畢業(yè)設(shè)計(jì)---年產(chǎn)2萬噸味精工藝設(shè)計(jì)

1、<p>　　年產(chǎn)2萬噸味精工藝設(shè)計(jì)</p><p><b>　　XXX</b></p><p>　?。兾骼砉W(xué)院化學(xué)學(xué)院化工專業(yè)061班，陜西 漢中 723001）</p><p><b>　　指導(dǎo)教師：XXX</b></p><p>　　[摘 要]：本設(shè)計(jì)是年產(chǎn)2萬噸味精工藝設(shè)計(jì)；以

2、玉米淀粉為原料水解生成葡萄糖、利用谷氨酸生產(chǎn)菌進(jìn)行碳代謝、生物合成谷氨酸、谷氨酸與堿作用生成谷氨酸一鈉即味精為主體工藝，進(jìn)行工藝計(jì)算、物料衡算、熱量衡算、設(shè)備選型，并繪制了等電罐結(jié)構(gòu)圖，發(fā)酵工序帶控制點(diǎn)圖，糖化工序圖，工廠平面布置圖。</p><p>　　[關(guān)鍵詞]：味精；發(fā)酵；工藝設(shè)計(jì)</p><p>　　Annual production capacity of 20000 tons&

3、lt;/p><p>　　of monosodium glutamate process design</p><p>　　Abstract：The design is an annual output of 20,000 tons of monosodium glutamate process design; To hydrolysis of corn starch as raw materi

4、als 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 process calculation,

5、material balance calculation,heat balance calculation, equipment selection,and mapped the structure of isoelectric tank, fermentation processes</p><p>　　Key Words：MSG, Fermentation, Process Design </p>

6、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　1.總 論1</b></p><p><b>　　1.1項(xiàng)目依據(jù)1</b><

7、;/p><p>　　1.1.1課題背景及味精概述1</p><p>　　1.1.2味精產(chǎn)業(yè)概況1</p><p>　　1.1.3味精需求現(xiàn)狀2</p><p><b>　　1.2設(shè)計(jì)原則2</b></p><p><b>　　1.3設(shè)計(jì)任務(wù)3</b></p>

8、<p><b>　　1.4廠制概況3</b></p><p>　　1.4.1工廠組織3</p><p>　　1.4.2工作制度3</p><p>　　1.4.3人員配備3</p><p><b>　　1.5廠址選擇3</b></p><p>　　1.5

9、.1 建廠依據(jù)3</p><p>　　1.5.2 指導(dǎo)方針3</p><p>　　1.5.3 選廠經(jīng)過4</p><p>　　1.6 環(huán)境保護(hù)劑廢物處理4</p><p><b>　　2.工藝設(shè)計(jì)6</b></p><p>　　2.1工藝流程設(shè)計(jì)6</p><p&g

10、t;　　2.1.1 工藝流程設(shè)計(jì)的重要性6</p><p>　　2.1.2 工藝流程設(shè)計(jì)的原則6</p><p>　　2.1.3 工藝流程設(shè)計(jì)6</p><p>　　2.2玉米制備淀粉工藝7</p><p>　　2.2.1濕法玉米淀粉制備工藝過程7</p><p>　　2.2.2濕法玉米淀粉生產(chǎn)的主要設(shè)備8

11、</p><p>　　2.2.3玉米淀粉生產(chǎn)工藝技術(shù)指標(biāo)8</p><p>　　2.3淀粉糖化工藝9</p><p><b>　　2.3.1概述9</b></p><p>　　2.3.2一次噴射雙酶法制糖工藝流程9</p><p>　　2.3.3一次噴射雙酶法制糖工藝控制要點(diǎn)9</

12、p><p>　　2.4發(fā)酵工藝10</p><p>　　2.5谷氨酸提取工藝10</p><p>　　2.5.1概述10</p><p>　　2.5.2谷氨酸發(fā)酵液的特征和主要成分10</p><p>　　2.5.3等電點(diǎn)—離子交換法提取谷氨酸11</p><p>　　2.6谷氨酸制造味精

13、工藝12</p><p><b>　　3.物料衡算13</b></p><p>　　3.1生產(chǎn)過程的總物料衡算13</p><p>　　3.1.1生產(chǎn)能力13</p><p>　　3.1.2計(jì)算指標(biāo)（以淀粉質(zhì)為原料）13</p><p>　　3.1.3物料衡算13</p>

14、<p>　　3.1.4總物料衡算結(jié)果14</p><p>　　3.2制糖工序的物料衡算14</p><p>　　3.3發(fā)酵工序的物料衡算15</p><p>　　3.4谷氨酸提取車間物料衡算17</p><p>　　3.4.1中和等電工序17</p><p>　　3.4.2離交工序18</

15、p><p>　　3.4.3提取車間物料衡算驗(yàn)算18</p><p>　　3.5精制車間物料衡算19</p><p>　　3.5.1中和脫色工序物料衡算19</p><p>　　3.5.2精制（結(jié)晶）工序物料衡算20</p><p>　　3.6精制生產(chǎn)過程物料衡算圖20</p><p>&l

16、t;b>　　4.熱量衡算23</b></p><p>　　4.1液化工序熱量衡算23</p><p>　　4.1.1液化加熱用蒸汽量23</p><p>　　4.1.2液化液冷卻用水量23</p><p>　　4.2糖化工序熱平衡說明23</p><p>　　4.3連續(xù)滅菌和發(fā)酵工序熱量衡算

17、23</p><p>　　4.3.1培養(yǎng)液連續(xù)滅菌用蒸汽量23</p><p>　　4.3.2培養(yǎng)液冷卻用水量24</p><p>　　4.3.3發(fā)酵罐空罐滅菌用蒸汽量24</p><p>　　4.3.4發(fā)酵過程產(chǎn)生的熱量及冷卻用水量25</p><p>　　4.4谷氨酸提取工序冷量衡算25</p&g

18、t;<p>　　4.5谷氨酸鈉溶液濃縮結(jié)晶過程的熱量衡算25</p><p>　　4.5.1熱平衡與計(jì)算蒸汽加熱量26</p><p>　　4.5.2二次蒸汽冷凝所消耗循環(huán)冷卻水量26</p><p>　　4.6干燥過程的熱量衡算27</p><p>　　4.7溴化鋰制冷機(jī)所用蒸汽量28</p><

19、p>　　4.8生產(chǎn)過程耗用蒸汽衡算匯總28</p><p><b>　　5.水平衡29</b></p><p>　　5.1糖化工序用水量29</p><p>　　5.2發(fā)酵配料及培養(yǎng)基滅菌后冷卻用水量29</p><p>　　5.3發(fā)酵過程冷卻用水量29</p><p>　　5.4

20、谷氨酸提取工序冷卻用水量29</p><p>　　5.5中和脫色工序用水量29</p><p>　　5.6精制工序用水量29</p><p>　　5.7動力工序用水量29</p><p>　　5.8用水量匯總29</p><p>　　6.主要設(shè)備選型及計(jì)算31</p><p>　　6

