唐山学院
毕业设计
设计题目：6万吨/年味精发酵车间工艺设计
系别：环境与化学工程系
班级：07化工本（2）班
姓名：宗静
指导教师：李云凯
2011年6月3日
6万吨/年味精发酵车间工艺设计
摘要
味精的主要成分是谷氨酸钠，是一种鲜味剂。本设计是生产纯度为99%商品味精的设计。采用的是中糖发酵、一次等电点提取的发酵方法生产味精。选用机械涡轮搅拌通风发酵罐，每年生产时间是300天，每天生产味精200吨。
以粮食淀粉为原料，经糖化、发酵、提取、中和、精制工艺制成商品味精。谷氨酸发酵受温度、pH、排气通风量等因素的影响，整体操作要在无菌的条件下进行。本设计从工艺流程，物料和热量衡算，用水量和无菌空气量计算，设备选型，主要设备工艺尺寸的计算，车间布局几个方面对发酵车间进行设计。
关键词：谷氨酸钠发酵工艺
The Fermentation Process Design Of The MSG Factory for the Annual Capacity
of 60,000 Tons/Year
Abstract
The main component of MSG is monosodium glutamate,which is generally used as a kind of food flavor enhancer.This Graduate design is The Fermentation Process Design Of The MSG Factory，the purity of MSG is 99%.Sugar fermentation and extracted from the isoelectric point of the first fermentation are used in this desin.I choose mechanical ventilation stirred fermenter in the Fermentation Process,the Production time is 300 days and produces 200 tons of MSG per day.
Grain starch is the raw material,after saccharification, fermentation, extraction and refining process we can get MSG.The fermentation of Glutamic acid was affacted by temperature、pH、exhaust ventilation and other factors,the overall operation should be carried out under sterile conditions.The design includes plant technical process, material and heat balance, aseptic air amount used computation, equipment selection, and the main equipment craft size computation, workshop layout, which are to design a fermentation workshop.
Key word: Monosodium glutamate Fermentation Process design
目录
1 前言 (1)
1.1味精的主要性质 (1)
1.1.1味精的物理性质 (1)
1.1.2味精的化学性质 (2)
1.1.3味精的鲜味和化学结构 (2)
1.2味精与人体健康 (2)
1.3味精的应用 (3)
1.3.1食品工业 (3)
1.3.2医药工业 (3)
1.3.3制造工业 (4)
1.3.4农业领域 (4)
1.4味精工业的发展及现状 (4)
1.4.1世界味精工业的发展历程 (4)
1.4.2我国味精工业的发展史 (4)
1.4.3我国味精工业的发展现状 (5)
1.4.4我国味精工业的发展趋势 (5)
2 工艺流程设计 (7)
2.1味精生产工艺的选择 (7)
2.1.1水解提取法 (7)
2.1.2合成法 (7)
2.1.3发酵法 (7)
2.1.4味精各种制法的比较及选择 (8)
2.2发酵法生产味精工艺概述 (8)
2.3淀粉糖化工艺 (9)
2.3.1原料及其预处理 (9)
2.3.2淀粉水解糖制备 (9)
2.4发酵工艺 (12)
2.4.1谷氨酸生产菌的分离纯化 (12)
2.4.2种子扩大培养 (12)
2.4.3发酵培养基的组分 (13)
2.4.4发酵条件的控制 (14)
2.4.5发酵工艺要点 (15)
2.5谷氨酸提取工艺 (16)
2.6味精的精制工艺 (17)
2.6.1精制工艺流程 (17)
2.6.2氨基酸中和原理 (18)
2.6.3氨基酸中和技术条件 (18)
3 工艺计算 (20)
3.1物料衡算 (20)
3.1.1工艺技术指标及基础数据 (20)
3.1.2谷氨酸发酵车间的物料衡算 (20)
3.1.3 60000t/a味精厂发酵车间的物料衡算结果 (22)
3.2热量衡算以及用水量计算 (23)
3.2.1培养液连续灭菌用蒸汽量 (23)
3.2.2培养液冷却用水量 (23)
3.2.3发酵罐空罐灭菌蒸汽用量 (23)
3.2.4发酵过程产生的热量及冷却用水量 (24)
3.3发酵车间无菌空气用量计算 (25)
3.3.1谷氨酸发酵无菌空气平衡示意图 (25)
3.3.2 谷氨酸发酵工艺技术指标及基础数据 (25)
3.3.3 发酵过程无菌空气用量计算 (25)
3.3.4 发酵车间无菌空气单耗 (27)
3.3.5 无菌空气衡算表 (27)
4设备的选型及计算 (28)
4.1发酵罐 (28)
4.1.1发酵罐的选型 (28)
4.1.2生产能力、数量和容积的确定 (28)
4.1.3主要尺寸的计算 (28)
4.1.4冷却面积的计算 (29)
4.1.5搅拌器计算 (30)
4.1.6搅拌轴功率的计算 (31)
4.1.7设备结构的工艺计算 (32)
4.1.8设备材料的选择 (35)
4.1.9发酵罐壁厚的计算 (35)
4.1.10接管设计 (36)
4.1.11支座的选择 (37)
4.2种子罐的设计 (37)
4.3 空气分过滤器 (38)
4.4 二级种子罐分过滤器 (38)
4.5发酵罐分过滤器 (38)
4.6 味精厂发酵车间设备一览表 (39)
5 结论 (40)
参考文献 (41)
谢辞 (42)
附录 (43)
外文资料 (44)
1 前言
1.1味精的主要性质
味精的主要成分是谷氨酸钠盐（MSG），又名谷氨酸钠、味素等，它具有强烈的鲜味，是食品中添加的增鲜剂[1]。此外味精还含有少量食盐、水分、脂肪、磷、铁、糖等其他物质。味精是一种具有肉类鲜味的物质，食用后受胃酸的作用，通过化学反应生成谷氨酸。谷氨酸具有较高的营养价值，不仅是组成人体蛋白质的主要成分，而且还参与体内许多其他代谢过程。
味精的中文化学名称：L-谷氨酸单钠一水化物；L-α-氨基戊二酸[1，5]单钠一水化物。
味精的商品名称：味精、味素、俗称麸酸钠、谷氨酸钠。
味精的英文名称：Monosodium L-glutamate，简写：MSG；Monosodium L-glutamate monohydrate；Gourmet powder
1.1.1味精的物理性质
性状：无臭，有特殊鲜味，是一种无色至白色的柱状结晶或白色的结晶性粉末。
分子式：C5H8NO4Na·H2O
结构式：HOOC-CH2-CH2-CH（NH2）-COONa·H2O
分子量：187.13
密度：粒子相对密度1.635；视相对密度0.80—0.83
结晶系：斜方晶系柱状八面体
pH：7.0
熔点：1950℃（在1250℃以上容易失去结晶水）
溶解度：味精易溶于水，不溶于乙醚丙酮等有机溶剂，难溶于纯酒精。
表1—1谷氨酸钠在水中的溶解度
温度/℃谷氨酸钠/（g/100mlH
2O）温度/℃谷氨酸钠/（g/100mlH
2
O）
062.73 1066.84 2070.47 3075.71 40 82.08 50 89.75 60 99.0 70 110.30 80 124.11
表1—2谷氨酸钠在酒精中的溶解度
酒精含量（体积分数）谷氨酸钠量
/（%） /（g/100mL酒精）酒精含量（体积分数）谷氨酸钠量
/（%） /（g/100mL酒精）
99.950.0720 97.950.1052 87.32 0.2204 73.12 2.2019 64.91 3.4102 56.08 6.9270
1.1.2味精的化学性质
味精可在水中解离；在盐酸作用下可生成谷氨酸（Glu）或谷氨酸盐酸盐（Glu·HCl）；在强碱作用下可生成谷氨酸二钠盐，但加酸后仍可生成谷氨酸钠；在水溶液中长时间加热，可脱水生成吡咯烷酮羧酸钠，它在酸或碱的作用下仍可水解成谷氨酸钠或谷氨酸，谷氨酸钠水溶液在不同温度、时间下的脱水状况不同。
味精的化学式是C5H8O4NNa·H2O，是一种外观白色的结晶粉末，与酸、碱都能反应。
与盐酸作用生成谷氨盐酸盐：
C5H8N O4N a+HC l C5H9O4N+N a C l
+H C l C5H9O4N·H C l
