年產(chǎn)9000噸味精工廠的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)

年產(chǎn)9000噸味精工廠（以液氨為氮源）的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)武漢工程大學(xué)化工與制藥學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書年產(chǎn)9000噸味精工廠（以液氨為氮源）的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)專業(yè)班級學(xué)生姓名學(xué)號日期年月日書面整理與設(shè)計(jì):物料計(jì)算：繪圖部分：目錄TOC\o"1-5"\h\z摘要：4Abstract:.……?......?..?......?..?......?..?..........5前曰:????????????????????????????????????????????????????????????????????6設(shè)訐依據(jù)與主要工業(yè)設(shè)計(jì)參數(shù)7\o"CurrentDocument"1設(shè)計(jì)依據(jù)7\o"CurrentDocument"—1?1設(shè)計(jì)任務(wù)7\o"CurrentDocument"1?2工藝流程7\o"CurrentDocument"1?3基礎(chǔ)數(shù)據(jù)7\o"CurrentDocument"1?4原（輔）料及動力單耗8\o"CurrentDocument"2.物料衡算8過程的總物料衡算82.1.1生產(chǎn)能力82.1.2總物料衡算92.1.3淀粉的單耗:92.1.4原料及中間體的計(jì)算102.1.5總物料衡算結(jié)果10\o"CurrentDocument"2.2制糖工序物料衡算11加水量112.2.2液化酶用量112.2.3CaCl2的加入量112.2.4糖化酶用量112.2.5糖化液量112.2.6加珍珠巖量和濾渣量112.2.7生產(chǎn)過程進(jìn)入的蒸汽和洗水量.122.2.8衡算結(jié)果122.2.9糖化過程衡算圖12\o"CurrentDocument"2.3連續(xù)滅菌和發(fā)酵過程物料衡算132.3.1發(fā)酵培養(yǎng)的糖液量132.3.2配料132.3.3衡算結(jié)果匯總142.3.4發(fā)酵過程衡算圖15\o"CurrentDocument"2.4谷氨酸提取工序的物料衡算152.4.1發(fā)酵液數(shù)量152.4.2加98%硫酸量152.4.3谷氨酸產(chǎn)量152.4.4母液數(shù)量152.4.5谷氨酸分離洗水量162.4.6母液回收過程中用水以及酸、堿等數(shù)量l=Jl=J

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w162.4.7物料衡算結(jié)果16\o"CurrentDocument"2.5精制工序的物料衡算16物料衡算匯總表17\o"CurrentDocument"3熱量衡算183.1液化工序的熱量衡算3?1?2滅酶蒸汽用量i=j3.1.3液化液冷卻用水量181919\o"CurrentDocument"3.2糖化工序熱量衡算19\o"CurrentDocument"3?3連續(xù)滅菌和發(fā)酵工序熱量衡算203?3?1培養(yǎng)液連續(xù)滅菌用蒸汽量203?3?2培養(yǎng)冷卻水用量213?3?3發(fā)酵罐空罐滅菌蒸汽用量22\o"CurrentDocument"3.4谷氨酸提取工序冷量衡算233?5谷氨酸鈉溶液濃縮結(jié)晶過程的熱量衡算l=J

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wl=J233.5.1熱平衡與計(jì)算加熱蒸汽量233.5.2冷卻二次蒸汽所消耗冷卻水量...24\o"CurrentDocument"3.6干燥過程的熱量衡算25\o"CurrentDocument"3?7生產(chǎn)過程耗用蒸汽量結(jié)果匯總26\o"CurrentDocument"設(shè)備的設(shè)計(jì)與選型26\o"CurrentDocument"1基本參數(shù)262發(fā)酵罐27I三」l=J\o"CurrentDocument"2.1發(fā)酵罐生產(chǎn)能力27\o"CurrentDocument"2?2發(fā)酵罐臺數(shù)27\o"CurrentDocument"2?3設(shè)備容積27\o"CurrentDocument"2?4校核28\o"CurrentDocument"2.5冷卻管28\o"CurrentDocument"3種子罐31\o"CurrentDocument"3.1種子罐容積31\o"CurrentDocument"3?2種子罐臺數(shù)31\o"CurrentDocument"3?3冷卻面積的計(jì)算31\o"CurrentDocument"4種子罐空氣過濾器3232333333334.1過濾層直徑4?2過濾器宜徑4?3過濾器高度i=j4.5分過濾器強(qiáng)數(shù)量4.4分過濾器強(qiáng)度的計(jì)算33334.6過濾層厚度5連消塔TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"5.1連消塔的主要參數(shù)33\o"CurrentDocument"5?2連消塔長度34\o"CurrentDocument"5?3進(jìn)料管直徑34\o"CurrentDocument"5?4連消蒸汽耗量34\o"CurrentDocument"5?5進(jìn)氣管直徑35\o"CurrentDocument"5?6出料管直徑35\o"CurrentDocument"5?7連消塔外圓尺寸35\o"CurrentDocument"5?8外筒有效長度的校核35\o"CurrentDocument"5?9設(shè)備結(jié)構(gòu)的工藝設(shè)計(jì)36\o"CurrentDocument"6維持罐36持罐的選型36總結(jié)：37\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn)403233333333i=j4.5分過濾器強(qiáng)數(shù)量3333摘要:谷氨酸鈉俗稱味精是一種重要的鮮味劑，對香味具有增強(qiáng)作用。谷氨酸鈉廣泛用于食品調(diào)味劑，既可單獨(dú)使用，又能與其它氨基酸等并用。用于食品內(nèi)，有增香作用。日常生活中很多食品都含有味精。谷氨酸鈉(C5H8NO4Na)，化學(xué)名a-氨基戊二酸一鈉，是一種由鈉離子與谷氨酸根離子形成的鹽。其中谷氨酸是一種氨基酸，而鈉是一種金屬元素。生活中常用的調(diào)味料味精的主要成分就是谷氨酸鈉。過去生產(chǎn)味精主要用小麥面筋水解法進(jìn)行，現(xiàn)改用微生物發(fā)酵法來進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。而谷氨酸的通氣發(fā)酵，是我國目前通氣發(fā)酵產(chǎn)業(yè)中，生產(chǎn)廠家最多、產(chǎn)品產(chǎn)量最大的生產(chǎn)方式，該生產(chǎn)工藝和設(shè)備具有很強(qiáng)的典型性。本次設(shè)計(jì)為年產(chǎn)9000噸谷氨酸鈉生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)，經(jīng)指導(dǎo)老師的指導(dǎo)和本小組各組員的努力完成。關(guān)鍵詞：味精發(fā)酵工藝流程圖Abstract:MSGismonosodiumglutamateisanimportantflavoragent,hasenhancedtheroleoffragrance.Glutamateiswidelyusedinfoodflavoringagent,canbeusedalone,canalsowithotheraminoacidsandotheruse.Forfood,aflavoringeffect.ManyfoodscontainMSGindailylife.Monosodiumglutamate(C5H8NO4Na),chemicalnameofalphaaminoglutaricacidsodium,iscomposedofasodiumionandglutamateionicsaltsformed.Theglutamicacidisanaminoacid,andsodiumisametalelement.ThemaincomponentofMSGseasoningusedinlifeissodiumglutamate.Thepastproductionofmonosodiumglutamatevitalwheatglutenhydrolysismethod,istousetomakelarge-scaleproductionbymicrobialfermentation.Theventilationandglutamicacidfermentation,iscurrentlyChina'slargestventilationfermentationindustry,productyield,thelargestmanufacturerofmodeofproduction,theproductiontechnologyandequipmenthasastrongtypical.Thedesignfortheannualproductioncapacityof9000tonsofmonosodiumglutamateproductionprocessdesign,bytheguidanceoftheteacher'sguidanceandtheteammemberstofinish.Keywords:MSGFermentationProcesschart前曰:本設(shè)計(jì)主要內(nèi)容為，了解味精生產(chǎn)中的原料預(yù)處理、發(fā)酵、提取部分的生產(chǎn)方法和生產(chǎn)流程，根據(jù)實(shí)際情況來選擇發(fā)酵工段合適的生產(chǎn)流程，并對流程中的原料進(jìn)行物料衡算、熱量衡算及設(shè)備的選擇、管道管徑的確定。最后，畫出工藝管道流程圖和車間布置圖。味精生產(chǎn)全過程可劃分為四個(gè)工藝階段：（1）原料的預(yù)處理及淀粉水解糖的制備（2）種子擴(kuò)大培養(yǎng)及谷氨酸發(fā)酵（3）谷氨酸的提取（4）谷氨酸制取味精及味精成品加工。與這四個(gè)工藝階段相對應(yīng)味精生產(chǎn)廠家一般都設(shè)置了糖化車間、發(fā)酵車間、提取車間和精制車間作為主要生產(chǎn)車間。另外，為保障生產(chǎn)過程中對蒸汽的需求，同時(shí)還設(shè)置了動力車間，利用鍋爐燃燒產(chǎn)生蒸汽，并通過供氣管路輸送到各個(gè)生產(chǎn)需求部位。為保障全廠生產(chǎn)用水，還要設(shè)置供水站。所供的水經(jīng)消毒、過濾系統(tǒng)處理，通過供水管路輸送到各個(gè)生產(chǎn)需求部位。本設(shè)計(jì)利用淀粉為原料，雙酶水解制糖后，通過微生物發(fā)酵、等電點(diǎn)沉淀提取來生產(chǎn)味精，總工藝流程圖如下：

