年产2.2万吨味精生产工艺流程设计论文

1、XX大学化学工程与工艺专业化工工艺课程设计说明书题 目：年产2.2万吨味精生产工艺流程设计学 号： 姓 名： 年 级： 指导教师： 完成日期： 2012年11月20日 摘 要本设计是年产2.2万吨味精工艺设计；以玉米淀粉为原料水解生成葡萄糖、利用谷氨酸生产细菌进行碳代谢、生物合成谷氨酸、谷氨酸与碱作用生成谷氨酸一钠即味精为主体工艺，进行物料衡算、热量衡算、水衡算和发酵罐选型计算,并绘制了发酵罐结构图，发酵流程图，全厂平面布置图糖化流程图，提取与精制流程图.设计的结果和目的主要是通过工艺流程及相关设备进行计算，设计出一个具有高产量，低能耗，污染小的现代化味精生产工厂。本次设计是通过对味精生产的四

2、个工艺流程的物料、热量和水进行了衡算和发酵罐选型计算，得到可行的数据，并且据此选取了合适的发酵生产设备以及合理的工艺流程进行味精的工厂生产，从而提高味精生产的质量和产量，降低了生产的成本,既为味精的工厂化生产的进步提供合理的理论依据,又为环境保护和可持续发展提供重要的数据支持,因此此次味精工厂初步工艺设计是较为必要的.通过一系列计算,我们得出了此次毕业设计所需的重要数据:玉米淀粉为原料日产100% MSG 68.75吨，每日消耗的86%的玉米淀粉质量为102.12吨，日运转糖化罐2罐，投放料2罐次。本次设计采用7台公称容积为200立方米的机械搅拌式发酵罐进行发酵，日运转6台。该发酵罐的具体技术

3、参数为：高度为9.54m，罐体总高14.41m，罐身厚度14mm，封头壁厚16 mm，选用六平叶涡轮式搅拌器，搅拌器转数140r/min，搅拌轴功率2156kw，罐内工作压力0.15MPa。总蒸汽量330.4t/d，平均量13.8t/h，高峰时用量36.9t/h。日供给新鲜水12766.1t，二次水15413t/d，凝结水131.01t/d，每日排水15256t。从而完成了年产2.2万吨味精工厂初步工艺设计。由于此次味精工厂设计仅限于理论计算和模拟的运行数据,对于现实的生产只存在指导和借鉴意义,其实用性有待在生活生产中进行进一步可行性测试和研究.关键词：味精；发酵；工艺设计; 发酵罐;Annu

4、al production capacity of 22000 tonsof monosodium glutamate factory preliminary process designAbstractThe design is an annual output of 22,000 tons of monosodium glutamate for material balance calculation , heat balance calculation, water balance calculation and the selection calculation of fermento

5、r, process design; To hydrolysis of corn starch as raw materials to generate glucose, glutamic acid producing bacteria to use carbon metabolism, biosynthesis of glutamic acid , glutamic acid and alkali to form a sodium glutamate or MSG is the main process, for material balance calculation , heat bal

6、ance calculation, water balance calculation and the selection calculation of fermentor, and mapped the structure of fermentation tank, fermentation process with control point map, the factory floor plan , saccharification process map and the process map of extraction and purification . The result of

7、 the design and the destination of the process is to conceive a high yield, low energy consumption and the production of small pollution MSG plant modernization. This design is to get the feasible data through the four phase calculation, including the material balance calculation , heat balance calc

8、ulation, water balance calculation and the selection calculation of fermentor, based on which we chose the factory of suitable fermentation production equipment and the reasonable technological processes to produce, in order to improve the quality and output and to low the cost at the same time, bot

9、h giving the reasonable theory base to the progress of factory production of monosodium glutamate and providing the data support to the environment protection and sustainable development .So, the factory preliminary process design is comparative necessary.After a series of calculation, we gain the f

10、ollowing important data required for this design: the mass of the 100% MSG with corn starch as raw material is 68.75 t, the mass of 86% corn starch is 102.12t, the number of tank needed to work is 2, which demands of 2 times of filling.This design adopts 7 mechanical agitated fermentor with the nomi

11、nal of 200m to ferment, with 6 operating a day.This kind of fermentor technical parameters is as follow : The height is 9.54mm, the main height of can body is 14.41mm, the thickness is14 mm, the thickness of end socket is16 mm, the revolving speed is 140r/min, the shaft power is2156 kw, the working

12、pressure inside the tank is 0.15MPa. The total quantity of steam is330.4 t/d, the average is 13.8t/h, peak consumption is36.9 t/h. the fresh water is2766.1 t/d, secondary water is15413 t/d, condensed water130.1 is t/d, draining water a day is 15256t. Then, we accomplish the design.Because of being c

