年产1.5万吨味精生产工艺初步设计说明书——毕业设计
年产1.5万吨味精生产工艺初步设计
摘要
我国味精生产虽然发展很快，但还有生产效率低、生产成本高、脱色效果不理想、污水处理不彻底等缺陷，与国际先进水平相比仍有很大差距，造成了很大的浪费。本设计在生产流程的各个方面加以完善，尤其在味精脱色、污水处理等方面摒弃了传统不十分理想的方法，采用了新技术，进一步消除了因脱色和污水处理不彻底造成的资源浪费。味精脱色采用XSX-8吸附树脂，具有脱色好、投资省、处理成本低的优势；污水处理采用两步生物处理法酵母反应器和活性污泥的连续系统处理味精废水，可以去除味精废水中95%的COD，达到节能环保的要求。
关键词：味精；新技术；脱色；污水处理
A PRELIMINARY DESIGN OF
TECHNOLOGICAL PROCESS FOR MSG
PRODUCTION 15,000 TONS PER YEAR
Abstract
Although the production of monosodium glutamate in China has developed rapidly, poor colour and lustre, low productivity, high production cost and bad treatment system of wastewater, which still have a big gap compared with the international advanced level, result in lots of waste. The design improve various aspects of production processes, especially in bleaching of MSG, treatment of wastewater and so on. Those rejecte traditional method which are not good and use new technology. Therefore it saves lots of money in bleaching and treatment of wastewater. XSX - 8 polymeric adsorbent is used in MSG decoloring,which has good decoloration efficiency. It can save investment and make low cost .Wastewater treatment by two-step method of biological treatment of activated sludge and yeast reactor system, can remove monosodium glutamate wastewater treatment in 95% of COD monosodium glutamate wastewater, energy conservation and environmental protection requirement.
KEY WORDS：monosodium glutamate（MSG）; new technique ;decolor; treatment of wastewater
目录
摘要 (2)
ABSTRACT (3)
第一章综述 (7)
1.1味精的发展 (7)
1.2味精的来源 (8)
1.3味精的性质与组成 (8)
1.4味精的营养价值 (9)
1.5本课题的研究意义、设计指导思想及设计范围 (9)
1.5.1 本课题的研究意义 (9)
1.5.2 设计指导思想 (10)
1.5.3 设计范围 (10)
第二章工厂概况 (11)
2.1厂址选择 (11)
2.1.1 选厂原则 (11)
2.1.2 厂址选择 (11)
2.2生产规模 (12)
第三章味精生产工艺 (13)
3.1味精生产工艺流程图 (14)
3.2味精生产工艺 (15)
3.2.1 原料预处理及淀粉水解糖制备 (15)
3.2.2 种子扩大培养及谷氨酸发酵 (16)
3.2.3 谷氨酸的提取及谷氨酸单钠的制备 (17)
3.2.4 味精的精制 (18)
3.3谷氨酸提取操作中的要点 (19)
3.4谷氨酸发酵过程计算机控制程序 (19)
3.4.1 发酵过程控制 (20)
3.4.2 讨论 (22)
第四章工艺计算 (23)
4.1 谷氨酸发酵工艺流程示意图 (23)
4.2工艺技术指标及基础数据 (24)
4.3谷氨酸发酵车间的物料衡算 (25)
4.415000T/A味精厂发酵车间的物料衡算结果 (27)
第五章设备设计与选型 (30)
5.1发酵罐 (31)
5.1.1 发酵罐的选型 (31)
5.1.2 发酵罐相关数据的确定 (31)
5.2种子罐 (41)
5.2.1 二级种子罐 (41)
5.2.2 一级种子罐 (48)
5.3空气分过滤器 (49)
5.3.1 二级种子罐分过滤器 (49)
5.3.2 一级种子罐分过滤器 (49)
5.3.3 发酵罐分过滤器 (50)
5.4味精厂发酵车间设备一览表 (51)
第六章环境保护 (52)
6.1味精厂的主要废弃物 (52)
6.2味精废水的来源及水质特点 (53)
6.2.1 味精废水的来源 (53)
6.2.2 味精废水的水质特点 (54)
6.2.3 现有工厂处理味精废水存在的主要问题 (55)
6.3废水处理工艺设计 (55)
6.3.1 传统上对味精废水的处理方法 (55)
6.3.2 本设计对味精废水的处理方法 (56)
6.4环境影响评价 (58)
第七章平面布置 (59)
结论 (60)
参考文献 (61)
附录 (62)
致谢 .................................................... 错误！未定义书签。
第一章综述
味精是人们普遍采用的鲜味剂，是L-谷氨酸单钠盐的一水化合物，学名叫谷氨酸钠，亦称味素。
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。在我国，通常用玉米、大米、淀粉来生产味精［1］，也可用甜菜、蜂蜜等通过化学合成制作。
味精易溶于水，具有吸湿性，味道及其鲜美，溶于3000倍的水中仍具有鲜味，它是既能增加人们的食欲，又能提供一定营养的家常调味品。
味精在一般烹调加工条件下较稳定，但若长时间处于100℃以上的高温中，谷氨酸钠则易变为对人体有致癌性的焦谷氨酸钠；若在碱性环境中，味精会起化学反应产生谷氨酸二钠。所以要适当地使用和存放。
本文将对味精发酵生产工艺、主要设备及废水处理作简要的介绍，并对某些工艺进行创新。
1.1 味精的发展
20世纪初，日本东京帝国大学的研究员池田菊苗从海带汤中分离出了谷氨酸钠分子，最初的味精诞生了。
我国味精生产始于1923年，至1965年的42年间，其生产方法一直沿用传统的蛋白质酸水解法，它是用含蛋白质的面筋和豆粕为原料，经水解提取，原料消耗高(约需30吨小麦的面筋生产1吨味精)、收得率低、操作环境差、劳动强度大、污染严重，42年间，年产量最高不过4000吨，生产发展速度缓慢。这一方面是由于生产工艺落后，技术水平低；另一方面，与当时人民的生活水平还比较低、餐饮业不旺盛也有关系。
二十世纪五十年代，日本首先研究成功用微生物发酵法生产谷氨酸制味精，开创了可以用糖蜜或淀粉等非蛋白质资源生产谷氨酸的新途径。
我国在此影响下，也于1958年组织有关科研单位、大专院校、企业联合攻关，选育菌种，于1964年选育出优良的黄色短杆菌。首先在上海味精厂50m3发酵罐上试验取得成功，当时，被国家科委评为重大成果之一。1966年以后全国味精厂相继全面推广。
