(yè)出版社、.2陳寧.氨基酸工藝學(xué)M.北京：中國輕工業(yè)出版社：.3梁世中.生物工程設(shè)備M.北京：中國輕工業(yè)出版社、.4劉振宇.發(fā)酵工程技術(shù)與實踐 M.上海：華東理工大學(xué)出版社.5王志魁.化工原理 M.北京

3、：化學(xué)工業(yè)出版社，.6率功樣：陳英：崔英德.常用化工單元設(shè)備設(shè)計M廣州：華南理工大學(xué)出版社，.7俞俊堂、唐孝宣.生物工藝學(xué)（上冊）M.上海：華東理工大學(xué)出版社、.8M:中國輕工業(yè)出版社.9蔣迪清，唐偉強.食品通用機旋匕設(shè)備M廣州：華南理工大學(xué)出版社，10劉玉德.食品加工設(shè)備選用手冊 M.北京：化學(xué)工、業(yè)出版社，2006, 811干指令豐編.味精工業(yè)手冊 M.北京：中國輕工業(yè)出版社，2005前言 錯誤!未定義書簽。1 .味精的主要理化性質(zhì)錯誤 ! 未定義書簽。2 .主要介紹任務(wù)內(nèi)容、工廠特點、產(chǎn)品等錯誤 !未定義書簽。第 1 章 味精工廠糖化工藝錯誤 ! 未定義書簽。淀粉質(zhì)原料蒸煮糖化的目的錯誤

4、 ! 未定義書簽。設(shè)計方案的確定錯誤!未定義書簽。糖化方法的選擇論證錯誤! 未定義書簽。糖化工藝流程錯誤 !未定義書簽。淀粉的液化（糊化）錯誤! 未定義書簽。糊化和糖化的控制錯誤!未定義書簽。第 2 章 工藝計算錯誤! 未定義書簽。味精生產(chǎn)糖化階段工藝流程錯誤 ! 未定義書簽。糖化的主要工藝參數(shù)如下表2-1 錯誤 !未定義書簽。物料的計算錯誤 !未定義書簽。味精廠的總物料衡算錯誤! 未定義書簽。主要工藝參數(shù)及經(jīng)濟指標(biāo)錯誤 ! 未定義書簽。原料消耗的計算錯誤!未定義書簽。蒸煮醪量的計算錯誤!未定義書簽。第 3 章 相關(guān)設(shè)備的計算與選型錯誤! 未定義書簽。蒸煮設(shè)備錯誤 ! 未定義書簽。糊化設(shè)備 錯

5、誤!未定義書簽 糖化設(shè)備 錯誤!未定義書簽 車間設(shè)備數(shù)量錯誤!未定義: 設(shè)計體會 錯誤!未定義書簽 參考文獻(xiàn) 錯誤!未定義書簽前 言味精是利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)的一個具有代表性的產(chǎn)品，生產(chǎn)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(shè)計， 可以加強對自己對所學(xué)知識的綜合利能力。通過本畢業(yè)設(shè)計訓(xùn)練，可以提高自己理論聯(lián) 系實際的能力和工程設(shè)計方面的能力。1 .味精的主要理化性質(zhì)味精又名萩氨酸鈉，化學(xué)名稱為 L石氨酸一鈉(C5H8NO4Na H2O) 1,是氨基酸的一種， 也是蛋白質(zhì)的最終分解產(chǎn)物。現(xiàn)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

6、得到的谷氨酸僅僅是味精生產(chǎn)中的半成品。谷氨酸鹽與適量的堿進行中和反應(yīng)，生成谷 氨酸一鈉，其溶液經(jīng)過脫色、除鐵、除去部分雜質(zhì)，最后通過減壓濃縮、結(jié)晶及分離， 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)。味精的物理性質(zhì)味精是無色至白色的柱狀結(jié)晶或白色的結(jié)晶性粉末。晶系結(jié)構(gòu)為斜方柱狀八面體。味精 易容易水，不溶于乙醴、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,視相對密度為。比旋光度a20D=+° 十° ,氮含量為 %,熔點為195 C (在125 C以上易失去結(jié)晶水),常溫易脫濕，100 120 C