13、urbed by the theory calculation and the process data, this design is only to guide the actual production, its practical applicability is waited to being further test and research. Key Words： MSG; Fermentation ; Process Design ; Fermentor;目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc311197717 化工工艺课程设计任务书 PAGE

14、REF _Toc311197717 h 1 HYPERLINK l _Toc311197718 1总论 PAGEREF _Toc311197718 h 3 HYPERLINK l _Toc311197719 1.1概述 PAGEREF _Toc311197719 h 3 HYPERLINK l _Toc311197720 1.1.1味精的性质 PAGEREF _Toc311197720 h 3 HYPERLINK l _Toc311197721 1.1.2产品用途 PAGEREF _Toc311197721 h 4 HYPERLINK l _Toc311197722 1.2设计的目的和意义 P

15、AGEREF _Toc311197722 h 5 HYPERLINK l _Toc311197723 1.3项目设计依据和原则 PAGEREF _Toc311197723 h 5 HYPERLINK l _Toc311197724 1.3.1设计依据 PAGEREF _Toc311197724 h 5 HYPERLINK l _Toc311197725 1.3.2设计原则 PAGEREF _Toc311197725 h 5 HYPERLINK l _Toc311197726 1.4设计范围 PAGEREF _Toc311197726 h 6 HYPERLINK l _Toc311197727

16、1.5味精生产能力及产品质量标准 PAGEREF _Toc311197727 h 6 HYPERLINK l _Toc311197728 1.5.1生产能力 PAGEREF _Toc311197728 h 6 HYPERLINK l _Toc311197729 1.5.2产品质量标准 PAGEREF _Toc311197729 h 6 HYPERLINK l _Toc311197730 2生产方案选择 PAGEREF _Toc311197730 h 9 HYPERLINK l _Toc311197731 2.1生产方法 PAGEREF _Toc311197731 h 9 HYPERLINK l

17、 _Toc311197732 2.1.1蛋白质水解法 PAGEREF _Toc311197732 h 9 HYPERLINK l _Toc311197733 2.1.2合成法 PAGEREF _Toc311197733 h 9 HYPERLINK l _Toc311197734 2.1.3发酵法 PAGEREF _Toc311197734 h 9 HYPERLINK l _Toc311197735 2.2生产方案确定 PAGEREF _Toc311197735 h 9 HYPERLINK l _Toc311197736 3生产工艺流程设计及说明 PAGEREF _Toc311197736 h

18、10 HYPERLINK l _Toc311197737 3.1发酵法生产工艺流程设计 PAGEREF _Toc311197737 h 10 HYPERLINK l _Toc311197738 3.2生产工艺流程说明 PAGEREF _Toc311197738 h 11 HYPERLINK l _Toc311197739 3.2.1原料的预处理及淀粉水解糖的制备 PAGEREF _Toc311197739 h 11 HYPERLINK l _Toc311197740 3.2.2种子扩大培养及谷氨酸发酵 PAGEREF _Toc311197740 h 11 HYPERLINK l _Toc311

19、197741 3.2.3谷氨酸的提取 PAGEREF _Toc311197741 h 12 HYPERLINK l _Toc311197742 3.2.4谷氨酸制取味精及味精成品加工 PAGEREF _Toc311197742 h 12 HYPERLINK l _Toc311197743 4工艺计算 PAGEREF _Toc311197743 h 13 HYPERLINK l _Toc311197744 4.1工艺技术指标及基础数据 PAGEREF _Toc311197744 h 13 HYPERLINK l _Toc311197745 4.2物料恒算 PAGEREF _Toc31119774

20、5 h 14 HYPERLINK l _Toc311197746 4.2.1生产过程的总物料衡算 PAGEREF _Toc311197746 h 14 HYPERLINK l _Toc311197747 4.2.2制糖工序的物料衡算 PAGEREF _Toc311197747 h 17 HYPERLINK l _Toc311197748 4.2.3连续灭菌和发酵工序的物料衡算 PAGEREF _Toc311197748 h 18 HYPERLINK l _Toc311197749 4.2.4谷氨酸提取工序的物料衡算 PAGEREF _Toc311197749 h 21 HYPERLINK l

21、_Toc311197750 4.2.5精制工序的物料衡算 PAGEREF _Toc311197750 h 22 HYPERLINK l _Toc311197751 4.3热量衡算 PAGEREF _Toc311197751 h 24 HYPERLINK l _Toc311197752 4.3.1液化工序热量衡算 PAGEREF _Toc311197752 h 24 HYPERLINK l _Toc311197753 4.3.2糖化工序热量衡算 PAGEREF _Toc311197753 h 26 HYPERLINK l _Toc311197754 4.3.3连续灭菌和发酵工序热量衡算 PAGE