这一新工艺的发明和生产是氨基酸工业科学技术的重大突破，是二十世纪六十年代谷氨酸发酵的重要成果，为生物技术在氨基酸工业中的应用开辟了广阔的前景。它不仅改变了落后的酸水解工艺，而且为节约宝贵的蛋白质资源和粮食深加工提高农产品附加值作出了积极的贡献。
1965年以后，我国味精生产全部采用以淀粉或糖蜜为原料的微生物发酵工艺，大大的促进了生产的发展，味精行业面貌大变，劳动条件大大改善，经济效益明显提高，到1985年全国味精生产企业达到140家。随着酶制剂的应用和生产工艺及装备的改进，技术水平不断提高，进一步推动了味精生产的快速发展。
40年来，产量的年平均增长速度为17％，为我国味精生产快速增长，成为年产量占世界产量70％左右的第一生产大国。技术水平和装备水平的不断提高，大大缩短与国外先进水平的差距。
1.2 味精的来源
谷氨酸是一种普遍存在的氨基酸。它主要以络合状态存在于富含蛋白质的食物中，如蘑菇、海带、西红柿、坚果、豆类、肉类以及大多数奶制品。部分食物中的谷氨酸以自由态存在，并且只有这种自由形态的谷氨酸盐能够增强食物的鲜味。西红柿、发酵的大豆制品、酵母提取物、某些尖奶酪以及发酵或水解蛋白质产品（如酱油或豆酱）所能带来的调味作用中，部分归功于谷氨酸的存在。谷氨酸被分离出来，提纯，制成其钠盐，即谷氨酸钠。
1.3 味精的性质与组成
味精的主要成分为谷氨酸钠，具有旋光性，有D-型和L-型两种光学异构体。此外还含有少量食盐、水分、脂肪、糖、铁、磷等物质。
纯的味精外观为一种白色晶体状粉末。味精易溶于水，当它溶于水（或唾液）时，
会迅速电离为自由的钠离子和谷氨酸阴离子。
化学名： L-谷氨酸单钠一水化物(简称MSG) 或2-氨基戊二酸单钠-水化物，结构式：
HOOC-CH
2-CH
2
-CH-COONa·H
2
O
︱
NH
2
IUPAC英文名： sodium (2S)-2-amino-5-hydroxy-5-oxo-pentanoate
1.4 味精的营养价值
首先，味精能增进菜肴的鲜味，促进食用者的食欲，能够刺激消化液的分泌，有助于食物在体内的消化吸收。
其次，味精经口食入后，很快在消化道被分解为谷氨酸进入血液输送到肌体各部，参与各种生理必须的蛋白质的合成，谷氨酸是自然界存在的二十种氨基酸之一，是组成蛋白质的基本结构。
再次，谷氨酸还具有特殊功能，在人体内起着十分重要的生理作用：(1)谷氨酸在人体内通过转氨酶的作用将其分子中的氨基转移给丙氨酮酸，形成丙氨酸。(2)谷氨酸与血液中的氨形成无毒的谷氨酰氨，使血液中氨的浓度下降，减少氨中毒的危险性。(3)谷氨酸在体内与胱氨酸、甘氨酸结合形成谷胱甘肽。该化合物是一种很有效的抗氧化剂，对于延续衰老，促进疾病恢复均有好处。能够分解体内代谢过程中所产生的过氧化物，避免肌体遭受过氧化物的侵害，有利于维持身体健康。(4)谷氨酸在体内能够形成氨基丁酸，它是一种神经递质，帮助神经的传导。
1.5 本课题的研究意义、设计指导思想及设计范围
1.5.1 本课题的研究意义
味精是一种安全可靠的食品添加剂，它能够增加菜肴的色、香、味，促进食欲，有益于人体健康。市场需求量大，已成为家家户户菜肴之必备辅助食品。
初步估算，中国大陆增鲜消费品市场的容量超过300亿元，占调味品行业总体容量的近25%，其中，以味精为代表的传统增鲜调味品直接市场容量又占到70%以上，可以说，味精是目前中国大陆增鲜调味品市场最重要的品种。专家预测，味精年产量将保持8%-10%左右的增速。
基于味精需求量之大、前景之好，本毕业设计选题为年产1.5万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。
另外，做年产1.5万吨味精生产工艺初步设计能够结合大学四年学过的很多知识，使我对生产工艺、物料衡算、设备选型等更加熟悉、有更全面的掌握，使所学知识更加扎实并且融会贯通，是大学四年课程的一个很好的总结。
因此，本毕业设计是非常有必要的。
1.5.2 设计指导思想
（1）查阅大量文献，加大科技含量，采用先进、可靠、合理、经济的工艺。
（2）尽量在生产过程中实现资源的全面综合利用，可以大幅度降低能量消耗。
（3）坚持环境保护，采取可靠的治理措施，强化洁净工艺技术，做到达标排放。
1.5.3 设计范围
（1）原料粉碎、液化、糖化、扩培、发酵、提取、精制、污水处理。
（2）与上述工序配套的设备、自控、电气、土建、给排水管道等。
（3）本设计为今后的发展留有一定的空间。
第二章工厂概况
2.1 厂址选择
2.1.1 选厂原则
①地价合理，有发展空间，自然环境适宜发酵生产，远离居民区，选非耕田，有国家批准的土地使用证明。
②水源充足(经钻井试验)，水质好，有通畅的排水渠道。
③原辅料，能源丰富价廉，运输便捷。
④对治理污染有良好条件。
⑤当地政府优惠政策落实有保证。
2.1.2 厂址选择
选择山西省侯马市。
空地：侯马市地处山西省临汾市南部，处于临汾、运城、晋城三市及晋、冀、豫三省中间。位于汾河与浍河交汇处，东临曲沃，西接新绛，南连闻喜，北靠襄汾。市境内地势较平坦，属晋南盆地的一部分。该市空地充足，适合建厂。
交通：侯马市土地肥沃，该厂位于市东郊，有得天独厚的交通优势，同蒲、侯月、侯西铁路交汇，公路有晋韩、大运高速路，交通便利。在此建厂能方便原辅料的运输，降低运输成本。
气温：全年平均气温12.6℃，一月最冷，平均-2.4℃；七月最热,平均气温26.1℃。全年无霜期平均约197天。气候条件较好，适合发酵生产。
降水：年平均降水量492.1㎜，水利条件较好。
总的来说，山西省侯马市原料、燃料及电力十分充足，交通便利，适合建造味精厂。
2.2 生产规模
味精厂的生产规模主要由市场决定，其次是建厂的交通、运输、水、电、原料供应、污水处理等，而市场占有率是由品牌和生产成本决定，主要是后者。生产成本低，市场开拓就有潜力。
生产成本主要取决于以下4个方面：①地区优势（包括原材料、动力价格和地方政策等）；②技术水平和管理水平；③规模效益（在生产规模较小时，如年产量2万吨以下，增加产量，明显降低成本，但产量较大时，影响不大）；④运转费用（取决于设备设计、设备配套和技术管理等）。
生产成本的降低应从建厂开始，应重视合理设计设备，合理进行设备配套，将产量规模与设备规模结合，降低运作费用；选择先进的生产工艺和强化技术管理，提高技术水平，降低单耗[2]。
第三章味精生产工艺
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)谷氨酸的提取及谷氨酸单钠的制备；(4)味精精制。
与这四个工艺阶段相对应，在味精生产厂设置糖化车间、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，设置锅炉房，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，还需设置水泵房，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［3］。
3.1 味精生产工艺流程图
菌
斜面摇瓶扩种子罐
原
预
水
过
淀粉
配
发
空
空气
冷
气液
过滤
等电
沉
离
粗谷
溶
中和制母
细谷
除
过
脱
浓缩
离
小
干
拌盐
粉状
大
干
过
成品
图3-1味精生产总工艺流程图
Fig. 3-1. The flow diagram of Monosodium glutamate production process
3.2 味精生产工艺
3.2.1 原料预处理及淀粉水解糖制备
（1）原料预处理
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，常用振动筛，结构简单，使用方便；用于原料粉碎的设备有盘磨机、锤式粉碎机和辊式粉碎机，这里选择辊式粉碎机，实现物料的中碎和细碎［4］。
本次设计原料为淀粉，将原料粉碎到0.6-1.5mm的颗粒后才能进行糖化发酵，目的是为了增加原料接触面积。
（2）淀粉水解糖制备
由于谷氨酸生产菌不能直接利用淀粉作为碳源，因而必须将淀粉水解为葡萄糖，才能供发酵使用。淀粉水解为葡萄糖先要进入液化阶段，然后再与糖化酶作用进入糖化