HS—育冷2谷純一-U中和、脫二谷氨酸鈉晶體粉體設(shè)計(jì)依據(jù)與主要工業(yè)設(shè)計(jì)參數(shù)1設(shè)計(jì)依據(jù)1.1設(shè)計(jì)任務(wù)年產(chǎn)MSG的量：9000t（含7000噸98%MSG,2000噸83%MSG）生產(chǎn)周期V48h，每年生產(chǎn)日=300天，1.2工藝流程味精生產(chǎn)工藝為利用淀粉為原料，雙酶水解制糖后，通過微生物發(fā)酵、等電

點(diǎn)沉淀提取生產(chǎn)味精的工藝是目前最成熟、最典型的生產(chǎn)工藝。1.3基礎(chǔ)數(shù)據(jù)工藝技術(shù)指標(biāo)和基礎(chǔ)參數(shù)如下：發(fā)酵法生產(chǎn)谷氨酸的工藝技術(shù)指標(biāo)序號生產(chǎn)工序參數(shù)名稱技術(shù)指標(biāo)1制糖（雙酶法）淀粉糖化轉(zhuǎn)化率>98%2發(fā)酵產(chǎn)酸率g/100mL>8.03發(fā)酵糖酸轉(zhuǎn)化率%504谷氨酸提取提取收率％805精制精制收率％906發(fā)酵操作周期h<487倒灌率%11.4原（輔）料及動力單耗味精生產(chǎn)過程的原輔材料及動力單耗（1t99%MSG計(jì)算）物料名稱規(guī)格單耗（t/d）玉米淀粉含淀粉86%2.029硫酸98%0.45液氨99%0.35純堿98%0.34活性炭0.03水309電2000kwh/t蒸汽11.42.物料衡算2.1生產(chǎn)過程的總物料衡算2.1.1生產(chǎn)能力年產(chǎn)9000噸MSG，設(shè)純度為100%，按每年生產(chǎn)天數(shù)300計(jì)，日產(chǎn)100%的MSG為30噸。2.1.2總物料衡算1000kg純淀粉理論上能生產(chǎn)100%MSG的量為：1000kg純淀粉實(shí)際上能生產(chǎn)100%MSG的量為：1000x1.11X98%X50%X80%X90%x1.272=498.1(kg)1000kg工業(yè)淀粉(含量86%的玉米淀粉)生產(chǎn)100%MSG的量為：x86%=428.4(kg)2.1.3淀粉的單耗：生產(chǎn)1000kg100%MSG理論上消耗純淀粉量為：1000/1153.5=0.8669(t)生產(chǎn)1000kg100%MSG理論上消耗工業(yè)淀粉量為：0.8669/86%=1.008(t)生產(chǎn)1000kg99%MSG實(shí)際消耗純淀粉量為：1000/498.1=2.008(t)生產(chǎn)1000kg1000%MSG實(shí)際消耗工業(yè)淀粉量為：1000/428.4=2.334(t)4981總收率：—x100%=43.18%1153.5淀粉利用率：1.008X100%=43.18%2.334生產(chǎn)過程的總損失：100%-43.18%=46.82%物料在生產(chǎn)過程中損失的原因：糖化轉(zhuǎn)化率稍低發(fā)酵過程中部分糖消耗于長菌體及呼吸代謝；殘?zhí)歉撸粶缇鷵p失；產(chǎn)生其他產(chǎn)物提取收率低，母液中Glu含量高精制加工過程損耗及產(chǎn)生焦谷氨酸鈉等2.1.4原料及中間體的計(jì)算72淀粉用量為：30x(—x0.98+—x0.83)x2.334=66.2856(t/d)99糖化液純糖量為：66.2856x86%x1.11x98%=62.01(t/d)換算成含量24%的糖液量為：黎=258.375(〃d)24%發(fā)酵液量的計(jì)算——純Glu的量：62.01x50%=31.005(t/d)浙算為8g/dl31005的發(fā)酵液：=387.5625(m3);387.5625x1.05=406.94(t)(1.05為發(fā)酵液的相8%對密度)提取Glu量——純Glu量：31.005x90%=27.9045(t/d)，折算為90%的Glu量：27.9045x90%=25.114(t/d)Glu廢母液量(采用等點(diǎn)一新離子回收法，以排出之廢母液含Glu0.7g/dl計(jì)算):(26.965—24.27)=442.93(m3/d)0.7%2.1.5總物料衡算結(jié)果年產(chǎn)9000噸味精生產(chǎn)工藝的總物料衡算結(jié)果2-1項(xiàng)目以玉米淀粉為原料(加)66.2856原料淀粉(t)66.285624%糖液量（t）258.37590%谷氨酸量（t）25.115混合MSG量（t）30排除含0.7%谷氨酸廢液量（m3）442.932.2制糖工序物料衡算2.2.1淀粉漿量及加水量味精生產(chǎn)過程中，淀粉加水比例為：1：2?5,即1000kg工業(yè)淀粉調(diào)漿時(shí)加水量為2500kg，由此制得的淀粉漿量為3500kg。