22、REF _Toc311197754 h 26 HYPERLINK l _Toc311197755 4.3.4谷氨酸提取工序冷量衡算 PAGEREF _Toc311197755 h 31 HYPERLINK l _Toc311197756 4.3.5谷氨酸钠溶液浓缩结晶过程的热量衡算 PAGEREF _Toc311197756 h 31 HYPERLINK l _Toc311197757 4.3.6干燥过程的热量衡算 PAGEREF _Toc311197757 h 34 HYPERLINK l _Toc311197758 4.3.7生产过程耗用蒸汽衡算汇总 PAGEREF _Toc3111977

23、58 h 35 HYPERLINK l _Toc311197759 4.4.水平衡 PAGEREF _Toc311197759 h 36 HYPERLINK l _Toc311197760 4.4.1糖化工序用水量 PAGEREF _Toc311197760 h 36 HYPERLINK l _Toc311197761 4.4.2连续灭菌工序用水量 PAGEREF _Toc311197761 h 36 HYPERLINK l _Toc311197762 4.4.3发酵工序用水量(使用新鲜水) PAGEREF _Toc311197762 h 36 HYPERLINK l _Toc31119776

24、3 4.4.4提取工序用水量 PAGEREF _Toc311197763 h 37 HYPERLINK l _Toc311197764 4.4.5中和脱色工序用水量 PAGEREF _Toc311197764 h 37 HYPERLINK l _Toc311197765 4.4.6精制工序用水量 PAGEREF _Toc311197765 h 37 HYPERLINK l _Toc311197766 4.4.7动力工序用水量 PAGEREF _Toc311197766 h 37 HYPERLINK l _Toc311197767 4.4.8用水量汇总 PAGEREF _Toc311197767

25、 h 38 HYPERLINK l _Toc311197768 5发酵罐及其附属设备 PAGEREF _Toc311197768 h 40 HYPERLINK l _Toc311197769 5.1罐体 PAGEREF _Toc311197769 h 40 HYPERLINK l _Toc311197770 5.1.1罐体主要尺寸比例 PAGEREF _Toc311197770 h 40 HYPERLINK l _Toc311197771 5.1.2罐的容积计算 PAGEREF _Toc311197771 h 41 HYPERLINK l _Toc311197772 5.2搅拌器和挡板 PAG

26、EREF _Toc311197772 h 43 HYPERLINK l _Toc311197773 5.2.1搅拌器 PAGEREF _Toc311197773 h 43 HYPERLINK l _Toc311197774 5.2.2档板 PAGEREF _Toc311197774 h 45 HYPERLINK l _Toc311197775 5.3空气分布装置 PAGEREF _Toc311197775 h 45 HYPERLINK l _Toc311197776 5.4罐的换热装置 PAGEREF _Toc311197776 h 46 HYPERLINK l _Toc311197777 5

27、.4.1罐的换热装置的形式 PAGEREF _Toc311197777 h 46 HYPERLINK l _Toc311197778 5.4.2换热面积的计算 PAGEREF _Toc311197778 h 46 HYPERLINK l _Toc311197779 5.5轴封装置，联轴器和轴承 PAGEREF _Toc311197779 h 47 HYPERLINK l _Toc311197780 5.5.1轴封装置 PAGEREF _Toc311197780 h 47 HYPERLINK l _Toc311197781 5.5.2联轴器和轴承 PAGEREF _Toc311197781 h

28、49 HYPERLINK l _Toc311197782 5.6消 泡 装 置 PAGEREF _Toc311197782 h 49 HYPERLINK l _Toc311197783 5.7传 动 装 置 PAGEREF _Toc311197783 h 49 HYPERLINK l _Toc311197784 5.8溶氧速率和溶氧系数 PAGEREF _Toc311197784 h 50 HYPERLINK l _Toc311197785 5.8.1溶氧系数的计算 PAGEREF _Toc311197785 h 50 HYPERLINK l _Toc311197786 5.8.2溶氧系数的换

29、算 PAGEREF _Toc311197786 h 51 HYPERLINK l _Toc311197787 5.9发酵罐技术性能表 PAGEREF _Toc311197787 h 52 HYPERLINK l _Toc311197788 6区域布置设计 PAGEREF _Toc311197788 h 53 HYPERLINK l _Toc311197789 6.1厂址选择 PAGEREF _Toc311197789 h 53 HYPERLINK l _Toc311197790 6.1.1厂址选择原则 PAGEREF _Toc311197790 h 53 HYPERLINK l _Toc311