阶段。
液化阶段：首先利用α-淀粉酶将淀粉浆液化，降低淀粉黏度并将其水解成糊精和低聚糖。液化使用喷射液化器，工作蒸汽压0.4Mpa，温度维持在90℃，液化时间60min，碘色反应呈棕色即可。然后130-140℃灭酶5-10min。经板式换热器冷却到70℃以下，进入糖化罐。从换热器出来的热水供配料和洗滤渣用。
糖化阶段：一定温度下液化后的糊精及低聚糖在糖化罐内将进一步水解为葡萄糖。糖化过程需要加入糖化酶，糖化温度控制在60℃左右，pH值4.0-4.4，糖化时间32h。糖化结束后，将糖化罐加热至80-85℃，灭酶30min。过滤得葡萄糖液，经过换热器、维持罐进行连续消毒后作为培养液进入发酵罐[5]。
3.2.2 种子扩大培养及谷氨酸发酵
（1）种子扩大培养
在生物化工中菌种的优良与否直接影响到发酵产物的质量和产量，所以有专门的菌种培养和保藏设备，在微生物学上利用自然选育来防止菌种退化。
种子扩大培养是为了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。在生产之前，技术人员经过挑选将发酵菌种从保藏菌种中取出，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菌种。
（2）谷氨酸发酵
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。但由于糖液黏度较大，流动性差，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，故采用连消塔—维持罐一喷淋冷却系统。
消毒后的谷氨酸培养液在流量监控下进入谷氨酸发酵罐，经过罐内冷却蛇管将温度冷却至32℃，接入菌种，添加氯化钾、硫酸锰、消泡剂及维生素等，通入无菌空气，菌种经一段时间适应后，发酵过程即开始缓慢进行。谷氨酸发酵是一个复杂的微生物生长过程，谷氨酸菌摄取原料的营养，并通过体内特定的酶进行复杂的生化反应。培养液中的反应物透过细胞壁和细胞膜进入细胞体内，反应物转化为谷氨酸产物。整个发酵过
程一般要经历3个时期，即适应期、对数增长期和衰亡期。每个时期对培养液浓度、温度、pH值及供风量都有不同的要求。因此，在发酵过程中，必须为菌体的生长代谢提供适宜的生长环境。经过大约34小时的培养，当产酸、残糖、光密度等指标均达到一定要求时即可放罐[5]。
发酵设备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，可采用空气压缩、冷却过滤流程，省去一级冷却设备。根据不同的生长时期要改变通风量，其中在对数增长期，由于菌体生存于发酵液中，发酵液中的溶解氧(D0值)对菌体极为重要。
另外，发酵过程常常会出现噬菌体污染，为了避免出现大面积噬菌体污染，需要在发酵生产管理上要抓好环境消毒工作，环境消毒工作要进行考核，空气过滤器定期更换、定期消毒, 做好纯化罐的定期检修工作。
3.2.3 谷氨酸的提取及谷氨酸单钠的制备
该过程由等电点中和与二次中和两部分完成。
（1）谷氨酸的提取
利用氨基酸两性的性质，谷氨酸在等电点时，绝大部分分子以偶极离子状态存在，其分子在静电引力的作用下，易于形成较大的聚合体，即等电点下溶解度最低，可经长时间的沉淀得到谷氨酸。因此提取即用无机酸将发酵液的pH值调整到等电点pH3.2处并获得谷氨酸的结晶。
等电点中和（酸中和）首先将谷氨酸发酵液送至中和罐定容，并向中和罐盘管内注入冷冻盐水，将发酵液温度降至22℃，然后加硫酸中和，使其pH值从7.0降至3.2，温度从22℃降至8℃。该过程要先以较快的速率加酸，将pH先调整至5.0，停止加酸1.5h，保证晶体增长。然后继续缓慢加酸调整，直至pH降为3.2，温度冷却至8℃，使之达到等电点，停止中和及搅拌。
（2）谷氨酸单钠的制备
二次中和（碱中和）是将上述溶液过滤得到谷氨酸结晶，加入40-60℃的温水溶解，用碳酸钠将谷氨酸溶液的pH值调至5.6。谷氨酸是两性电解质，在不同的pH值下有不同的电离方式。pH值低，溶液中的谷氨酸浓度百分率高；pH高，溶液中的谷氨酸二钠的浓度百分率高。谷氨酸及谷氨酸二钠均无味精的鲜味，因此，碱中和时必须控制适宜的pH 值，以使谷氨酸尽可能生成谷氨酸单钠。碱中和时速度要缓慢，以免中和时产生大量的二氧化碳泡沫，造成液面升高或逸出。加碱的速度过快，搅拌不均匀还会导致局部pH
值过高，同样影响中和效果。中和温度要控制在70℃以内，温度过高，会使谷氨酸钠脱水，生成焦谷氨酸钠，影响产品质量与收率[5]。
3.2.4 味精的精制
谷氨酸单钠粗品经提纯、加工、包装，得到成品，即味精。
谷氨酸钠溶液经过脱色及离子交换柱除去Ca2+、Mg2+、Fe2+离子，即可得到高纯度的谷氨酸钠溶液。将纯净的谷氨酸钠溶液导入结晶罐，进行减压蒸发，当波美度达到29.5时放入晶种，进入育晶阶段，根据结晶罐内溶液的饱和度和结晶情况实时控制谷氨酸钠溶液输入量及进水量。经过十几小时的蒸发结晶，当结晶形体达到一定要求、物料积累到80％高度时，将料液放至助晶槽，结晶长成后分离出味精，送去干燥和筛选。
结晶罐的基本操作条件为罐内真空度0.075-0.085MPa，温度为70℃，浓缩液浓度波美度为33-36，结晶时间10-14h，操作原则是争取最大的结晶速度和收率并获得均匀整齐的晶型[5]。
精制味精脱色一般采用K-15碳柱脱色，此法成熟，但是脱色效果不理想，一般仅平均提高中和液透光率5-6个百分点。对中和液色度大的，需反复脱色；有时还要加保险粉，制约生产；且洗脱困难，冲洗热水及酸、碱用量大，时间长，有机废水多。
本设计选用XSX-8吸附树脂对味精进行脱色，解决了上述难题。它的优点：1、味精质量高。1)脱色好。进柱中和液透光率85％，出料96—99％；进柱中和液透光率75—80％，出料95-98％；提高值远优于K-15，且不需加保险粉；2)可吸附20-30％硫酸盐，对降低味精硫酸盐有好处，K-15无此功能。 2、投资省。同规模投资省20-30％，因为XSX-8吸附能力是K-15的4-5倍，新工艺设备少，填料量是K-15的l/4。 3、处理成本低。废水少3/4。再生省热水3/4，省酸碱30-50%，省时间60%，故处理成本低。本工艺综合
比较产品质量、投资、运行费用、环保、操作等各方面均可证明，其性价比优于K-15碳柱工艺[6]。
3.3 谷氨酸提取操作中的要点
（1）pH值
谷氨酸在等电点时，绝大部分以偶极离子状态存在，并含有等量的阴离子(Glu-)和阳离子(Glu+)，正负电荷相等，总静电荷为零。在溶液中由于谷氨酸分子之间相互碰撞，并在静电引力的作用下，结合成较大的聚合体，故在等电点时谷氨酸表现最低的溶解度，利用此原理，将发酵液中的谷氨酸结晶。
正常谷氨酸发酵液pH值为6.7左右。需要将发酵液的pH值调整至3.0—3.2之间才能达到其目的。在调整pH值过程中并非使pH值均匀下降，必须保证溶解度均匀下降，并保证溶解度的下降速度。可检测其溶解度下降规律，确定pH值的下降速度来得以实现工艺的优化，用试纸检测pH值时必须用高纯度的谷氨酸校正pH试纸，这样才能达到pH值的准确性，达到较高的收率。
（2）温度
降低温度也是降低溶解度的方法之一。在育晶前以育晶温度的需要来进行调整；育晶至pH3.8，温度控制在不回升的基础上缓降，下降速度越慢好；pH3.8—pH终点可适当加快降温速度，避免pH、温度迭加因素影响质量；pH终点后应满开冷却水阀门尽快拉至温度终点，然后搅拌几个小时，进行沉降。理论上，温度终点越低收率越好(理论上-5℃母液会结冰，可拉至-3℃～-4℃)，但这里必须考虑其冷冻能力及生产成本(成本最为重要)，所以终点温度控制比这要高很多 [7]。
3.4 谷氨酸发酵过程计算机控制程序
为了实现发酵条件最优化，采用电子计算机控制发酵条件。谷氨酸发酵中的一些参数实现计算机自动控制，使微生物的生长、基质消耗、谷氨酸积累等可控参数趋于稳定和最优化。
3.4.1 发酵过程控制