7、穩(wěn)定；120130 C失去結(jié)晶水；130170 C穩(wěn)定；170250 C分子內(nèi)脫水； 240280 C熱分解；280 C炭化。表1-1谷氨酸鈉在水中的溶解度溫度/ C谷氨酸鈉/溫度/C谷氨酸鈉/ (g/100mlH2O)(g/100mlH2O)5060708040味精的化學(xué)性質(zhì)味精的相對分子質(zhì)量為187.13g/mol,易溶于水。與酸鹽反應(yīng)生成谷氨酸鹽，與堿反應(yīng) 生成谷氨酸二鈉鹽，主要的反應(yīng)式如下：05H8NO4Na+HCC5H9O4N+NaCl(1)05H8NO4Na+NaOHH C5 H7O4NNa2+H2O(2)純的味精外觀為一種白色晶體狀粉末。當(dāng)味精溶于水（或唾液）時，它會迅速電離為自

8、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100 以上的高溫中使用味精， 經(jīng)科學(xué)家證明，味精在 100 時加熱半小時，只有2 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(xué)反應(yīng)產(chǎn)生一種叫谷氨酸二鈉的物質(zhì)。所以要適當(dāng)?shù)厥褂煤痛娣拧? . 主要介紹任務(wù)內(nèi)容、工廠特點、產(chǎn)品等本設(shè)計是以精制淀粉（純度為86%） 為原料進行設(shè)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(chǎn)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(diào)漿罐、儲漿罐、維持罐、層流罐、糖化罐、儲糖罐以及一些標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備如液化

9、噴射器、板框過濾機、板式換熱器和泵等進行了詳細(xì)計算，以確定它們的參數(shù)，便于設(shè)備布置圖的繪制。下面詳細(xì)表述：1 任務(wù)內(nèi)容：5000 噸味精廠的設(shè)計。設(shè)計的內(nèi)容主要包括設(shè)計方案，工藝計算，設(shè)備選型，成本預(yù)算，廠的總平面設(shè)計，各車間設(shè)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(chǎn)沒有季節(jié)限制，所以工廠可以實現(xiàn)全年生產(chǎn)，但考慮到設(shè)備要進行維修，所以基本選定年生產(chǎn)天數(shù)為30 天。工廠生產(chǎn)受環(huán)境和原料的限制比較大，所以選址要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)來進行。3味精特點：味精是谷氨酸的一種鈉鹽C5H8NO4Na ，為有鮮味的物質(zhì)，學(xué)名叫谷氨酸鈉，又叫麩氨酸鈉，是氨基酸的一種，也是蛋白質(zhì)的最后分解產(chǎn)物。有

10、固體味精和液體味精兩種。液體味精是未經(jīng)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(diào)味品類烹飪原料，以小麥、大豆等含蛋白質(zhì)較多的原料經(jīng)水解法制得或以淀粉為原料經(jīng)發(fā)酵法加工而成的一種粉末狀或結(jié)晶狀的調(diào)味品，也可用甜菜、蜂蜜等通過化學(xué)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(chǎn)。據(jù)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。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(zhì)。它還能與血氨結(jié)合，形成對機體無害的谷

11、氨酰胺，解除組織代謝過程中所產(chǎn)生的氨的毒性作用。又能參與腦蛋白質(zhì)代謝和糖代謝，促進氧化過程，對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的正?；顒悠鹆己玫淖饔?。4我國味精生產(chǎn)發(fā)展?fàn)顩r：我國的味精生產(chǎn)，近十年來得到很大的發(fā)展。1992 年我國全國產(chǎn)味精34 萬噸3， 2001 年味精產(chǎn)量達(dá)萬噸，味精產(chǎn)量以每年10%速度遞增。目前，我國的味精總產(chǎn)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，估計每年需求72 萬噸。隨著糖蜜味精生產(chǎn)技術(shù)的日益成熟，生產(chǎn)成本進一步下降。至本世紀(jì)八十年代，糖蜜味精已成為世界味精生產(chǎn)發(fā)展的主趨勢，并占領(lǐng)和壟斷了世界味精市場。第

12、1 章 味精工廠糖化工藝淀粉質(zhì)原料蒸煮糖化的目的薯類和谷類以及野生植物原料經(jīng)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(jīng)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(zhuǎn)變?yōu)樘堑倪^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(zhì)原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(xì)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(nèi)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

13、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。設(shè)計方案的確定1.2.1 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，在高溫高壓條件下，將淀粉轉(zhuǎn)化為葡萄糖。酶酸法是將淀粉乳先用a-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(zhuǎn)化為葡萄糖。三種糖化工藝，各有其優(yōu)缺點。從糖液質(zhì)量、收得率、耗能以及對粗淀粉原料的適應(yīng)情況看，雙酶法最佳、酶酸法次之、酸解法最差。但雙酶法生產(chǎn)周期長，糖化設(shè)備較龐大。從糖漿的