30、197791 6.1.2自然条件 PAGEREF _Toc311197791 h 53 HYPERLINK l _Toc311197792 6.1.3技术经济条件 PAGEREF _Toc311197792 h 54 HYPERLINK l _Toc311197793 6.2总平面设计 PAGEREF _Toc311197793 h 54 HYPERLINK l _Toc311197794 6.2.1总平面设计的内容、原则及要求 PAGEREF _Toc311197794 h 54 HYPERLINK l _Toc311197795 6.2.2总平面设计的内容 PAGEREF _Toc3111

31、97795 h 55 HYPERLINK l _Toc311197796 6.2.3总平面设计的原则及要求 PAGEREF _Toc311197796 h 55 HYPERLINK l _Toc311197797 6.2.4本组设计总平面设计的大体思路 PAGEREF _Toc311197797 h 56 HYPERLINK l _Toc311197798 结论 PAGEREF _Toc311197798 h 58 HYPERLINK l _Toc311197799 谢 辞 PAGEREF _Toc311197799 h 59 HYPERLINK l _Toc311197800 参考文献 PA

32、GEREF _Toc311197800 h 60化工工艺课程设计任务书专 业：化工学工程与工艺 班级： 学生姓名： 学号：指导教师： 时间：2012年11月20日一、设计题目 年产2.2万吨味精生产工艺流程设计二、目的意义通过化工工艺课程设计，使学生掌握化工工艺设计的主要程序、基本内容与设计方法，巩固、深化所学知识，提高分析问题、解决问题的能力，同时培养学生综合运用所学基础理论与专业知识独立完成某一化工产品生产工艺设计，并通过设计说明书的编写、绘制工艺流程图和设备工艺条件图，为毕业设计打下坚实的专业基础。三、要求年生产时长：300d ； 生产方法：发酵法； 转化率：99%要求学生树立既要考虑技

33、术上的先进性与可行性，又要考虑经济上的合理性并注意到操作时的劳动条件和环境保护的正确的设计思想，在这种设计思想的指导下，培养分析和解决实际工程问题的能力，具备相关工程设计和工程计算的能力，具备学会用简洁的文字、规范的图表来表达自己的设计结果的能力。四、设计内容1生产方案选择2工艺流程设计与论证3工艺原理、操作条件说明4工艺计算5设备选型与配置6生产车间设备布置五、进度安排和工作内容序工作内容计划时间1了解设计任务内容，查阅文献资料1天2确定生产方案1天3进行生产工艺流程设计并绘制相关工艺流程图2天4工艺计算2天5设备设计计算与选型、设备配置2天6车间设备布置、绘制车间设备布置图1天7编制课程设

34、计说明书1天六、主要参考文献资料1王静康主编，化工过程设计（第二版），化学工业出版社，20102米镇涛主编，化工工艺学（第二版），化学工业出版社，20103上海医药设计院，化工工艺设计手册，化学工业出版社，20054柴诚敬主编，化工原理（上、下第二版），化学工业出版社，20105梁红涛主编，化工生产工艺设计（上、下），银生音像出版社，2004课程设计完成起止时间：2012年 月 日2012年 月 日 指导教师（签名）： 2012年 月 日审核意见：选题符合要求，同意按任务书设计要求依据该题目进行工艺流程设计。课程设计教研组长（签名）： 2012年 月 日总论概述尽管味精广泛存在于日常食品中，但

35、谷氨酸以及其它胺基酸对于增强食物鲜味的作用，在20世纪早期，才被人们科学地认识到。 1907年，日本东京帝国大学的研究员池田菊苗发现了一种，昆布汤蒸发后留下的棕色晶体，即谷氨酸。这些晶体，尝起来有一种难以描述但很不错的味道。这种味道，田在许多食物中都能找到踪迹，尤其是在海带中。池田教授将这种味道称为“鲜味”，为大规模生产谷氨酸晶体的方法申请了专利1。 味精，学名谷氨酸钠。其发展大致有三个阶段： 第一阶段：1866年德国人里德豪森博士从面筋中分离到氨基酸，他们称谷氨酸，根据原料定名为麸酸或谷氨酸(因为面筋是从小麦里提取出来的)。1908年,池田菊苗试验，从海带中分离到L谷氨酸结晶体，这个结晶体和

36、从蛋白质水解得到的L谷氨酸是同样的物质，而且都是有鲜味的。 第二阶段：以面筋或大豆粕为原料通过用酸水解的方法生产味精，在1965年以前是用这种方法生产的。这个方法消耗大，成本高，劳动强度大，对设备要求高，需耐酸设备。 第三阶段：随着科学的进步以及生物技术的发展，使味精生产发生了革命性的变化。自1965年以后我国味精厂都采用以粮食为原料(大米、甘薯淀粉)、提取、精制而得到符合国家标准的谷氨酸钠，为市场上增加了一种安全又富有营养的调味品用了它以后使菜肴更加鲜美可口2。 味精的性质性质主要成分为谷氨酸钠。要注意的是如果在100C以上的高温中使用味精，鲜味 剂谷氨酸钠会转变为焦谷氨酸钠，焦谷氨酸钠虽然

