物料衡算 

3.物料衡算

3.1生产过程的总物料衡算 3.1.1生产能力

年生产商品味精（99%）50000t，折算为100%味精为49500t/a。

日生产商品味精（99%）：50000/320=156.25（t/d），折算为100%味精为155t/d。 3.1.2计算指标（以淀粉质为原料）

计算指标[10]见表3.1。

表3.1计算指标

项目

淀粉糖化转化率 发酵产酸率（浓度） 发酵对糖转化率

培养菌种耗糖为发酵耗糖的 谷氨酸提取收率 精制收率

商品淀粉中淀粉含量 发酵周期（含辅助时间） 全年工作日

指标 98.5% 11% 60% 1.5% 96% 95% 86% 40h 320d

3.1.3物料衡算

（1）1000kg纯淀粉理论上产100%MSG量

1000×1.11×81.7%×1.272＝1153.5kg

式中81.7%——谷氨酸对糖的理论转化率

1.272——

纯味精相对分子质量纯谷氨酸相对分子质量＝

184147＝1.272

（2）1000kg纯淀粉实际产100%MSG量

1000×1.11×98.5%×60%×（100%－1.5%）×96%×95%×1.272＝749.6kg （3）1000kg商品淀粉（含量86%的玉米淀粉）产100%MSG量

749.6×86%＝644.7kg

（4）淀粉单耗

①1t100%MSG消耗纯淀粉量

1000749.6＝1.334t/t

②1t100%MSG实耗商品淀粉量

1000644.7＝1.5511t/t

③1t100%MSG理论上消耗纯淀粉量

10001153.5＝0.8669 t/t

④1t100%MSG理论上消耗商品淀粉量

0.866986%＝1.008t/t

（5）总收率可按以下两种方法计算

①

实际产量（kg)理论产量（kg)?100%＝749.61153.5?100%＝64.98%

②

98.5%?60%?98.5%?96%?95?.7%?100%?64.98%

（6）淀粉利用率

1.0081.5511?100%?65%

（7）生产过程总损失

100%－65%=35%

（8）原料及中间品计算

① 品淀粉或淀粉乳用量：日产100%味精155t，单耗商品淀粉1.5511t，日耗商品淀粉

量

155×1.5511＝240.42t/d

相当日耗100%淀粉：240.42×86%＝206.76t/d 如使用15.2°Bé，含淀粉30.113g/dL的淀粉乳，日耗量为

206.76/30%=689.21m3/d（30.113g/dL≈30%）

②糖化液量：日产纯糖量

240.42×86%×1.11×98.5%＝226.06t/d

只算为30%或34g/dL的糖液

226.06/30%=753.54t; 226.06/34=664.88m3

③发酵液量：发酵液中纯谷氨酸量

226.06×60%×（100%－1.5%）＝133.6t/d

折算为谷氨酸11g/dL的发酵液量

133.6/11=1214.56m3/d 1214.56×1.07＝1299.58t/d(1.07为发酵液相对密度)

