下载文档原格式
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 sodiumglutamate)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。
摘要本设计简要介绍了味精的发展历程及我国味精工业的现状，重点研究了年产15000吨味精厂酶解法制糖工段的生产工艺，并对总平面布置图、公用工程（水、电、汽等）、环境保护及综合利用、工业卫生和劳动保护等方案进行了概述。
设计了厂区总平面图、制糖工艺流程图、制糖车间设备流程图等。
本工艺是利用玉米淀粉为原料，双酶水解制糖后，通过谷氨酸棒杆菌发酵、等电点沉淀提取谷氨酸，再经过中和、脱色、除铁、结晶、干燥制成味精。
特别对酶解法制糖工艺进行了深入的研究，酶解法制糖工艺是利用玉米淀粉为原料，调浆后，加入α-淀粉酶，经过两次喷射液化，冷却，糖化（糖化酶），最后进入发酵工段。
该技术不仅能有效利用原料，提高淀粉的转化率，而且大大地改善了糖液的质量，提高了设备的利用率，从而起到降低成本的作用。
关键词：味精；酶解法制糖；液化；糖化；Title: a MSG factory with the product of 15000 tons per year-making sugar with enzyme.AbstractThis design briefly introduces the development history of MSG and the situation of MSG industry in our country,focused on the study of a MSG factory with the product of 15000 tons per year and technological process of making sugar with enzyme.At the same time,give a brief account of general layout、public works(supply water、electric、vapour and so on)、environmental protection and comprehensive utilization、industry hygiene and labour enzyme and so on.Design a plant general layout,sugar process flow chart,sugar making equipment flow chart and so on.This process using corn starch as raw material,two enzymatic hydrolysis sugar after fermentation by corynebacterium glutamicum,extracted glutamic acid isoelectric precipitation by neutralization,bleaching,iron,crystal, drying and manufacturing MSG.Especially,studing on making sugar with enzyme of MSG is focused research.Making sugar with enzyme is make use of corn starch as raw material, first mixpaste,add alpha amylase,second,two spray liquidation,and cool,then saccharification(add converzyme),final get into fermentation section.This technology not only make use of raw material effectively,improve strarchy convert ratio,but also to a great extent improve the quality of sugar solution,increase the utilization ratio of equipment,so we can reduce the cost.Key words: MSG; making sugar with enzyme; liquefaction; saccharification目录第一章总论 (1)1.1概述 (1)1.1.1味精的发展史 (1)1.1.2味精的特点 (1)1.1.3味精的营养价值及作用 (2)1.1.4味精工艺技术的发展 (2)1.1.5建设味精厂的意义及目的 (3)1.2设计依据 (4)1.2.1长春工业大学毕业设计任务书 (4)1.2.2实习所获基础资料 (4)1.2.3参考资料 (4)1.3设计指导思想 (4)1.4设计范围 (5)1.4.1生产车间 (5)1.4.2辅助生产车间 (5)1.4.3公用工程部分 (5)1.4.4.