21、.1罐的選擇31</p><p>　　6.1.1發(fā)酵罐31</p><p>　　6.1.2種子罐33</p><p>　　6.1.3離子交換柱34</p><p>　　6.1.4尿素罐36</p><p>　　6.1.5等電罐36</p><p>　　6.1.6油罐37</p

22、><p>　　6.2泵的選擇37</p><p>　　6.3空氣系統(tǒng)選擇37</p><p>　　6.3.1流程選擇的原則37</p><p>　　6.3.2空氣凈化設(shè)備流程37</p><p>　　6.3.3具體設(shè)備要求38</p><p>　　6.4容器、槽的選擇39</p&g

23、t;<p>　　6.5其他設(shè)備的選擇39</p><p>　　6.6輔助設(shè)備選擇40</p><p>　　7.全廠總平面設(shè)計(jì)錯誤！未定義書簽。</p><p>　　7.1總平面設(shè)計(jì)任務(wù)和步驟44</p><p>　　7.1.1總平面設(shè)計(jì)任務(wù)44</p><p>　　7.1.2工廠組織44<

24、;/p><p>　　7.2總平面布置評述44</p><p>　　7.3工廠布置原則45</p><p>　　7.4豎向布置原則45</p><p>　　7.5設(shè)備布置的原則46</p><p>　　7.6廠區(qū)管線布置原則46</p><p><b>　　8.設(shè)計(jì)結(jié)果47<

25、;/b></p><p>　　8.1設(shè)計(jì)成果47</p><p>　　8.2 關(guān)鍵設(shè)備一覽圖47</p><p><b>　　總結(jié)48</b></p><p><b>　　致謝49</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)50</b>

26、</p><p><b>　　附錄51</b></p><p><b>　　1.總 論</b></p><p><b>　　1.1項(xiàng)目依據(jù)</b></p><p>　　1.1.1課題背景及味精概述</p><p><b>　　味精生產(chǎn)方法概述

27、</b></p><p>　　味精生產(chǎn)方法一般有水解法、合成法、從甜菜廢糖蜜中提取及發(fā)酵法等。</p><p>　　最早的生產(chǎn)方法是蛋白質(zhì)水解法。此方法要耗用大量的含蛋白質(zhì)的糧食，而且原料來源少，價(jià)格高，收率較低，生產(chǎn)周期長，濃鹽酸耗最大，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，勞動強(qiáng)度大，勞動條件差，成本高；但質(zhì)量好，收率較穩(wěn)定。甜菜廢糖蜜系綜合利用，但原料來源有地區(qū)局限性，同時(shí)設(shè)備龐大，生產(chǎn)工藝復(fù)雜

28、，產(chǎn)品是L—型。目前絕大部分生產(chǎn)方法已用發(fā)酵法代替。</p><p>　　合成法優(yōu)點(diǎn)不用糧食，采用石油廢氣，但生產(chǎn)過程中需用高壓(200大氣壓)、高溫(120℃以上)、有毒(氯氰酸)、易燃(溶劑)。設(shè)備投資大(比發(fā)酵法高1倍以上），生產(chǎn)工藝復(fù)雜、危險(xiǎn)等。半成品消旋谷氨酸還要進(jìn)行分割，年產(chǎn)量少于5000t者不經(jīng)濟(jì)。故生產(chǎn)上很少使用。</p><p>　　當(dāng)今味精生產(chǎn)的主要方法為發(fā)酵法，此方法

29、不僅原料來源廣闊，可利用各種淀粉或野生物淀粉、甘蔗、糖蜜、甜菜糖蜜、石油化工產(chǎn)品醋酸、乙醇等。而且設(shè)備一般，腐蝕性低，勞動強(qiáng)度小，可自動化、連續(xù)化生產(chǎn)、收率高、成本比水解法低30～50％等優(yōu)點(diǎn)。因此，發(fā)酵法是目前生產(chǎn)味精的主要方法[1]。</p><p><b>　　味精的性質(zhì)：</b></p><p>　　味精即谷氨酸鈉，是L-谷氨酸的單鈉鹽，又稱味素，學(xué)名α-氨基

30、戊二酸鈉，含有一分子的結(jié)晶水，分子式為NaC5H8O4N·H2O，分子量為187.13。</p><p><b>　　分子結(jié)構(gòu)如下：</b></p><p>　　味精和谷氨酸都有旋光性，有D-型及L-型二種光學(xué)異構(gòu)體。當(dāng)D-型與L-型相等時(shí)，發(fā)生消旋，稱為DL-型。在動植物體中存在的谷氨酸都是L-型，用蛋白質(zhì)水解法及發(fā)酵法生產(chǎn)的谷氨酸鈉也都是L-型，而用化學(xué)

31、合成法生產(chǎn)的谷氨酸為DL-型。</p><p>　　味精的主要物理性質(zhì)：</p><p>　　性狀 味精是無色至白色的柱狀晶體或白色的結(jié)晶性粉末；</p><p>　　結(jié)晶系 斜方晶系，柱狀八面體。軸角α=β=γ=90o，軸長a≠b≠c；</p><p>　　密度 粒子相對密度1.635，視相對密度0.80～0.83；</p

32、><p>　　溶解度及其他 不溶于酒精、乙醚及丙酮等有機(jī)溶劑，易溶干水，比重為1.65；熔點(diǎn)為195℃；在120℃以上逐漸失去分子中的結(jié)晶水；pH為7.0。</p><p>　　味精的主要化學(xué)性質(zhì)是：</p><p>　　與酸作用，生成谷氨酸或谷氨酸鹽酸鹽；</p><p>　　與堿作用，生成谷氨酸二鈉鹽，加酸后又生成單鈉鹽；</p&g

33、t;<p>　　長時(shí)間受熱會引起分子內(nèi)失去水生成焦谷氨酸鈉；</p><p><b>　　水溶液中解離。</b></p><p>　　1.1.2味精產(chǎn)業(yè)概況</p><p>　　我國味精生產(chǎn)開始于1923年，至今已有80多年歷史。它經(jīng)歷了創(chuàng)建、轉(zhuǎn)換和發(fā)展三個階段。</p><p>　　上海天廚味精廠最先用水

34、解法生產(chǎn)味精。之后，1932年沈陽又開始用脫脂豆粕水解生產(chǎn)味精。但在解放前，我國味精工業(yè)像其它工業(yè)一樣，與國外技術(shù)與世隔絕，生產(chǎn)長期落后，瀕臨破產(chǎn)的狀態(tài)。直到1939年我國味精廠才有沈陽、天津和青島味精廠三大味精生產(chǎn)家。這些生產(chǎn)家大都以豆粕為原料，工藝采用水解法生產(chǎn)。以上為創(chuàng)建期。</p><p>　　新中國成立后，味精生產(chǎn)如雨后春筍般的成長。1958年有關(guān)科研單位、院校和企業(yè)合作，進(jìn)行發(fā)酵法制谷氨酸的試驗(yàn)研究工