14、黏度來看，雙酶法最低、酸解法最高。雙酶法制糖工藝可根據(jù)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(shè)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(shè)備少，糖液質(zhì)量好而獲得廣泛的應(yīng)用5。 所以本次設(shè)計采用一次噴射雙酶法。液化工藝條件的論證a-淀粉酶能能水解淀粉及其產(chǎn)物內(nèi)部的 a-1, 4糖昔鍵，不能水解a-1, 6糖昔鍵， 但能越過a-1, 6糖甘鍵繼續(xù)水解01, 4糖昔鍵，而將a-1 , 6糖甘鍵網(wǎng)留在水解產(chǎn)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(jié)晶性結(jié)構(gòu)，不容易與酶充分反應(yīng),如淀粉酶水解淀粉顆粒和水解糊化淀粉的比例為1 ：

15、200002。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(jié)晶結(jié)構(gòu)被破壞，變成錯綜復(fù)雜的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。這種網(wǎng)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(jié)構(gòu)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。由于不同原料 來源的淀粉顆粒結(jié)構(gòu)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(guān)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37c時，酶活 力在pH值范圍內(nèi)較高，在pH值時最高，過酸過堿都會降低酶的活性。e淀粉酶一般 在pH值較穩(wěn)定。酶

16、活力的穩(wěn)定性還與保護劑有關(guān)，生產(chǎn)中可通過調(diào)節(jié)加入的CaC2的濃度，提高酶活 力的穩(wěn)定性。一般控制鈣離子濃度 / L。鈉離子對酶活力穩(wěn)定性也有作用，具適量濃度 為/ L左右?，F(xiàn)在研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)物料pH大于后，在最終糖液中即有可能生成麥芽酮糖。研究還發(fā) 現(xiàn)，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低于時，即 可避免在糖化過程中產(chǎn)生麥芽酮糖。工業(yè)生產(chǎn)上，為了加速淀粉液化速度，多采用較高溫度液化，例如8590c或者更高溫度，以保證糊化完全加速酶反應(yīng)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C#+或Na+,使酶活力穩(wěn)定性提高。(2)液化程度的控制淀粉經(jīng)液化后，分子量逐

17、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，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(jīng) 液化的淀粉又會重新結(jié)合成硬束狀態(tài)，使糖化酶難以作用，影響葡萄糖的產(chǎn)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(luò)合結(jié)構(gòu)。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(jié)構(gòu)，底物分子過大或過小都會妨礙酶的結(jié)合和水解速度。根據(jù) 發(fā)酵工廠的生產(chǎn)經(jīng)驗，在正常液化條件下，控制淀粉水解程度在

18、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，液化程度可偏高些，這樣經(jīng)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。糖化工藝流程糖化工藝流程圖如下圖所示。一次噴射雙酶法制糖工藝流程圖1.3.1 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(luò)合結(jié)構(gòu)，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有一定的大小范圍，才有利于糖化酶生成這種結(jié)構(gòu)，底物分子過大或過小都會妨酶的結(jié)合和水解作用速度。液化達(dá)到終點后，酶活力逐漸

19、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(jié)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(shè)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(zhì)原料直接液化、精制淀粉液化本設(shè)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)操作連續(xù)操作是指從淀粉進入蒸煮罐，經(jīng)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

20、作連續(xù)進行，產(chǎn)量大， 料液與蒸汽混合均勻，液化質(zhì)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(nèi)瞬間完成的，并通過在高溫下短時間的停留達(dá)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(zhì)凝聚好，結(jié)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(shè)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雙酶法生產(chǎn)葡萄糖工藝，是以作用專一的酶制劑作為催化劑，反應(yīng)條件溫和，復(fù)合分解反應(yīng)較少，因此采用雙酶法生產(chǎn)葡萄糖，提高了淀粉等原料的轉(zhuǎn)化率和糖液濃度，改善了