④提取谷氨酸量：产纯谷氨酸

133.6×96%＝128.256t/d

折算为90%湿谷氨酸量

128.256/90%＝142.51t/d

3.1.4总物料衡算结果

总物料衡算结果汇总见表3.2。

表3.2 总物料衡算结果（年产2万t味精）

原料 玉米淀粉/t 糖液/t 谷氨酸/t 味精/t

规格 86% 30% 90% 100%

玉米淀粉原料

生产1t100%MSG

1.5511 4.862 0.9197 1.0

日（耗）产量（t/d）

240.42 753.54 142.51 155

3.2制糖工序的物料衡算

（1）淀粉浆量及加水量淀粉加水比例为1:1.8，1000kg工业淀粉产淀粉浆

1000×（1＋1.8）＝2800kg

加水量为1800kg。

（2）粉浆干物质浓度

1000?86(00?100%＝30.7%

（3）液化酶量使用耐高温α-淀粉酶（液体，20000U/mL），加酶量10U/g干淀粉。1000kg干淀粉加酶量

1000?1000?102000＝500mL＝0.5L

0.5L液化酶质量约为0.6kg。

（4）CaCl2量一般加量为干淀粉的0.15%，即1000kg干淀粉加CaCl2

1000×0.15%＝1.5kg

（5）糖化酶量一般加糖化酶量为120U/g干淀粉，如液体糖化酶为100000U/mL，则每1000kg干淀粉加糖化酶量

1000?1000?120100000＝1200mL＝1.2L

1.2L糖化酶质量约为1.5kg。

（6）糖液产量

1000?86%?1.11?98.50%＝3134kg

30%的糖液相对密度1.1321，相当于1.1321×30%＝34g/dL

3134/1.1321＝2768L

（7）过滤糖渣量湿渣（含水70%）10kg，折干渣量

10×（1－70%）＝3kg

（8）生产过程进入的蒸汽冷凝水及洗水量

3134＋10－3.6－2800＝340.4kg

（9）衡算结果（年产5万吨味精）根据总物料衡算，按日投入商品淀粉240.42t，物料衡算汇总见表3.3。

表3.3 制糖车间物料衡算汇总表

项目 商品淀粉 配料水 液化酶 CaCl2 糖化酶 蒸汽冷凝水及

洗水量 累计

物料比例/kg

1000 1800 0.6 1.5 1.5 340.4 3144

日投料量/t

项目 30%糖液 滤渣

物料比例/kg

3134 10 3144

日产料量/t 753.48 0.96 301.82

240.42

432.756 0.0576 0.144 0.144 32.68 301.82

3.3发酵工序的物料衡算

（1）发酵培养基和用糖量1000kg商品淀粉，可产100%糖量

1000×86%×1.11×98.5%＝940kg

其中初始发酵定容用糖占53%，即940×53%＝498kg（100%糖）；流加补量用糖占47%，即940×47%＝442kg（100%糖）。初糖用30%的糖液配料：

49830%＝1660kg，即

49834g/dL＝1465L

初糖配13g/dL，初定V＝

498kg13g/dL＝3831L，13g/dL糖液相对密度1.05，则

3831×1.05＝4023kg

流加补糖用60 g/dL浓糖浆（相对密度1.223），则

44260g/dL＝737L，737×1.223＝901kg

（2）发酵配料每吨商品淀粉产100%糖940kg，发酵配料用各种营养物比例见表3.4。

表3.4 发酵配料用各种营养物比例 成分 玉米浆（CSL）

糖蜜 MgSO4·7H2O

KCl Na2HPO4·12H2O 其他（生物素等）

总计

数量（t） 0.0028 0.0035 0.0024 0.0055 0.0071 0.0007 0.022

数量（kg）

2.8 3.5 2.4 5.5 7.1 0.7 22

（3）配料用水初始配料时培养基含糖量不低于20%，向30%的糖液中加水量为

1660?（30 %－1）＝830kg

（4）接种量发酵初定容3831L，种量为10%，即383L。种子液相对密度1.02，则

383×1.02＝391kg

在391kg种液中含有100%糖14kg（用30%糖液46.7kg）、玉米浆5.2kg、甘蔗糖蜜3.4kg、K2HPO40.68kg、蒸汽及水335.02kg。

（5）连续灭菌过程进入的蒸汽及补水量

4023－1660－22－830－391＝1120kg

（6）发酵过程中加入99%液氨量 1t商品淀粉产100%糖940kg，产100%谷氨酸

940×60%×98.5%×96%＝533.3kg

式中 96%——谷氨酸提取收率

一般发酵耗氨量为谷氨酸量的0.30，即：

533.3×0.30＝160kg

99%液氨在35℃相对密度为0.5874，160/0.5874＝272L

（7）加消泡剂量一般1t谷氨酸加消泡剂5kg，则

533.31000×5＝2.7kg

消泡剂相对密度为0.8，2.7/0.8＝3.4L

（8）发酵生化反应过程所产生的水分 1t商品淀粉在发酵液中所产生的100%谷氨酸量

940×60%×98.5%＝555.5kg

生成1mol谷氨酸产3molH2O；生成1mol菌体产7molH2O。 根据发酵反应式，发酵产生的水分为

555.5?3?18147＝204kg

长菌过程产生水分，1g菌体产酸11g，应产生水分为

555.511×7?18147＝43.3kg

以上合计产生水247.3kg。

（9）发酵过程从排风带走的水分进风25℃，相对湿度70%，水蒸气分压18mmHg（1mmHg=133.322Pa）；排风32℃，相对湿度100%，水蒸气分压27mmHg。进罐空气的压力为1.5大气压（表压）（1大气压＝1.01325×105Pa）,排风0.5大气压（表压），出进空气的湿含量差