与碱作用生成谷氨酸二钠盐：
C5H8O4NNa+NaOH C5H7O4NNa2+H2O
味精的等电点：pI=6.96。谷氨酸钠是一种氨基酸的钠盐。在某一pH的溶液内，氨基酸解离呈阴、阳离子的趋势相同，呈电中性，所带的净电荷为零，此时的溶液pH就是该氨基酸的等电点。
1.1.3味精的鲜味和化学结构
L-谷氨酸钠（MSG）有非常浓的鲜味，它的鲜味的强度与pH值有关，中性时鲜味最强，酸性或碱性情况下鲜味均降低[2]。在酸性氨基酸中，羧基以-COOH的形式存在，在碱性氨基酸中，氨基以-NH2的形式存在，氨基与羧基之间的静电吸引减少，所以鲜味消失。
1.2味精与人体健康
谷氨酸普遍存在于人的体内，人体蛋白质的20%是谷氨酸盐。味精不仅能起到调味的作用，而且还能为人体补充谷氨酸钠。味精味道很鲜美，有健身补脑的
功效，可用于药膳调料，能提高鲜味、增进人们的食欲。对于体质虚弱的人，能起到增加营养吸收和消化的作用，使消化系统得到改善。
人体食用味精后，味精可以经过胃酸作用，转化为谷氨酸，谷氨酸又被消化吸收构成蛋白质，有很高的营养价值。谷氨酸虽然是一种非必需氨基酸，但是在人体内一些反应中起着重要的作用。谷氨酸对于中枢神经和大脑皮质有益，食用后大约有96%在人的体内被吸收。
脱氨基作用。经过辅酶Ⅰ的作用，谷氨酸反应生成α-酮戊二酸，α-酮戊二酸进入三羧酸循环（TCA Cycle），成为碳水化合物和蛋白质的中间代谢的一个连接者。
谷氨酸能在人体内转化为糖，然后再进入糖代谢。
1.3味精的应用
1.3.1食品工业
味精在食品类方面可以作为一种添加剂，能够产生“鲜味”是其重要的功能。此外，味精还可以改善食品的自然风味，使食品克服异味。随着国家现代化、社会化的发展，食品加工业也在不断地壮大，同时对味精的需求量也越来越大。味精在罐头、冷藏食品、熟食品加工、小食品和快餐调料等方面的应用也日益广泛。
然而，我们在使用味精时，应该注意使用温度和烹饪方法。烧菜时，不要过早地放入味精。当烹调加热至120℃以上时，谷氨酸钠会发生化学变化，生成焦谷氨酸钠，既失去了鲜味，又对人体没有营养价值，而且还会有轻微的毒害作用。所以平时炒菜、做汤时，应该在临出锅时放入味精，并且不要把它放在有小苏打或碱的菜中，以免味精中的谷氨酸反应生成谷氨酸二钠，从而失去其鲜味。炒菜、做汤时，加点味精可以使菜、汤更加鲜美，但是，味精也不是越多越鲜，放多了反而会使舌头发麻，产生一种似咸非咸、似涩非涩的怪味[3]。
1.3.2医药工业
谷氨酸钠进入到胃肠后，会很快分解出的谷氨酸，并且立即参与人体内正常物质代谢的过程；当人体内葡萄糖供应不足时，谷氨酸还能及时替补葡萄糖，作为脑组织活动的能源，改善大脑组织的一些机能；谷氨酸能与人体内血氨结合生成无毒的谷氨酰胺，具有保肝的重要生理功能并辅助治疗肝病、肝功能不全、肝功能受损及肝昏迷；谷氨酸钠在临床上用于治疗某些精神病疾患、增强记忆、安定情绪及对神经衰弱等有明显的效果和辅助治疗精神分裂症和癫痫病，谷氨酸钠已被列入许多国家的药典[2]。
1.3.3制造工业
焦谷氨酸钠（味精脱水后生成的产物），具有很好的吸湿性，能够保持皮肤湿润，防止皮肤干燥，并且可以增强皮肤、毛发的柔软性和弹性。日本已经有以谷氨酸钠（或谷氨酸）作为原料生产的化妆品、高级人造革和洗涤剂等产品。1.3.4农业领域
谷氨酸作为植物生长调节剂，可以增加柑橘果实的含糖量，降低酸度。另外，谷氨酸钠还可用于制备农药。谷氨酸钠不仅是西红柿的保护性杀菌剂，还是防治果树腐烂病的杀菌剂。它还可以用做微肥的载体，发挥微量元素的效果。
1.4味精工业的发展及现状
1.4.1世界味精工业的发展历程
味精既是我们生活中不可缺少的调味品，又是食品工业中的一种高利税产品。原材料市场充裕，价格便宜是其最大的特点。
味精作为商品问世，发展到现在已经有100年的历史。味精发展的初期，是德国的立好生从小麦面筋（醇的可溶部分）硫酸分解物之酸性氨基酸中最先单离出谷氨酸。随后人们对谷氨酸的结构和旋光性有了科学的了解。到1909年，日本的池田与铃木三郎创建了味之素公司，商品味精开始问世，从此诞生了味精工业。味精发展的转换期是1936年到1966年，美国国际化学药品公司以甜菜废糖液为原料，利用抽出法生产味精。中国沈阳味精厂以脱脂大豆粕生产味精。后来又出现了发酵法、合成法。20世纪60年代到今天，是味精的发展期，1962年韩国的味元和第一制糖公司以发酵法生产味精。1963年法国的傲桑（ORSAN）公司以甜菜糖蜜原料生产味精。1964—1965年，中国的上海、沈阳、天津等厂以淀粉原料发酵生产味精。1972年朝鲜平壤味精厂用粗砂糖为原料以发酵法生产味精。1974年印尼与韩国合资以糖蜜生产味精。1975年美国Stauffer化学公司以糖蜜原料制造味精，1983年停产。此外，泰国、意大利、法国、巴西、马来西亚等国的味精厂在60年代后也逐步兴起，均用发酵法生产味精[2]。
味精最初是利用大豆、面筋为原料水解生产的，随着发酵技术的发展，发酵生产味精使味精生产成本显著下降了。到了六、七十年代，开始试用糖蜜为原料进行味精的生产。至本世纪八十年代，糖蜜味精发酵生产已经使味精产业成本很低，成为世界味精生产发展的趋势，并占领和垄断了味精市场。
1.4.2我国味精工业的发展史
我国味精生产始于1923年，到现在已经有80多年的历史了。中国味精的发展经历了创建期、转换期和发展期三个历史阶段。上海天厨味精厂的创办是我国
味精工业的开端。起初以面筋作为原料，用水解法生产味精。后来逐渐发展为用糖、淀粉、粮食等为原料，采用发酵工艺生产味精。到了现阶段，我国味精生产原料多样化，工艺装备水平不断改进提高，产量骤增。
我国的工业味精生产，近十几年来得到了很大的发展。1992年，我国年产味精只有34万吨，到2001年，我国味精年产量已经达到了71.4万吨，可以说味精产量以每年10%的速度迅速递增。目前，我国的味精总产量已经居世界第一位，但是人均消费水平却仍然较低，日本、韩国、法国的年人均消费味精量达800克以上，而我国年人均消费量只有400克左右。随着我国人民生活水平的提高，味精消费量一定会持续增长。按年人均消费600克计算，我国每年需求味精量72万吨，再加上食品、医药及其它工业的需要，味精市场需求潜力是非常大的。
1.4.3我国味精工业的发展现状
味精在我国的生产和消费有着悠久的历史，味精行业经过几十年的不断革新创造，中国工业味精的生产能力及相关技术均得到了较大提高。我国现有味精生产厂200多家，味精年产量居世界首位[4]。现阶段我国味精厂大部分是以粮食为原料经发酵工艺制取的。淀粉质原料经水解成为葡萄糖，再经过谷氨酸棒杆菌发酵而生成谷氨酸，然后经碱中和生成谷氨酸钠结晶[5]。
目前我国味精生产技术与世界先进技术比较，还存在以下问题：规模小；技术水平低；生产过程自动水平低，劳动生产率低；主要原材料价格过高，生产成本高；经营管理机制不健全，还不能完全适应改革开放的新形势，从而影响技术水平的发挥和生产稳定。
1.4.4我国味精工业的发展趋势
1.4.4.1我国味精市场的前景
现在，全世界的味精产量有150万吨左右。中国2003年的味精产量就已经达到了119万吨，产量居世界第一位，我国已经成为世界味精生产的中心，其主要的技术经济指标，已经进入了世界的先进行列。我国生产技术水平在不断提高，生产成本有所下降，已经扭转了味精出口亏损的局面，成为味精出口大国[6]。1.4.4.2彻底根治废水污染
多数厂家已经认识到，生产应该把环保放在第一位。味精生产过程中，主要污染物是废水。生产废水一定要根治达标。经过许多年的努力，我国已经找出了一条有效可靠的治理味精废水的途径。高浓度废水经提取蛋白饲料后，再浓缩造粒，制成复混肥料；低度废水用厌氧-好氧生化处理，然后达标排放。此方法可以变废为宝，废水治理由以前的投入型转变为效益型。这样，不仅解决了废水治
理难的问题，又带来了十分可观的经济效益[6]。
当前我国味精行业要提高经济效益，就应该做到以下几点：合理利用原材料；采用新菌种、新工艺、新技术、新设备，提高技术水平，防止噬菌体污染，节能降耗；逐步实现自动控制，提高劳动生产率，全面降低成本，参与国际竞争；同时要搞好废水治理，提高环境和社会效益[2]。
2 工艺流程设计
2.1味精生产工艺的选择
味精制造方法分为水解提取法、合成法和发酵法三大类。现在水解提取法（蛋白质水解法和从废糖蜜中提取法）与合成法已停用。目前世界生产味精的厂商都在采用发酵法生产味精[2]。
2.1.1水解提取法
水解提取法包括植物蛋白质水解法和从甜菜糖蜜提取法。植物蛋白质水解法是生产味精的传统工艺，是以豆粕或面筋等植物蛋白为原料，加酸水解，使蛋白质水解成多种氨基酸，然后单离出谷氨酸，再制成味精。从甜菜糖蜜提取法，在制糖的过程中，用石灰石处理甜菜糖蜜，谷氨酸转化为焦谷氨酸，焦谷氨酸水解后可转化为谷氨酸，由于此方法收率低，而且不经济，已经停止使用。
2.1.2合成法
合成法是以丙烯腈、糠醛、环戊二烯或其他物质为原料来合成谷氨酸，再加工制成味精。化学合成方法制造味精有10多种方法，我国也曾经进行过合成法的小中型试验，但是没有工业化。
2.1.3发酵法
发酵法生产味精，是以糖蜜或淀粉为原料，经糖化、发酵、提取、中和和精制一系列工艺制成味精。
味精生产工艺流程：
图2-1 味精生产工艺流程图
2.1.4味精各种制法的比较及选择