仓贮部分 (5)1.5建设规模及产品方案 (5)1.5.1建设规模 (5)1.5.2产品方案 (5)1.6主要原材料、辅助原料、动力需用量 (5)1.7工作制度及全厂定员 (6)1.7.1工作制度 (6)1.7.2全厂定员 (6)第二章总平面布置 (8)2.1厂址概述 (8)2.1.1厂址地形地貌特征 (8)2.1.2厂区地质情况及地震烈度 (8)2.1.3气象条件 (8)2.2总平面布置与运输 (9)2.2.1总平面布置的原则 (9)2.2.2厂内外运输 (10)2.2.3总图绘制（见图纸） (11)第三章生产工艺 (12)3.1原料及产品的质量标准 (12)3.1.1感官指标 (12)3.1.2理化指标 (12)3.1.3卫生指标 (13)3.2生产技术方案选择 (13)3.2.1产品方案 (13)3.2.2生产方法的选择及对比 (13)3.2.3生产工艺流程简述 (15)3.2.4生产工艺流程简图 (16)3.2.5主要工艺参数 (16)3.2.6主要原料、物料、动力消耗指标 (17)3.2.7物料衡算 (18)3.2.8热量衡算 (21)3.2.9水衡算 (24)3.2.10主要工艺设备选型计算 (26)3.2.11主要设备一览表 (28)3.2.12车间自控水平及测量仪表的水平 (29)3.2.13车间布置（主车间） (29)3.2.14工艺流程图及设备平面布置图祥看附件 (30)第四章公用工程 (31)4.1建筑结构 (31)4.2给水、排水及消防设施 (32)4.2.1给水 (32)4.2.2排水 (32)4.2.3污水处理 (33)4.2.4消防设施 (33)4.3供电 (33)4.4供热 (35)第五章环境保护及综合利用 (37)5.1主要副产品及“三废” (37)5.2治理情况和“三废”的综合利用 (37)5.2.1废气处理和利用 (37)5.2.2废水处理和利用 (37)5.2.3废渣处理和利用 (38)5.2.4噪声防治 (38)第六章职业安全卫生 (39)6.1工业卫生 (39)6.1.1设计依据 (39)6.1.2设计原则 (39)6.1.3工业卫生 (39)6.1.4劳动保护 (39)参考文献 (41)致谢 (42)第一章总论1.1概述1.1.1味精的发展史味精，学名谷氨酸钠，又叫麸酸钠（因味精起源于小麦），英文全称Monosodium L-Glutamate(MSG),常被用作食品鲜味剂，是当代最为流行的调味品之一，它既能改变烹调口味，又能促进食欲和助消化。
BI YE SHE JI（20 届）年产1.5万吨味精工厂设计-酶解法制糖工艺研究所在学院专业班级食品科学与工程学生姓名学号指导教师职称完成日期年月摘要本设计简要介绍了味精的发展历程及我国味精工业的现状，重点研究了年产15000吨味精厂酶解法制糖工段的生产工艺，并对总平面布置图、公用工程（水、电、汽等）、环境保护及综合利用、工业卫生和劳动保护等方案进行了概述。
设计了厂区总平面图、制糖工艺流程图、制糖车间设备流程图等。
本工艺是利用玉米淀粉为原料，双酶水解制糖后，通过谷氨酸棒杆菌发酵、等电点沉淀提取谷氨酸，再经过中和、脱色、除铁、结晶、干燥制成味精。
特别对酶解法制糖工艺进行了深入的研究，酶解法制糖工艺是利用玉米淀粉为原料，调浆后，加入α-淀粉酶，经过两次喷射液化，冷却，糖化（糖化酶），最后进入发酵工段。
该技术不仅能有效利用原料，提高淀粉的转化率，而且大大地改善了糖液的质量，提高了设备的利用率，从而起到降低成本的作用。
关键词：味精；酶解法制糖；液化；糖化；Title: a MSG factory with the product of 15000 tons per year-making sugar with enzyme.AbstractThis design briefly introduces the development history of MSG and the situation of MSG industry in our country,focused on the study of a MSG factory with the product of 15000 tons per year and technological process of making sugar with enzyme.At the same time,give a brief account of general layout、public works(supply water、electric、vapour and so on)、environmental protection and comprehensive utilization、industry hygiene and labour enzyme and so on.Design a plant general layout,sugar process flow chart,sugar making equipment flow chart and so on.This process using corn starch as raw material,two enzymatic hydrolysis sugar after fermentation by corynebacterium glutamicum,extracted glutamic acid isoelectric precipitation by neutralization,bleaching,iron,crystal, drying and manufacturing MSG.Especially,studing on making sugar with enzyme of MSG is focused research.Making sugar with enzyme is make use of corn starch as raw material, first mixpaste,add alpha amylase,second,two spray liquidation,and cool,then saccharification(add converzyme),final get into fermentation section.This technology not only make use of raw material effectively,improve strarchy convert ratio,but also to a great extent