35、作。1964年上海味精廠和有關(guān)科學(xué)研究單位協(xié)作，開始采用發(fā)酵法生產(chǎn)味精。特別是經(jīng)過無產(chǎn)階級文化大革命，味精生產(chǎn)迅速發(fā)展。目前全國大部分省(市)都有了味精生產(chǎn)，1967年全國味精產(chǎn)量為1965年產(chǎn)量的5倍。在發(fā)酵法生產(chǎn)得到了普遍應(yīng)用后，在生產(chǎn)用菌種、原材料、發(fā)酵工藝、回收提取、以及設(shè)備和自動控制等技術(shù)方面也都有不少改進(jìn)和發(fā)展。但發(fā)展是很不平衡的，距離先進(jìn)水平還有差距，需要不斷地努力。1970～1980年期間，北京等廠用醋酸原料生產(chǎn)味精，后

36、因設(shè)備腐蝕等原因而停產(chǎn)；福建、廣東、廣西等省部分企業(yè)用甘蔗糖蜜生產(chǎn)味精。此階段為轉(zhuǎn)換階段。</p><p>　　我國味精生產(chǎn)自80年代開始進(jìn)入高速發(fā)展階段。從量變發(fā)展到質(zhì)變，產(chǎn)量上獲得歷史性突破。1992年成為世界味精生產(chǎn)的第一大國，產(chǎn)量達(dá)34萬t。2000年我國味精年產(chǎn)量將近100萬t，占世界味精年產(chǎn)量的47﹪。我國味精產(chǎn)量不斷增加的同時(shí)，生產(chǎn)技術(shù)水平也不斷得到提高。據(jù)了解，現(xiàn)今我國味精生產(chǎn)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)比90

37、年代初有了較大的進(jìn)步。味精生產(chǎn)企業(yè)實(shí)現(xiàn)了集約化經(jīng)營。90年代初，我國味精生產(chǎn)企業(yè)130家，年產(chǎn)量約30萬t。目前僅50家生產(chǎn)企業(yè)的年產(chǎn)量就達(dá)100多萬t。河北梅花味精集團(tuán)年產(chǎn)味精40萬t。河南蓮花味精集團(tuán)有限公司一家企業(yè)年產(chǎn)量就達(dá)30萬t，堪與國際上同類大企業(yè)比肩。</p><p>　　1910年日本味之素公司用水解法生產(chǎn)谷氨酸。1936年美國從甜菜廢液(司蒂芬廢液)中提取谷氨酸。日本1956年開始用糖質(zhì)原料發(fā)酵

38、法，1962年用合成法，1966年以醋酸為原料用發(fā)酵法生產(chǎn)味精。1977年，又改用糖蜜為原料發(fā)酵法生產(chǎn)谷氨酸。國外味精生產(chǎn)主要分布在日本、東南亞和非洲等地區(qū)，其它歐美國家和地區(qū)的產(chǎn)量很小，大多依靠外部供給。</p><p>　　1.1.3味精需求現(xiàn)狀</p><p>　　1987年，聯(lián)合國糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織宣布，取消對味精的食用限量，作為一種增加食品風(fēng)味的調(diào)味料。味精不再需要評價(jià)其每日

39、容許攝入量[2]。消費(fèi)者可以放心食用味精。</p><p>　　國際味精需求市場分析</p><p>　　在國際市場上，味精的消費(fèi)主要集中在日本、東南亞、非洲等地，最近幾年歐洲和南美洲等地的味精需求量也開始出現(xiàn)增長勢頭，國際市場對味精的需求也不斷增加，味精行業(yè)的發(fā)展平穩(wěn)向上。日本、韓國、東南亞等國家和地區(qū)人均味精消費(fèi)較高，如日本2007年人均年消費(fèi)味精1.53kg，香港為1.3kg，而我國

40、僅為0.96kg。</p><p>　　國內(nèi)味精需求市場的分析</p><p>　　隨著我國人民生活水平的提高和膳食結(jié)構(gòu)的改變，以及對味精產(chǎn)品認(rèn)識的普遍提高，味精的需求量不斷增大，人均消費(fèi)水平逐年提高，華東、中南、東南、 西南、華南地區(qū)人均年消費(fèi)量已上升為1.0kg左右。就國內(nèi)市場來講，味精的主要消費(fèi)群體在城市，城市居民年消費(fèi)量占到總產(chǎn)量的70%以上，農(nóng)村市場的發(fā)展?jié)摿薮?。隨著

41、農(nóng)村人口收入的增加，農(nóng)民生活水平逐步提高。膳食結(jié)構(gòu)進(jìn)一步改善，農(nóng)村市場對味精的需求量會逐步增加。</p><p>　　西北地區(qū)味精需求市場的分析</p><p>　　過去由于西北地區(qū)人們的飲食習(xí)慣，人均年消費(fèi)水平不足0.1kg克,，隨著西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，東西部經(jīng)濟(jì)、文化的交流，飲食結(jié)構(gòu)日趨多樣化，人均年消費(fèi)也已增長到現(xiàn)在的人均0.5kg克左右。</p><p>

42、;　　總的來看，我國及全世界的味精消費(fèi)量都在逐年增加。味精行業(yè)在食品工業(yè)中將占據(jù)重要的地位。</p><p><b>　　1.2設(shè)計(jì)原則</b></p><p>　　遵守國家法則，貫徹黨的基本建設(shè)方針，實(shí)事求是，因地制宜；</p><p>　　合理利用國家資源和財(cái)產(chǎn)，最大限度的發(fā)揮硬件設(shè)施的內(nèi)在潛力，節(jié)約土地，減少投資，降低成本，以獲得最大的經(jīng)

43、濟(jì)效益；</p><p>　　采用成熟的，先進(jìn)的工藝流程、設(shè)備，學(xué)習(xí)先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，努力實(shí)現(xiàn)自動化、現(xiàn)代化，提高產(chǎn)品的科技含量，提高產(chǎn)品的國際競爭力；</p><p>　　輕化工業(yè)產(chǎn)品批量小、品種多的特點(diǎn)，努力做到“一錢多用，一錢多能”，是本廠的宗旨； 盡可能創(chuàng)造出良好的勞動環(huán)境，以利于勞動工人的身心健康。</p><p><b>　　1.3設(shè)計(jì)任務(wù)

44、</b></p><p>　　味精廠的設(shè)計(jì)范圍：生產(chǎn)工藝及裝置的設(shè)計(jì)；各車間、輔助生產(chǎn)車間、生活服務(wù)、辦公設(shè)施等的建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；總平面設(shè)計(jì)；三廢治理設(shè)計(jì)；熱能動力、供電照明、給排水、采暖通風(fēng)等設(shè)計(jì)。其中，味精生產(chǎn)的工藝流程布置及設(shè)計(jì)，主要設(shè)備的計(jì)算和選型為本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。此外，還根據(jù)實(shí)際要求畫出等電罐結(jié)構(gòu)圖，發(fā)酵工序帶控制點(diǎn)圖，工廠總平面布置圖，糖化工序圖等。</p><p&

45、gt;<b>　　1.4廠制概況</b></p><p><b>　　1.4.1工廠組織</b></p><p>　　本廠職工按工作性質(zhì)分為：生產(chǎn)性人員和非生產(chǎn)性人員。生產(chǎn)人員占全長職工的70％左右，非生產(chǎn)人員占全廠人員的30％左右。在非生產(chǎn)性人員中：50％為科研人員（兼職行政人員），6％為保安人員，10％為勤雜人員，其他的為34%。</p