三种制法中，以发酵法最为优越。它原料来源广阔，单耗低，设备腐蚀性小，生产成本低，经济效益高。现在世界各地都在普遍使用发酵法生产味精。所以本设计选择中糖发酵，一次等电点提取的方法制取味精。
2.2发酵法生产味精工艺概述
图2-2 味精生产总工艺流程图
发酵法生产味精的总工艺流程[7]如图2-2所示。味精的生产全过程可以分为四个工艺阶段：
(1)原料预处理和淀粉水解糖制备；
(2)种子扩大培养与谷氨酸发酵；
(3)提取谷氨酸；
(4)谷氨酸制取味精。
由这四个工艺阶段，味精生产厂家一般就把味精生产分为以下四个车间:
(1)糖化车间；
(2)发酵车间；
(3)提取车间；
(4)精制车间。
2.3淀粉糖化工艺
糖化工艺是指将淀粉质原料转化为葡萄糖的过程。糖化液称为淀粉糖或者淀粉水解糖。淀粉糖的主要成分是葡萄糖，还有许多其他的复合糖类。分为原料及其预处理和淀粉水解糖的制备两个过程。
2.3.1原料及其预处理
谷氨酸发酵生产的原料主要是淀粉，其次还有非粮食淀粉原料。淀粉的主要来源是粮食，工业上通常利用各种各样的谷物淀粉或薯类淀粉。例如，北方常用玉米淀粉，南方常用番薯淀粉等。非粮淀粉原料，主要是指甜菜或甘蔗糖蜜，以及醋酸、乙醇、正烷烃（如液体石蜡）等[8]。
非粮食原料一般均不需要预处理（糖蜜除外），就可以直接用来配制培养基。但是糖蜜中的生物色素含量过高，虽然不影响生产菌正常生长，但是会导致生产菌光长菌体，不产谷氨酸[8]。所以，如果采用蜜糖为原料进行谷氨酸发酵生产，就需要对糖蜜进行预处理。许多谷氨酸发酵菌都不能直接利用淀粉和糊精，如果谷氨酸发酵生产是以淀粉质为原料，就需要先将淀粉水解成葡萄糖，然后才能供发酵使用。将淀粉质原料（如淀粉、大米等）转化为葡萄糖的过程就是糖化工艺。
2.3.2淀粉水解糖制备
淀粉糖化可分为酶解法、酸解法和酶酸法三种。三种糖化工艺，各有其优缺点。从糖液质量、收得率、耗能以及对粗淀粉原料的适应情况来看，以酶解法最为优越，酶酸法次之，酸解法最差。但是酶解法糖化设备较庞大，生产周期长。下面简单介绍一下酶解法。
酶解法又称双酶法。它是利用淀粉酶和糖化酶两种酶，将淀粉转化为葡萄糖
的工艺[8]。双酶法制葡萄糖可以分为两个过程。第一是液化过程：利用α-淀粉酶将淀粉转化为糊精及低聚糖，使淀粉液化，蛋白质分离。第二是糖化过程：在糖化酶的作用下，将液化了的糊精及低聚糖进一步水解，使其转化为葡萄糖。
图2-3酶解法制糖工艺流程
2.3.2.1淀粉的液化
淀粉在α-淀粉酶的作用下，分子内部的α-1,4糖苷键发生断裂。随着酶解进行，淀粉的相对分子质量变得越来越小，酶解液粘度不断下降，流动性增强，最终生成了能溶于水的糊精和低聚糖，这个过程称为液化[7]。
α-淀粉酶的水解作用：α-淀粉酶是内切酶，酶的作用点不只是限于淀粉链的α-1,4糖苷键。得到的水解产物，其末端的葡萄糖都是α构型。在酶解的初期，α-淀粉酶对淀粉的水解很快，但当到一定程度后，水解虽可以继续进行，但是水解速度却变得缓慢。麦芽三糖以上的低聚糖是α-淀粉酶的最小作用底物，α-淀粉酶对麦芽三糖的作用很弱，对麦芽糖无水解能力。如果直链淀粉被α-淀粉酶完全水解，就可以得到13%葡萄糖和87%麦芽糖；如果支链淀粉被α-淀粉酶完全水解，就可以得到8%异麦芽糖（以α-1,6糖苷键连接的二糖）、19%葡萄糖和73%麦芽糖。α-淀粉酶的热稳定性较差，主要受温度和pH的影响较大，当温度超过60℃， pH超出6.0—7.0范围时，α-淀粉酶的活力会显著下降，严重时会导致酶失活。在α-淀粉酶的反应液中加入Ca2+，酶的热稳定性和pH稳定性能显著提高。
液化条件：细菌中α-淀粉酶对糊化淀粉的水解速度要远远高于对淀粉颗粒水解速度，对糊化淀粉的水解速度是淀粉颗粒的20000倍。因此，要想大大缩短液化时间，就要先把淀粉乳加热，使其升温到淀粉的糊化温度，使淀粉糊化，然后再由α-淀粉酶将糊化淀粉水解，形成糊精和低聚糖。酶反应液中的淀粉和糊精，能提高α-淀粉酶的热稳定性，而且在一定的范围内，温度越高，酶反应速度越快。因此，生产上淀粉的液化普遍采用30%—35%的淀粉乳浓度，在加酶的同时加入一定量的Ca2+，温度控制在85—90℃。其中α-淀粉酶的用量为8—10U/g 淀粉，反应液中Ca2+浓度为0.01mol/L。
液化方法：目前，国内普遍采用的液化方法是连续进出料液化法和一次升温液化法。
（1）连续进出料液化法：使用开口容器作为液化锅，其中装有搅拌的装置，淀粉乳由近锅口处的输送喷头输入，在输送喷头下面有开口的蒸汽加热管，在液化锅的下部还装有保温盘管。进行淀粉的液化时，首先将锅内的水加热至90℃，
然后再把调整好pH的加有Ca2+和α-淀粉酶的淀粉乳，用泵经喷头输入液化锅内，液化液再由锅的底部进入保温桶内，然后在90℃的条件下保温40min，使淀粉液达到要求的程度。
（2）一次升温液化法：将30%—35%淀粉乳用纯碱溶液调节pH至6.2—6.4，然后再加入Ca2+和α-淀粉酶，搅拌匀后，再把乳液泵入密闭的液化锅内，使其加热到88—90℃，然后保温15—20min。液化完毕后，用碘液检验，检验合格后，再升温至100℃并加热5min，使α-淀粉酶失活。
液化程度的控制：液化程度控制在20—30个葡萄糖单位的底物分子为宜。为了充分发挥糖化酶的作用，在液化结束后应加热杀灭α-淀粉酶，以防止α-淀粉酶将糖化酶的底物水解，从而影响糖化速度。液化是否达到终点，是依靠碘液显色反应来判断的：链长在30—35个葡萄糖单位之间的液化产物，与碘液反应显蓝色；链长在20—30个葡萄糖单位之间的液化产物，与碘液反应显棕色；链长在13—20个葡萄糖单位之间的，与碘液反应显红色；链长在7个葡萄糖单位以下的短链糊精，与碘液反应不显色。
根据糖化酶对底物分子大小的要求，应以液化液与碘液反应显棕色为液化终点。此阶段的工艺过程与设备如表2-1所示。
表2-1 原料预处理及制糖工艺过程与设备
工艺操作主要设备功能
过筛筛选机去除固体杂质，使原料颗粒均匀
浸泡浸泡桶使原料内部结构松散
粉碎盘磨机将原料磨碎，便于液化
调浆调浆桶调节淀粉乳浓度
液化液化锅在α-淀粉酶作用下，将淀粉转化为糊精和低聚糖
灭酶液化锅升温使酶失活
配料配料桶用草酸调pH至4.5
糖化糖化锅利用糖化酶将糊精和低聚糖转化为葡萄糖
2.3.2.2淀粉液的糖化
糖化是指淀粉的液化产物（糊精和低聚糖）进一步被糖化酶水解成葡萄糖的过程
糖化酶的水解作用：糖化酶对淀粉链的α-1,6糖苷键和α-1,4糖苷键，都能从底物链的非还原性末端开始，顺次切下一个个葡萄糖分子。遇到分支处的α-1,6糖苷键时，α-1,6糖苷键就会被切开，然后糖化酶再继续切开α-1,4糖苷键，直到产物全变成葡萄糖单位为止[9]。糖化酶以底物链非还原性末端为端点，葡萄糖苷键依次被水解，由此特性可以知道：糖化酶作用于淀粉的最终产物是葡萄糖，因为水解过程需要的时间较长，故先采用α-淀粉酶将淀粉液化，然
后再进行糖化的双酶水解工艺，这样就能大大缩短水解的时间。
糖化酶的来源：曲霉、根霉和拟内孢酶是工业上生产糖化酶的主要来源。曲霉中，黑曲霉产酶活力非常高，酶的稳定性也较好，可以在较高的温度和较低的pH条件下进行反应。
糖化工艺：在带有保温装置和搅拌器的开口桶内，按每1g淀粉添加80—100U 糖化酶的比例，泵入30%的淀粉乳液化液，然后在一定温度和一定pH下进行糖化。48h后，再用无水酒精检查，看糖化过程是否安全。糖化过程结束后，升温至80℃，保温20min，杀灭乳液中的糖化酶。糖化酶制剂的性质取决于糖化时的温度和pH。曲霉中产生的糖化酶，一般以55—60℃、pH4.0—4.5为适宜；根霉中产生的糖化酶，一般以50—55℃、pH4.5—5.5为适宜。糖化酶用量越大、液化液浓度越高，葡萄糖复合反应就越快。所以应该控制淀粉液化的淀粉乳浓度和糖化酶的用量，也可以在加入糖化酶的同时，加入能水解α-1，6糖苷键的异淀粉酶，以水解复合糖，从而提高葡萄糖的生产量。
2.4发酵工艺
2.4.1谷氨酸生产菌的分离纯化
菌种选育可以分为自然选育和诱变选育两种。自然选育在实际生产中存在着一些缺点：会导致菌种的退化；在日常的生产和保藏过程中，会不断发生变异，引起菌种的衰退；如果斜面菌种移接次数较多，往往会由于少量菌体细胞的自然变异，导致斜面菌种不纯，从而影响发酵结果。诱变选育就不存在上述问题。
因此，谷氨酸生产菌需要定期进行分离纯化。一般每隔2—3个月就要进行一次分离纯化，生产不正常时，就要每月进行一次，目的是选择高产优良菌株，淘汰衰退的菌株，以供生产使用。通常使用的分离纯化的方法有稀释分离法和平板划线分离法。
2.4.2种子扩大培养
2.4.2.1一级种子扩大培养
一级种子培养基：获得大量健壮的细胞，是种子扩大培养的最终目的。一级种子培养基，应该营养丰富，有利于菌体的大量生长繁殖。在培养过程中，应该避免因产生有机酸而引起的培养基 pH下降，从而造成菌体的老化。培养基中的含糖量要低，一般控制在 2.5%左右。一级种子培养基的成分组成与斜面培养基的成分组成相同。
培养条件：取1000mL三角瓶，在三角瓶中装入一级种子培养基180—200mL，然后用8层纱布覆盖三角瓶口，再用细绳将纱布扎紧，最后用牛皮纸将瓶口外裹紧，也同样用细绳扎牢。灭菌后接种，然后放置在摇床上，在30—32℃下震荡
培养10—12h 。
一级种子质量指标：
（1）用显微镜观察，菌体粗壮、均匀，排列整齐； （2）用琼脂平板检查，无杂菌，无噬斑菌； （3）OD （光密度）净增值在0.6左右； （4）种子培养液pH 在6.4左右； （5）种子培养液的残糖含量在0.5%以下。 2.4.2.2二级种子扩大培养