21、糖液的質(zhì)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(yīng)條件較溫和，不需要耐高溫高壓或而酸腐蝕的設(shè)備；酶作為催化劑的特點是專一性強，副反應(yīng)少，故水解糖液純度高，淀粉轉(zhuǎn)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(zhì)量高，有利于糖液的充分利用。但雙酶法反應(yīng)時間較長，設(shè)備要求較多，且酶是蛋白質(zhì)，易引起糖液過濾困難。當(dāng)然，隨著酶制劑生產(chǎn)及應(yīng)用技術(shù)的提高，雙酶法制糖將逐漸取代酸解法制糖。酶解法液化、糖化淀粉常用的酶是 e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(nèi)部分裂成若干短鏈的糊精，所以也稱內(nèi)切淀粉

22、酶。淀粉受到a-淀粉酶的作用后，遇碘呈色很快反應(yīng)，如下表現(xiàn)：藍(lán)-紫-紅-淺紅-不顯色（即碘原色嚴(yán)淀粉在糊化之前，a-淀粉酶是難以直接進入淀粉顆粒內(nèi)部與淀粉分子發(fā)生作用的。淀粉 原料的預(yù)處理，例如原料的粉碎細(xì)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(zhì)量。糖化酶：作用于淀粉的1, 4-糖昔鍵相結(jié)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，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(shè)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(chǎn)。對淀粉水銀比

23、較安全，可提高出酒率，萩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(chǎn)機械化，有利于實現(xiàn)文明生產(chǎn)。1.3.2糊化和糖化的控制本設(shè)計采用自動化設(shè)備對液化糖化過程進行控制，主要控制回路有調(diào)漿罐溫度及pH值控制、一次噴射溫度控制、糖化溫度控制。調(diào)漿罐定容可采用流量或液位測量方式；調(diào)漿 罐溫度用進入盤管的蒸汽量控制在 30 C； pH值用純堿溶液控制在。這些系統(tǒng)均采用單 回路PID控制，只要控制器參數(shù)調(diào)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(nèi)保持穩(wěn)定的溫度，以利于液化淀粉 轉(zhuǎn)換成葡萄糖。因為糊化及糖化屬于原料處理階段，所以衛(wèi)

24、生及自動化要求可以相對低 一些。第2章工藝計算味精生產(chǎn)糖化階段工藝流程淀粉漿一預(yù)蒸一糊化一氣液分離一真空冷卻一糖化一壓慮糖化的主要工藝參數(shù)糖化的主要工藝參數(shù)如下表2-1所示4。表2-1糖化的主要工藝參數(shù)液化來料DE值：15 19 %糖化前pH值：±加酶量：100-300 u/g 淀粉糖化溫度：58-60 C糖化時間：60min糖化結(jié)束pH值：滅酶溫度：75-80 C 后滅酶保溫時間：30 min物料的計算糖化工段物料衡算如圖所示商品淀粉配料水液化酶CaC2糖化酶糖化工段* 30%糖液+ 濾渣圖制糖工序物料衡算圖蒸汽冷凝水及洗水量2.3.1味精廠的總物料衡算味精廠的總物料衡算如下表2-

25、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a-淀粉酶、糖化酶、尿素中間產(chǎn)品:蒸煮醪、糖化醪、發(fā)酵醪量等。成品、副產(chǎn)品以及廢氣、廢水、廢渣等生產(chǎn)工藝采用雙酶法糖化、間接發(fā)酵和等電點結(jié)晶、流化床干燥。2.3.2主要工藝參數(shù)及經(jīng)濟指標(biāo)味精主要工藝參數(shù)及經(jīng)濟指標(biāo)如下表2-3表2-3 味精主要工藝參數(shù)及經(jīng)濟指標(biāo)生產(chǎn)規(guī)模(t/a )80000 t/a味精生產(chǎn)方法雙酶法糖化間接發(fā)酵 等電點結(jié)晶生產(chǎn)天數(shù)每年30天味精日產(chǎn)量60t產(chǎn)品質(zhì)量味精純度99%原料淀粉80%,水份12%a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1.淀

26、粉原料生產(chǎn)味精的總化學(xué)反應(yīng)式為：糖化：(C6H10O5) n + n H2O" n GH12c6發(fā)酵：C6H12O6+NH3+一 QH9NO4+CO2+ 3H2。2,生產(chǎn)1噸味精的理論淀粉消耗量t3. a-淀粉酶消耗量：應(yīng)用酶活力為2000 u/g的a-淀粉酶使淀粉液化，促進糊化，可 減少蒸汽消耗。a-淀粉酶的用量按8 u/g原料計算。1.60 96 1 03 8用酶量為： 6.4384(kg)20004.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:31.6096 10 1502000012.072(kg)5.尿素的用量：204