46、><p><b>　　1.4.2工作制度</b></p><p>　　法定假日和星期假日采用輪換倒班制度，連續(xù)工作制：</p><p>　　工作日=365－設(shè)備維修日</p><p><b>　　=365－45</b></p><p><b>　　=320(天)<

47、/b></p><p>　　1.4.3人員配備 </p><p>　　根據(jù)工廠不同部門的工作性質(zhì)要求，本工廠的人員配置見表1.1。</p><p>　　表1.1 勞動定員表</p><p><b>　　1.5廠址選擇</b></p><p>　　1.5.1 建廠依據(jù)</p>&

48、lt;p>　　工廠選址和生產(chǎn)規(guī)模決策是企業(yè)長期戰(zhàn)略決策的重要內(nèi)容，它關(guān)系到企業(yè)的近期投資和未來的生產(chǎn)運(yùn)作成本。根據(jù)各行業(yè)發(fā)展的需求，以及國際市場的需求，經(jīng)省政府及市政府有關(guān)部門的批準(zhǔn)，新建廠的廠址擬選在陜西省榆林市。 新建廠的主要原料，經(jīng)上級主管部門的批準(zhǔn)，直接榆林市及其附近省市取原料，節(jié)省經(jīng)費(fèi)，并且能夠做到產(chǎn)品統(tǒng)一規(guī)格。</p><p>　　1.5.2 指導(dǎo)方針 </p><p>

49、　　遵守國家的政策規(guī)定；</p><p>　　符合城市規(guī)劃和工業(yè)布局；</p><p>　　利于生產(chǎn)，便于生活；</p><p>　　對環(huán)境不會造成威脅；</p><p><b>　　合理利用資源；</b></p><p><b>　　帶動當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展；</b></p&

50、gt;<p>　　節(jié)約投資，留有余地。</p><p>　　1.5.3 選廠經(jīng)過</p><p>　　廠址選擇是味精廠建設(shè)中的一個重要環(huán)節(jié)[3]，是一項(xiàng)政策性、技術(shù)性很強(qiáng)，牽涉范圍很廣，關(guān)系到工廠投產(chǎn)后生存與發(fā)展的綜合性工作。因此新建味精廠必須重視廠址選擇工作。</p><p>　　選擇味精廠廠址的基本原則：</p><p>　

51、　廠址選擇必須符合國家工業(yè)布局和城市規(guī)劃的要求，遵守國家有關(guān)法律、法規(guī)。所選廠址要滿足生產(chǎn)需要，盡量不占或少占良田，節(jié)約用地，但要留有發(fā)展余地。</p><p>　　廠址應(yīng)靠近水量充足、水質(zhì)良好的水源地。水質(zhì)應(yīng)符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》和味精生產(chǎn)的要求。</p><p>　　廠址應(yīng)盡可能靠近熱電供應(yīng)地，要有可靠的供應(yīng)保證。對于中小型味精廠應(yīng)盡可能利用社會熱電站的蒸汽熱電站，以減少新建工廠在

52、熱力方面的投資，對于較大型味精廠應(yīng)考慮熱電聯(lián)產(chǎn)，建自備熱電站，合理利用能源，降低生產(chǎn)成本。</p><p>　　廠址周圍應(yīng)有良好的衛(wèi)生環(huán)境，周邊空氣質(zhì)量良好，無污染源，以保證味精生產(chǎn)，尤其是發(fā)酵工序?qū)諝獾馁|(zhì)量要求。應(yīng)遠(yuǎn)離居民密集區(qū)、文物風(fēng)景區(qū)、機(jī)場以及散發(fā)大量粉塵和有害空氣的工廠、倉儲、堆場等區(qū)域。如不能遠(yuǎn)離有嚴(yán)重空氣污染區(qū)時(shí)，則應(yīng)位于其最大頻率風(fēng)向上風(fēng)側(cè)，或全年最小頻率風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)。</p>&

53、lt;p>　　廠址應(yīng)具滿足建設(shè)工程需要的過程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件。建廠廠址的基地應(yīng)該有較高的承載力和穩(wěn)定性，應(yīng)避免在地震斷層地區(qū)基本烈度為9度以上地區(qū)，易受洪水、泥石流、滑坡、土崩等危害的地區(qū)建廠。</p><p>　　廠址應(yīng)有便利的交通運(yùn)輸條件，味精生產(chǎn)用原料、燃料及成品等物質(zhì)吞吐量較大，應(yīng)盡可能靠近原有的交通運(yùn)輸線路，如鐵路、公路、碼頭，以減少建設(shè)投資。</p><p>　　廠

54、址宜靠近原料、燃料基地及產(chǎn)品主要銷售地區(qū)，盡量縮短運(yùn)距。并靠近儲運(yùn)、機(jī)修、公用工程和生活設(shè)施等方面有良好基礎(chǔ)和協(xié)作條件的地區(qū)。</p><p>　　廠址附近應(yīng)有生產(chǎn)污水、生活污水、廢渣等排放的可靠排除地，并應(yīng)保證新建工廠不給當(dāng)?shù)丨h(huán)境造成不良影響和危害。</p><p>　　1.6 環(huán)境保護(hù)劑廢物處理</p><p>　　現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展雖然創(chuàng)造了巨大的財(cái)富，使人類的環(huán)

55、境又為它付出了巨大的代價(jià)。隨著世界特別是我國環(huán)境的明顯惡化，國民的環(huán)境保護(hù)意識逐步提高，人類從嚴(yán)酷的事實(shí)中提高了對人類活動與環(huán)境之間關(guān)系的認(rèn)識。為了防止環(huán)境質(zhì)量的進(jìn)一步惡化，為了我們自己，為了我們的子孫后代，必須保護(hù)環(huán)境。</p><p>　　味精工廠主要產(chǎn)生的“三廢”及處理措施 [4-5]：</p><p><b>　　廢氣</b></p><p

56、>　　現(xiàn)有味精企業(yè)除少數(shù)由熱電站供給蒸汽外，多數(shù)企業(yè)自備鍋爐，其煙塵排放基本上可以達(dá)標(biāo)。主要通過加高煙囪高度和采用旋風(fēng)除塵器、電除塵和布袋除塵等干式除塵和麻石水膜濕式除塵的辦法來解決。</p><p>　　生產(chǎn)中使用的工藝過程中產(chǎn)生HCl、H2S、NH3、H2SO3等氣體通過使設(shè)備密閉、脫硫措施及使用液體石蠟與空氣隔離等措施防止其逸出。</p><p><b>　　廢渣&l

57、t;/b></p><p>　　味精企業(yè)的廢渣即鍋爐灰渣和回收的粉煤灰隨生產(chǎn)運(yùn)出廠外，其爐渣和粉煤灰可用于鋪路和作建筑保溫材料。有些工廠的大米渣、糖渣售出作飼料，灰渣可回收利用。</p><p><b>　　噪聲</b></p><p>　　味精生產(chǎn)主要噪聲來源于發(fā)酵罐、空壓機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)以及設(shè)有大功率的攪拌設(shè)備等，以發(fā)酵罐的噪聲最大