淀粉漿中干物質(zhì)（純淀粉）濃度：1000乂86%=24.57%35002.2.2液化酶用量a-淀粉酶用量為淀粉漿的0.017%，則a-淀粉酶用量為3500x0?017%=0?6（kg）2.2.3CaCl2的加入量Ca2+能使a-淀粉酶的活性大為提高，CaCl2的加入量是淀粉漿量的0.043%，則CaCl2的加入量為3500x0.043%=1.5（kg）2.2.4糖化酶用量糖化酶用量是淀粉漿量的0.043%，則糖化酶用量3500x0.043%=1.5（kg）2.2.5糖化液量淀粉經(jīng)液化、糖化后，制得24%糖化液量為（kg）24%糖化液的相對密度為1.09,那么糖化液的體積為：3897.95v1.09=3576.1（L）2.2.6加珍珠巖量和濾渣量淀粉經(jīng)糖化、液化后的糖化液過濾比較困難，需加珍珠巖進(jìn)行助濾，其加入量為糖化液的0.15%，即：3897?95x0?15%=5?847(kg)過濾后濾渣是含水70%廢珍珠巖，則濾渣量為5.847：(1-70%)=19.49(kg)2.2.7生產(chǎn)過程進(jìn)入的蒸汽和洗水量3897.95+19.49-3500-(1.2x3)-5.847=385.343(kg)2.2.8衡算結(jié)果(年產(chǎn)9000噸味精)：根據(jù)總物料衡算，日投入工業(yè)淀粉66.3t，物料衡算匯入下表制糖工序物料衡算匯總表2-2進(jìn)入糖化過程的物料離開糖化過程的物料項(xiàng)目物料比例(kg)日投料量(kg)項(xiàng)目物料比例(kg)日投料量(kg)工業(yè)淀粉1000663000糖化液3897.95258434.09配料水2500165750濾渣19.491292.187液化酶0.639.78CaCl21.599.45糖化酶1.599.45珍珠巖5.85385.66洗水和蒸汽407.99327049.94累計(jì)3917.44259726.27累計(jì)3917.44259726.282.2.9糖化過程衡算圖以1000kg工業(yè)淀粉為基準(zhǔn)(下面同理)86%工—液體液化_CaCl.———液體2糖化濾渣19.49k歆t珍珠巖5.E47kgp糖化液#3S97.9?」2.3連續(xù)滅菌和發(fā)酵過程物料衡算2.3.1發(fā)酵培養(yǎng)的糖液量1000kg的工業(yè)淀粉經(jīng)水解后，得到24%的糖液3897.95kg，發(fā)酵培養(yǎng)基的初糖濃度為16?4g/dL，則接種前發(fā)酵培養(yǎng)基的糖液量為3*X24%=5704.3(L)16.4%(W/V)發(fā)酵培養(yǎng)的糖液量質(zhì)量為：5704.3x1.06=6046.6(kg)，(16.4g/dL糖液的相對密度為1.06)2.3.2配料發(fā)酵培養(yǎng)基的組成為：水解糖16.4%，糖蜜0.30%，硫酸鎂0.06%，氯化鉀0.08%，尿素4.0%，磷酸氫二鈉0.02%，玉米漿0.20%，泡敵0.05%，硫酸錳0?2mg/100mL，硫酸亞鐵0.2mg/100mL，植物油0?10%，接種量1%。按放罐發(fā)酵液體積計(jì)算：5704.3x廉%=5846.90)16.0%玉米漿：5846.9x0.2%(W/V)=11.69(kg)甘蔗糖蜜：5846.9x0.3%(W/V)=17.54(kg)無機(jī)鹽(P,Mg,K):5846.9x0.2%(W/V)=11.69(kg)配料時(shí)培養(yǎng)基中的含糖量不低于19%，向24%的糖液中加水量:3897.95x24%*3897.5=1025.78(kg)19%滅菌過程加入蒸汽量及補(bǔ)水：-3897.95-1025.78-11.69-17.54-11.69=1081.95(kg)發(fā)酵零小時(shí)數(shù)量驗(yàn)算：3897.95+11.69+17.54+11.69+1025.78+1081.95=6046.6(kg)其體積為：6046.6/1.06=5704.3(L)，與以上計(jì)算一致。接種量：5846.9x1%(W/V)=58.469(L)58.469x1.06=61.98(kg)發(fā)酵過程加液氨數(shù)量，為發(fā)酵液體積的2.8%：5846.9x2.8%(W/V)=163.71(kg)，液氨容重為0.62kg/L,165.4/0.62=264.05(L)加消泡劑量，為發(fā)酵液的0.05%：5846.9x0.05%(W/V)=2.92(kg)，消泡劑的相對密度為0.8，2.95/0.8=3.65(L)發(fā)酵過程從排風(fēng)帶走的水分：進(jìn)風(fēng)25°C,相對濕度9=70%，水蒸氣分壓18mmHg(1mmHg=133.322Pa)，排風(fēng)32C,相對濕度9=100%，水蒸氣分壓27mmHg。進(jìn)罐空氣的壓力為1.5atm(表壓)，排風(fēng)0.5atm(表壓)，則出進(jìn)空氣的濕含量差：v—V_062227x100%18x70%出進(jìn).1.5x760—27x100%.“2.5x760-18x70%=0.015-0.0042=0.01(kg水/kg干空氣)通風(fēng)比1:0.2,則帶走水量5846.9x0.2x60x36x1.157x0.001x0.01=29.2(kg)(其中1.157為32C時(shí)干空氣密度(kg/m3))過程分析、放罐殘留及其他損失：52kg發(fā)酵終點(diǎn)時(shí)發(fā)酵液質(zhì)量：6046.6+61.98+163.71+2.92-29.2-52=6194.0(kg)2.3.3衡算結(jié)果匯總：年產(chǎn)9000噸商品味精日投工業(yè)淀粉66.3t連續(xù)滅菌和發(fā)酵工序的物料衡算匯總?cè)缦逻B續(xù)滅菌和發(fā)酵工序物料衡算2-3項(xiàng)目進(jìn)入系統(tǒng)離開系統(tǒng)1t工業(yè)日投料項(xiàng)目1t工業(yè)日投料