37、对人体无害，但是焦谷氨酸钠没有鲜味，会使味精鲜味丧失。还有如果在碱性环境中，味精会起化学反应产生一种叫谷氨酸二钠的物质。所以要适当地使用和存放3。谷氨酸钠是一种氨基酸谷氨酸的钠盐。是一种无嗅无色的晶体，在232C时解体熔化。谷氨酸钠的水溶性很好，溶解度为74克谷氨酸钠。化学式为C5H8O4NNaH2O 摩尔质量187.13g mol-1 多食味精的危害味精的主要成分为谷氨酸钠，味精除了是调味的好助手外，它在消化过程中能分解出谷氨酸，后者在脑组织中经酶催化，可转变成一种抑制性神经递质。当味精摄入过多时，这种抑制性神经递质就会使人体中各种神经功能处于抑制状态，从而出现眩晕、头痛、嗜睡、肌肉痉挛等一

38、系列症状；有人还会出现焦躁、心慌意乱；部分体质较敏感的人甚至会觉得骨头酸痛、肌肉无力。另外，过多的抑制性神经递质还会抑制人体的下丘脑分泌促甲状腺释放激素，妨碍骨骼发育，对儿童的影响尤为显著。当食用味精过多，超过机体的代谢能力时，还会导致血液中谷氨酸含量增高，限制人体对钙、镁、铜等必需矿物质的利用。尤其是谷氨酸可以与血液中的锌结合，生成不能被利用的谷氨酸锌被排出体外，导致人体缺锌。锌是婴幼儿身体和智力发育的重要营养素。因此，婴幼儿和正在哺乳期的母亲应禁食或少食味精。另外，日本研究人员认为，长期过量食用味精可能导致视网膜变薄、视力下降，甚至失明。大量谷氨酸令心脏操作减缓，令心脏收缩幅度增加，令冠状

39、脉管受压缩。很大量的谷氨酸会令心脏停止活动。产品用途食品工业：增鲜味调料。每年我过的味精出口量不足年产量的1%，绝大部分都在国内市场上消化。随着人们生活水平的提高，味精的需求量会越来越大。医药工业：辅助治疗肝病，增强记忆，安定情绪等。制造工业：化妆品，高级人造革等。设计的目的和意义意义基于味精需求量之大、前景之好，本工艺设计选题为年产2.2万吨味精生产工艺初步设计。工艺是要不断创新、不断寻求更高效合理的生产途径及更环保的生产方法的，而原有味精生产工艺在某些方面不够理想，因此在这里加以改进，并在原有味精生产工艺基础上开发结合新工艺、新技术，使味精的生产在某些方面达到一个突破，使整个流程更加完善1

40、2。目标通过对上述研究内容的探索与研究，达到对味精工厂初步工艺设计关于如下方面的了解：原料粉碎、液化、糖化、扩培、发酵、提取、精制、污水处理。与上述工序配套的设备、自控、电气、土建、给排水管道等13。项目设计依据和原则设计依据海南大学2012年化工工艺课程设计课题年产2.2万吨味精生产工艺流程设计任务书，见附件。设计原则按技术先进、成熟可靠、经济合理的原则对技术方案进行论证，以确定最佳方案；尽可能采用节能工艺和高效设备，充分发挥规模效应，降低能耗、物耗和生产成本，提高项目的经济效益和社会效益；主体工程与环境保护、劳动安全和工业卫生同时考虑，以减少“三废”排放，加强废渣治理，确保安全生产，消除并

41、尽可能减小工厂生产对化境的不良影响和对工厂职工以及周边地区居民健康的危害。设计范围本设计的主要内容：生产方案选择工艺流程设计与论证工艺原理与操作条件说明工艺计算物料衡算与热量衡算生产主要设备设计计算与选型生产车间设备配置与布置设计编写项目设计说明书工程设计绘图带控制点的工艺流程图车间布置平面、立面图、工厂总体平面布置图（可略）设计重点：工艺流程设计与论证、工艺原理说明和工艺计算味精生产能力及产品质量标准生产能力年产2.2万吨味精，年工作日300天，全天候连续生产。产品质量标准外观和感观要求味精为无色白色柱状晶体或白色结晶性粉末，有光泽，无肉眼可见杂质，具有特殊鲜味，无异味12。 理化要求味精理

