发酵罐培养基灭菌能耗即蒸汽量计算

《发醉科技通讯 》望洲〕年第 卷第 期 发酵罐培养基灭菌能耗计算 梅进义 厦 门侨星 实业总公司味精厂 福建 近几年来我 国味精生产发酵设备 —发酵罐逐步向大型化方 向发展 , 耐 罐已普 遍化 , 去 年年底珠海市益 力公 司扩建设计 衬 发酵罐成功投人生产 。 随着发酵罐 的 扩大 , 发酵培养基的消毒工艺值得作研究探 讨 , 原则上消毒工艺及设备要先进 , 消毒时 间要短 , 消毒糖液质量要好 , 从节能考虑运 行能耗要低 , 就是蒸汽用量要少 , 耗水 、 耗 电量要低 , 设备投资要省 , 维修要方便 , 维 修费用要低 。 味精行业现在使用的消毒工艺 分实消法和连消法二大类 , 矛 罐 以下用 实消法还可 以 , 容积 耐 罐以上采用连消 工艺为好 。 我厂对 以 〕时 罐培养基消毒使用 过三种工艺 , 有采用实消法 连消塔维持罐 喷淋冷却连续灭菌法和连消塔维持罐板式换 热器连续灭菌法 。 现就以我厂 时 罐培养 基用实消法和连消法为例进行能耗计算 。 实罐灭菌工艺 发酵液 比热计算 培养基料液 中含 固形物 , 固形 间接蒸汽消耗量计算 、 亏 · · · 几 一 汽 一 汽 其中 幸—发酵罐容量 矿 〕 —定容量 「 」下 —培养基液重度 丫 「岁 内 —培养墓液 比热 「 · ℃ 〕 —进罐料液温度 「℃几 —间接加热料液终温度 「℃ 」 —加热蒸汽烩 「 」 —加热蒸汽液体热烩量 仁 」环习 物 比热 场 〔阅 · ℃ 〕 一 ’ 丽 十 一丁丽 “ 一 一 州罐 」 罐 」 直接蒸汽消耗量计算 一 直 一 直 〔 火 火 一 护 一 一 〕〕 只 丽 一 一 , 〔叼 · ℃ 〕 蒸汽消耗量计算 实消灭菌分二个阶段 , 先用间接蒸汽加 热料液到 ℃后再用 直接蒸汽加热料液到 灭菌温度 ℃。 罐 〕 实罐灭菌蒸汽耗量 实 下 亡〔 仁 罐 〕 冷却用水量计算 设无用冷冻水 、 无地下水提供 , 以夏天 水温 ℃计算 , ℃冷却水与消毒到 ℃ 培养基料 液 进行 热 交换 , 开 头 二 液温 差悬 殊 , 交换效果很好 , 用水量很少 , 随着料液 温度 的降低 , 冷却水用量会逐步增加 , 为理 论上计算正确些 , 分成数个阶梯计算 , 料液 下降温度 分 为 ℃ ℃ ℃ ℃ ℃一 ℃ ℃ , 冷 却 水上 升 温 度 分 为 ℃ ℃一 ℃ ℃ ℃一 ℃ ℃ , 现计算如下 贡 火 一 一 仁酬罐 」 私 二 义 一 州罐 〕 跳 】 一 一 一 扩罐 〕 讯 一 一 一 罐 」 跳 一 一 一 「州罐 」 风 二 一 一 一 「酬罐 」 评总 诵 , 十 诵 十 风 十 风 访 风 州罐 仁,飞尹赌桂」 连 消 塔 维 持 罐 喷 淋 冷 却 灭 菌 工 艺 见 刽 ℃℃ ℃℃ 西己己己己己 泛 ,, 半斗斗斗斗斗 合合合欲欲欲欲欲 ‘‘‘二 一一 止一几 止 —』飞 , 一 卫匕厂了一一一 图 连消塔维持罐喷淋冷却灭菌工艺流程图 连消工艺 培养基 糖 液温度 约 ℃用 于一 于一 热水泵 流量 , , 扬程 输送 进连消塔同时通 直接蒸汽加 温至 ℃进人 维持 罐 , 维 持 后 经 喷 淋 冷 却 降 温 到 〔 进 发 酵罐 , 连 消时 间约 飞 , 喷淋 水泵 配 《卜一 一 。 