淀粉之匹配物料(kg)量(t/d)淀粉之匹配物料(kg)量(t/d)24%糖液3897.95258.434發(fā)酵液6194.0410.662玉米漿11.690.775空氣帶走水量29.21.936甘蔗糖蜜17.541.163過程分析、放罐殘留及其他損失523.448無機(jī)鹽11.690.775配料水1025.7868.009滅菌過程進(jìn)蒸汽及水1081.9571.730接種量61.984.109液氨163.7110.854消泡劑2.920.194總計(jì)6275.2415.506總計(jì)6275.2415.5062.3.4發(fā)酵過程衡算圖11.6P63.71P11.6P63.71P8g/dl谷氨酸2.4谷氨酸提取工序的物料衡算采用冷凍等點(diǎn)及其新離交回收工藝（按1000kg工業(yè)淀粉之匹配量計(jì)）2.4.1發(fā)酵液數(shù)量：5846.9L，6194.0kg2.4.2加98%硫酸量：為發(fā)酵液的3.6%（W/V）5846.9x3.6%=210.5（kg）98%H2SO4的相對密度1.84.，故210?5/1?84=114?4（L）2.4.3谷氨酸產(chǎn)量分離前谷氨酸量——Glu量：5846.9x8%（W/V）=467.8Z（kg）分離后谷氨酸量——純Glu：467.8x0.8=374.2（kg）（80%為Glu提取收率）90%的Glu沉淀：374.2/90%=415.8（kg）2.4.4母液數(shù)量：母液含Glu0.7%g/dl467.8-374.2

07%=13371.4（kg）2.4.5谷氨酸分離洗水量x20%=83.2467.8-374.2

07%=13371.4（kg）13371.4-5846.9-83.2-114.4=7326.9（L）=7326.9（kg）2.4.7物料衡算結(jié)果根據(jù)以上計(jì)算，再乘以66.3t（日投工業(yè)淀粉數(shù)）即得出每日之物料量谷氨酸提取工序物料衡算匯總表2-4進(jìn)入系統(tǒng)離開系統(tǒng)項(xiàng)目1t工業(yè)淀粉及匹配物料（kg）t/d項(xiàng)目1t工業(yè)淀粉及匹配物料（kg）t/d發(fā)酵液6194.0410.66290%谷氨酸415.813.3H2SO4210.513.956母液13371.4401.1分離用洗水83.25.516回收加水等7326.5485.773累計(jì)13787.2821.27113787.2821.2712.5精制工序的物料衡算2.5.1谷氨酸數(shù)量99%Glu374.2kg；90%Glu415.8kg2.5.2Na2CO3量x36.6%=152.2（kg）2.5.3加活性炭量472.5x3.1%=12.9（kg）2.5.4中和液數(shù)量415.8x415.8x1.272

40%（W/V）=1322.2（L）1322.2x1.16=1533.8（kg）（1.16為含40%（W/V）MSG溶液的相對密-415.8-12.9-152.2=952.9(kg)產(chǎn)MSG量產(chǎn)MSG量——精制收率90%,產(chǎn)量為415.8x1.272x90%x99%=471.2(kg)415.8x1.272x8%

25%2.5.7產(chǎn)母液量：母液平均含MSG量25%(W/V)二169.2(L),母液的相對密度1.1，則:415.8x1.272x8%

25%x1.1=186.2(kg)2.5.8廢濕活性炭數(shù)量：濕炭含水75%129、——.—=51.6(kg)(1-0.75)2.5.9MSG分離調(diào)水洗水量x5%=23.6(kg)2.5.10中和脫色液在潔凈蒸發(fā)過程中蒸發(fā)出的水量+23.6-471.2-186.2-5.4=894.6(kg)物料衡算匯總表精制工序物料衡算匯總表2-5進(jìn)入系統(tǒng)離開系統(tǒng)項(xiàng)目1t工業(yè)淀粉及匹配物料(kg)t/d項(xiàng)目1t工業(yè)淀粉及匹配物料(kg)t/d90%Glu415.827.5799%MSG471.231.24Na2CO3152.210.09母液186.212.35活性炭12.90.86廢炭51.63.42中和加水952.963.18蒸發(fā)水量894.659.31分離洗水23.61.57累計(jì)1603.6136.32累計(jì)1603.6136.322.5.12谷氨酸精制過程衡算圖

90%谷氨酸NaCO1590%谷氨酸NaCO1523廢炭］」40g/dl中和活性炭25g/dl母100%谷氨3熱量衡算3.1液化工序的熱量衡算3.1.1液化加熱蒸氣量加熱蒸氣消耗量D=G((2—'1)，式中：g-淀粉漿量(kg/h),C-淀粉漿比熱榮［kI—人J/(kg.K)］,t1-漿料初溫(293K)，t2-液化溫度(363K)，I—加熱蒸氣焓2738kJ/kg(0.3MPa，表壓)，人-加熱蒸汽凝結(jié)水的焓，363K時(shí)為377kJ/kg淀粉漿量G：根據(jù)物料衡算，日投工業(yè)淀粉30^連續(xù)液化，30t/24=1.25t/h加水量1：2?5，淀粉漿量為1250x3.5=4375(kg)粉漿干物質(zhì)濃度1250x86%43751250x86%4375x100%=24.6%淀粉漿比熱CC=C—+C100-X0100水100%-淀粉質(zhì)比熱容，1.55kJ/(kg.K)，X-粉漿干物質(zhì)含量，24.6%，C永水的比熱容，4.18kJ/(kg.K)—c100—24.6C=1.55+4.18=3.53[KJ/(kg?K)]100100蒸汽用量D=牝75殍53(90-20)=457.9(kg/h)2738-3773.1.2滅酶蒸汽用量滅酶時(shí)將液化液由90C加熱至100C，在100C是的人為419kJ/kgD=4375好53(100一90)=66.6(kg/h)(2738-419)要求在20mn內(nèi)是液化液從9°笆升至100C，則蒸汽高峰量為66.6瑁=199.8(kg/h)以上兩項(xiàng)合計(jì)：平均量：457?9+66?6=524?5(kg/h)524.5x24=12.59(t/h)高峰量：457.9.3+199.8=657.7(kg/h)3.1.3液化液冷卻用水量使用板式患熱器，將物料由100°C降至65°C,使用二次水，冷卻水進(jìn)口溫度20°C,出水溫度58.7C，需冷卻水量W(58.7-20)x4.18W=(4357+339.85)x353(100-65)=3587.3(kg/h)即86.10(t/d)3.2糖化工序熱量衡算(58.7-20)x4.18日產(chǎn)24%糖液116.94t,即116.94/1.09=107.3m3糖化操作周期30h，其中，糖化時(shí)間為25h。裝料系數(shù)75%（100m3糖化罐裝料75m3），則需糖化罐105^x|4=1.78（臺），取2臺。使用板式換熱器，使糖化液（經(jīng)滅酶后）由85C降至60C,用二次水冷卻，冷卻水今口溫度20笆，出口溫度45C，平均水量為：(45-20)x4.18(4375+339.85)x3.53(85-60)=(45-20)x4.18要求在2h內(nèi)把75m3糖液冷卻至40C，高峰用水量為