谷氨酸发酵是用糖液和其它生物素等组成的基质溶液，在通风供氧和适宜温度、酸度条件下，缓慢进行的生化反应过程。在整个发酵期间，必须严格控制微生物生长所需要的环境条件，如通风量、pH值、罐温、生物素等。环境因素控制不当，可能导致“发酵转换”现象，即改变微生物代谢途径，使谷氨酸产量锐减，副产酸大量增加，直接影响生产效益。由于原料及生物素是由工艺决定的，因此通风量、pH值、罐温、适时补糖就成为保证发酵正常进行的关键因素[8]。
3.4.1.1 制糖工段的控制
主要控制回路有调浆罐温度及pH值的控制、一次喷射温度的控制、糖化温度的控制。
调浆罐定容可采用流量或液位测量方式，在调浆罐中，使淀粉与水混合，调浆罐温度用进入盘管的蒸汽控制在30℃，pH值用纯碱溶液控制在6.4。这些系统均采用单回路PID控制，只要控制器参数调整适宜，都能满足控制要求。待溶液混合均匀后，用泵将淀粉浆送入喷射器，在喷射器中利用蒸汽将浆打入缓冲罐中，喷射器出口温度控制在100～105℃。降压后，用泵送入分离器中，在分离器中，气体从顶部放出，淀粉浆进入层流罐后经冷却器将温度降至60℃。接着进入糖化罐，糖化罐中的温度控制在60℃左右，在罐中加入糖化酶使之糖化，再经过滤器进入糖液储罐。
3.4.1.2 谷氨酸发酵工段的控制
谷氨酸发酵是一个较为复杂的生化过程，要使菌体生长迅速、代谢正常、多出产物，必须为其提供良好的生长环境。一般主要控制参数有通风量或溶解氧、发酵液pH 值、发酵温度、罐压等。因为发酵过程中菌体生长及次级代谢产物的合成都非常复杂，再加上发酵的规模较大，对各种影响因素灵敏，所以发酵过程比较适合运用自动化对生产进行相应的控制。
溶解氧的控制：谷氨酸菌的生长必须在有氧的环境下进行，根据不同的生长时期改变通风量，其中在对数增长期，菌体生长代谢最活跃，需要的氧量最多。由于菌体生存于发酵液中，发酵液中的溶解氧（DO值）对菌体极为重要。空气经过分配器的小孔进入发酵罐底部，鼓泡而上，再经过充分的搅拌，对O
向液相扩散起到重要的作用。因此，
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年产2000吨乙酰苯胺的车间计说明书 目录 1 设计说明 (1) 1.1概述 (1) 1.2设计依据 (1) 1.3设计范围 (1) 1.4设计原则 (2) 2 产品简介 (3) 3 化学原理及酰化工艺规程 (4) 3.1化学反应原理 (4) 3.2乙酰苯胺工艺酰化过程说明 (4) 3.2.2 制片岗位操作法 (6) 3.2.3 泵房岗位操作法 (7) 4 物料衡算、热量衡算及设备的计算选型 (10) 4.1物料衡算 (10) 4.1.1概述 (10) 4.1.2乙酰化过程的物料衡算 (11) 4.1.3减压蒸馏岗的物料衡算 (14) 4.2热量衡算 (16)
4.2.2热量衡算计算 (17) 4.2.3比热的计算 (18) 4.2.4酰化反应热量衡算 (19) 4.2.5减压蒸馏热量衡算 (20) 4.3设备计算和主要工艺设备选型 (22) 4.3.1工艺设备选型原则 (22) 4.3.2酰化反应罐 (22) 4.3.3回收苯胺储罐 (22) 5 生产分析控制 (24) 5.1概述 (24) 5.2分析项目 (24) 5.2.1原料质量标准及规格 (24) 5.2.2中间体、半成品的质量标准和检验方法生产控制（分析） (25) 6 厂房和车间布置的设计方案 (26) 6.1工艺布局的基本要求 (26) 6.2洁净室（区）布置要求 (26) 6.2.1 一般规范 (26) 6.2.2 空气洁净等级及相应要求 (26) 6.2.3 物料存放区域及生产辅助用室的布置要求 (27) 6.2.4 安全出口及安全措施的布置要求 (28) 6.2.5 室内装修的基本要求 (28)
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
生物工程设备课程设计任务书 -----年产X吨糖化酶发酵车间工艺设计一、课程教学目标 生物工程课程设计是生物工程专业学生在毕业设计（论文）前进行的一次综合训练。通过本课程设计培养学生综合运用所学知识解决工程问题的能力，为毕业设计（论文）打好应有的理论基础。通过生物工程课程设计的训练，学生要达到的基本要求如下： 1、进一步巩固加深所学《生物工艺学》、《生物工程设备》、《生物分离工程》、《生物工程设备及工厂设计》、《机械制图》、《化工原理》等专业课程的基本理论和知识，使之系统化、综合化。树立正确的设计思想，掌握生物工程设备及工厂设计的基本方法和步骤，为今后创造性设计生物工程设备和相关技术改造工作打下一定的基础。 2、培养学生综合运用基础理论和专业知识解决工程实际问题的能力。 3、培养学生熟悉、查阅并综合运用各种有关的设计手册、规范、标准、图册等设计技术资料；进一步培养学生识图、制图、运算、编写设计说明书等基本技能；完成作为工程技术人员在机械设计方面所必备的设计能力的基本训练。二、课程设计题目（任选一） 年产X吨味精发酵车间设计：2000吨、3000吨、4000吨、5000吨、6000吨 三、课程设计任务： 1、根据设计任务，查阅有关资料、文献,搜集必要的技术资料及工艺参数，进行生产方法的选择与比较，工艺流程与工艺条件的确定和论证，确定工艺过程的重要参数。 2、工艺流程图，按工艺流程图绘制要求完成有一定控制工点的流程详图，包括设备、物料管线、主要管件、控制仪表等内容。 3、发酵罐主要结构尺寸、搅拌装置及冷却装置计算，根据工艺要求选取相应发酵罐类型，进行发酵罐种子罐数量计算，发酵罐几何结构尺寸计算，同时完成发酵罐搅拌装置及冷却装置的选型和计算。 4、根据计算结果按相应比例尺寸绘制发酵罐及冷却装置示意图,并完成发酵
食品添加剂开题报告 【篇一：开题报告】 湖北工程学院新技术学院 本科毕业论文（设计）开题报告 题目院系学生姓名指导教师 2012年9月18日 - 1 - - 2 - - 3 - - 4 - 【篇二：李浩味精开题报告】 沈阳化工学院本科毕业设计（论文）开题报告题目： 院系： 班级： 学生姓名： 指导教师：年产6.4万吨味精厂初步工艺设计生物工程丁林 1研究背景 味精是人们熟悉的鲜味剂，是l-谷氨酸单钠盐的一水化合物，具有旋光性，有d-型和l-型两种光学异构体。在比较其生产工艺之前，先更正一下多食味精对身体健康有影响的错误观点，味精在化学上称为谷氨酸钠，其前体物质之一的谷氨酸是人类食物和人体蛋白质的重要成分。在天然食品中，它比同一种蛋白质的其它氨基酸往往高出120倍。成年人普通的一日三餐都需要摄入较多的谷氨酸，因为在人体各部分组织器官中，谷氨酸占的比例十分令人瞩目。谷氨酸发酵产业发展十分迅速，据统计，目前谷氨酸产量近150万吨。绝大多数谷氨酸发酵厂采用玉米淀粉作为生产原料。以玉米淀粉酶解的葡萄糖液为原料，应用广泛。因此，葡萄糖液的质量好坏直接影响到发酵水平的高低。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。味精添加在食品中可使食品风味增加，故被广泛使用。味精在胃酸作用下生产谷氨酸，被人体吸收后，参与人体内多种代谢反应，并与其他氨基酸一起共同构成人体组织的蛋白。谷氨酸能用来预防和治疗肝昏迷，