42、化要求项目指标含量(%)99.0透光率(%)98比旋光度D20+24.8+25.3氯化物(以Cl计)0.1PH6.77.2干燥失重(%)0.5砷(As)(mg/kg)0.5重金属(以Pb计)(mg/kg)10铁(Fe)(mg/kg)5锌(Zn)(mg/kg)5硫酸盐(以SO4计)(%)0.03产品规格味精按种类可分为: 含盐味精和特鲜(力)味精。味精按大小可分为:80目、50目、30目。味精工厂设计的主要技术参数2.2万吨商品味精产品中，纯度为99%味精占80%纯度为80%味精占20%味精工厂设计的主要技术参数序号生产工序参数名称指标1制糖(双酶法)淀粉糖化转化率%962发酵产酸率 g/dl1

43、1.03发酵糖酸转化率 %65.04谷氨酸提取提取收率 %945精制收率 %956发酵操作周期 h42-487发酵倒灌(发酵失败)率 %0.5生产方案选择生产方法蛋白质水解法以蛋白质水解法为例：以植物蛋白，如面筋等为原料，加入酸后进行水解，使原料中的植物蛋白水解成多种氨基酸，然后分离出谷氨酸，再制成味精，此法为传统工艺。合成法主要包括以糠醛，丙烯晴和环戊二烯为原料的合成法等。该法的优点是不用粮食，采用石油废气，但生产过程中需用高压(200大气压)、高温(120C以上)、有毒(氯氰酸)、易燃(溶剂)。设备投资大(比发酵法高1倍以上)，生产工艺复杂、危险等。半成品消旋谷氨酸还要进行分割，年产量少于

44、5000t者不经济。故生产上很少使用。发酵法该原料来源广阔，可利用各种淀粉或野生物淀粉、甘蔗、糖蜜、甜菜糖蜜、石油化工产品醋酸、乙醇等。而且设备一般，腐蚀性低，劳动强度小，可自动化、连续化生产、收率高、成本比水解法低3050%等优点。因此，发酵法是目前生产味精的主要方法。生产方案确定上述各生产方法已列出其优缺点，综合考虑并按照任务书的要求，选择第三种，即发酵法生产味精。生产工艺流程设计及说明发酵法生产工艺流程设计本课题选用的发酵法生产方案，其工艺流程见图1空气菌种原料空气压缩机预处理斜面培养摇瓶扩大培养冷却水解除铁离心沉淀发酵配料过滤气液分离种子罐扩大培养过滤淀粉水解糖过滤除菌脱色浓缩结晶离心

45、大结晶小结晶等电点调节干燥干燥 过滤拌盐粉碎母液粗谷氨酸粗谷氨酸中和制味精 离子交换处理成品味精粉状味精粗谷氨酸溶液溶解生产工艺流程说明原料的预处理及淀粉水解糖的制备原料的预处理此工艺操作的目的在于初步破坏原料结构，以便提高原料的利用率，同时去除固体杂质，防止机器磨损。用于除杂的设备为筛选机，常用的是振动筛和转筒筛，其中振动筛结构较为简单，使用方便。用于原料粉碎的设备除盘磨机外，还有锤式粉碎机和辊式粉碎机。盘磨机广泛用于磨碎大米、玉米、豆类等物料，而锤式粉碎机应用于薯干等脆性原料的中碎和细碎作用，辊式粉碎机主要用于粒状物料的中碎和细碎。淀粉水解制备在工业生产上将淀粉水解为葡萄糖的过程称为淀粉的

46、糖化，所制得的糖液称为淀粉水解糖。由于谷氨酸生产菌不能直接利用淀粉或糊精作碳源，因而必须将淀粉水解为葡萄糖，才能供发酵使用。目前国内许多味精厂采用双酶法制糖工艺。种子扩大培养及谷氨酸发酵种子扩大培养为保证谷氨酸发酵过程所需的大量种子，发酵车间内设置有种子站，完成生产菌种的扩大培养任务。从试管斜面出发，经活化培养，摇瓶培养，扩大至一级乃至二级种子罐培养，最终向发酵罐提供足够数量的健壮的生产种子。 谷氨酸发酵开始前，首先必须配制发酵培养基，并对其作高温短时灭菌处理。用于灭菌的工艺除采用连消塔维持罐一喷淋冷却系统外，还可采用喷射加热器维持管真空冷却系统或薄板换热器灭菌系统。但由于糖液粘度较大，流动性

47、差，容易将维持管堵塞，同时真空冷却器及薄板加热器的加工制造成本较高，因而应用较少。发酵设备，国内味精厂大多采用机械搅拌通风通用式发酵罐，罐体大小在50m3到200m3之间。对于发酵过程采用人工控制，检测仪表不能及时反映罐内参数变化，因而发酵进程表现出波动性，产酸率不稳定。由于谷氨酸发酵为通风发酵过程，需供给无菌空气，所以发酵车间还有一套空气过滤除菌及供给系统。首先由高空采气塔采集高空洁净空气，经空气压缩机压缩后导入冷凝器、油水分离器两级处理，再送入贮气罐，进而经焦炭、瓷环填充的主过滤器和纤维分过滤器除菌后，送至发酵罐使用。在北方地区由于空气湿度小、温度低，还可采用空气压缩、冷却过滤流程，省去一