=34518.5(kg/h)3981.775000x1.09x(4375+=34518.5(kg/h)每日糖化罐同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)：1.15x癸=0.96(罐)30=1.43,需2罐次每日冷卻水用量：2x34.5x0.96=66.24(1/d)3.3連續(xù)滅菌和發(fā)酵工序熱量衡算3.3.1培養(yǎng)液連續(xù)滅菌用蒸汽量選罐問題：若選100m3的罐，發(fā)酵罐公稱容積為100m3,裝料系數(shù)0.7，每罐產(chǎn)MSG量：100x0.7x8%x86%x90%x1.25=5.42(t)年產(chǎn)9000t商品味精，日產(chǎn)MSG28.4t28448,發(fā)酵操作時(shí)間姍，其中發(fā)酵時(shí)間38h，需發(fā)酵罐臺數(shù):-x京=以47(臺)，取11臺。,.…284…每日投料罐次—=5.24取6罐日運(yùn)轉(zhuǎn)：10x竺日運(yùn)轉(zhuǎn)：10x竺=487.92(罐)取8罐唐濃度為16.4g/dl，滅菌前培養(yǎng)基含糖19%，其含量為每罐初始體積70m3，70x16.4%唐濃度為16.4g/dl，滅菌前培養(yǎng)基含糖19%，其含量為19%滅菌加熱過程中用0.4Mpa蒸汽(表壓)I=2743kJ/kg，使用板式換熱器將物料由20°C升至75°C，再加熱至120°C。冷卻水由20^升至45°C。每罐滅菌時(shí)間3h，輸料流量:604=20.1(t/h)、酒主‘曹性、心eu「40300x3.7(120-75)x1.07消毒滅菌蒸汽用量D==3212(kg/h)=3.2(t/h)2743-120x4.18其中糖液比熱容為3.7kJ/(kg.K)192每天用蒸汽量：3.2x3x2=19.2(血)，高峰量3?2t/h，平均量:二-=0.8(t24/h)與下面20&相比，每天平均耗費(fèi)的蒸汽量增大，罐的個(gè)數(shù)也增大。另一方面，因又為200的罐比100的罐難于維修，所以，綜合考慮，選200的發(fā)酵罐。發(fā)酵罐公稱容積為200m3，裝料系數(shù)0?7，每罐產(chǎn)100%MSG量：200x0.7x8%x86%x90%x1.25=10.84(t)年產(chǎn)9000t商品味精，日產(chǎn)100%MSG28.4t28448-發(fā)酵操作時(shí)間48h,其中發(fā)酵時(shí)間皿需發(fā)酵罐臺數(shù):向x-井24(臺)，取6臺。每日投料罐次竺4=2.610.84日運(yùn)轉(zhuǎn)：5.24x38=4.1448每罐初始體積140m3,唐濃度為16.4g/dl，滅菌前培養(yǎng)基含糖19%，其含量為140x戚4%=120.8(t)19%滅菌加熱過程中用0.4Mpa蒸汽(表壓)I=2743kJ/kg，使用板式換熱器將物料由20°C升至75°C，再加熱至120°C。冷卻水由20°€!升至45°C。每罐滅菌時(shí)間3h，輸料流量:些08=40.3(t/h)3、酒言八40300x3.7(120-75)x1.07消毒滅菌蒸汽用量D==3212(kg/h)=3.2(t/h)2743-120x4.18其中糖液比熱容為3.7kJ/(kg.K)每天用蒸汽量：3.2x3x1=9.6(隊(duì))，高峰量3.2t/h，平均量:96=0.4(t/h)243.3.2培養(yǎng)冷卻水用量120C熱料通過與生料熱交換，降至80C，再用冷卻水冷至35C，冷卻水由20^升至45C，計(jì)算冷卻水用量(W)W=40300x3.97(80-35)=68896(kg/h)=69(t/h)(45—20)x4.18全天用水量:69x3x1=207(t/h)3.3.3發(fā)酵罐空罐滅菌蒸汽用量1)發(fā)酵罐體加熱設(shè)所用罐體為1Cr18Ni19材質(zhì)的發(fā)酵罐，罐體重34.3們冷卻排管重有6們不銹鋼的比熱容是0.5[kJ/(kgK)，用0.2Mpa(表壓)蒸汽滅菌，使發(fā)酵罐在0.15Mpa(表

壓)下，由20°C升溫至127°C,0.15Mpa蒸汽(表壓)I=2718kJ/kg，蒸汽的用量為:=986(kg)(34300+6000)x0.5x(127—20)2718-127x4.182)充滿發(fā)酵罐空間需要的蒸汽量因?yàn)?00m3的發(fā)酵罐的容積實(shí)際上大于200m3,考慮到罐內(nèi)有排管、攪拌器等配件=986(kg)°蒸汽=匕酵罐P蒸汽=200x1.622=324.4(kg)式中，V發(fā)酵罐自由空間，即全容積(m3)；p-加熱蒸汽的密度(kg/m3),0.2Mpa(表壓)蒸汽密度為1.622kg/m3。3)滅菌過程中的熱損失設(shè)發(fā)酵罐的外壁溫度為70C，此時(shí)輻射與對流的聯(lián)合給熱系數(shù)a為a=33.9+0.19x(70-20)=43.4[kJ/(m2*h*K)]200m3的發(fā)酵罐的表面積為201m2,耗用蒸汽量為：D蒸汽2718—127x4.18199(kg)4)罐壁附著洗滌水升溫的蒸汽消耗201x0.001x1000(127—20)x4.18八D蒸汽2718—127x4.18199(kg)4)罐壁附著洗滌水升溫的蒸汽消耗201x0.001x1000(127—20)x4.18八*、=41(kg)空罐滅菌時(shí)蒸汽消耗量為:蒸汽T=1632(kg/h)986蒸汽T=1632(kg/h)1-0.05每次空罐滅菌的時(shí)間是1?5h,用蒸汽量:1632x1.5=2448(kg/罐)則每日蒸汽耗用量為：2448x1=2448(kg/d)平均耗汽量：2448/24=102(kg/h)3.3.4發(fā)酵過程冷卻水用量根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)，谷氨酸的發(fā)酵熱約為3.0x104(kJ/m3h),200m3谷氨酸發(fā)酵罐，裝料量140m3,使用新鮮的冷卻水冷卻，冷卻水的進(jìn)口溫度是10C，出口溫度為20C，冷卻水的用量就可按下式進(jìn)行計(jì)算：W=3.0x10000x140(20-10)x4.18因?yàn)槊刻爝\(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)酵罐是4.14罐次，高峰用水量為100x4.14=414(t/h)日用水量為414x0.8x24=7948.8(t/d)，0.8--各罐發(fā)熱狀況均衡系數(shù)一79488平均用水量：詈8=331.2(詢)3.4谷氨酸提取工序冷量衡算等電罐200m3,裝液量146m3，相對密度1.06，由30°C降至5°C,降溫速度2°C/h。其冷量為：146x103x1.06x2x3.97=1.2x106(kJ/h),發(fā)酵比熱容為3.97[kJ/(kg?K)]中和時(shí)，H2SO4對水的溶解熱為92kJ/mol,6h加98%H2S045100kg，其溶解熱為:5100x98%x92x103=782x103(kJ/h)6x98每天運(yùn)轉(zhuǎn)4.14罐。總制冷量：(1.2x106+7.82x105)x翌4=2250(kw)36003.5谷氨酸鈉溶液濃縮結(jié)晶過程的熱量衡算年產(chǎn)9000噸商品味精，日產(chǎn)100%MSG28.4t，選用25m3強(qiáng)制內(nèi)循環(huán)結(jié)晶罐，濃縮結(jié)晶操作周期24h，其中輔助時(shí)間4h。每罐產(chǎn)100%MSG10t，需結(jié)晶罐臺數(shù):,：8土、=3.38，取4臺1.6為每罐投入的晶種量(10-1.6)3.5.1熱平衡與計(jì)算加熱蒸汽量每罐投入40g/dl的中和脫色液(俗稱原液)23皿3，流加30g/dl母液32m3，過程中加水6m3,在70°C下真空蒸發(fā)結(jié)晶，濃縮3h，育晶17h。放料數(shù)量2M。1)熱量衡算來料帶入熱量：Q來料=(23x1.16+32x1.13)x3.5x35x103=7.7x106(kJ)加水代入熱量：Q加水=6x4.18x35x103=8.8x105(kJ)晶種帶入熱量：Q來晶=1600x1.67x20=5.3x104(kJ)，1.67[kJ/(kg?K)]為MSG比熱容結(jié)晶放熱：Q晶執(zhí)=(10T.6；；；06,12.7=5.7x105(kJ)MSG結(jié)晶熱為12.7kJ/mol母液帶走量：分離母液12m3，折算為相對密度1.26時(shí)，15t比熱容為2.83[kJ/(kg?K)]Q=15x103x2.83x70=3.0x106(kJ)隨二次蒸汽帶走熱量：Q次=(23+32+6-20)x2626x106=1.077x108(kJ)結(jié)晶罐放罐時(shí)的結(jié)晶液量為20m3隨結(jié)晶MSG帶走熱量：電=10x105xL67x70=1-17x108(kJ)需外界供給熱量：Q=(Q走+Q一次+Q出日)-(Q來料+Q來水+Q來/Q晶熱)=(3.0x108+1.077x108+1.17x108)-(7.7x106+8.8x105+5.3x104+5.7x105)=9.5x107(kJ)2)計(jì)算蒸汽用量每罐次用汽量：熱損按5%計(jì)算D=9.5x107=45830(kg/罐)(2717-535)x0.95每罐濃縮結(jié)晶時(shí)間20h，每小時(shí)耗蒸汽高風(fēng)量：45830/20=2292(kg/h)4.14臺罐同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，高峰用蒸汽量：4.14x2292=9488.88(kg/h)每日用蒸汽量：4.14x45830=189736.2(kg/d)=189.7(t/d)每小時(shí)平均用蒸汽量：189.7/24=7.9(t/h)3.5.2冷卻二次蒸汽所消耗冷卻水量1）二次蒸汽數(shù)量，即水蒸發(fā)速度23+32+6—20=2.05（m3水/h）202）冷卻水用量：使用循環(huán)水，進(jìn)口溫度30°C，出口溫度45°C,70°C水蒸氣焓2626.8（kJ/kg），需冷卻水量（W）W=2.05x103x（2626.8-45x心8）=80000宜）=80（血）（45-30）x4.182臺罐，高峰用水量：80x2=160（t/h）全日用水量：80x20x4.14=6624（t/d）平均用水量：662424=276（血）

