工艺计算第一节：物料平衡计算凡引入某一系统或设备的物料重量Gm ,必需等于用于转化形成产物所消耗的物量Gp 和物料损失之和GtGm=Gp+Gt一、物料衡算目的：（1）确定生产设备的容量、个数和主要设备尺寸；（2）工艺流程草图设计（3）水、蒸汽、热量、冷量衡算；（4）控制生产水平。

二、方法1．给出物料衡算流程示意图2．选定计算基准a.按每批投料量进行计算；b.按每吨产品消耗的原料量计算；c.按时间计算。

3．确定工艺指标及消耗定额以及相关的基础数据；4．列出各工艺阶段的物料衡算表并绘出物料流程图。

三、实例（以年产商品味精10000t为实例）(一)、生产规模及产品规格（1）99%规格的味精占80%，即8000t/a;（2）80%的味精占20%，即2000t/a；折算为100%味精为：8000×99%+2000×80%=9520（t/a）(二)、生产工作制度全年生产日320天；2~3班作业，连续生产。

（三）、主要工艺技术参数原料及动力单耗表生产过程的总物料衡算(一)生产能力以年产商品MSG1000t 为实例。

折算为100%MSG9520t/a。

日产商品MSG：1000/320=31.25(t/d)（其中99%的MSG25t，80%的MSG62.t）日产100%MSG：9520/320=29.75（t/d）（二）总物料衡算（以淀粉质原料为例）（1）1000kg纯淀粉理论上产100%MSG量：1000×1.11×81.7%×1.272=1153.5（kg）（2）1000kg纯淀粉实际产100%MSG：1000×1.11×98%×50%×86%×92%×1.272=547.4（kg）（3）1000kg工业淀粉（含量86%的玉米淀粉）产100%MSG量：547.4×86%=470.8（kg）（4）淀粉单耗①1t 100%MSG消耗纯淀粉量：1000/547.4=1.827(t)②1t 100%MSG实际消耗工业淀粉量：1000/470.8=2.124(t)③1t 100%MSG理论上消耗纯淀粉量：1000/1153.5=0.8669（t）④1t 100%MSG理论上消耗工业淀粉量：0.8669/86%=1.008（t）（5）总收率：可以按以下两种方法计算。

①实际产量（kg）/理论产量×100%=547.4/1153.5×100%=47.45%②（98%×50%×86%×92%）/81.7%×100%=47.45%（6）淀粉利用率：1.008/2.124×100%=47.45%（7）生产过程总损失：100%－47.45%=52.55%物料在生产过程中损失的原因：①糖转化率稍低。

②发酵过程中部分糖消耗于长菌体以及呼吸代谢；残糖高；灭菌损失；产生其他产物。

③提取收率低，母液中Glu含量高。

④精制加工过程损耗及产生焦谷氨酸纳等。

（8）原料以及中间品的计算①淀粉用量：29.75 ×2.124=63.19（t/d）②糖化液量：纯糖63.19×86%×1.11×98%=59.15（t/d）折算为24%的糖液：59.15/24%=246.4（t/d）③发酵液用量：纯Glu量：59.15×50%=29.58（t/d）；折算为8g/dl的发酵液：29.58/8%=369.8（m3）；369.8×1.05=388.3（t）（1.05为发酵液的相对密度）④提取Glu量：纯Glu量：29.58×86%=25.44（t/d）折算为90%的Glu量：25.44/90%=28.27（t/d）⑤Glu废母液量（采用等电-新离子回收法，以排出的废母液含Glu 0.7%g/d计算）：（29.58-25.44）/0.7% =591（m3/d）（三）总物料衡算结果衡算结果列汇总表，如下表：工业原料，淀粉含量86%；糖含量50%。

原料淀粉质原料（玉米淀粉）糖蜜（甜菜糖蜜）生产1T 100%MSG t/d 生产1t100%MSG t/vd工业原料 2.124 63.19 3.97 118糖液24%（t） 8.28 246. 4谷氨酸（90%）（t） 0.95 28.27 0.97 28.87MSG（100%）（t） 1.0 29.75 1.0 29.75排出含0.7%谷氨 19.87 591酸废母液排出含1%谷酸废母液 21.84 650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：1：2.5 ，1000kg工业淀粉浆1000×（1+2.5）=3500kg；加水量为2500kg。