二级种子培养基：一级种子扩大培养后的菌种量，还不能满足生产发酵的需要，因此需要进一步对菌种扩大培养。二级种子培养基的组成和原料来源应该与生产中发酵培养基的组成和原料来源相一致，但配比上可以有差异，这样才能保证二级种子接种到发酵罐后可以很快适应环境，缩短发酵周期。
培养条件：二级种子是在种子罐里培养的，种子罐的大小是根据生产中发酵罐的大小和接种量来决定的。培养二级种子时，接种量为0.2%—0.5%，温度为32—34℃，培养时间为6—8h 。种子罐的搅拌转速和通风量，要根据种子罐的大小而异。种子罐的搅拌转速和通风量如表2-2所示。
选取种子罐的培养基装量为罐体积的70%，种子罐的径高比为1:2，搅拌器为二档六弯叶涡轮型，搅拌器直径位罐径的0.3—0.35倍。 2.4.2.3二级种子质量标准
（1）用显微镜观察，菌体粗壮、均匀，排列整齐； （2）用琼脂平板检查，无杂菌，无噬斑菌； （3）OD （光密度）净增值在0.6左右； （4）种子培养液pH 在7.2左右； （5）种子培养液的残糖含量在1.5%以下。
2.4.3发酵培养基的组分
谷氨酸的发酵培养基应该包括碳源、氮源、无机盐、生长因子等，发酵培养
表2-2 种子罐通风量和搅拌转速
罐体积/L 通风量/vvm 搅拌转速/(r/min) 罐体积/L 通风量/vvm 搅拌转速/(r/min) 50 1:0.5 340 500 1:0.25 230 250
1:0.3
300
1200
1:0.2
180
时要根据不同的菌种、不同的原料质量而定[10]。原料的选择，一方面要考虑到菌种生长繁殖的营养要求，还要考虑到原料的配比是否有利于菌种大量积累谷氨酸，而且要注意到原料的来源是否丰富、价格是否便宜、发酵周期的长短、对产物提取是否有妨碍等。
2.4.4发酵条件的控制
谷氨酸发酵过程中，要使全部操作在无菌条件下进行，除此之外，发酵条件一般还包括发酵过程中温度的控制、pH的控制、种龄与种量的控制、泡沫的控制、排气CO2的控制与通风的控制以及菌种的形态变化等[10]。
发酵过程中温度的控制：谷氨酸生产菌的最适生长温度是30—34℃。菌种发酵产酸的最适温度是34—38℃。在谷氨酸发酵的前期长菌阶段，应该采用与种子扩大培养时相一致的温度，以使菌体在最适温度下生长。发酵过程的温度变化，一般以发酵初期温度为基准，每隔5—6h使其温度上升一度。在谷氨酸发酵的中、后期，菌体生长就已经停止。由于谷氨酸脱氢酶反应的最适温度比菌体生长繁殖的适宜温度要高，所以在发酵的中、后期需要适当提高温度，以便提高谷氨酸脱氢酶的活性，进而有利于提高谷氨酸的产量。
发酵过程pH值的控制：谷氨酸生产菌的最适pH，因菌株不同而有差异。一般菌株的最适pH为6.5—8.0，可以在中性或微碱性条件下大量积累谷氨酸，但是在酸性条件下（pH5—6），容易形成谷酰胺和N-乙酰谷酰胺，只产生少量谷氨酸。在不同阶段，谷氨酸发酵对其发酵液的pH要求不同。发酵前期，幼龄菌对氮的利用率较高，pH值变化也较大。谷氨酸发酵过程中，为了保证足够的氮源，满足谷氨酸顺利合成的营养需要，在发酵前期， pH要控制在7.5左右，在发酵中期，pH要控制在7.2左右，在发酵后期，pH要控制在7.0左右，在将近放罐时，为了后工序中提取谷氨酸顺利，pH应该在6.5—6.8为最好。
种龄与种量的控制：种龄是指种子培养的时间。一般，一级种子种龄在9—12h之间，二级种子种龄在7—8h之间[8]。
种量是指培养好的种子液数量占要接入的发酵培养基液体数量的百分比。选取种量的多少，对发酵适应期的延续时间、开始产酸的时间及发酵周期的长短有显著影响。目前，国内一次低中糖发酵过程中，接种量一般为1—2%左右；与国际先进水平相比，还有一定差距，应该提倡推广加大接种量，接种量到10%左右为好。在采用高生物素添加青霉素流加糖发酵工艺时，更要加大接种量，以使其达到高产酸、高转化率、高设备利用率及发酵周期短的目的。
发酵过程泡沫的控制：在谷氨酸发酵过程中，通气搅拌与菌体代谢都会产生二氧化碳，从而使培养液产生大量的泡沫。这是正常现象，但是泡沫过多会影响发酵罐中氧的传递，影响罐中通气搅拌效果。如果控制不好，还会引发大量的逃
35000吨味精工厂发酵车间设计
武汉轻工大学 《发酵(制药)工厂设计》课程计 说明书 设计题目：年产35000吨味精工厂发酵车间工艺设计 姓名 学号 10021 院 (系) 生物与制药工程学院 专业生物工程 指导教师陶兴无 2014 年 1月 10 日 35000吨味精工厂发酵车间工艺设计 xxx (武汉轻工大学生物与制药工程学院武汉430023)
摘要: 味精，学名“谷氨酸钠（C5H8NO4Na）”。谷氨酸是氨基酸的一种，也是蛋白质的最后分解产物。我们每天吃的食盐用水冲淡400 倍，已感觉不出咸味，普通蔗糖用水冲淡200 倍，也感觉不出甜味了，但谷氨酸钠，用于水稀释3000倍，仍能感觉到鲜味，因而得名“味精”。味精是采用微生物发酵的方法由粮食制成的现代调味品。本设计为年产味精厂35000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钠即味精为主体工艺，进行物料衡算、热量衡算、水衡算和设备选型计算，并绘制了发酵车间连续消毒工序流程图以及设备布置图。 关键词:味精，发酵车间，连消工序，工艺设计
Abstract: The design is an annual output of 40000 tons of monosodium glutamate for material balance calculation ， heat balance calculation， water balance calculation and the selection calculation of fermentor， 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 balance 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 . Key words: MSG， fermentation workshop， continuous disinfection processes，process design
年产一万吨味精发酵工厂设计 摘要：味精是一种家常调味品，它采用面筋或淀粉用微生物发酵的方法制成。别名又叫：味素、味粉、谷氨酸钠。味精又称味素，是调味料的一种，主要成分为谷氨酸钠。 一．设计的任务及主要设计内容 1.生产工艺阶段 味精生产全过程可划分为四个工艺阶段：（1）.原料的预处理及淀粉水解糖的制备（2）.种子扩大培养及谷氨酸发酵（3）.谷氨酸的提取（4）.谷氨酸制取味精及味精成品加工 2.设计内容 主要设计内容包括（1）.工艺流程设计（2）.物料衡算（3）.设备的设计与选型（4）.车间布置设计及物料管道设计 二．工艺流程设计
三．物料衡算 1.计算指标 主要技术指标见下表 （1）主要原材料质量指标 淀粉原料的淀粉含量为80%。含水14% （2）二级种子培养基（g/L ）：水解糖50m ，糖蜜20，磷酸二铵钾1.0，硫酸镁0.6，玉米浆8，泡敌0.6，生物素0.02mg ，硫酸锰2mg/L ，硫酸亚铁2mg/L 。 （3）发酵初始培养基（g/L ）：水解糖150，糖蜜4，硫酸镁0.6，氯化钾 0.8，磷酸0.2，生物素2μg ，泡敌1.0，接种量为8%。 2.物料衡算 首先计算生产1000Kg 纯度为100%的味精需耗用的原材料及其他物料量。 （1）设发酵初糖和流加高浓糖最终发酵液总糖浓度为220kg/m 3，则发酵液量为： 31 6.55m 122% 99.8%95%60%2201000 v =????= （2）发酵液配置需水解糖量 以纯糖计算：)(1441220m 11kg V == （3）二级种液量）（312m 0.5248%v v ==
（4）二级种子培养液所需水解糖总量）（kg 26.250v m 22== （5）生产1000kg 味精需水解糖总量）（kg 1467.2m m m 21=+= （6）耗用淀粉原料量 理论上，100kg 淀粉转化生成葡萄糖量为111kg ，故耗用淀粉量为： ） （淀粉kg 1529.9111% 108%80%1467.2 m =??= （7）液氨耗用量 发酵过程用液氨调pH 和补充氮源，耗用260-280kg ；此外，提取过程耗用160-170kg ，合计每吨味精消耗420-450kg 。 （8）甘蔗糖蜜耗用量 二级种液耗用糖蜜量为：）（kg 10.4820v 2= 发酵培养基耗糖蜜量为：）（kg 26.24v 1= 合计耗糖蜜36.68kg （9）氯化钾耗量)(24.58.0m 1k cl kg v == （10）磷酸镁用量）（kg 0.5241.0V m 23== （11）硫酸镁用量）（）（kg 4.24v v 0.621=+ （12）消泡剂（泡敌）耗用量）（kg 6.551.0V 1= （13）玉米浆耗用量（8g/L ））（kg 4.198V m 24== （14）生物素耗用量）（g 0.02360.002V 0.02V m 125=+= （15）硫酸锰耗用量）（g 1.0480.002V m 26== （16）硫酸亚铁耗用量）（g 1.0480.002V m 27==