3.6干燥過程的熱量衡算分離后之濕MSG含水2%,干燥后達(dá)到0.2%，進(jìn)加熱之空氣為18°C，相對濕度4=70%,通過加熱器使空氣升至80C,從干燥器出來的空氣為60C。年產(chǎn)9000噸商品味精，日產(chǎn)濕味精3此二班生產(chǎn)，即30/16=1.88(血)30000x2%-30000x0.2%.16干燥水分量：=41.3(kg/h)1618C空氣濕含量。=70%,X0=0.009kg/kg干空氣，I0=41.8kg/kg干空氣；加熱89C,I1=104.5kJ/kg干空氣q物料=1.76x103x(60—18)x0.4x4.18/34=3635(kJ/kg水)Q損失=0.1(595x4.18+0.47x60x4.18+1198-18x4.18)=373(kJ/kg水)A=18x4.18-3635-373=-3932.76(kJ/kJ水)設(shè)X2=0.0108I2=%+A(X2-X1)=104.5+(-3932.76)(0.0108-0.009)=97.42(kJ/kg空氣)空氣耗量為：31.6/0.0108-0.009=2925.9(kg/h)80C時(shí)空氣的比容0?83m3/kg實(shí)際消耗空氣量為：2925.9x0.83=2428.5(m3/h)耗用蒸汽量(D)：使用0.1MP(表壓)蒸汽加熱，熱損失按15%計(jì)：=95.8(kg/h)(104.5-41.8)x2925.9x=95.8(kg/h)每日用蒸汽量：95.8x16=1532.9(kg/d)平均每小時(shí)用蒸汽量：1532.9/24=63.9(kg/h)3.7生產(chǎn)過程耗用蒸汽量結(jié)果匯總生產(chǎn)過程耗用蒸汽量表生產(chǎn)工序日用量t/d平均量t/h高峰量t/h液化糖化12.590.520.66