48、级冷却设备。谷氨酸的提取谷氨酸的提取一般采用等电点离子交换法，国内有些味精厂还采用等电点锌盐法、盐酸水解等电点法及离子交换膜电渗析法提取谷氨酸。但存在废水污染大，生产成本高，技术难度大等问题，应用上受到限制 。谷氨酸制取味精及味精成品加工精制车间加工的谷氨酸产品为谷氨酸单钠，即味精。粗品经提纯、加工、包装，得到成品。味精中和液的脱色过程，除使用碳柱外，还可使用离子交换柱，利用离子交换树脂的吸附色素。味精的干燥过程，国内许多厂家还采用箱式烘房干燥，设备简单，投资低，但操作条件差，生产效率低，不适应大规模生产的要求。也有的厂家使用气流干燥技术，生产量大，干燥速度快，干燥时间短，但干燥过程对味精光泽

49、和外形有影响，同时厂房建筑要求较高，这样均不如振动式干燥床应用效果好。 工艺计算工艺技术指标及基础数据生产规模：2.2万吨年生产规格： 纯度为99的味精生产方法： 以工业淀粉为原料、双酶法糖化、流加糖发酵，低温浓缩、等电提取生产天数： 300天年 倒罐率： 0.5发酵周期：40-42小时 生产周期：48-50小时种子发酵周期：8-10小时种子生产周期：12-16小时发酵醪初糖浓度： 15(WV)流加糖浓度：45(WV)发酵谷氨酸产率： 10糖酸转化率： 56淀粉糖转化率： 98 谷氨酸提取收率： 92味精对谷氨酸的精制收率：112原料淀粉含量：86 发酵罐接种量： 10发酵罐填充系数： 75发

50、酵培养基(W/V)： 水解糖 15，糖蜜 0.3，玉米浆 0.2%，MgSO4 0.04，KCl 0.12，Na2HPO4 0.16%，尿素 4，消泡剂 0.04种子培养基(W/V)： 水解糖 2.5，糖蜜 2，玉米浆 l %，MgSO4 0.04，K2HPO4 0.1，尿素 0.35，消泡剂 0.03物料恒算物料衡算是根据质量守恒定律而建立起来的，物料衡算是进入系统的全部物料重量等于离开该系统的全部物料重量，即：F=D+W7式中 ：F进入系统物料量 (kg)D离开系统的物料量 (kg)W损失的物料量 (kg)生产过程的总物料衡算生产能力的计算本设计的要求是年产量为2.2万吨商品味精生产，折算

51、为100%的MSG的量为：2.299%80%+2.280%20%=2.09(万吨)全年生产日为320天，则的日产量为：22000/320 =68.75吨/天)日产100% MSG的量：2.09/32065.40(吨/天)总物料衡算本设计以淀粉为主要原料进行生产，以1000kg纯淀粉为例进行计算。1000kg纯淀粉理论上产100% MSG的量10001.1181.7%1.2721153.5(kg)其中：1.11淀粉水解理论转化率 81.7%糖酸理论转化率 1.272精制理论收率1000kg纯淀粉实际产100% MSG的量 1000111%96%65%94%95%(0.005)1.272=747.

52、42 (kg)其中：96%淀粉糖化转化率 65%发酵糖酸转化率 94%谷氨酸提取率 95%精制收率0.5倒灌率 %1000kg工业淀粉(86%玉米淀粉)生产100% MSG的量747.4286%642.78(kg)淀粉单耗 生产1000kg100% MSG理论上消耗纯淀粉量：10000.8669 (t) 生产1000kg100% MSG理论上消耗工业淀粉量：10001.0080(t) 生产1000kg100% MSG消耗纯淀粉量：10001.3379(t) 生产1000kg100% MSG消耗工业淀粉的量：10001.557(t)总收率：总收率=100100%67.9%淀粉利用率： 100%=

53、64.8%生产过程总损失： 100%64.8%=35.2%物料在生产过程中损失的原因5： 糖化转化率未达到理论值。 发酵过程中部分糖消耗于生长菌体及呼吸代谢，残糖高，灭菌损失，产生其他物质。原料及中间品计算工业淀粉日用量：68.751.5557=102.12(t/d)糖化液量纯糖：102.120.99%1.11%86%=96.51(t/d);折算为24%的糖液： =402.12(t/d)发酵液量： 纯Glu量：96.5165%=62.73(t/d)折算为11g/dl的发酵液：=570.27(t/d) 570.271.05=598.79其中：1.05为发酵液的相对密度 日提取Glu量： 纯Glu