58、。100 m3發(fā)酵罐的噪聲達(dá)到70~80Db。</p><p><b>　　廢水</b></p><p>　　味精企業(yè)的廢水可分為高低濃度的有機(jī)廢水。其中，刷罐水、生活污水、蒸發(fā)冷水等是低濃度廢水。味精生產(chǎn)的主要污染物為高濃度有機(jī)廢水，為谷氨酸母液。20世紀(jì)80年代后，各廠采取多種措施解決污染問題，已取得諸如廢液生產(chǎn)復(fù)混合肥料、飼料酵母，通過濃縮—噴漿—干燥—造粒-包

59、裝，變廢為寶，厭氧、曝氣處理廢水等成果。但就全國味精行業(yè)來看，問題相當(dāng)嚴(yán)重。進(jìn)入21世紀(jì)，很多味精企業(yè)已采取濃縮制肥的辦法，使高濃度廢水得到徹底根治，但還有部分企業(yè)沒有解決。此外每年還向環(huán)境排出大約400萬噸的低濃度廢水，可見排放的污染物負(fù)載量是十分驚人的。在國家環(huán)保法公布和味精工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)公布之后，企業(yè)今后通過清潔生產(chǎn)地管理和綜合治理，堅(jiān)決實(shí)行節(jié)能排放，堅(jiān)決使廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，改善環(huán)境，促進(jìn)生產(chǎn)。味精行業(yè)對廢水治理展開較早并做了

60、大量研發(fā)工作，提出不少治理方案。其中主要有：高濃度廢液濃縮制生物發(fā)酵肥法；廢液制取飼料酵母（SCP）法；厭氧—好氧二段生化法；生物轉(zhuǎn)盤法；氧化塘（溝）法等。很多方法已經(jīng)在生產(chǎn)中應(yīng)用并取得很好的效果。對污染源、廢水、廢氣、廢渣、噪音粉塵煙等的具體防止和處理方法主要依據(jù)《環(huán)境保護(hù)法》及相應(yīng)的可行性研究、</p><p><b>　　2.工藝設(shè)計(jì)</b></p><p>&

61、lt;b>　　2.1工藝流程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.1.1 工藝流程設(shè)計(jì)的重要性</p><p>　　生產(chǎn)工藝流程設(shè)計(jì)是工藝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，所涉及面很廣，是味精工廠設(shè)計(jì)的核心和重要部分。在設(shè)計(jì)中必須做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、成熟可靠；在保證產(chǎn)品質(zhì)量條件下，力求工藝流程簡化，生產(chǎn)管理方便；把各個生產(chǎn)過程按一定順序、要求組合起來，編制成工藝流程圖等來完成工藝流程設(shè)計(jì)。

62、因?yàn)楣に嚵鞒淘O(shè)計(jì)的質(zhì)量直接決定車間的生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)能力、操作條件、安全生產(chǎn)、三廢治理、經(jīng)濟(jì)效益等一系列根本性問題。</p><p>　　工藝流程設(shè)計(jì)圖是物料衡算、設(shè)備選型的基礎(chǔ)。從其他角度來說，工藝流程設(shè)計(jì)是定性分析工作階段，物料衡算是定量計(jì)算階段。一般來說，先定性后定量，所以，工藝流程設(shè)計(jì)是物料衡算的前提和基礎(chǔ)。</p><p>　　2.1.2 工藝流程設(shè)計(jì)的原則</p>

63、<p><b>　　先進(jìn)性</b></p><p>　　工藝流程的先進(jìn)性從兩個方面考慮：一方面是技術(shù)的先進(jìn)；一方面是經(jīng)濟(jì)上的合理。兩方面同等重要，缺一不可。</p><p><b>　　可靠性</b></p><p>　　所設(shè)計(jì)的工藝流程必須可靠即經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室、工業(yè)小試、中試，證明技術(shù)是成熟的，生產(chǎn)安全可靠，才

64、可以設(shè)計(jì)選用。</p><p><b>　　結(jié)合國情，因地制宜</b></p><p>　　工藝流程的選擇從技術(shù)角度來說，應(yīng)盡量采用新工藝、新技術(shù)，單從具體情況考慮，并不必選擇國外的先進(jìn)的技術(shù)。因?yàn)閲獾募夹g(shù)往往價(jià)格較高，技術(shù)保密性強(qiáng)，實(shí)用價(jià)值不大。所以，結(jié)合實(shí)際，選擇自己易于掌握和改進(jìn)的技術(shù)要方便、實(shí)用。</p><p>　　2.1.3 工藝

65、流程設(shè)計(jì)</p><p>　　味精工藝流程圖2.1如下。</p><p>　　圖2.1 味精生產(chǎn)工藝流程圖</p><p>　　2.2玉米制備淀粉工藝</p><p>　　2.2.1濕法玉米淀粉制備工藝過程</p><p>　　玉米在我國廣泛種植，產(chǎn)量高，與其他淀粉原料相比，具有易于儲存、工廠可以全年生產(chǎn)、不受季節(jié)限制

66、、淀粉質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)。因此玉米成為我國制造淀粉最重要的原料，玉米淀粉占我國淀粉總產(chǎn)量的90%以上，衛(wèi)生發(fā)酵行業(yè)需要的糖源大都來自玉米。</p><p>　　玉米淀粉的制備分干法和濕法兩種[6]。所謂干法是指靠磨碎篩分風(fēng)選的方法，分出胚芽和纖維，而得到低脂肪的玉米粉。濕法是指“一浸二磨三分”，即將玉米溫水浸泡、粗磨、細(xì)磨，分離胚芽、纖維素和蛋白質(zhì)，而得到高純度的淀粉。一般為獲得高純度的玉米淀粉都采用封閉式濕法工藝進(jìn)行

67、。封閉式流程只在最后的淀粉洗滌時(shí)用新水，其他用水工序都用工藝水，因此新水用量少，干物質(zhì)損失少，污染大為減輕。本設(shè)計(jì)采用濕法制備淀粉。</p><p>　　濕法玉米淀粉生產(chǎn)工藝流程如圖3.1所示。</p><p>　　圖2.2 濕法玉米淀粉生產(chǎn)工藝流程圖</p><p><b>　　1.玉米儲存</b></p><p>　

68、　玉米的儲存一般采取立筒倉或平倉。儲存玉米應(yīng)備有相應(yīng)的輸送設(shè)備，裝設(shè)測溫儀表，同時(shí)注意通風(fēng)、發(fā)熱、發(fā)霉、蟲害、防爆等問題，保證玉米質(zhì)量。</p><p><b>　　2.玉米凈化</b></p><p>　　玉米粒中混有砂石、鐵片、木片、塵土等雜物，在加工之前要先將其去除，常采用帶有吸塵（風(fēng)力）的振動篩、比重除石器、除塵器等去除大小雜質(zhì)，電磁分離機(jī)去除鐵片，然后將玉米

69、采用水力輸送到浸泡罐，同時(shí)將灰分除去。水力輸送的速度為0.9~1.2m/s，玉米和輸送水的比例為1：（2.5~3.0），水溫35~40℃。</p><p><b>　　3.玉米浸泡</b></p><p>　　玉米浸泡時(shí)亞硫酸濃度為0.15%~0.35%，浸泡溫度48~50℃，浸泡時(shí)間40~50h。浸泡過程要嚴(yán)格控制亞硫酸濃度，過高過低對玉米浸泡都不利。</p&