液化糖化12.590.520.66聯(lián)消9.60.43.2發(fā)酵罐空消2.450.11.6精制81.423.44.2干燥0.510.0210.03中和脫色略略略空氣凈化及其他略略略累計(jì)106.574.4419.69設(shè)備的設(shè)計(jì)與選型1基本參數(shù)年產(chǎn)9000噸味精(7000t98%和2000t83%)廠設(shè)備設(shè)計(jì)與選型4-1名稱單位數(shù)量生產(chǎn)規(guī)模t/a9000生產(chǎn)方法發(fā)酵年生產(chǎn)天數(shù)d/a300產(chǎn)品日產(chǎn)量t/d30倒灌率%1.0發(fā)酵周期h48發(fā)酵培養(yǎng)基初糖濃度%15發(fā)酵轉(zhuǎn)化率%50谷氨酸提取率%80產(chǎn)品純度%2.1發(fā)酵罐生產(chǎn)能力選用公稱容積為200皿的發(fā)酵罐，其總?cè)莘e為230m3,裝料系數(shù)為0.7,那么該罐生產(chǎn)100%味精的能力為：每罐生產(chǎn)100%MSG的量=200X0.7X8%X86%X90%X1.25=10.842.2發(fā)酵罐臺數(shù)由前面的物料衡算中巳知年產(chǎn)9000噸商品味精的工廠，日產(chǎn)28.4t100%味精。發(fā)酵的操作時(shí)間需要48h(其中發(fā)酵時(shí)間38h)，這樣生產(chǎn)需要的發(fā)酵罐應(yīng)為：Zt.N=Gr=(28.^10.84)*(48/24)=5.24臺取整后需6臺。每日投(放)罐次為28.4/10.84=2.62罐。2.3設(shè)備容積由前面的物料衡算中已知年產(chǎn)9000噸商品味精的工廠,日產(chǎn)純28.4t，所需發(fā)酵液：V0=10.84/(1.25X90%X80%X8%)=150.6m3/d所需設(shè)備總?cè)莘e：V=里=150.6*48/(24*0.7)=430.3m324平主要尺寸的計(jì)算及攪拌軸功率(查表)4-2公稱容積VN/m3罐內(nèi)徑D/mm圓筒高H0/mm封頭高h(yuǎn)0/mm罐體總高H/mm不計(jì)上全容積攪拌器直徑D1/mm攪拌W速nr/min電動機(jī)功率N/kW封頭容積/m3/m3200460011500120013900204.621811001422152.4校核查表公稱容積為200皿的發(fā)酵罐，總?cè)莘e為218皿。則2臺發(fā)酵罐的總?cè)莘e為：218*3=436m3>430.3m3,可滿足需要。2.5冷卻管按發(fā)酵生成熱高峰、一年中最熱的半個(gè)月的氣溫、冷卻水可能到最高溫的條件下，設(shè)計(jì)冷卻面積。q=4.18x6000kJ/(m3-h)采用豎式列管式換熱器，取經(jīng)驗(yàn)值K=4.18x500kJ/(m3?h?^),換熱溫度發(fā)酵液保持32。冷卻水，進(jìn)口20oC，出口27oC,△t1=32-20=12oC,△t2=32-27=5°C對數(shù)平均溫差△:=凹-普=導(dǎo)=8cln―iln—At52每天裝1罐，每罐實(shí)際裝液量為150?6/1=150?6皿換熱面積F=Q/K^tm=4.18*6000*150.6/(4.18*500*8)=229.5m22.51冷卻管布置最高熱負(fù)荷下的耗水量W=Q/Cp(t2-t1)=4.18*6000*150.6/4.18*(27-20)=35.82kg/s則冷卻水體積流量為W’=0.0358m3/s，取冷卻水在豎直蛇管中的流速為v=1m/s，冷卻管總截面積S總=W/v=0.0358/1=0.0358m2進(jìn)水總管直徑d總=(S總/0.785)0.5=0.214m冷卻管組數(shù)和管徑設(shè)冷卻管徑為d0，組數(shù)為n則：S總=0.785nd2=0.0358m2,根據(jù)本罐情況，取n=15，求管徑：管徑d0=(S總/0.785n)0.5=0.055m查味精工業(yè)手冊表：10-25q63x3?5無縫鋼管，d內(nèi)=56mm，d內(nèi)＞d0，可滿足要求，d平均=60mm。取豎蛇管端部U型彎管曲率半徑為250mm，則兩直管距離為500mm，兩端彎管總長度!0=?0=3.14*500=1570mm冷卻管總長度L已知冷卻總面積F=230m2，無縫鋼管963x3.5每米冷卻面積為：F0=3.14*0.06*1=0.19m2,則冷卻管總長度：L=F/F0=230/0.19=1210.5m冷卻管體積V=0?785*0?0632*1210?5=3.77(m3)每組管長L0和管組高度每組管長L0=L/n=1210.5/15=80.7m另需連接管8m：L實(shí)=1210?5+8=1218?5m可排豎直蛇管的高度，設(shè)為靜液面高度，下部可伸入封頭250mm。設(shè)發(fā)酵罐內(nèi)附件占體積為0.5m3,則：V總』液+V管+V附件=150?6+3?77+0?5=154?87m3筒體部分液深(V總-V封)/‘截=(154.87-16.4)/0.785X52=6.81m豎直蛇管總高H=6.81+0.25=7.06m又兩端彎管總長10=1570mm，兩端彎管總高為500mm則直管部分高度h=H-500=7060-500=6560mm則一圈管長l=2Xh+l0=2X6560+1570=14690mm每組管子圈數(shù)n0no=Lo/l=80.7/15=6圈管間距為2.5d外=2.5*0.063=0.16m,豎蛇管與罐壁的最小距離為0.15m,可算出與攪拌器的距離為0.375m>0.25m，在允許范圍內(nèi)。作圖表明，各組冷卻管相互無影響。如發(fā)現(xiàn)無法排下這么多冷卻管，可考慮增大管徑，或增加冷卻管組數(shù)。校核冷卻管傳熱面積F實(shí)=nd平均XL實(shí)=3.14X0.06X1218?5=229?6m2>FF實(shí)〉F,可滿足要求。設(shè)備材料的選擇優(yōu)先考慮滿足工藝要求，其次是經(jīng)濟(jì)性。本例選A3鋼，以降低設(shè)備費(fèi)用。管直徑的大小和有無保溫層，一般取100-200mm。接管直徑的確定按排料管為例計(jì)算管徑發(fā)酵罐裝料150.6m3,1.5小時(shí)內(nèi)排空，體積流量Q=150.6/(3600X1?5)=0??0279m3/s,發(fā)酵液流速為v=1m/s，排料管截面積S料=。/v=0.0279/1=0.0279m2排料管d=(S料/0.785)0.5=0.189m,取無縫鋼管6219X9.5，內(nèi)徑200mm>189mm，適用。按通風(fēng)管為例計(jì)算管徑通風(fēng)比0.1-0.18vvm(0.1MPa,20oC),通風(fēng)量Q=137.6X0.18=24.77m3/min=0.4128m3/s折算到工作狀態(tài)下(0?45MPa,30oC)風(fēng)量Qf=0.4128X0.1/0.45X[(273+30)/(273+20)]=0.088m3/s取風(fēng)速v=25m/s，則通風(fēng)管截面積Sf=Qf/v=0.088/25=0.00354m3通風(fēng)管徑df=(Sf/0.785)0.5=(0.00354/0.785)0.5=0.0694m,取無縫鋼管6219X9.5也適用。