还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 一定的功效。 尽管味精广泛的存在于日常生活中，但谷氨酸以及其它氨基酸对于 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院池田菊苗发现了一种，昆布（海带）汤蒸发后留下的棕色晶体，即谷氨酸。这些晶体，尝起来有一 种难以描绘但很不错的味道。这种味道，池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”。继而，他为大规模生产谷氨酸晶体的方法申请了专利。之后，味之素公司 成立，致力于味精的生产与产品在日本市场的销售。 早期味精是由酸法水解蛋白质进行制造的，我国味精生产已经有 80 多年的生产历史，1923年从我国面筋水解法生产味精到1958年利 用淀粉糖发酵法生产味精研究开始，我国利用发酵法生产味精，已 经走过了50年的历程。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。80年代以前，我国大部分味精厂采 用淀粉糖发酵法，一般发酵工艺采用生物素亚适量进行发酵控制， 发酵产酸一般在5％-6％左右，糖酸转化率在50％左右。90年代后期，我国部分味精厂在淀粉味精发酵行业开始进行以适量高生物素、大种量、高通风的发酵技术实验，发酵产酸率和糖酸转化率都发生 了巨大变化，发酵产酸一般 12％-14％左右，糖酸转化率在56％-60％。从总体上说，我国作为世界上人口最多的国家，味精行业的 发展前景是十分广阔的。 近十几年来，由于国内市场需求不断增加．从而刺激味精行业不断 改进生产工艺和设备，提高产量，降低成本，以适应市场竞争的需求。目前日本在味精生产方面处于世界领先地位。日本用于谷氯酸 发酵的菌种有十多个不同种属的上千个菌株，生产中轮换使用，有 效地防止了噬菌体的污染，而且产酸能力比国内菌种高一倍。在工 艺方面，日本对发酵过程的ph、溶氧、温度、搅拌、消泡等采用计 算机控制，使糖酸转化率达到55％，比我国高lo倍。此外发酵过 程采用带升式发酵罐，罐体容积人多在500m。左右，采用高糖发酵 及流加糖工艺，同时提高罐压，保证溶氧供给，从而有效地提高了 产酸水平及设备利用率。在提取过程中,日本采用浓缩-等电点工艺,不仅谷氨酸回收率高，而且废渣均得到综合利用,技术较为先进。与发 达国家相比，我国的味精生产行业差距较大，有待于
味精的生产工艺 【摘要】本文主要介绍了味精的发现、谷氨酸的生物合成以及由谷氨酸制得味精的工艺流程。谷氨酸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。 【关键字】味精、谷氨酸、发酵、氨基酸 内蒙古阜丰生物科技有限公司是世界第一大谷氨酸生产商——中国阜丰集团的核心企业。成立于2006年3月，坐落于呼和浩特经济技术开发区金川南区。阜丰集团有限公司是一家在香港主板上市的国际化生物制品公司。主要致力于生物发酵产品的生产、经营和研发，是全球第三大黄原胶生产商。公司目前下辖谷氨酸、味精、淀粉、葡萄糖、复混肥、热电、黄原胶、新型建材厂等多个分厂。主要产品及年产量为谷氨酸20万吨，味精10万吨，淀粉80万吨，结晶葡萄糖15万吨，复混肥30万吨，黄原胶2万吨。主导产品谷氨酸、味精、黄原胶销往全国二十多个省市，并出口到世界四十多个国家和地区。 1.味精简介 味精，又名“味之素”，学名“谷氨酸钠”。成品为白色柱状结晶体或结晶性粉末，是目前国内外广泛使用的增鲜调味品之一。其主要成分为谷氨酸和食盐。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，但谷氨酸钠盐，用于水稀释3000倍，仍能感觉到鲜味，因而得名“味精”。 2．味精的发现 1908年的一天，日本东京大学教授Ikeda做完一天的实验后，回到家中。妻子端上做好的晚饭，早已饥肠辘辘的教授吃得特别香，尤其是汤，尽管汤里只有几片黄瓜和海带，却异常鲜美。黄瓜绝不会这么鲜美，教授心想，这个奥妙一定出自海带。于是教授决定揭示其中的秘密。通过对海带中含有的化学物质提取研究后，Ikeda终于发现海带里含有一种叫“谷氨酸钠”的物质。它非常鲜美，放进汤里，能使汤的味道更佳。池田菊苗教授给它取了个名字，叫“味之素”。从此开始了工业化生产氨基酸的历史。在此后的近50年中，谷氨酸的生产都是以大豆或面筋蛋白为原料，采用酸水解后分离提取的方法。1957年日本科学家Kinoshita等人发现，在培养某些微生物，如谷氨酸棒杆菌（Corynbacterium glutamicam）时会产生谷氨酸的积累，从此揭开了用微生物发酵方法生产氨基酸
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1万吨谷氨酸钠的生产车间设计，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。 关键词：关键词1：谷氨酸钠；关键词2：发酵；关键词3：工艺流程
ABSTRACT Course is designed to education of undergraduate course of common colleges and universities in a very important link, is also a combination of theoretical knowledge and practical application of important link.This design for the annual output of 10000 tons of mono-sodium glutamate production workshop design, through the double enzymatic sugar in glutamate fermentation and a second-class mono-sodium glutamate isoelectric point extraction process production.In this paper, a brief introduction of the process and main equipment for the production of mono-sodium glutamate fermentation, in order to help understand the concerned knowledge of aeration fermentation process and main equipment.Design content for, understand mono-sodium glutamate in the production of raw materials processing, fermentation, extraction part of manufacturing processes and production methods, according to the actual situation to choose suitable fermentation section in the production process, and the process of raw material to carry on the material balance, heat balance and the selection of equipment. Key words: MSG; FERMENTATION; TECHNOLOGICAL PROCESS
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10000吨味精项目工厂设计要点 年产10000吨味精项目工厂设计要点 一、项目概述 年产10000吨味精项目是一个大型化工生产项目，主要生产味精产品，年产能达到10000吨。该项目是基于市场需求和技术条件而进行的，目的是满足人们对于食品调味品的需求。 二、规模和布局设计 1.规模设计：年产10000吨味精的生产规模可以满足市场需求，同时也可以充分利用设备和人力资源，提高生产效益。 2.布局设计：工厂的布局应当合理，保证生产流程的连贯性和 高效性。主要分为原料储存区、生产区、包装区、质检区、辅助区等，以确保各个区域之间的流程衔接和生产效率的提高。 三、工艺流程设计 1.原料准备：该项目主要使用淀粉和氨基酸等原料进行生产， 因此要有相应的原料存储和供应系统，确保原料的充足和稳定。 2.发酵：该项目使用发酵生产工艺，需要设计相应的发酵罐和 发酵系统，以确保发酵过程的稳定性和高效性。 3.提取：在发酵完成后，需要进行提取工艺，将发酵液中的味 精提取出来。这一步骤要合理选择提取剂和提取设备，以确保提取效果的良好和产品质量的稳定。 4.浓缩：将提取得到的液体进行浓缩处理，以提高味精的浓度 和稳定性。此环节需要设计相应的浓缩设备，确保浓缩过程的高效和稳定。 5.晶体分离：在浓缩完成后，要进行晶体分离，将浓缩液中的