年产3万吨谷氨酸发酵罐的设计 目录 前言 第一章年产3万吨谷氨酸的发酵罐 2.1 生产规模及计算 2.2通用发酵罐的系列尺寸 2.3发酵罐主要设计条件 2.4 发酵罐的型式 2.5发酵罐的用途 2.6冷却水及冷却装置 2.7设计压力罐内0.4MPa；夹套0.25 MPa 第二章谷氨酸生产工艺流程 3.1谷氨酸发酵工艺技术参数 3.2谷氨酸生产原料及处理 3.3谷氨酸生产工艺流程图 第三章工艺计算 4.1主要工艺技术参数 4.2总物料衡算 第四章发酵罐选型及工艺计算 5.1 发酵罐空罐灭菌蒸汽用量计算 5.1.1发酵罐体加热用蒸汽量 5.1.2 填充发酵罐空间所需蒸汽量 5.1.3 灭菌过程的热损失 5.1.4 灌壁附着洗涤水升温所需蒸汽量 5.2发酵罐的设计与选型 5.2.1发酵罐的选型 5.2.2生产能力，数量和容积的确定 5.2.3主要尺寸的计算 5.2.4冷却面积的确定 5.2.5 搅拌器的设计 5.2.6搅拌器功率的确定 5.2.7设备结构的工艺设计 5.2.8竖直蛇管冷却装置设计 5.2.9设备材料的选择 5.2.10发酵罐厚壁计算 5.2.11接管设计 第六章发酵罐设计图
第一章前言 谷氨酸是一种氨基酸, 其用途非常广泛,可用于食品、医学、化妆品等。谷氨酸生产，始于1910年日本的味之素公司用水解法生产谷氨酸。1956年日本协和发酵公司分离得到谷氨酸棒杆菌，使发酵法生产谷氨酸成为可能，由于发酵法生产氨基酸具有生产能力大、成本低、设备利用率高等特点，使氨基酸工业得到突飞猛进的发展[1]。我国1958年开始研究，1965年在上海天厨味精厂投产。目前我国谷氨酸的年产量已达170万吨，产销量占世界第一位[2]。经过几十年的发展，在该行业诸多工程人员的努力研究下，使我国谷氨酸生产四大收率指标（糖化收率、发酵糖酸转化率和产酸率、提取收率、精制收率）均达到历史最好水平。其质量已达国际领先水平。但是，在谷氨酸生产中仍然存在原料利用率低，生产成本高，自动化控制水平低，环境污染日趋严重等问题。因此，目前对谷氨酸行业的研究方向主要集中在提高自动化生产程度，改进生产工艺，处理三废，解决环境污染等方面。 第二章年产3万吨谷氨酸的发酵罐 2.1生产规模及计算 2.1.1生产规模：年产3万吨谷氨酸 2.1.2生产规格：纯谷氨酸 2.1.3生产制度：全年生产日320天；2~3班作业，连续生产。 2.1.4生产能力 日产量：30000t÷320d=93.75t／d 发酵周期：48h(包括发酵罐清洗、灭菌、进出物料等辅助操作时间) 发酵罐个数： 需要200 m3发酵罐25个 2.2 通用发酵罐的系列尺寸 表--通用发酵罐的系列尺寸
目录 第一章总论 第一节设计依据和围 第二节设计原则 第三节建设规模和产品方案 第四节项目进度建议 第五节厂址概述 第二章总平面布置及运输 第一节总平面布置 第二节工厂运输 第三章劳动定员第四章车间工艺第一节工艺流程及相关工艺参数 第二节物料衡算 第三节车间设备选型 第五章经济技术指标 参考文献
第一章总论 1.1 设计依据和围 1.1.1 设计依据 根据科技大学生命科学与工程学院2012届毕业任务书的要求，结合我国味精行业发展状况和市场行情，在老师的悉心指导下，本着理论联系实际的思想，认真参考了《氨基酸工艺学》《生物工程设备》《发酵工厂设计》《味精工业手册》等文献，提出了年产10万吨味精厂发酵车间的设计。 1.1.2 设计围 1.味精的生产工艺设计 2.物料衡算 3.设备选型 4.生产车间设计及布置 5.全厂人员编制及经济效益分析 1.2 设计原则 （a）生产规模要在盈亏平衡点之上； （b）产品方案符合国家产业政策，产品质量符合国家标准 （c）各项技术指标达到国中上水平； （d）工厂三废综合利用，并适当留有发展余地。 1．3建厂规模和产品方案 1．3．1 建厂规模 本设计为10万吨味精厂发酵车间设计，以淀粉乳为原料，采用三班倒制，每班八小时，年工作日为330天。 本设计全年11个月生产：每年的7月份进行机器检修； 日产量为100000／330=303吨； 班产量303／3=101吨； 1.3.2 生产方案 味精生产全过程可划分为四个工艺阶段：（1）原料的预处理及淀粉水解糖的制备；（2）种子扩大培养及谷氨酸发酵；（3）谷氨酸的提取；（4）谷氨酸制取味精及味精成品加工。 与这四个工艺阶段相对应味精生产厂家一般都设置了糖化车间、发酵车间、提取车间和精制车间作为主要生产车间。另外，为保障生产过程中对蒸汽的需求，同时还设置了动力车间，利用锅炉燃烧产生蒸汽，并通过供气管路输送到各个生产需求部位。为保障全厂生产用水，还要设置供水站。所供的水经消毒、过滤系统处理，通过供水管路输送到各个生产需求部位。
年产1.5万吨味精工厂发酵车间设计说明书 引言 味精是人们熟悉的鲜味剂，是L—谷氨酸单钠盐(Mono sodium glutamate)的一水化合物(HOOC-CH2CH(NH2)-COONa·H20)，具有旋光性，有D—型和L—型两种光学异构体。味精具有很强的鲜味(阈值为0. 03%)，现已成为人们普遍采用的鲜味剂，其消费量在国内外均呈上升趋势。1987年3月，联合国粮农组织和世界卫生组织食品添加剂专家联合委员会第十九次会议，宣布取消对味精的食用限量，再次确认为一种安全可靠的食品添加剂［1］。早期味精是由酸法水解蛋白质进行制造的，自从1956年日本协和发酵公司用发酵法生产以后，发酵法生产迅速发展，目前世界各国均以此法进行生产。 谷氨酸发酵是通气发酵，也是我国目前通气发酵产业中，生产厂家最多、产品产量最大的产业［2］。该生产工艺和设备具有很强的典型性，本文对味精发酵生产工艺及主要设备作简要介绍，以期有助于了解通气发酵工艺和主要设备的有关知识。 设计内容为，了解味精生产中的原料预处理、发酵、提取部分的生产方法和生产流程，根据实际情况来选择发酵工段合适的生产流程，并对流程中的原料进行物料衡算、热量衡算及设备的选择。最后，画出发酵工段的工艺流程图和平面布置图。 整个设计内容大体分成三部分，第一部分主要是味精生产的工艺和设备选择；第二部分包括发酵罐、种子罐及空气分过滤器的设计与选型；第三部分是工艺流程和平面布置图。 由于我的水平有限，加之对先进设计的了解甚少，设计中有好多不足的地方敬请各位老师和同学批评指正。 1 味精生产工艺 1.1 味精生产工艺概述 味精生产全过程可划分为四个工艺阶段:(1)原料的预处理及淀粉水
年产1.5万吨味精工厂发酵车间设计 说明书 1 2020年4月19日
年产1.5万吨味精工厂发酵车间设计说明书 引言 味精是人们熟悉的鲜味剂,是L—谷氨酸单钠盐(Mono sodium glutamate)的一水化合物(HOOC-CH2CH(NH2)-COONa·H20),具有旋光性,有D—型和L—型两种光学异构体。味精具有很强的鲜味(阈值为0. 03%),现已成为人们普遍采用的鲜味剂,其消费量在国内外均呈上升趋势。1987年3月,联合国粮农组织和世界卫生组织食品添加剂专家联合委员会第十九次会议,宣布取消对味精的食用限量,再次确认为一种安全可靠的食品添加剂［1］。早期味精是由酸法水解蛋白质进行制造的,自从1956年日本协和发酵公司用发酵法生产以后,发酵法生产迅速发展,当前世界各国均以此法进行生产。 谷氨酸发酵是通气发酵,也是中国当前通气发酵产业中,生产厂家最多、产品产量最大的产业［2］。该生产工艺和设备具有很强的典型性,本文对味精发酵生产工艺及主要设备作简 2 2020年4月19日
要介绍,以期有助于了解通气发酵工艺和主要设备的有关知识。 设计内容为,了解味精生产中的原料预处理、发酵、提取部分的生产方法和生产流程,根据实际情况来选择发酵工段合适的生产流程,并对流程中的原料进行物料衡算、热量衡算及设备的选择。最后,画出发酵工段的工艺流程图和平面布置图。 整个设计内容大致分成三部分,第一部分主要是味精生产的工艺和设备选择;第二部分包括发酵罐、种子罐及空气分过滤器的设计与选型;第三部分是工艺流程和平面布置图。 由于我的水平有限,加之对先进设计的了解甚少,设计中有好多不足的地方敬请各位老师和同学批评指正。 1 味精生产工艺 1.1 味精生产工艺概述 3 2020年4月19日
湘潭大学化工学院专业课程设计说明书 题目：年产5000吨味精工厂糖化车间设计 专业：生物工程 学号：2008651201 姓名：罗开花 指导教师：张小云 完成日期：2012.2.24
湘潭大学化工学院 专业课程设计任务书 设计题目：年产5000吨味精工厂糖化车间设计 学号：2008651201 姓名：罗开花专业：生物工程 指导教师：张小云系主任：陶能国 一、主要内容及基本要求 主要内容：拟设计年产5000吨味精工厂，以糖化工序为主体做初步设计，完成糖化车间工艺流程选择、物料衡算、设备选型的相关计算，绘制车间平面和立面布置图、车间设备布置图、带控制点的生产工艺流程图及主要单件设备图等；按相关要求编写设计说明书1份 基本要求：生产方案和平面布局合理，工艺流程设计和设备选择及生产技术经济指标具有先进性与合理性，工艺计算正确，绘图规范 二、进度安排 三、应收集的资料及主要参考文献 味精生产工艺和设备相关的文献；味精工厂设计相关文献；工厂设计所需各类工具书等。6参考文献 [1] 吴思方．发酵工厂工艺设计概论[M]．北京：中国轻工业出版社，2006.7．