27、.59 kg/t味精2.3.4蒸煮醪量的計算生產(chǎn)5000噸味精大米原料消耗量：根據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)給出，大米原料含淀粉80%11,故5000 噸味精耗大米量為：5000 X X 3/00%=X 10kg/a根據(jù)生產(chǎn)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：x 10X (1+3) =x 107 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(fù) 雜。為簡便計算，可近似求解。已知蒸煮醪比熱容為kJ/(kg K)水的比熱容為kJ/(kg K),假定蒸煮醪的比熱容在整個蒸煮過程維持不

28、變。1 .經(jīng)蒸煮柱加熱后蒸煮醪量為：義 10 X(88 - 50)/ (- 88 x + X 佰 X 7(kg/a式中一一蒸煮柱和后熟器加熱蒸汽的始(kJ/K)2 .后熟器出來的蒸煮醪量為：X 10 + X71 兇 X (84 - 50)/ = X 10 kg/a式中后熟器的溫度為84c下飽和蒸汽白汽化潛熱(kJ/K)3 .經(jīng)后熟器后的蒸煮醪為：x 10 + x 10 x x 1(15 - 84) / - 115 x = (kg/a式中115一滅酶溫度(C)一一飽和蒸汽的始(kJ/K)4 .經(jīng)汽液分離器后的蒸煮醪量：X 10 + X710 X (115 - / 2245= X1kg/a式中22

29、45一一104.3C下飽和蒸汽的汽化潛熱(kJ/K)5 .經(jīng)真空冷卻器后最終蒸煮醪液量為：X10+X 10X X - 63) / 2351= 女眸式中2351一一真空冷卻溫度為63c下的飽和蒸汽的汽化潛熱(kJ/K)第3章相關(guān)設(shè)備的計算與選型蒸煮設(shè)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(chǎn) 能力和出酒率，降低了煤耗，改善了勞動條件。后來又實現(xiàn)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(shè)計采用罐式連續(xù)蒸煮糖化。其特點為：采用噴射加熱器連續(xù)加熱，節(jié)省能耗；操作容易控制；設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，為大中型工廠廣泛采用；采用真空冷卻器冷卻，提高效率，降低費用本設(shè)計的

30、煮沸鍋的型號為 A411-00310。糊化設(shè)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(shè)備。我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) ZBY99030鍋體型式：由圓柱形鍋身，球形底或圓錐形底，和弧形頂蓋或錐形頂蓋組成 鍋身直徑與高度之比：12:1,有效容量系數(shù)58%60%錐底角度以a< 120°為宜。加熱方式：夾套間接蒸汽加熱，夾套蒸汽壓力為 9o升溫速度：不低于 C/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(shè)有槳式攪拌器。攪拌器的轉(zhuǎn)速一般在2050r/min,圓周速度34m/s。材質(zhì)：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

31、截面積與鍋身截面積之比：1/301/505。需設(shè)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(nèi)表面焊縫應(yīng)磨平拋光，應(yīng)作耐腐蝕的酸性鈍化處理。外 露表面拋光，不應(yīng)有碰傷、劃傷痕跡。本設(shè)計采用10立方米的糊化鍋:3Vr效=丫總=100. 6=6 m設(shè)圓柱高H=2D,圓錐角a=60°,則:錐高:=4D22D=2D312D3 424tan30D22tan30h=q2tan2由于所以10= -D32D324 tan 30V總=10 m3,行：D= m本設(shè)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m3直

32、徑 mm1800總高 mm3600加熱面積m27工作壓力鍋內(nèi)常壓，夾層主要材料1C8Ni9Ti、T2主電動機功率kW7重量kg年產(chǎn)5千噸圓形味精7000用途糖化設(shè)備糖化設(shè)備11本設(shè)計采用的糖化設(shè)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(jù)工廠的生產(chǎn)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(shè)計采用9立方米的糖化鍋：3V有效=丫總=90. 87=7.83m設(shè)圓柱高H=2D,則：V= D2H4=-D2 2D4= -D32由于V= 9m3,所以9= D32得：D= m本設(shè)計的糖化鍋選型如下表3-27。表3-2 糖化鍋選型表設(shè)備名稱糖化鍋設(shè)備型號J47101-0Z、而h上公跖有效容積：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(shè)備重量（kg）3500KW。車間設(shè)備數(shù)量糖化一大所