（2）粉浆干物质浓度10005×86%/3500=24.57%（3）液化酶量：使用液体a-淀粉酶35005×0.25%=8.75kg（4）CaCl2:量3500×0.25%=8.75kg（5）糖化酶量：用液体糖化酶3500×0.25%=8.75kg（6）糖化液产量1000 ×86%×1.11×98%/24%=3898kg24%糖化液的相对密度为1.09 3898/1.09=3576（L）（7）加珍珠岩量：为糖液的15%3898×0.15=5.85kg（8）滤渣产量：含水70%废珍珠岩5.85/（1-0.7）=19.5kg（9）生产过程进入的蒸汽和洗水量3898+19.5-3500-（8.75×3）-5.85=385.4kg（10）衡算结果（年产万吨味精）：根据总物料衡算，日投入工业淀粉63.19t，物料衡算汇入下表：制糖工序物料衡算汇总表三 连续灭菌和发酵工序的物料衡算（1） 发酵培养基数量① 1000kg 工业淀粉，得到24%的糖化液3898kg 。

发酵初始糖浓度16.4g/dl ，其数量为：)(5704)/%(4.16%243898L V W =⨯16.4g/dl 的糖相对密度为1.06， 5704×1.06=6046kg ② 配料 按放罐发酵液的体积计算：5704× 16.4%/16%=5847（L ）玉米浆：5847×0.2%（w/v ）=11.7kg 甘蔗糖蜜 ：5847×0.3%（w/v ）=17.5kg 无机盐：5847×0.2%（w/v ）=11.7kg 配料用水：配料时培养基的含糖量不低于19%，向24%的糖液中加入水量为：3898×24%/19%-3898=1026(kg)③ 灭菌过程中加入蒸汽及补水量：6046-3898-1026-11.7-17.5-11.7=1081kg④发酵零小时数量验算：3898+11.7+17.5+11.7+1026+1081=6046kg 其体积为：6046/1.06=5704（L ） 与以上结果计算一致。

（2） 接种量 5847×1%(w/v)=58.5（L ）58.5×1.06=62kg（3） 发酵过程加液氨数量，为发酵液体积的2.8%：5847×2.8%=164kg（4） 加消泡剂量： 为发酵液的0.05%。

5847×0.05%=2.9kg 消泡剂的相对密度为0.8，2.9/0.8=3.6(L)(5) 发酵过程从排风带走的水分进风25℃ 相对湿度为70% ，水蒸汽分压18mmHg ,排风32℃，相对湿度为100%，水蒸汽分压 27mmHg 。

进罐空气的压力为1.5 大气压，排风0.5大气压。

进出空气的湿含量差为：X 出-X 进=70187605.2%7018622.0%100277605.1%10027622.0⨯-⨯⨯-⨯-⨯⨯ =0.0149-0.0042=0.01(kg 水/kg 干空气)通风比: 1:0.2, 带走水量:5847×0.2×60×36×1.157×0.001×0.01=29(kg) 式中1.157为320C 时干空气密度(kg/m3)(7)衡算结果汇总:年产万吨商品味精日投工业淀粉63.19t,连续灭菌和发酵工序的物料衡算汇总列入下表:四、谷氨酸提取工序的物料衡算 采取冷冻等电及其新离交回收工艺。

（按1000kg 工业淀粉之匹配量计）（1） 发酵液数量：5847L ；6194kg 。

（2） 加98%硫酸量：为发酵液的3.6%（W/V ）5843×3.6%=210(kg)98%硫酸的相对密度1.84,故: 210/1.84=114(L) (3)谷氨酸产量 a.分离前谷氨酸量:100%谷氨酸量:5843×8%(W/V)=467.4(kg) b. 分离后谷氨酸量:纯谷氨酸: 467.4×86%=402(kg) 90%谷氨酸: 402/90%=446.6(kg) (4)母液数量: 母液含谷氨酸0.7g/dl.(467.4-402) ÷0.7=9343(kg)(5)谷氨酸分离洗水量446.6×20%=89(L)(6)母液回收过程中用水以及酸碱等数量9343-5843-114-89=3297(L)=3297kg谷氨酸提取工序物料衡算汇总表五、精制工序的物料衡算(1) 谷氨酸数量100%Glu 402kg ；90%Glu 446.6kg （2）Na 2CO 3量446.6×36.6%=161（kg ） （3）加活性炭446.6×0.3%=1.34（kg ）(4) 中和液数量)(1278)/%(40272.1402L V W =⨯1278×1.16=1482（kg）式中 1.16--含40%（W/V）MSG溶液的相对密度（20ºBeˊ）（5）中和加水量1482- 446.6- 1.4- 161=873（kg）（6）产MSG量产100%MSG量：精制收率92%，产100%量为：402×1.272×92%=470.5（kg）（7）产母液量：母液平均含MSG量25%（W/V）402×1.272×8%/25%=164（L），母液的相对密度1.1则：164×1.1=180.4（kg）（8）废湿活性炭数量：湿碳含水75%1.34/（1-0.75）=5.4（kg）（9）MSG分离调水洗水量470.5×5%=24（kg）（10）中和脱色液在结晶蒸发过程中蒸发出的水量1482+24-470.5-180.4-5.4=850（kg）（11）物料衡算汇总，列入表10-12中。