味精晶体分离出来，以便进行后续的干燥和包装。此环节需要设计相应的分离设备，以确保分离过程的高效和产品质量的稳定。 6.干燥：将分离得到的味精晶体进行干燥，降低含水率，以便于包装和存储。此环节需要设计相应的干燥设备，确保干燥过程的高效和产品质量的稳定。 7.包装：将干燥后的味精产品进行包装，使用合适的包装材料和包装机械，以确保产品的密封性和保质期。 8.质检：在生产过程中，要进行质检，确保产品的质量和安全性。质检环节需要设计相应的质检设备和流程，以确保质检过程的高效和准确。 四、设备选型和布置 1.设备选型：根据生产工艺流程的要求，选择适合的设备，包括发酵罐、提取设备、浓缩设备、晶体分离设备、干燥设备、包装设备等，确保设备的性能符合要求，并具有高效性和稳定性。 2.设备布置：根据设备的特点和工艺流程的要求，合理布置设备，确保设备之间的衔接和生产流程的高效性。同时，还要考虑设备的维护和维修，方便人员对设备进行操作和维护。 五、安全环保设计 1.安全设计：在工厂设计中，要充分考虑设备的安全性和人员的安全，设置相应的警示装置和安全设施，确保生产过程中的安全性和防范措施。 2.环保设计：在工厂设计中，要充分考虑环境保护，设置相应的污水、废气处理设施，确保工艺过程中的排放物符合环保要
年产1.5万吨味精生产工艺初步设计说明书——毕业设计
年产1.5万吨味精生产工艺初步设计 摘要 我国味精生产虽然发展很快，但还有生产效率低、生产成本高、脱色效果不理想、污水处理不彻底等缺陷，与国际先进水平相比仍有很大差距，造成了很大的浪费。本设计在生产流程的各个方面加以完善，尤其在味精脱色、污水处理等方面摒弃了传统不十分理想的方法，采用了新技术，进一步消除了因脱色和污水处理不彻底造成的资源浪费。味精脱色采用XSX-8吸附树脂，具有脱色好、投资省、处理成本低的优势；污水处理采用两步生物处理法酵母反应器和活性污泥的连续系统处理味精废水，可以去除味精废水中95%的COD，达到节能环保的要求。 关键词：味精；新技术；脱色；污水处理
A PRELIMINARY DESIGN OF TECHNOLOGICAL PROCESS FOR MSG PRODUCTION 15,000 TONS PER YEAR Abstract Although the production of monosodium glutamate in China has developed rapidly, poor colour and lustre, low productivity, high production cost and bad treatment system of wastewater, which still have a big gap compared with the international advanced level, result in lots of waste. The design improve various aspects of production processes, especially in bleaching of MSG, treatment of wastewater and so on. Those rejecte traditional method which are not good and use new technology. Therefore it saves lots of money in bleaching and treatment of wastewater. XSX - 8 polymeric adsorbent is used in MSG decoloring,which has good decoloration efficiency. It can save investment and make low cost .Wastewater treatment by two-step method of biological treatment of activated sludge and yeast reactor system, can remove monosodium glutamate wastewater treatment in 95% of COD monosodium glutamate wastewater, energy conservation and environmental protection requirement. KEY WORDS：monosodium glutamate（MSG）; new technique ;decolor; treatment of wastewater
目录 1前言 (2) 1.1发展简介 (2) 1.2味精的性质 (2) 1.3味精的用途 (3) 2设计任务书 (3) 2.1生产的方法 (3) 2.2指标与数据 (3) 2.3 设计任务 (4) 2.4设计要求 (4) 3厂址选择方案 (4) 3.1总平面设计思路 (5) 4总平面图 (5) 5生产工艺流程 (6) 5.1淀粉的糖化 (7) 5.2种子的扩大培养及谷氨酸的发酵 (7) 5.3 谷氨酸的提取 (8) 5.4精制 (8) 6. 物料衡算及其设备选型 (8) 6.1物料数据 (8) 6.2热量衡算 (11) 6.3水平衡 (12) 6.4设备设计与选型 (13) 7参考文献 (21)
1前言 味精，学名谷氨酸钠。调味料的一种，主要成分为谷氨酸钠，主要作用是增加食品的鲜味，在中国菜里用的最多，也可用于汤和调味汁。味精是指以粮食为原料经发酵提纯的谷氨酸钠结晶。本设计是生产纯度为99％味精设计，以工业淀粉为原料、双酶法糖化、流加糖发酵，低温浓缩、等电提取等方法生产。本设计对全厂进行了物料衡算、热量平衡计算、水平衡计算、耗冷量计算、无菌压缩空气消耗量计算。对味精发酵车间进行工艺流程的设计和发酵罐的设计与选型计算。 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 1.1味精的性质 （1）性质 主要成分为谷氨酸钠。要注意的是如果在100°C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232°C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C5H8O4NNa·H2O摩尔质量187.13g mol-1 （2）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，令冠状脉管受压缩。很大量的谷氨酸会令心脏停止活动。 1.2味精的用途
南阳理工学院本科毕业设计 年产10万吨味精厂发酵车间设计 Annual Production Capacity of 100,000 Tons of Monosodium Glutamate Fermentation Plant Design Workshop 学院：生物与化学工程学院 专业：生物化学专业 学生姓名： ***** 学号： **** 指导教师：李杰（讲师） 完成日期： 2009.5 南阳理工学院 Nanyang Institute of Technology