improve the quality of sugar solution,increase the utilization ratio of equipment,so we can reduce the cost.Key words: MSG; making sugar with enzyme; liquefaction; saccharification目录第一章总论 (1)1.1概述 (1)1.1.1味精的发展史 (1)1.1.2味精的特点 (1)1.1.3味精的营养价值及作用 (2)1.1.4味精工艺技术的发展 (2)1.1.5建设味精厂的意义及目的 (3)1.2设计依据 (4)1.2.1长春工业大学毕业设计任务书 (4)1.2.2实习所获基础资料 (4)1.2.3参考资料 (4)1.3设计指导思想 (4)1.4设计范围 (5)1.4.1生产车间 (5)1.4.2辅助生产车间 (5)1.4.3公用工程部分 (5)1.4.4.仓贮部分 (5)1.5建设规模及产品方案 (5)1.5.1建设规模 (5)1.5.2产品方案 (5)1.6主要原材料、辅助原料、动力需用量 (5)1.7工作制度及全厂定员 (6)1.7.1工作制度 (6)1.7.2全厂定员 (6)第二章总平面布置 (8)2.1厂址概述 (8)2.1.1厂址地形地貌特征 (8)2.1.2厂区地质情况及地震烈度 (8)2.1.3气象条件 (8)2.2总平面布置与运输 (9)2.2.1总平面布置的原则 (9)2.2.2厂内外运输 (10)2.2.3总图绘制（见图纸） (11)第三章生产工艺 (12)3.1原料及产品的质量标准 (12)3.1.1感官指标 (12)3.1.2理化指标 (12)3.1.3卫生指标 (12)3.2生产技术方案选择 (13)3.2.1产品方案 (13)3.2.2生产方法的选择及对比 (13)3.2.3生产工艺流程简述 (15)3.2.4生产工艺流程简图 (16)3.2.5主要工艺参数 (16)3.2.6主要原料、物料、动力消耗指标 (17)3.2.7物料衡算 (17)3.2.8热量衡算 (21)3.2.9水衡算 (24)3.2.10主要工艺设备选型计算 (26)3.2.11主要设备一览表 (28)3.2.12车间自控水平及测量仪表的水平 (29)3.2.13车间布置（主车间） (29)3.2.14工艺流程图及设备平面布置图祥看附件 (30)第四章公用工程 (31)4.1建筑结构 (31)4.2给水、排水及消防设施 (32)4.2.1给水 (32)4.2.2排水 (32)4.2.3污水处理 (32)4.2.4消防设施 (33)4.3供电 (33)4.4供热 (35)第五章环境保护及综合利用 (37)5.1主要副产品及“三废” (37)5.2治理情况和“三废”的综合利用 (37)5.2.1废气处理和利用 (37)5.2.2废水处理和利用 (37)5.2.3废渣处理和利用 (38)5.2.4噪声防治 (38)第六章职业安全卫生 (39)6.1工业卫生 (39)6.1.1设计依据 (39)6.1.2设计原则 (39)6.1.3工业卫生 (39)6.1.4劳动保护 (39)参考文献 (41)致谢 (42)第一章总论1.1概述1.1.1味精的发展史味精，学名谷氨酸钠，又叫麸酸钠（因味精起源于小麦），英文全称Monosodium L-Glutamate(MSG),常被用作食品鲜味剂，是当代最为流行的调味品之一，它既能改变烹调口味，又能促进食欲和助消化。
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 sodiumglutamate)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。
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。
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 OFTECHNOLOGICAL PROCESS FOR MSGPRODUCTION 15,000 TONS PER YEARAbstractAlthough 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。
味精是一种广泛应用于食品工业中的调味品，它的生产需要借助发酵车间进行。
下面是一份关于年产15万吨味精工厂发酵车间的设计方案。
一、车间概况该车间用于味精的发酵生产工艺，设计年产能为15万吨。
车间总面积约为3000平方米，包括生产区、辅助区和办公区。
生产区面积占整个车间的70%，主要包括原料处理区、发酵罐区、发酵辅助设施和发酵后处理区。
辅助区面积约为20%，包括洗涤区、消毒区、贮存区等。
办公区面积约为10%，包括办公室、实验室、检测室和员工休息室等。
二、生产工艺味精的生产主要分为四个步骤：原料处理、发酵、发酵后处理和包装。
1.原料处理：将所需原料送入原料仓库，并通过输送带、输液装置等设备投放到原料处理区。
在该区域进行除杂、清洗、破碎等工序，确保原料质量符合要求。
2.发酵：原料经过处理之后，送入发酵罐区进行发酵。
该区域设有多个发酵罐，每个发酵罐配备搅拌装置、恒温控制装置等。
发酵过程中需要控制温度、pH值、溶氧量和搅拌速度等参数，以保证发酵效果。
3.发酵后处理：发酵结束后，将发酵液送到发酵后处理区进行进一步处理。
处理包括分离、过滤、洗涤等工序，将发酵液中的固体物质和杂质去除，得到纯净的发酵物。
4.包装：经过发酵后处理的发酵物，将被送入包装区进行包装。
包装方式可以根据需求选择，常见的有散装、袋装和瓶装等。
三、车间设施和布局1.原料处理区：设备包括输送带、输液装置、清洗设备和破碎机等。
2.发酵罐区：设有多个发酵罐，每个发酵罐的容量应根据年产能计算确定。