70、gt;<p><b>　　4.破碎與胚芽分離</b></p><p>　　浸泡的玉米經(jīng)齒輪磨破碎后，用泵送至一次旋液分離器，底流物經(jīng)曲篩慮去漿料，篩上物進(jìn)入二道齒輪磨。經(jīng)二次破碎的漿料泵入二次旋液分離器，分離出的漿料經(jīng)二次曲篩得到粗淀粉乳與一次曲篩分離出的淀粉乳混合。兩次旋液分離器分離的胚芽料液進(jìn)入胚芽分離器分離出胚芽，得到的稀漿料進(jìn)入細(xì)磨工序。進(jìn)入一次和二次旋液分離器的淀粉懸

71、乳液濃度為7~9°Bé，壓力為0.45~0.55MPa，胚芽分離過程的物料溫度不低于35℃。</p><p><b>　　5.細(xì)磨</b></p><p>　　二次旋流分離出的篩上物進(jìn)入沖擊磨（針磨）進(jìn)行細(xì)磨，最大限度地使與纖維素聯(lián)結(jié)的淀粉分離出來，細(xì)磨后的漿料進(jìn)入纖維素槽洗滌。</p><p><b>　　6.纖

72、維分離</b></p><p>　　細(xì)磨后的漿料與洗滌纖維素水依次泵入六級壓力曲篩進(jìn)行逆流洗滌，纖維素從最后一級曲篩篩面排出，第一級曲篩篩下物為粗淀粉乳進(jìn)入淀粉分離工序。細(xì)磨后的漿料濃度為5~7°Bé，壓力曲篩進(jìn)料壓力為0.25~0.30MPa,洗滌用水溫度45℃，可溶物不超過1.5%，纖維素洗滌用水量（210~230L）/100kg干玉米。</p><p>

73、;<b>　　7.淀粉蛋白質(zhì)分離</b></p><p>　　粗淀粉乳經(jīng)除砂器、回轉(zhuǎn)過濾器，進(jìn)入分離麩質(zhì)和淀粉的主離心機(jī)，第一級旋流分離器頂流的澄清液作為主離心機(jī)的洗滌水。頂流分離出麩質(zhì)水，濃度為1%~2%，送濃縮分離機(jī)，底流為淀粉乳，濃度為19~20°Bé，送十二級旋流分離器進(jìn)行逆流洗滌。洗滌用新鮮水，水溫為40℃。經(jīng)十二級旋流分離器洗滌后的淀粉含水60%，蛋白質(zhì)含量低

74、于0.35%。</p><p><b>　　8.淀粉的脫水干燥</b></p><p>　　洗滌后的淀粉乳可以用來直接制備淀粉糖，也可以經(jīng)自動刮刀離心機(jī)等進(jìn)行脫水，得到含水34%~38%的濕淀粉，再用氣流干燥機(jī)干燥后得到成品淀粉。</p><p>　　2.2.2濕法玉米淀粉生產(chǎn)的主要設(shè)備</p><p>　　濕法生產(chǎn)玉米

75、淀粉的主要設(shè)備如表2.1所示。</p><p>　　表2.1 濕法生產(chǎn)玉米淀粉的主要設(shè)備</p><p>　　2.2.3玉米淀粉生產(chǎn)工藝技術(shù)指標(biāo)</p><p><b>　　計(jì)算依據(jù)</b></p><p>　　a.年產(chǎn)2萬噸味精需商品淀粉3萬t，以年產(chǎn)商品淀粉（含水）3萬t為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算。</p><

76、;p>　　b.玉米質(zhì)量含淀粉≥70%，碎玉米及雜質(zhì)≤3%，蛋白質(zhì)8%～11%，脂肪4%～6%，含水14%。</p><p><b>　　主副產(chǎn)品產(chǎn)量。</b></p><p>　　a.年產(chǎn)商品淀粉（含水14%）：3萬t。</p><p>　　b.副產(chǎn)品（年產(chǎn)量）。</p><p>　　蛋白粉（含蛋白質(zhì)60%，含水1

77、0%）：2680t；</p><p>　　麩質(zhì)飼料（含蛋白質(zhì)21%，含水12%）：7430t；</p><p>　　麩質(zhì)飼料由玉米漿2000t+玉米纖維4000t+胚芽油餅1430t組成 ；</p><p>　　玉米米油：1248t。</p><p><b>　　c.原料</b></p><p>

78、　　年耗用原料玉米（含水14%）：46722t；</p><p>　　年耗用凈化玉米（含水14%）： 45357t；</p><p>　　年耗用干玉米：39007t。</p><p><b>　　生產(chǎn)及輔助用水</b></p><p><b>　　生產(chǎn)用水比列：</b></p><

79、;p>　　玉米：輸送水=1：3；</p><p>　　亞硫酸：玉米=（1.20～1.25）：1；</p><p>　　胚芽洗滌水：玉米=1.2：1；</p><p>　　纖維洗滌水：玉米=2.0：1；</p><p>　　淀粉洗滌水（軟水）：玉米（干物）=2.5：1。</p><p>　　由此可以看出，如全部用新

80、水生產(chǎn)1t淀粉需用水10t以上，耗水量很大，年產(chǎn)1萬t淀粉，用水十幾萬t，排放污水也有近10萬t，環(huán)保壓力很大。</p><p><b>　　2.3淀粉糖化工藝</b></p><p><b>　　2.3.1概述</b></p><p>　　將淀粉質(zhì)原料（如玉米、大米、小麥、木薯等淀粉）轉(zhuǎn)化為葡萄糖的過程稱作糖化工藝，其糖

81、化液稱淀粉糖或淀粉水解糖。淀粉是由葡萄糖單元通過α-1，4和α-1，6糖苷鍵連接而成的多糖，α-1，4和α-1，6糖苷鍵在酸或酶的作用下會斷裂，形成葡萄糖單元。淀粉糖化按使用催化劑的不同可以分為酸解法、酶酸法和雙酶法三種。雙酶法生產(chǎn)的糖液產(chǎn)品質(zhì)量高，雜質(zhì)含量低而具有較大的優(yōu)勢，在味精行業(yè)已廣泛應(yīng)用，酸法和酶酸法已被企業(yè)淘汰。雙酶法制糖工藝可根據(jù)升溫方式的不同分為升溫液化法、噴射液化法。噴射液化法又依所用加熱設(shè)備的不同可分為一次噴射液化法

82、和二次噴射液化法。一次噴射液化法由于能耗低，設(shè)備少，糖液質(zhì)量好而獲得了廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計(jì)采用一次噴射雙酶法制糖工藝。</p><p>　　2.3.2一次噴射雙酶法制糖工藝流程</p><p>　　一次噴射雙酶法制糖工藝流程如下：</p><p>　　酶、調(diào)pH Na2CO3</p><p><b>　　↓ ↓</b