[2] 陈宁．氨基酸工艺学[M]．北京：中国轻工业出版社，2007.1． [3] 梁世中．生物工程设备[M]．北京：中国轻工业出版社，2006.9． [4] 刘振宇．发酵工程技术与实践[M]．上海：华东理工大学出版社，2007.1 [5] 王志魁．化工原理[M] ．北京：化学工业出版社，2004.10． [6] 李功样，陈兰英，崔英德．常用化工单元设备设计[M]．广州：华南理工大学 出版社，2003.4． [7] 俞俊堂，唐孝宣．生物工艺学（上册）[M]．上海：华东理工大学出版社，2003.1． [8] 张克旭．氨基酸发酵工艺学[M]．北京：中国轻工业出版社，2006.2． [9] 蒋迪清, 唐伟强. 食品通用机械与设备[M]．广州：华南理工大学出版社,2003.7 [10]刘玉德. 食品加工设备选用手册[M]．北京：化学工业出版社，2006，8 [11] 于信令主编. 味精工业手册[M].北京：中国轻工业出版社，2005
武汉轻工大学 《发酵（制药）工厂设计》课程设计 说明书 设计题目：年产32000吨味精工厂发酵车间工艺设计 姓名 学号10021 院（系）生物与制药工程学院 专业生物工程 指导教师陶兴无江贤君 2014 年1月10 日 1
32000吨味精工厂发酵车间工艺设计 （武汉轻工大学生物与制药工程学院武汉430023） 摘要： 味精，学名为谷氨酸钠（C5H8NO4Na）。谷氨酸是氨基酸的一种，也是蛋白质的最后分解产物。我们每天吃的食盐用水冲淡400 倍，已感觉不出咸味，普通蔗糖用水冲淡200 倍，也感觉不出甜味了，但谷氨酸钠，用于水稀释3000倍，仍能感觉到鲜味，因而得名“味精”。 本文对味精发酵生产工艺及主要设备作简要介绍，以期有助于了解通气发酵工艺和主要设备的有关知识。 本设计为年产32000吨味精厂的生产工艺，设计内容为，了解味精生产中的原料预处理、发酵、提取部分的生产方法和生产流程，根据实际情况来选择发酵工段合适的生产流程，并对流程中的原料进行物料衡算、热量衡算及设备的选择。最后，画出发酵工段的工艺流程图和平面布置图。 整个设计内容大体分成三部分，第一部分主要是味精生产的工艺的物料衡算和热量衡算；第二部分设备的设计与选型；第三部分是工艺流程和平面布置图。 关键词：谷氨酸钠，发酵车间，工厂设计
Process Design of 32，000 tons Monosodium Glutamate Factory Fermentation Workshop Abstract： Monosodium glutamate （MSG）is the sodium salt of the non-essential amino acid glutamic acid，which is the final resolve product from protein. If we dilute the salt with 400 times water，we can’t taste salty any more. If we dilute the sucrose with 200 times water，we can’t taste sweetness too. But even if 3000 times water，Monosodium glutamate still taste flavor. In this paper，MSG fermentation process and a brief introduction of major equipment ，in order to help understand the fermentation process and the main ventilation equipment knowledge . According to the actual situation to choose the appropriate section in the production process of fermentation designed annual production capacity of 32，000 tons of the monosodium glutamate factory production process，design content ，understanding raw material pretreatment MSG production ，fermentation，extraction production methods and production processes part ，and the raw material for the process to select the material balance ，heat balance and equipment. Finally ，draw the fermentation section of the flow chart and floorplan . The whole design content roughly divided into three parts，the first part is mainly MSG production technology and equipment selection ; second part consists of fermentation tanks，seed tank and air filter of the design and selection ; third part is the process and floorplan . Key words：Sodium glutamate，fermentation workshop，plant desig
味精工厂发酵车间设计 目录 前言 (3) 第一章全厂工艺论证 (7) 1.1 味精生产工艺 (7) 1.1.1味精生产工艺概述 (7) 1.1.2味精生产全厂工艺流程图 (8) 1.2原料预处理 (9) 1.3淀粉水解糖制备 (9) 1.4淀粉的液化 (9) 1.5淀粉的糖化 (10) 1.6种子扩大培养 (10) 1.7谷氨酸的发酵 (11) 1.8谷氨酸的提取 (12) 1.9谷氨酸制取味精 (12) 第二章物料衡算及热量衡算 (13) 2.1味精工厂发酵车间的物料衡算 (14) 2.1.1工艺技术指标及基础数据 (14) 2.1.2谷氨酸发酵车间的物料衡算 (15) 2.1.3 8000t/a味精厂发酵车间的物料衡算结果 (16) 2.1.4谷氨酸提取车间的物料衡算 (16) 2.1.5 8000t/a味精厂提取车间物料衡算表 (17) 2.2 谷氨酸提取车间热量衡算 (18) 2.2.1提取车间热量衡算的意义和具体计算 (18) 2.2.2 提取车间热量衡算表 (19) 第三章设备的设计与选型 (20) 3.1 发酵罐 (20) 3.1.1发酵罐的选型 (20) 3.1.2生产能力、数量和容积的确定 (20) 3.1.3主要尺寸的计算 (21) 3.1.4冷却面积的计算 (21) 3.1.5搅拌器计算 (22) 3.1.6搅拌轴功率的计算 (23) 3.1.7设备结构的工艺计算 (24) 3.1.8设备材料的选择 (26) 3.1.9发酵罐壁厚的计算 (26) 3.1.10接管设计 (27) 3.1.11支座选择 (28) 3.2 种子罐 (28) 3.2.1二级种子罐容积和数量的确定 (28) 3.2.2一级种子罐 (34) 3.3 空气分过滤器 (34)
2.1 味精工厂发酵车间的物料衡算 2.1.1 工艺技术指标及基础数据 （1）查《发酵工厂工艺设计概论》P326表3 味精行业国家企业标准［5］，选用主要指标如表1 表1 味精发酵工艺技术指标 指标名称单位指标数 生产规模t/a 15000（味精） 生产方法中糖发酵，一次等电点提取 年生产天数d/a 300 产品日产量t/a 50 产品质量纯度% 99 倒灌率% 1.0 发酵周期h 48 发酵初糖Kg/m3 150 淀粉糖转化率% 95 糖酸转化率% 48 麸酸谷氨酸含量% 90 谷氨酸提取率% 80 味精对谷氨酸产率% 112 （2）主要原材料质量指标淀粉原料的淀粉含量为80%，含水14%。 （3）二级种子培养基（g/L）水解糖25，糖蜜20，尿素3.5，磷酸氢二钾1.0，硫酸镁0.6，玉米浆5~10，泡敌0.6，硫酸镁0.002，硫酸亚铁0.002。 （4）发酵培养基（g/L）水解糖150，糖蜜4，硫酸镁0.6，氯化钾0.8，磷酸氢二钠0.2，硫酸亚铁0.002，硫酸锰0.002，尿素（总尿）40，泡敌0.6，植物油1.0。 （5）接种量为2% 。 2.1.2 谷氨酸发酵车间的物料衡算 首先计算生产1000kg纯度为100%的味精需耗用的原辅材料及其他物料量。 （1）发酵液量V1 式中 150——发酵培养基初糖浓度（kg/m3） 48%——糖酸转化率 80%——谷氨酸提取率 99%——除去倒灌率1%后的发酵成功率 112%——味精对谷氨酸的精制产率 （2）发酵液配制需水解糖量G1 以纯糖算， （3）二级种液量V2 （4）二级种子培养液所需水解糖量G2