每个发酵罐都应配备搅拌装置、恒温控制装置、溶氧量检测装置等设备。
3.发酵辅助设施：包括发酵液输送设备、发酵液分离装置、过滤装置、洗涤装置等。
4.发酵后处理区：配备固液分离设备、过滤设备和洗涤设备等。
5.包装区：根据包装方式需要配备相应的包装设备，如散装输送装置、袋装设备和瓶装设备等。
6.辅助区：包括洗涤区、消毒区、贮存区等。
在洗涤区和消毒区，应配置专门的清洁和消毒设备。
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［4］。
味精发酵法生产的总工艺流程见图1。
图1 味精生产总工艺流程图1.2 原料预处理及淀粉水解糖制备1.2.1 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［3］。
1.2.2 淀粉水解糖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。
1.3 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，省去一级冷却设备［4］。
1.4 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［1］。
1.5 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[4]。
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/a15000（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/m 3 150 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V 1()()3166.15%112%99%80%481501000m V =⨯⨯⨯⨯÷=式中 150——发酵培养基初糖浓度（kg/m 3）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G 1以纯糖算，)(234915011kg V G =⨯=（3）二级种液量 V 2()312313.0%2m V V ==（4）二级种子培养液所需水解糖量 G 2()32283.725m V G ==式中 25——二级种液含糖量（kg/m 3）（5）生产1000kg 味精需水解糖总量G 为：()kg G G G 8.235621=+= （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：()()kg 7.2793%111%95%808.2356=⨯⨯÷=淀粉G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V 3()kg V V 1.15.323== 发酵培养基耗尿素为V 4()kg V V 4.6264014== 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V 5()kg V V 26.62025== 发酵培养基耗糖蜜量V 6()kg V V 64.62416== 合计耗糖蜜69.9kg （9）氯化钾耗量G KCl()kg V G KCl 53.128.01=（10）磷酸氢二钠（Na 2HPO 4·7H 2O ）耗量G 3()kg V G 13.32.013==（11）硫酸镁（MgSO 4·7H 2O ）用量G 4()()kg V V G 58.96.0214=+= （12）消泡剂（泡敌）耗用量G 5()kg V G 4.96.015== （13）植物油耗用量 G 6()kg V G 5.235.116==（14）谷氨酸（麸酸）量发酵液谷氨酸含量为：()()kg G 2.1116%11%481=-⨯ 实际生产的谷氨酸（提取率80%）为：()kg 893%802.1116=⨯ 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表2 15000t/a 味精厂发酵车间的物料衡算2.2 设备设计与选型2.2.1 发酵罐 （1）发酵罐的选型选用机械涡轮搅拌通风发酵罐 （2）生产能力、数量和容积的确定 ①发酵罐容积的确定：选用200m 3罐②生产能力的计算：现每天生产99%纯度的味精50t ，谷氨酸的发酵周期为48h(包括发酵罐清洗、灭菌、进出物料等辅助操作时间)。
则每天需糖液体积为V 糖。
每天产纯度为99%的味精50t ，每吨100%的味精需糖液15.66m 3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（m 3） 15.66 2.35×105 783 二级种液（m 3） 0.313 4695 15.65 发酵水解用糖（kg ） 2349 3.52×107 1.17×105 二级种培养用糖（kg ）7.831.18×105391.5水解糖总量（kg ） 2356.8 3.53×107 1.18×105 淀粉(kg) 2793.7 4.19×107 1.40×105 尿素（或液氨） 627.5 9.41×106 3.14×104 糖蜜（kg ） 69.9 1.05×106 3495 氯化钾（kg ） 12.53 1.88×105 626.5 磷酸氢二钠（kg ） 3.13 4.70×104 156.5 硫酸镁（kg ） 9.58 1.44×105 479 泡敌（kg ） 9.4 1.40×105 470 植物油（kg ） 23.5 3.53×105 1175 谷氨酸（kg ）8931.34×10744650()3m 775.17%995066.15=⨯⨯=糖V设发酵罐的填充系数φ=70%；则每天需要发酵需要发酵罐的总体积为V 0（发酵周期为48h ）。