蒸汽耗量计算 刃 一 直 一 一 砧 ,丫 一 一 一 一 罐 冷却水 毛 创 一 算 水 又 一 一 〔酬台挂」 「, 〕 、枪」 连消塔维持罐板式换热器 灭菌 工艺 见图 亡 配配配配 , 绍卜卜 ‘‘二 之 料料料料 」肖 罐罐罐罐罐罐 击在在 匕匕匕 〕〕〕〕 , 仁汇汇 【板式换热器 图 连消塔维持罐板式换热器灭菌工艺图 连消工 艺 ℃糖 液用 连 消 泵 一 卜 流 量 耐 输送 进 号 薄板换 热 器 与热 糖 液交换预热升温进人连消塔用 直接蒸汽加热 到 ℃ , 再经维持罐维持 后进人 号 薄板换热器通过热交换降温 , 再进人 号薄 板换热器 月 水进 一 步降温 到 ℃进 人 发 酵 罐 蒸汽用量 计算 一 只 川 一 一 ’ 只 只 川 只 灿川 一 一 搜 冷却水耗 员计劝 水 只 一 只 一 州罐 」 讨论 , 又 自论北 以 卜三种 消毒法 , 从蒸汽用 量 上孙 比 , 矛 发 酵 罐 实 消耗 用 蒸 汽 量 约 罐 」 连消塔喷淋冷却连消工艺耗用蒸汽 量约 「 罐 」 连 消塔 薄板换 热器连 消 工艺耗用 蒸 汽量约 「 罐 。 从上数据 看出 , 喷淋冷却和实消一样 , 消毒好料液冷 却时被水带走 的热量没有得到充分利用 , 只 有用薄板换热器连消工艺 , 消毒好的糖液冷 却时放出的热量去预热冷糖液而被得到充分 利 用 , 比 以 上 二 种 消 毒 工 艺 节 约 蒸 汽 量 比 晓 淋 和 一 实 消 工 艺 节 省 , 侮 水 以 了 卫 鱼 元 计 算 厦 门 , 每 蒸汽 以 地 区 价 , 可 节 省 元,曰‘︸、︸︸︺曰一一︻今妇一 内、一一今白 罐 , 每台罐一年 以投 罐 计算 臀 一 二 罐 , 可节 约 蒸 汽 费用 四 仁元 台 · 年 〕。 从耗用水量上对 一 比 这里 只计算夏 天用 水 量 尹罐 实 消后 耗 用 冷 却 水 约 ,矛 罐 连 消塔 喷淋 冷却连 消工艺耗 用冷却水约 〔, 罐 连 消塔板式换 热 器连消工艺耗用 冷却水 约 ,矛 罐 〕。 以 上数据说明实消后使用罐 内列 、 盘管冷却糖 时管内冷却水 与管 外热糖 液热 交换 效 果很 差 , 致使冷却 水 用量 增加 。 喷淋冷却较 好 些 , 主要是喷淋水 自上而下形成液膜状与管 内热糖液 自下 而上 成逆 流交 错经 多 次热交 换 , 加上风冷作用 , 效果更为显著 。 板式换 热器效果更好 , 利用其板薄之优点 , 传热 系数高达 〔 · ℃ 〕, 是列管传热 系数的四倍 。 料 液通过薄板 时形成 薄膜层 , 使冷却水与热糖液得到充分接触 , 冷却水用 元 计 算 厦 门 价 , 舟 罐 可 节 约 水 费 十 八 , 、 二 、 , 「厂 , 、 、、 。 一 一 兀 拆跟 , 排、 , 一 ’ ’ 一 一 · 台罐夏天 以上 罐计算 , 可节省水费 火 仁元 罐 · 夏季 。 若喷琳 冷却水要 回收循环使用 , 得加装水收集槽 , 中温或高 温冷却塔 , 水循 环 泵 , 再加土 配 电 , 管 道 、 阀门等安装 及 费用 , 得一次性投资 万 元 左右 , 还要加这套设务每天的运行 费用 和折 旧 费 , 很不合算 , 所以工厂靠大江 、 水源丰 富的单位 , 这部分水直接排放 , 不再利用 。 从消毒工 艺 设 备 的 先进 性上 对 比 , 实消是一种最古老的消毒工艺 , 料液川 泵送 人发酵罐后 , 在罐 与要经加热灭 菌和冷却二 道 序 , 司时还得开搅拌 翻动料液 , 前后化 费时间约 左右 , 能耗 高 , 设备利用率低 。 实消还存在 以下弊病 , 直接通蒸汽人盘 、 列 管问接加热料液 , 接着又改为通人冷却水问 接冷却 料 液 , 使盘 、 列 管 经 常受 热胀 和 冷 缩 。 由于温度改变 , 在管 子内部会产生较人 应力 , 罐内盘 、 列管形状 、 结构复杂 , 就是 局部处做 回折式形状的伸缩节 , 也不能把这 部分应力全消除 , 经常会在盘 、 列管上薄弱 点 —焊缝处 出现破裂 , 每次上罐前最好作 试压查罐工作 。 采用连消工艺就显示 出它 的 优越性 , 就是泵送糖液进罐途 中就完成 了糖 液的消毒和冷却二道工序 , 进人罐内糖液 已 接近接种温度 , 缩短 了上罐时间 , 节省 能 源 , 提高 设 备利用率 。