排料時(shí)間復(fù)核物料流量Q=150.6/(3600X2)=0.0209m3/s，流速為v=1m/s管道截面積S=0.785X0.22=0.0314m2相應(yīng)流量比P=Q/Sv=0.0209/(0.0314X1)=0.67排料時(shí)間t=2X0?67=1?34hV1?5h支座選擇一一裙式支座3種子罐3.1種子罐容積種子罐容積=發(fā)酵罐計(jì)量體積x接種比x(i+液體損失率)/種子罐裝料系數(shù)故:種子罐容積V種=218X1%/0.7=3.11m33.2種子罐臺數(shù)種子罐臺數(shù)=發(fā)酵罐臺數(shù)x種子罐周期(天)/發(fā)酵罐周期(天)故:種子罐臺數(shù)n種=6*18/48=2.25(個(gè))圓整取3個(gè)3.3冷卻面積的計(jì)算每罐實(shí)際裝液量為150.6m3，則接種量=150.6X1%=1.506m3發(fā)酵產(chǎn)生的熱量Q=4.18X6000X1.506=3.78X104kJ/(m3.h)取K=4.18X220kJ/(m3.h.oC)'換熱溫度發(fā)酵液保持32°C,冷卻水，進(jìn)口20oC,出口27°C,△t1=32-20=12°C,△t2=32-27=5°C平均溫差^t=(△t1+^t2)/2=(12+5)/2=8.5°C需要的換熱面積F=Q/(K?^t)=3.78X104/(4.18X220X8.5)=5m2核算夾套冷卻面積：按靜止液深確定夾套高度靜止液體浸沒筒體高度少罐-V封)/‘罐=(1.4-0.48)/0.785X1?52=0?52m液深H=H封+H0=0.4+0.52=0.92m夾套可實(shí)現(xiàn)的冷卻面積S實(shí)=，罐+S封=nd平均H0+S封=3.14X1.5X0.52+2.5568=5.006m2需要的換熱面積F=4.415m2,S實(shí)＞F，可滿足工藝要求。4.3.4設(shè)備材料選擇一一不銹鋼材料罐4.3.5壁厚計(jì)算4.3.6設(shè)備結(jié)構(gòu)的工藝計(jì)算4.3.7.1擋板4.3.7.2攪拌器4.3.7.3進(jìn)風(fēng)管(進(jìn)出料管)，管底距罐30mm，向下單管按通風(fēng)管計(jì)算管徑通風(fēng)比0.1-0.18vvm(0.1MPa，20oC)，通風(fēng)量Q=1.4X0.18=0.252m3/min=0.0042m3/s折算到工作狀態(tài)下(0.45MPa,32oC)下的風(fēng)量風(fēng)量Qf=0.0042X0.1/0.45X[(273+32)/(273+20)]=8.97X10-4m3/s取風(fēng)速v=20m/s,通風(fēng)管徑df=(8.97X10-4/0.785X20)0-5=0.0076m=7.6mm按排料管計(jì)算管徑種子罐裝料1.506m3,20min內(nèi)排空，體積流量Q=1?506/(60X20)=0.00126m3/s,物料流速為v=0.5m/s，排料管截面積S料=。/v=0?00126/0?5=0?0025m2排料管d=(0.0025/0.785)0-5=0.056m=56mm取df、d中的較大者作為進(jìn)氣管，取管徑D=56mm，查表知取676X5.5無縫鋼管冷卻水管管徑的計(jì)算需冷卻熱量Q=3.78X104kJ/(m3.h)，冷卻水溫變化23oC-27oC耗水量W=Q/[Cp(t-t)]=3.51X104/[4.18X21(27-23)]=2100kg/h=0.000628m3/s水的流速為v=1m/s，冷卻管管徑d=(0.000628/0.785)0-5=0.0282m查金屬材料表取焊接管Dg=32mm可滿足要求取冷卻水接管長度h=100mm4.3.8支座選擇一一支撐式支座，將種子罐置于樓板上4種子罐空氣過濾器4.1過濾層直徑通風(fēng)比0.1-0.18vvm(0.1MPa,20oC)，折算到工作狀態(tài)下(0.45MPa,32°C)下的風(fēng)量風(fēng)量：1.4X0.18X0.1/0.45X305/293/60=0.00097m3/s，流速為v=0.2m/s貝"D濾層=(V/0.785v)0.5=(0.00097/0.785X0.2)0.5=0.078m=78mm，取D濾層=80mm4.2過濾器直徑D過濾器=1.1~1.3D濾層，取D過濾器=1.3D濾層，則D過濾器=1.3*80=104mm，圓整后D過濾器=110mm4.3過濾器高度筒體高度h=1.5D濾層=1.5X80=120mm錐體部分高度h錐=1.5XD過濾=1.X110=165mm過濾器4.4分過濾器強(qiáng)度的計(jì)算進(jìn)出氣管，與種子罐配合，取676X5.5無縫鋼管4.5分過濾器強(qiáng)數(shù)量與種子罐相配合，種子罐數(shù)量為3臺，配3臺空氣分過濾器4.6過濾層厚度5-6層超細(xì)玻璃纖維濾紙5連消塔5.1連消塔的主要參數(shù)類型：噴孔型生產(chǎn)能力：8h處理334m315%的糖液，其重度為1?06t/m3數(shù)量：一套滅菌時(shí)間10min,在連消塔中的停留時(shí)間10-30S,培養(yǎng)基流速0.3-0.6m/s5.2連消塔長度取培養(yǎng)基流速v=0.3m/s，在連消塔中的停留時(shí)間t=10s，連消塔長度：L=vt=0.3x10=3(m)5.3進(jìn)料管直徑進(jìn)料體積流量V=334/8=41.75m3/h物料流速范圍0.3-0.6m/s,取v=0.42m/s進(jìn)料管截面積S=V/v=41.75/(3600X0.42)=0.028m3進(jìn)料進(jìn)料管直徑直徑d料=(S進(jìn)料/0.785)0?5=(0.028/0.785)0.5=0.188m查材料手冊取6219X3的無縫鋼管，e=213mm，可滿足要求。5.4連消蒸汽耗量8h處理334m315%的糖液，其重度為1.06t/m3質(zhì)量流量G=334X1.06/8=44.26t/h=44260kg/h15%的糖液比熱容為Cp=[0.37X15/100+(100-15)/100]X4.18=0.91X4.18kJ/(kg.oC)連消初溫t1=70°C，終溫t2=115oC，加熱蒸汽的表壓為0?42Mpa，溫度為145oC,熱焓值入=654.3X4.18kJ/kg，比容u=0.45m3/kg,115oC加熱蒸汽的熱焓I=115.2X4.18kJ/kg,蒸汽的消耗量計(jì)算如下D=G?CpX(t2-t1)/(入-1)=44260X0.91X4.18X(115-70)/4.18/(654.3-115.2)=3362kg/h蒸汽的體積流量V=Dxu=3362X0.45=1513m3/h因熱損失蒸汽消耗量增加10%蒸汽的質(zhì)量流量D=3362X1.1=3698kg/h蒸汽的體積流量V=1513X1.1=1664m3/h5.5進(jìn)氣管直徑蒸汽壓力為0.42Mpa下，氣速范圍為20-50m/s，取氣速為42m/s進(jìn)氣管截面積S=v/v=1664/(3600X42)=0.011m3進(jìn)進(jìn)氣管直徑d料=(S進(jìn)/0.785)0-5=(0.011/0.785)0-5=0.12m查材料手冊，取無縫鋼管6133X3,6=127inm，可滿足要求。5.6出料管直徑出料量G=G+D=44.26+3.69=47.95t/h出換算為體積流量V出4出/P=47.95/1.06=45m3/h取氣速為42m/ss=V/v=45/0.42/3600=0.03m3出出出料管管徑d出=(S出/0.785)0-5=(0.03/0.785)0-5=0.195m查材料手冊，取無縫鋼管e219X3，6=213mm，可滿足要求。5.7連消塔外圓尺寸已知出料的體積流量V出=45m3/h，物料在連消塔內(nèi)移動速度取0.1m/s連消塔s環(huán)』出/v=45/0.1/3600=0.125m3S環(huán)=0.785(d外內(nèi)2-d內(nèi)外2)，聯(lián)立兩式外圓直徑d外內(nèi)=(S環(huán)/0.785+d內(nèi)外2)0-5=(0.125/0.785+0.1332)0-5=0.42m查表，取D=0.45m5.8外筒有效長度的校核由于連消塔內(nèi)徑因圓整而尺寸變大，應(yīng)重新確定有效長度。。=420mm時(shí)，S環(huán)1=0.125m3，有效長度為L16=450mm時(shí)，S環(huán)2=0.145m3，有效長度為L2L2=S環(huán)］L1/S環(huán)2=0?125X3/0?145=2?6m連消塔設(shè)計(jì)的