年产10万吨味精厂发酵车间设计 生物工程专业 **** [摘要］本设计的题目是年产10万吨味精厂发酵车间设计，在熟悉味精及其生产的基础上通过比较不同工艺的优缺点，确定能满足生产任务的先进、合理的工艺流程。根据所采用的工艺流程、该工艺对原料的利用情况确定满足生产任务所需原料的量，然后确定所采用的设备类型、结构尺寸，同时进行所需水的衡算，同时确定培养基灭菌流程，然后进行所需设备的选型和计算，最后进行发酵车间的设备布置，并制作工艺流程图和设备布置图。 [关键词]味精物料衡算发酵车间设计设备选型
年产10万吨味精厂发酵车间设计 Annual Production Capacity of 100,000 Tons of Monosodium Glutamate Fermentation Plant Design Workshop Biological Engineering Major LI Ting Abstract：This design is the subject of an annual output of 100,000 tons of monosodium glutamate fermentation plant design workshop, in a familiar and monosodium glutamate production based on comparative advantages and disadvantages of different processes to determine the production tasks to meet the advanced and reasonable process. According to the process used in the process of utilization of raw materials to meet production requirements to determine the amount of raw materials, and then used to determine the type of equipment, structure, size, at the same time to carry out the necessary balance of water and steam balance, at the same time to determine medium sterilization processes, the necessary equipment and then proceed to the selection and calculation of the final fermentation workshop equipment layout, and production process flow diagram and equipment layout. Key words：Monosodium glutamate material balance fermentation workshop design equipment selection
摘要 谷氨酸是利用微生物发酵生产的一个具有代表性的产品，生产工艺涉及种子培养、发酵、提取、脱色、离心和干燥等重要的单元操作和工程概念。通过对谷氨酸车间的工艺设计，可以加强对自己对所学知识的综合利能力。通过本毕业设计训练，可以提高自己理论联系实际的能力和工程设计方面的能力。 本设计是以精制淀粉（纯度为86%）为原料进行设计，使用一次喷射双酶法为糖化工艺，以年实际工作日300天计算，日产味精90吨。对全厂物料、热量就行衡算，对糖化工段的罐体如调浆罐、储浆罐、维持罐、层流罐、糖化罐、储糖罐以及一些标准设备如液化喷射器、板框过滤机、板式换热器和泵等进行了详细计算，以确定它们的参数，便于设备布置图的绘制。 关键词：谷氨酸钠；糖化；工艺计算
Abstract Glutamate is produced by microbial fermentation of a representative of the products, production processes involved in seed culture, fermentation, extraction, bleaching, centrifugation and drying unit operations and other important engineering concepts.Through the workshop process design glutamate, can enhance their knowledge of the comprehensive profitability.Graduate training through the design, can improve their ability to integrate theory with practice and engineering design capabilities. The design is based on refined starch (86% purity) as raw materials for the design, the use of a jet of two enzymes for the saccharification process, the actual working days to 300 days calculated at 90 tons of monosodium glutamate production.The whole plant material, the heat balance on the line for sugar chemical segment, such as mixing tanks tank, slurry storage tank, the maintenance tank, laminar flow tank, saccharification tanks, storage sugar and some standard equipment such as liquid jet, framefilter, plate heat exchanger and pump a detailed calculation, to determine their parameters, to facilitate the drawing of equipment layout. Key words:glutamate;saccharification;process calculation
年产1.5万吨味精工厂发酵车间设计说明书 味精工厂发酵车间设计说明书 一、引言 本设计说明书为一家年产1.5万吨味精的工厂发酵车间设计而 编写，旨在确保车间的安全、高效和规范化运行。本设计说明书包括车间布局、设备选择、生产工艺流程和卫生保健要求等方面的详细说明。 二、车间布局 1. 车间整体布局应满足物料流程的合理性和工作人员的舒适性。 2. 车间内应设有生产区、检测区、原料存放区、成品存放区、设备维修区和办公区等功能分区。 3. 生产区应设有发酵罐、搅拌机、冷却器、控制室等工艺设备。 4. 检测区应设有实验台、试验仪器和相关检测设备。 5. 原料存放区和成品存放区应设有适当的货架和仓储设备。 6. 设备维修区应设有专门的维修工具和设备。 7. 办公区应设有办公桌、文件柜和会议室等设施。 三、设备选择 1. 发酵罐：选择符合国家标准的不锈钢罐，具有合理的容量和搅拌功能。 2. 搅拌机：选择能够均匀搅拌发酵液的搅拌机，并配备适当的控制设备。 3. 冷却器：选择高效冷却器，确保发酵液的温度能够快速降低到适宜的范围。 4. 控制室：选择具有稳定性和可靠性的自动控制系统，可监控