式中 25——二级种液含糖量（kg/m3） （5）生产1000kg味精需水解糖总量G为： （6）耗用淀粉原料量 理论上，100kg淀粉转化生成葡萄糖量为111kg，故理论上耗用的淀粉量G淀粉为： 式中 80%——淀粉原料含纯淀粉量 95%——淀粉糖转化率 （7）尿素耗用量 二级种液耗尿素量为V3 发酵培养基耗尿素为V4 故共耗尿素量为627.5kg （8）甘蔗糖蜜耗用量 二级种液耗用糖蜜量V5 发酵培养基耗糖蜜量V6 合计耗糖蜜69.9kg （9）氯化钾耗量GKCl （10）磷酸氢二钠（Na2HPO4?7H2O）耗量G3 （11）硫酸镁（MgSO4?7H2O）用量G4 （12）消泡剂（泡敌）耗用量G5 （13）植物油耗用量G6 （14）谷氨酸（麸酸）量 发酵液谷氨酸含量为： 实际生产的谷氨酸（提取率80%）为： 2.1.3 15000t/a味精厂发酵车间的物料衡算结果 由上述生产1000kg味精（100%纯度）的物料衡算结果，可求得15000t/a味精厂发酵车间的物料平衡计算。 具体计算结果如表2 物料名称生产1t味精（100%）的物料量15000t/a味精生产的物料量每日物料量 发酵液（m3）15.66 2.35×105 783 二级种液（m3）0.313 4695 15.65 发酵水解用糖（kg）2349 3.52×107 1.17×105
《生物工程工厂设计》 课程设计报告 题目 130000t/a味精工厂发酵车间设计 系别： 专业班级： 姓名： 学号： 指导教师： （课程设计时间：2012年6月4日——2012年6月24日） XXXXX学校
摘要 课程设计是普通高校本科教育中非常重要的一个环节，同时也是理论知识与实际应用相结合的重要环节。本设计为年产13万吨味精厂的生产车间设计，通过双酶法谷氨酸中糖发酵以及一次等电点提取工艺生产谷氨酸钠。本文对味精发酵生产工艺及主要设备作简要介绍，以期有助于了解通气发酵工艺和主要设备的有关知识。设计内容为，了解味精生产中的原料预处理、发酵、提取部分的生产方法和生产流程，根据实际情况来选择发酵工段合适的生产流程，并对流程中的原料进行物料衡算、热量衡算及设备的选择。最后，画出发酵工段的工艺流程图和平面布置图。 Abstract Course design is very important links to common college undergraduate education , but also the combination of theoretical knowledge and practical application . The design is about of the annual output of 130000 tons of Gourmet Powder Factory's workshop design, through the two enzymes method of fermentation and sugar glutamic acid a second-class electric point extraction technology production glutamic acid sodium. In this paper, it briefly introduced the monosodium glutamate fermentation production process and the main equipment . In order to help us to understand the fermentation process and the main equipment ventilation of relevant knowledge.The content of design conclude understanding the monosodium glutamate production material pretreatment, fermentation, the methods of extracting production and production process. To select suitable fermentation production process and conduct the material balance, heat balance calculations and equipment choice according to actual condition.
产1万吨味精厂发酵车间设计
味精厂发酵车间设计 题目：年产1万吨味精工厂发酵车间设计 学院：食品科技与工程学院 专业：09物工程 年级：xxxx级 姓名：xxx 指导教师：xxx 时间：2010年12月25号
前言 课程设计是普通高校本科教育中非常重要的一个环节，同时也是理论知识与实际应用相结合的重要环节。本设计为年产1万吨味精厂的生产车间设计，通过双酶法谷氨酸中糖发酵以及一次等电点提取工艺生产谷氨酸钠。 谷氨酸单钠（monosodium glutamate）,呈强烈鲜味，商品名为味精。因味精具有肉类鲜味，现已成为人们普遍采用的鲜味剂，其消费量在国内外均呈上升趋势。随着人们对味精的认识不断深入提高，对它的营养价值、安全性及如何正确使用都有了普遍的了解。味精具有很强的鲜味（值为0.03%），现已成为人们普遍采用的鲜味剂，其消费量在国内外均呈上升趋势。1987年3月，联合国粮农组织和世界卫生组织食品添加剂专家联合委员会第十九次会议，宣布取消对味精的食用限量，再次确认为一种安全可靠的食品添加剂。 味精是一种强碱弱酸盐，它在水溶液中可以完全电离变成谷氨酸离子（GA︱+︱）和钠离子。味精进入胃后，受胃酸作用生成谷氨酸。谷氨酸被人体吸收后，参与体内许多代谢反应，并于其他许多氨基酸一起共同构成人体组织的蛋白质。味精可以增进人们的食欲，提高人体对其他各种食物的吸收能力，对人体有一定的滋补作用。因为味精里含有大量的谷氨酸，是人体所需要的一种氨基酸，96％能被人体吸收，形成人体组织中的蛋白质。它还能与血氨结合，形成对机体无害的谷氨酰胺，解除组织代谢过程中所产生的氨的毒性作用。因此，谷氨酸能用来预防和治疗肝昏迷。由于谷氨酸参与脑组织的蛋白质代谢和糖代谢，故而能促进中枢神经系统的正常活动，对治疗脑震荡和脑神经损伤有一定疗效。 从总体上说，味精行业的发展前景是比较广阔的，我国是世界上人口最多的国家，而我国的味精出口不足年产量的1%，绝大部分味精都在国内市场上消化了，随着人民生活水平的提高，人们对味精的需求会越来越大，况且国内外市场上对味精的消费不仅仅限于调味，而是广泛的作为一种原材料或香料表面活性剂应用于医药和化妆品生产行业。由此可见，味精的消费市场开拓是很有前景的。 本文对味精发酵生产工艺及主要设备作简要介绍，以期有助于了解通气发酵工艺和主要设备的有关知识。 设计内容为，了解味精生产中的原料预处理、发酵、提取部分的生产方法和生产流程，根据实际情况来选择发酵工段合适的生产流程，并对流程中的原料进行物料衡算、热量衡算及设备的选择。最后，画出发酵工段的工艺流程图和平面布置图。 整个设计内容大体分成三部分，第一部分主要是味精生产的工艺和设备选择；第二部分包括发酵罐、种子罐及空气分过滤器的设计与选型；第三部分是工艺流程和平面布置图。 在本次设计过程中，自始至终得到王能强老师的悉心指导和同学的热心帮助，在此表示衷心感谢！
味精工厂发酵车间设计 前言 1.味精的主要性质 味精是L-谷氨酸一钠，带有一个分子的结晶水。从发酵液中提取得到的谷氨酸仅仅是味精生产中的半成品。谷氨酸盐与适量的碱进行中和反应，生成谷氨酸一钠，其溶液经过脱色、除铁、除去部分杂质，最后通过减压浓缩、结晶及分离，得到较纯的谷氨酸一钠的晶体，不仅酸味消失，而且有很强的鲜味（阈植为0.3%）。谷氨酸一钠的商品名就是味精或味素。 1.1味精的物理性质 a.性状：味精是无色至白色的柱状结晶或白色的结晶性粉末。 b.分子式：C 5H 8NO 4Na ·H 2O 相对分子质量：187.13 c.结晶系：斜方晶系柱状八面体 d.密度：粒子相对密度1.635，视相对密度0.80～0.83 e.比旋光度：[a]20D =+24.8°～+25.3° f.溶解度：味精易溶于水，不溶于乙醚、丙酮等有机溶剂，难溶于纯酒精。 表1谷氨酸钠在水中的溶解度 表2谷氨酸钠在酒精中的溶解度 酒精含量（体积分数）谷氨酸一钠量 酒精含量（体积分数） 谷氨酸一钠量 温度/℃ 谷氨酸钠/（g/100mlH 2O ） 温度/℃ 谷氨酸钠/（g/100mlH 2O ） 0 62.73 10 66.84 20 70.47 30 75.71 40 82.08 50 89.75 60 99.0 70 110.30 80 124.11