54、量： 62.3794%=58.96(t/d) 折算为90%的Glu量：58.96/90%=65.52(t/d) 日排出废母液量(采等电-离回收法，以排出之废母液含为Glu0.3%计算)(62.73-58.96)/0.3%=1256.67(t/d)总物料衡算结果年产2.2万吨味精总物料衡算结果列汇总(工业原料中淀粉含量86%)项目每吨100%MSG的原料及中间品日用量工业原料 (t)1.4854102.12糖液(24) (t)5.85402.12谷氨酸(90)(t)0.9565.52MSG(100)(t)1/068.75排出0.3谷氨酸废母液181256.67制糖工序的物料衡算淀粉浆量及水量：淀

55、粉加水比例为 1:2.5，1000kg工业淀粉产淀粉浆 1000(12.5)=3500(kg)，加水量为25530kg。粉浆干物质浓度：100%=24.57%液化酶量：使用液体淀粉酶(占淀粉浆总量的0.25%) 35000.25%=8.75(kg)CaCl2量： 35000.25%=8.75(kg)糖化酶量：(用液体糖化酶)35000.25%=8.75(kg)糖化液产量： 102.12 =389935.01(kg) 24%糖液的相对密度为1.09 则体积为 =357738.54(L)加珍珠岩量： (为糖液的0.15%) 389935.010.15%=584.90(kg)滤渣产量： (含水70%

56、废珍珠岩) =1949.67(kg)生产过程进入的蒸汽和洗水量：389935.011949.67357420(893.553)585.15=31198.88(kg)衡算结果：年产2.2万吨味精)根据总物料衡算，日投入工业淀粉102.12吨.制糖工序物料衡算汇总进入系统离开系统项目物料比例(kg)日投料量(kg)项目物料比例(kg)日投料量(kg)工业淀粉1000102120糖液3818.4389935.01配料水2500255300滤渣19.11949.67液化酶8.75893.55CaCl28.75893.55糖化酶8.75893.55珍珠岩5.73585.15洗水和蒸汽305.523057

57、1.59累计3837.5391257.39累计3837.5391884.68连续灭菌和发酵工序的物料衡算发酵培养基数量：1000kg工业淀粉，得到24%的糖液 kg，发酵初始糖浓度16.4g/dl，其数量为：=570636.6(L) 16.4 g/dl的糖液相对密度为1.06，糖液质量为： 570636.601.06=534057.33(kg)配料 按放罐液体积计算：534057.33=604874.80(L)玉米浆：534057.330.2%(w/v)=1068.11(kg)甘蔗糖蜜： 534057.330.3%(w/v)=1602.17(kg)无机盐(P、Mg、K等) 534057.330

58、.2%(w/v)=1068.11(kg)配料用水：配料时培养基中含糖量不低于19%，向24%的糖液中加水量为： 389935.01=102641.48(kg)灭菌过程中加入蒸汽量及补水量：604874.80389935.01102641.481068.1121602.17=108559.92(kg)发酵零小时数量验算：389935.011602.171068.112102641.48108064.18=604379.06(kg)其体积为=570168.92(L)，与以上计算一致.接种量：534057.331%(w/v)=5340.57(L). 534057.331.06=5661.00(kg)

59、发酵过程加液氨数量为发酵液体积的2.8%.则液氨的量为：534057.332.8%(w/v)=14953.60(kg)液氨溶重为0.62kg/L，则液氨的体积为： =24118.72(L)加消泡剂的量为发酵液的0.05%，消泡剂的量为：534057.330.05%(w/v)=267.03(kg)消泡剂的相对密度为0.8，其体积为： =333.78(L)发酵过程从排风带走的水分：进风25C，相对湿度 =70%，水蒸汽分压18Hg(1mmHg=133.322Pa)排风32C，相对湿度 =100%，水蒸汽分压27Hg，进罐空气的压力为1.5大气压(表压)(1大气压=101325 Pa)，排风0.5大

60、气压(表压)，出空气的湿含量差：X出X进=0.6220.622=0.01(kg水/kg绝干空气)通风比 1:0.2， 带走水量： 534057.330.260361.1570.0010.01=2669.35(kg)式中 ：1.157为32C时干空气密度(kg/m3)过程分析：放残留及其他损失：5300kg.发酵终止时的数量：604874.805661.0014953.60267.032669.355300=617787.08(kg)衡算结果汇总：年产2.2万吨商品味精日投工业淀粉102.12吨，连续灭菌和发酵工序的物料衡算总列见表连续灭菌和发酵工序物料衡算汇总进入系统离开系统项目1t工业淀粉对