年产8000吨味精厂发酵车间初步设计 - 图文(17)

（1）发酵罐体加热：200m3，A3钢发酵罐体重34.3t，冷却排管重6t，A3钢的比热容是474 J/（kg·K），，用0.2Mpa（表压）蒸汽灭菌，使发酵罐在0.15Mpa（表压）下，由20℃升至127℃。其蒸汽量为：

?34300?6000??474??127?20?×3=934.5×3=2803.5（kg）

?2718?127?4.18??1000（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，但由于罐内的排管、搅拌器等所占的空间，罐的自由空间仍按200m3计算。填充空间需蒸汽量：

D空=Vρ×3=200×1.622×=973.2（kg）

式中 V——发酵罐自由空间

ρ——加热蒸汽密度（kg/m3），0.2Mpa表压时为1.622

（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=33.9+0.19（70-20）=43.4?kJ/?m2?h?K??

200m3发酵罐的表面积为201㎡，耗用蒸汽量为：

D损=D

201?43.4?70?20?2718?127?4.18损总

=199 (kg)

=3×D损=597 （kg）

（4）罐壁附着洗涤水升温的蒸汽消耗

201?0.001?1000?127?20??4.182718?127?4.18×3=41×3=123（kg）

式中 0.001——附壁水平均厚度（1mm）

（5）灭菌过程蒸汽渗漏，取总汽消耗量的5%，空罐灭菌蒸汽消耗量为：

2803.5?973.2?597?1231?0.05=4733（kg/h）

每空罐灭菌需1.5h，用蒸汽量为：

4733×1.5=7100 kg/d 平均耗用量7100/24=295.8（kg/h） 4.1.3.4 发酵过程产生的热量及冷却用水量

发酵过程的热量计算有下列几种方法： （1）通过计算生化反应热来计算总发酵热Q总 Q总=生物合成热+搅拌热-汽化热 生物合成热可通过下列方程计算： C6H12O6+O2→6CO2+6H2O+2813kJ

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第4章 水电汽用量估算

C6H12O6+NH3+1.5O2→C5H9O4+CO2+1.5H2O+890kJ 搅拌热=860×4.18×P（P——搅拌功率，kW） 汽化热=空气流量（m3/h）×（I出-I进）ρ

式中 I进，I出——进出的空气热焓（kJ/kg干空气） Ρ——空气密度（kg/m3） （2）通过燃烧热进行计算 Q总=?Q反应物燃烧??Q产物燃烧 有关物料的燃烧热：

葡萄糖：15633 kJ/kg 谷氨酸：15424 kJ/kg 玉米浆：kJ/kg 菌体： 20900 kJ/kg

以发酵6~20耗糖速率最快、为放热高峰。 （3）通过冷却水带走的热量进行计算

在最热季节，发酵放热高峰期，测定冷却水量及进出口温度，然后即可算出最大发热量Q

Q

最大

最大

?kJ/?m3?h

??=

4.18?冷却水流量?kg/h??t出?t进?发酵液总体积（m3）

（4）通过发酵液的温度升高进行计算

关闭冷却水，观察罐内发酵液温度升高，用下式计算QQ最大=

4.18??GCt?G1C1t?V最大

[kJ/?m3?h?]

式中 G——发酵液重量（kg）

C——发酵液的比热容[kJ/（kg·K）] t——1h内发酵液温度升高数（K） G1——设备筒体的重量（kg）

C1——设备筒体的比热容[kJ/（kg·K）] V——发酵液体积（m3）

以上四种方法，以（3）（4）比较简单实。根据部分味精工厂的实测和经验数，谷氨酸的发酵热高峰值约3.0×104[kJ/（kg·K）]

200m3发酵罐，装料量140m3，使用新鲜水，冷却水进口温度10℃，出口温度20℃，冷却水用量（W）：

W=

3.0?104?140?20?10??4.18 =100500kg/h=100（t/h）

日运转3.3台，高峰用水量：100×3.3=330（t/h） 日用水量：330×0.8×24=6336（t/d）

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四川理工学院毕业设计

平均水量：

633624=264（t/h）

式中 0.8——各罐发热状况均衡系数

考虑到冷却水可循环使用，因此，按1%的耗用率计算，则冷却水的总用量为：

W

年冷却

=6336×300×1%=19008 t

4.2发酵车间的用水估算

4.2.1 培养基用水

2448每个200m3发酵罐装液量为70%，共6个发酵罐，每年共有300×=150

个发酵周期，用水量为：W

故W

发酵罐

=230×70%×6×150=144900 t

同理，二级种子罐和一级种子罐的用水量分别为1449t和34t

培养基

=144900+1449+34=146383 t

4.2.2 发酵罐清洗用水

发酵罐的清洗一般是在放料结束后进行，每次清洗时间为1h，故每次清洗用水量为：

WW

清洗

=S

截面积

×V×t=0.0007×1×3600×1=2.52 t

年清洗

=每次清洗用水量×发酵罐数×发酵周期数=2.5×6×150=2268 t

4.2.3 其他用水

包括冲洗地面、管道冲刷、洗滤布及其他设备的定期清洗。按每天用水15t算，则总用水量为：

G

其他

= 每天用水量×300 = 15×300 = 4500 t

故全年用水量为：

（W液化+W糖化+D培养液灭菌+D发酵空罐灭菌+W培养基+W清洗）×生产天数

=（28.8+319.3+35.9+488+2.5）×300 =262339 t=2.62×105 t

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