83、></p><p>　　淀粉乳→調(diào)漿→噴射液化→高溫維持→閃蒸→層流液化→降溫→糖化→升溫滅酶→過濾→糖液</p><p>　　↑ ↓</p><p>　　調(diào)pH（鹽酸或石灰水/ Na2CO3）、酶

84、 糖渣→飼料</p><p>　　2.3.3一次噴射雙酶法制糖工藝控制要點(diǎn)</p><p>　　調(diào)漿配料：根據(jù)需要，將淀粉乳調(diào)節(jié)15~20°Bé（加自來水調(diào)節(jié)），用鹽酸或石灰水/ Na2CO3調(diào)pH6.0~6.2。加入適量耐高溫α-淀粉酶（20000標(biāo)準(zhǔn)活力/mL），每噸干淀粉0.5~0.6L。</p><p>　　糊化：將

85、調(diào)好的淀粉乳，用泵送入水熱器，利用水熱器加熱至108~110℃（玉米淀粉在100~160℃高溫蒸煮下，才能正真溶解），然后進(jìn)入高溫維持罐（維持罐壓力0.08~0.10MPa），通過壓力維持把料液送入閃蒸罐，達(dá)到汽液分離，迅速降溫至98~99℃以下。通過高溫維持，溫度混合均勻，淀粉顆粒充分潤脹，初步水解淀粉，降低料液的黏度，達(dá)到理想的糊化效果。同時(shí)通過減壓打開淀粉分子的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，溫度降至酶的最佳溫度反應(yīng)區(qū)間，以利于酶的進(jìn)一步作用。<

86、/p><p>　　液化：料液經(jīng)閃蒸后溫度降至98~99℃，進(jìn)入層流罐保溫液化100~120min，液化結(jié)束后通過換熱器降溫至60~62℃，進(jìn)入糖化罐。</p><p>　　糖化：液化液加鹽酸/H2SO4調(diào)pH4.2~4.4，糖化溫度（60±1）℃，加入糖化酶進(jìn)行糖化。高效糖化酶的加量按1.0~1.5kg/t干基物計(jì)（以10萬單位/mL為例），糖化時(shí)間36~40h，糖化結(jié)束用無水乙醇滴

87、定檢查無白色為終點(diǎn)。用稀堿水調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)等電點(diǎn)至pH4.8~5.0，然后升溫至82~85℃滅酶，維持15min后降溫至65℃。</p><p>　　過濾：滅酶后的糖化液通過動力輸送到高位槽或直接上板框壓濾機(jī)壓濾，濾去蛋白質(zhì)、糖渣，糖液透光率達(dá)到90%以上（用721分光光度計(jì)測），糖液打入貯糖罐（保溫不低于60℃）供發(fā)酵用。過濾壓力先低后高，最高不超過0.25MPa。</p><p><

88、b>　　2.4發(fā)酵工藝</b></p><p>　　以淀粉、大米水解糖為原料。利用發(fā)酵法生產(chǎn)谷氨酸的基本要素是采用優(yōu)良的菌株和控制合適的環(huán)境條件。要使谷氨酸穩(wěn)定與高產(chǎn)，必須認(rèn)識與掌握谷氨酸生產(chǎn)菌活動的規(guī)律，根據(jù)混種性能和發(fā)酵特點(diǎn)，用發(fā)酵條件來控制過程中化學(xué)及生物反應(yīng)的方向和速度[7-8]。</p><p>　　微生物本身有多種代謝途徑，當(dāng)條件及環(huán)境因素發(fā)生改變時(shí)。必然影響

89、控制代謝有關(guān)的酶的合成及其活性，從而產(chǎn)生不同的發(fā)酵產(chǎn)物。</p><p>　　谷氨酸發(fā)酵過程可分為三個階段，長菌階段，長菌型細(xì)胞向產(chǎn)菌型細(xì)胞的轉(zhuǎn)移階段與產(chǎn)酸階段。</p><p>　　發(fā)酵條件的控制一般包括：發(fā)酵過程溫度的控制，pH控制，種齡和種量控制，泡沫控制，排氣CO2控制等。對溫度的控制，谷氨酸產(chǎn)菌的最適溫度為30～34℃，谷氨酸生產(chǎn)菌產(chǎn)生谷氨酸的最適溫度是35～37℃，谷氨酸發(fā)酵在

90、不同階段的要求不同，需要分別加以控制。在正常情況下，為了保證足夠的氮源，滿足谷氨酸合成的需要，發(fā)酵前期控制pH為7.2左右，中期7.0～7.2，后期6.9～7.0，在將近放罐時(shí)，為了后續(xù)工段提起谷氨酸，pH6.5～6.8為好。對于種齡來說，一般一級種子種齡9～12h，二級種子種齡為7～8h，而種量在10%左右。在谷氨酸發(fā)酵中，由于通氣攪拌與菌體代謝產(chǎn)生的CO2而使培養(yǎng)液產(chǎn)生大量的泡沫，消除泡沫的方法可以是物理消泡，機(jī)械消泡和化學(xué)消泡等方

91、法。對于CO2一般為10%左右，發(fā)酵開始4～5h，排氣中CO2迅速上升至10%以上，加大通風(fēng)量，以保持在10%，在發(fā)酵中期至后期通風(fēng)需下降，才能保持在10%左右。</p><p>　　發(fā)酵工序：過濾的濾液冷卻到32℃，進(jìn)入發(fā)酵罐發(fā)酵，用冷卻水調(diào)溫，每隔12小時(shí)升溫1～2℃，當(dāng)發(fā)酵時(shí)間接近34h時(shí)，溫度升至37℃。加水使糖化液濃度為14%，發(fā)酵時(shí)間為34h，發(fā)酵菌種的產(chǎn)酸量與葡萄糖量之比為50％。發(fā)酵完的料液進(jìn)行離

92、心分離后進(jìn)入谷氨酸提取工序。這一工序中包括傳熱，離心分離。</p><p>　　2.5谷氨酸提取工藝</p><p><b>　　2.5.1概述</b></p><p>　　從發(fā)酵液中提取谷氨酸必須要了解谷氨酸理化特性和發(fā)酵液的主要成分及特征，以利用它們之間物性差異，達(dá)到分離和提純的目的[9]。從發(fā)酵液中分離谷氨酸的方法較多，有等電點(diǎn)法、離子交

93、換法、等電點(diǎn)—離子交換法、連續(xù)等點(diǎn)—轉(zhuǎn)晶法、鋅鹽法、鈣鹽法、溶劑萃取法、電滲析法等。國內(nèi)味精生產(chǎn)廠采用的提取工藝主要是：等電點(diǎn)—離交法、連續(xù)等電—轉(zhuǎn)晶法、離子交換法等。谷氨酸的分離方法應(yīng)考慮工藝簡單，收率高，產(chǎn)品純度好，色澤低，操作安全，勞動強(qiáng)度小，設(shè)備簡單，各種原輔材料價(jià)格低廉，來源廣易，并應(yīng)考慮清潔生產(chǎn)等方面的原則。本設(shè)計(jì)采用等電點(diǎn)—離交法提取工藝。</p><p>　　2.5.2谷氨酸發(fā)酵液的特征和主要成分