/（%）/（g/100mL酒精）/（%）/（g/100mL酒精） 99.950.0720 97.950.1052 87.32 0.2204 73.12 2.2019 64.91 3.4102 56.08 6.9270 g.PH：7.0 h.全氮：7.48% i.熔点：195℃（在125℃以上易失去结晶水） j.热稳定性：常温～100℃脱湿；100～120℃稳定；120～130℃失去结晶水；130～170℃稳定；170～250℃分子内脱水；240～280℃热分解；280℃炭化。 1.2 味精的化学性质 味精的化学名称：谷氨酸钠（C5H8NO4Na），又叫麸氨酸钠。是氨基酸的一种，也是蛋白质的最后分解产物。 味精是采用微生物发酵的方法由粮食制成的现代调味品。 IUPAC英文名 sodium (2S)-2-amino-5-hydroxy-5-oxo-pentanoate CAS号 142-47-2 PubChem 85314 SMILES C(CC(=O)O)C(C(=O)O-)N.[Na+] 化学式C5H8O4NNa·H2O 摩尔质量 187.13g mol-1 外观白色结晶粉末 熔点 225℃ 在水中的溶解度: 易溶于水 a.与酸、碱反应 与盐酸作用生成谷氨盐酸盐： C5H8NO4Na+HCl C5H9O4N+NaCl +HCl C5H9O4N·HCl 与碱作用生成谷氨酸二钠盐： C5H8O4NNa+NaOH C5H7O4NNa2+H2O b.味精等电点: pI=6.96 主要成分：谷氨酸钠是一种氨基酸谷氨酸的钠盐。是一种无嗅无色晶体，在232℃时解体熔化。谷氨酸钠的水溶性很好，在100毫升水中可以溶解74克谷氨酸钠。
本科毕业设计(论文)开题报告 题目：年产5万吨谷氨酸工厂发酵设计 开题报告 课题类型：工业设计 学生姓名：刘少年 学号：3100402209 专业班级：生物工程102 学院：生物与化学工程学院 指导教师：李松 开题时间：2014年3 月 2014年月日
一、本课题的研究意义、研究现状和发展趋势 引言：谷氨酸为无色晶体或结晶性粉末，分为α、β两种晶型，通常β型稳定。分子式:COOCCH(NC2)CH2CH2COOH分子结构如下所示: 谷氨酸是生物机体内氮代谢的基本氨基酸之一，在代谢上具有重要意义。L一谷氨酸是蛋白质的主要构成成分，谷氨酸盐在自然界普遍存在。多种食品以及人体内都含有谷氨酸盐，它既是蛋白质或肤的结构氨基酸之一又是游离氨基酸，L型氨基酸美味较浓。谷氨酸(2一氨基戊二酸)有左旋体、右旋体和外消旋体。左旋体，即L一谷氨酸，是一种鳞片状或粉末状晶体，呈微酸性，无毒。微溶于冷水，易溶于热水，几乎不溶于乙醚、丙酮及冷醋酸中，也不溶于乙醇和甲醇。在200℃时升华，247℃一249℃分解，密度为1.538沙衬，旋光度+37一 +38.9(25℃)。谷氨酸的用途广泛，它本身作为药品，能治疗肝昏迷症，也可用来生产味精、食品添加剂、香料和用于生物化学的研究[1]。
1.1研究目的及意义 谷氨酸发酵是通气发酵，也是我国目前通气发酵产业中，生产厂家最多，产品产量最大的产业。该生产工艺和设备具有很强的典型性，本论文对味精发酵生产工艺及主要设备作简要介绍，以期有助于了解通气发酵工艺及主要设备的有关知识。本设计是年产量为20000吨的味精厂，重点是产品的物料衡算，热量衡算，同时工艺流程及设备选型等设计。本设计的重点车间为发酵工艺车间，重点设备为糖化，煮沸，发酵设备。 该论文设计的目的是从生产实际出发，确保生产的各个环节中使用较少的人力、物力、财力取得较大的经济效益。此为本设计的指导思想，亦是本设计最主要的特点。同时本设计从节约用地出发，充分利用厂房设备来安排产品，对于那些类型不相同，生产设备，生产条件十分相同，甚至是用同一厂房，设备来生产不同产品。 1.2谷氨酸用途 1.食品行业 应用较多的是制成谷氨酸钠。谷氨酸钠俗称味精，是重要的鲜味剂，对香味具有增强作用。谷氨酸钠广泛用于食品调味剂，既可单独使用，又能与其它氨基酸等并用，用于食品内，有增香作用。在食品中浓度为0.2%一0.5%，每人每天允许摄入量(ADI)为0一120微克/千克(以谷氨酸计)。在食品加工中一般用量为0.2一1.5克/公斤。谷氨酸 作为风味增强剂可用于增强饮料和食品的味道，不仅能增强食品风味，对动物性食品有保鲜作用。
2 发酵罐及种子罐的设计与选型 2.1 味精工厂发酵车间的物料衡算 2.1.1 工艺技术指标及基础数据 （1）查《发酵工厂工艺设计概论》P326表3 味精行业国家企业标准［5］，选用主要指标如表1 表1 味精发酵工艺技术指标 指标名称单位指标数 生产规模t/a 15000（味精） 生产方法中糖发酵，一次等电点提取 年生产天数d/a 300 产品日产量t/a 50 产品质量纯度% 99 倒灌率% 1.0 发酵周期h 48 发酵初糖Kg/m3 150 淀粉糖转化率% 95 糖酸转化率% 48 麸酸谷氨酸含量% 90 谷氨酸提取率% 80 味精对谷氨酸产率% 112 （2）主要原材料质量指标淀粉原料的淀粉含量为80%，含水14%。 （3）二级种子培养基（g/L）水解糖25，糖蜜20，尿素3.5，磷酸氢二钾1.0，硫酸镁0.6，玉米浆5~10， 泡敌0.6，硫酸镁0.002，硫酸亚铁0.002。 （4）发酵培养基（g/L）水解糖150，糖蜜4，硫酸镁0.6，氯化钾0.8，磷酸氢二钠0.2，硫酸亚铁0.002，硫酸锰0.002，尿素（总尿）40，泡敌0.6，植物油1.0。 （5）接种量为2% 。 2.1.2 谷氨酸发酵车间的物料衡算 首先计算生产1000kg纯度为100%的味精需耗用的原辅材料及其他物料量。 （1）发酵液量V1 式中150——发酵培养基初糖浓度（kg/m3） 48%——糖酸转化率 80%——谷氨酸提取率 99%——除去倒灌率1%后的发酵成功率 112%——味精对谷氨酸的精制产率 （2）发酵液配制需水解糖量G1 以纯糖算， （3）二级种液量V2
（4）二级种子培养液所需水解糖量G2 式中25——二级种液含糖量（kg/m3） （5）生产1000kg味精需水解糖总量G为： （6）耗用淀粉原料量 理论上，100kg淀粉转化生成葡萄糖量为111kg，故理论上耗用的淀粉量G淀粉为： 式中80%——淀粉原料含纯淀粉量 95%——淀粉糖转化率 （7）尿素耗用量 二级种液耗尿素量为V3 发酵培养基耗尿素为V4 故共耗尿素量为627.5kg （8）甘蔗糖蜜耗用量 二级种液耗用糖蜜量V5 发酵培养基耗糖蜜量V6 合计耗糖蜜69.9kg （9）氯化钾耗量GKCl （10）磷酸氢二钠（Na2HPO4?7H2O）耗量G3 （11）硫酸镁（MgSO4?7H2O）用量G4 （12）消泡剂（泡敌）耗用量G5 （13）植物油耗用量G6 （14）谷氨酸（麸酸）量 发酵液谷氨酸含量为： 实际生产的谷氨酸（提取率80%）为： 2.1.3 15000t/a味精厂发酵车间的物料衡算结果 由上述生产1000kg味精（100%纯度）的物料衡算结果，可求得15000t/a味精厂发酵车间的物料平衡计 算。 具体计算结果如表2 物料名称生产1t味精（100%）的物料量15000t/a味精生产的物料量每日物料量 发酵液（m3）15.66 2.35×105 783
生化工厂设计概论课程设计 题目：年产3万吨味精工厂发酵车间设计 学院：生命科学学院 专业：生物工程 年级：06 级 姓名：XXX 学号：XXX 指导教师：XXX 时间：2009年12月9日 前言
课程设计是普通高校本科教育中非常重要的一个环节，同时也是理论知识与实际应用相结合的重要环节。本设计为年产3万吨味精厂的生产车间设计，通过双酶法谷氨酸中糖发酵以及一次等电点提取工艺生产谷氨酸钠。 谷氨酸单钠（monosodium glutamate）,呈强烈鲜味，商品名为味精。因味精具有肉类鲜味，现已成为人们普遍采用的鲜味剂，其消费量在国内外均呈上升趋势。随着人们对味精的认识不断深入提高，对它的营养价值、安全性及如何正确使用都有了普遍的了解。味精具有很强的鲜味（值为0.03%），现已成为人们普遍采用的鲜味剂，其消费量在国内外均呈上升趋势。1987年3月，联合国粮农组织和世界卫生组织食品添加剂专家联合委员会第十九次会议，宣布取消对味精的食用限量，再次确认为一种安全可靠的食品添加剂。 味精是一种强碱弱酸盐，它在水溶液中可以完全电离变成谷氨酸离子（GA︱+︱）和钠离子。味精进入胃后，受胃酸作用生成谷氨酸。谷氨酸被人体吸收后，参与体内许多代谢反应，并于其他许多氨基酸一起共同构成人体组织的蛋白质。味精可以增进人们的食欲，提高人体对其他各种食物的吸收能力，对人体有一定的滋补作用。因为味精里含有大量的谷氨酸，是人体所需要的一种氨基酸，96％能被人体吸收，形成人体组织中的蛋白质。它还能与血氨结合，形成对机体无害的谷氨酰胺，解除组织代谢过程中所产生的氨的毒性作用。因此，谷氨酸能用来预防和治疗肝昏迷。由于谷氨酸参与脑组织的蛋白质代谢和糖代谢，故而能促进中枢神经系统的正常活动，对治疗脑震荡和脑神经损伤有一定疗效。 从总体上说，味精行业的发展前景是比较广阔的，我国是世界上人口最多的国家，而我国的味精出口不足年产量的1%，绝大部分味精都在国内市场上消化了，随着人民生活水平的提高，人们对味精的需求会越来越大，况且国内外市场上对味精的消费不仅仅限于调味，而是广泛的作为一种原材料或香料表面活性剂应用于医药和化妆品生产行业。由此可见，味精的消费市场开拓是很有前景的。 本文对味精发酵生产工艺及主要设备作简要介绍，以期有助于了解通气发酵工艺和主要设备的有关知识。 设计内容为，了解味精生产中的原料预处理、发酵、提取部分的生产方法和生产流程，根据实际情况来选择发酵工段合适的生产流程，并对流程中的原料进行物料衡算、热量衡算及设备的选择。最后，画出发酵工段的工艺流程图和平面布置图。 整个设计内容大体分成三部分，第一部分主要是味精生产的工艺和设备选择；第二部分包括发酵罐、种子罐及空气分过滤器的设计与选型；第三部分是工艺流程和平面布置图。 在本次设计过程中，自始至终得到王能强老师的悉心指导和同学的热心帮助，在此表示衷心感谢！ 虽然作者在编写和修改过程中已做了很大努力，但由于水平有限以及经验不足，其中还是有许多错误和不当之处，敬请各位老师批评指点，以利于作者认识