和调整发酵过程中的温度、pH值和氧气含量等参数。 5. 实验台和试验仪器：选择符合实验要求的台面和仪器，包括pH计、电导仪和溶氧仪等。 6. 货架和仓储设备：选择能够储存原料和成品的货架和仓储设备，确保物料的安全和整齐。 7. 维修工具和设备：选择适合车间设备维修和保养的工具和设备。 8. 办公设施：选择符合办公需求的办公桌、文件柜、会议室设施等。 四、生产工艺流程 1. 原料准备：将符合质量要求的原料按照配方进行准确称量和混合。 2. 液态发酵：将混合好的原料加入发酵罐中，控制温度、pH 值和氧气含量等参数进行液态发酵。 3. 分离纯化：将发酵液进行分离、纯化和浓缩，获得高纯度的味精产品。 4. 成品包装：按照规格和包装要求进行产品包装，确保产品质量和外观。 5. 产品存储：将包装好的成品存放在成品存放区，进行分类储存和标记。 6. 清洁消毒：定期对车间进行清洁和消毒，保证车间环境卫生。 五、卫生保健要求 1. 车间内应保持干净整洁，定期进行清洁和消毒。 2. 工作人员应按照要求穿戴工作服、帽子和手套等防护设备，保持个人卫生。
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(C 5H 8 NO 4 Ｎa)”。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 ﻬAbstrａｃt: Ｔhe ｄｅsiｇｎiｓaｎａnnual ｏｕｔput oｆ4００00tｏｎs ｏf monosoｄiumｇluｔａmate for ｍaterial bａlance calcuｌation ,heat balance ｃaｌculａtion，waｔer bａlａnce ｃaｌcuｌation and the seｌｅｃｔｉoｎcalculatｉｏn oｆfeｒmeｎtor, ｐrｏcess ｄesigｎ; To hｙdｒoｌysiｓof cor ｎstａrchａs ｒaw ｍａterials tｏgeｎｅrate ｇluｃｏｓe, gluｔaｍiｃa ｃiｄproｄuｃiｎg baｃｔeｒia ｔo uｓe carbon metabｏlism,ｂiosｙntｈesｉｓｏf gluｔaｍiｃacid , glｕｔaｍiｃaｃidａnｄalkali tｏform a sｏdium glutａmate ｏr MSG is the mainｐrｏｃess，ｆor material bａlａｎｃe calculatｉon ，heａｔbａlａｎceｃaｌｃulａtiｏn，wateｒbaｌａn ｃｅｃalcｕlatｉon and ｔhe selectｉon calcｕｌatiｏn of fermentｏr, and mａpped thｅstrucｔureｏf fｅrmentation tａｎk, ferｍeｎtation procｅss ｗｉｔh cｏｎｔrol pｏiｎｔmap，thｅfacｔory floｏr pｌaｎ，saccharｉfication ｐroｃｅsｓmaｐanｄthe ｐrocess mａp of eｘｔｒactｉｏn and ｐurifiｃation 。
生物工程与设备课程设计说明书 年产6万吨味精厂谷氨酸生产机械搅拌通风发酵罐设计 专业班级：生物工程 作者学号：201106011158 作者姓名：张晓勇 指导老师：王君高王兰芝 设计日期:2013年6月18日至2013年6月21日
山东轻工业学院 课程设计任务书 食品与生物工程学院11 级生物工程专业学生张晓勇题目：年产6万吨味精厂谷氨酸生产机械搅拌通风发酵罐设计 一、主要内容： 1、物料恒算，计算发酵罐总容积； 2、求发酵罐个数，取单罐公称容积200m3； 3、公称容积200m3发酵罐设计（罐体尺寸、壁厚、搅拌器类型选择及尺寸设计、搅拌功率计算、搅拌轴直径计算、冷却面积计算与设计） 二、基本要求 1、编写计算设计说明书（有前言、设计参数、物料恒算、发酵罐工艺设计， 设计体会） 2、用CAD绘出发酵罐结构图。 三、设计参数 1、糖酸转化率61% 2、发酵产酸水平11% 3、发酵周期32小时 4、发酵罐充满系数为0.7 5、味精分子式187.13（C5H8NO4Na）.H2O 6、谷氨酸分子式147.13(C5H9NO4) 7、谷氨酸密度取1.553g/cm3 8、残还原糖0.8%，干菌体1.7% 9、谷氨酸提取率97.5%。 10、谷氨酸生产味精精制率为125% 11、空罐灭菌压力0.25MPa 12、年工作日安330天计算 四、主要参考资料 〔1〕郑裕国《生物工程设备》化学工业出版社2007 〔2〕高孔荣《发酵设备》轻工业出版社1991.10 〔3〕梁世中《生物工程设备》轻工业出版社2002.2 〔4〕化工设备设计全书编辑委员会编《搅拌设备设计》上海科学技术出版社1985 〔5〕吴思方《发酵工厂工艺设计概论》中国轻工业出版社2007 （6）化工工艺设计手册 （7）于令信《味精工业手册》 （8）张克旭《氨基酸发酵工艺学》轻工业出版社 完成期限：自2013年6月18 日至2012 年 6 月21日 指导教师：王君高王兰芝教研室主任：
工厂设计 设计题年产10000 吨味精项目工厂 姓名孟凯 院系生命科学学院 专业生物工程 年级2007级
20010年6 月18 日
目录 一、经济效益和社会效益的初步估计. ..........
第一章项目建议书 项目名称：年产1 万吨味精项目工厂设计 承办单位：鲁东大学生命科学学院 拟建地点：山东省潍坊市昌乐县经济开发区 项目负责人： 一、项目建设的背景和意义 味精,也称味素,因味精起源于小麦,俗称麸酸钠、谷氨酸钠。味精在化学上称为谷氨酸钠，是一种无色至白色的柱状结晶或白色结晶性粉末,有很浓的鲜味，其前体物质之一的谷氨酸是人类食物和人体蛋白质的重要成分。在天然食品中，它比同一种蛋白质的其他氨基酸往往高出１～２０倍。成年人普通的一日三餐都需要摄入较多的谷氨酸，因为在人体各部分组织器官中，谷氨酸占的比例十分令人瞩目。例如，血液中的谷氨酸占游离氨基酸的３３%，肝脏中占１４%，在大脑神经系统的 灰质蛋白质和白质蛋白质中分别占２４.９%和２６.８%。由此看来，一个机体正常的人每天在菜肴中适量放些味精，是不会有危害的，至于味精致癌、致畸或突变更是无从谈起。美国实验生物学会经过１０年的调查研究，宣布味精是一种安全的调味品，列入了“实际无毒”的行列，并指明按现行量使用，对成人的确毫无损害。 随着食品行业的发展以及人们生活水平的提高，在许多普通食品中都能够找到味精的踪迹，味精的需求量会越来越大，所以，建设味精厂是十分必要的。 二、产品需求初步预测 1、国际味精需求市场分析 在国际市场上,味精的消费主要集中在日本、东南亚、非洲等地,最近几年欧洲和南美洲等地的味精需求量也开始出现增长势头, 国际市场对味精的需求也不断增加,味精行业的发展平稳向上。日本、韩国、东南亚等国家和地区人均味精消费较高。 2、国内味精需求市场的分析 随着我国人民生活水平的提高和膳食结构的改变, 以及对味精产品认识的普遍提高,味精的需求量不断增大,人均消费水平逐年提高,华东、中南、东南、西南、华南地区人均年消费量已上升为1000 克左右。就国内市场来讲,味精的主要消费群体在城市,城市居民年消费量占到总产量的70%以上,农村市场的发展潜力巨大,随着农村人口收入的增加,农民生活水平逐步提高, 膳食结构进一步改善, 农村市场对味精的需求量会逐步增加。 昌乐县是潍坊、淄博、东营、日照等几大城市的交通枢纽，交通极为便利。在其经济开发区建厂可谓得天独厚，不仅解决了产品的销售问题，也节省了产品的运输费用，且利用了当地的剩余劳动力。该项目建成后，对于壮大当地的经济实力，推动地方经济的发展起到很大作用。 三、产品方案及拟建规模 （一）产品方案 计划年生产1 万吨纯度为99%的味精，大包500g，小包200g，大包20 袋装一箱，小包50 袋装一箱。每年工作日为300天，实行三班制，发酵周期：40-42 小时，生产周期：48-50 小时（二）生产工艺流程 味精的生产一般分为制糖、谷氨酸发酵、中和提取及精制等 4 个主要工序。