94、</p><p><b>　　特征：</b></p><p>　　正常發(fā)酵液放罐時(shí)的pH為6.8～7.2，溫度在34～36℃，呈乳白色或淡黃色，有谷氨酸發(fā)酵的特殊氣味。</p><p>　　發(fā)酵液中有3%～5%濕菌體，折干菌體為0.8%～1.2%左右。細(xì)菌的相對密度為1.04，其大小為（0.7～1.0）μm×（1.0～3.0）μm。菌

95、體內(nèi)核酸（RNA）含量為7%～8%。</p><p>　　谷氨酸發(fā)酵液中的菌體與其他膠體物質(zhì)均以懸浮狀存在，若把菌體在發(fā)酵液中視為一種膠體，它是屬于S－型親水性的。</p><p><b>　　主要成分：</b></p><p>　　谷氨酸含量10%～13%。</p><p>　　濕菌體含量2%～5%。</p>

96、;<p>　　乳酸、琥珀酸等有機(jī)酸含量<0.8%。</p><p>　　酮酸0.06%左右。</p><p><b>　　殘?zhí)?.5%以下。</b></p><p>　　銨離子0.6%～0.8%。</p><p>　　核酸和核苷酸類物質(zhì)、腺嘌呤化合物0.02%～0.05% ，尿嘧啶化合物0.01%～0

97、.03% 。</p><p>　　殘留的陰陽離子微量。陰離子：SO42- 、Cl-、PO43-；陽離子：K+、Na+、Ca2+等。</p><p><b>　　有機(jī)色素少量。</b></p><p>　　殘留的消泡劑和其他培養(yǎng)基雜質(zhì)。</p><p>　　少量的谷氨酸類似物質(zhì)谷氨酰胺、焦谷氨酸等。</p>

98、<p>　　其他氨基酸 丙氨酸、絲氨酸、亮氨酸等，總量為0.7%～0.9%。</p><p>　　2.5.3等電點(diǎn)—離子交換法提取谷氨酸</p><p>　　原理：該方法是發(fā)酵液經(jīng)等電點(diǎn)法提取谷氨酸以后，再采用單柱或串柱法，將等電點(diǎn)母液通過離子交換樹脂進(jìn)行交換然后用氨水洗脫樹脂上的谷氨酸，收集高流分，將其酸化后調(diào)下批發(fā)酵液等電點(diǎn)，提取谷氨酸。</p><p&

99、gt;　　工藝流程：工藝流程見圖2.3。</p><p>　　圖2.3 等電點(diǎn)—離子交換法提取谷氨酸工藝流程圖</p><p>　　2.6谷氨酸制造味精工藝</p><p>　　從谷氨酸發(fā)酵液中提取的谷氨酸，加水溶解，用碳酸鈉或氫氧化鈉中和，經(jīng)脫色，除鐵、鈣、鎂等離子，再經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶、分離、干燥、篩選等單元操作，得到高純度的晶體或粉體味精，經(jīng)過包裝則成為商品味精。&

100、lt;/p><p>　　谷氨酸制造味精的生產(chǎn)工藝流程如圖2.4所示。</p><p>　　圖2.4 谷氨酸制造味精的生產(chǎn)工藝流程圖</p><p><b>　　3.物料衡算</b></p><p>　　3.1生產(chǎn)過程的總物料衡算</p><p><b>　　3.1.1生產(chǎn)能力</b&g

101、t;</p><p>　　年生產(chǎn)商品味精（99%）20000t，折算為100%味精為19800t/a。</p><p>　　日生產(chǎn)商品味精（99%）：20000/320=62.5（t/d），折算為100%味精為62t/d。</p><p>　　3.1.2計(jì)算指標(biāo)（以淀粉質(zhì)為原料）</p><p>　　計(jì)算指標(biāo)[10]見表3.1。</p&

102、gt;<p><b>　　表3.1 計(jì)算指標(biāo)</b></p><p><b>　　3.1.3物料衡算</b></p><p>　　1000kg純淀粉理論上產(chǎn)100%MSG量</p><p>　　1000×1.11×81.7%×1.272＝1153.5kg</p>&

103、lt;p>　　式中81.7%——谷氨酸對糖的理論轉(zhuǎn)化率</p><p>　　1.272——＝＝1.272</p><p>　　1000kg純淀粉實(shí)際產(chǎn)100%MSG量</p><p>　　1000×1.11×98.5%×60%×（100%－1.5%）×96%×95%×1.272＝749.6k

104、g</p><p>　　1000kg商品淀粉（含量86%的玉米淀粉）產(chǎn)100% MSG量</p><p>　　749.6×86%＝644.7 kg</p><p><b>　　淀粉單耗</b></p><p>　?、?t100%MSG消耗純淀粉量</p><p><b>　?。?/p>

105、1.334t/t</b></p><p>　?、?t100%MSG實(shí)耗商品淀粉量</p><p>　?。?.5511 t/t</p><p>　?、?t100%MSG理論上消耗純淀粉量</p><p>　?。?.8669 t/t</p><p>　?、?t100%MSG理論上消耗商品淀粉量</p>

106、;<p>　　＝1.008 t/t</p><p>　　總收率 可按以下兩種方法計(jì)算</p><p>　?、?</p><p>　　② </p><p><b>　　淀粉利用率</b></p><p><b

107、>　　生產(chǎn)過程總損失</b></p><p>　　100%－65%=35%</p><p><b>　　原料及中間品計(jì)算</b></p><p>　　①商品淀粉或淀粉乳用量：日產(chǎn)100%味精62t，單耗商品淀粉1.5511t，日耗商品淀粉量</p><p>　　62×1.5511＝96.17t

108、/d</p><p>　　相當(dāng)日耗100%淀粉： 96.17×86%＝82.7 t/d</p><p>　　如使用15.2°Bé，含淀粉30.113g/dL的淀粉乳，日耗量為</p><p>　　82.7/30%=275.67m3/d（30.113g/dL≈30%）</p><p&g

109、t;　　②糖化液量：日產(chǎn)純糖量</p><p>　　96.17×86%×1.11×98.5%＝90.43 t/d</p><p>　　只算為30%或34g/dL的糖液</p><p><b>　??； m3</b></p><p>　?、郯l(fā)酵液量：發(fā)酵液中純谷氨酸量</p>&l

110、t;p>　　90.43×60%×（100%－1.5%）＝53.44 t/d</p><p>　　折算為谷氨酸11g/dL的發(fā)酵液量</p><p><b>　　m3/d</b></p><p>　　485.82×1.07＝519.83 t/d(1.07為發(fā)酵液相對密度)</p><p>

111、;　?、芴崛」劝彼崃浚寒a(chǎn)純谷氨酸</p><p>　　53.44×96%＝51.3 t/d</p><p>　　折算為90%濕谷氨酸量</p><p>　　51.3/90%＝57 t/d</p><p>　　3.1.4總物料衡算結(jié)果</p><p>　　總物料衡算結(jié)果匯總見表3.2。</p>&

112、lt;p>　　表3.2 總物料衡算結(jié)果（年產(chǎn)2萬t味精）</p><p>　　3.2制糖工序的物料衡算</p><p>　　淀粉漿量及加水量 淀粉加水比例為1:1.8，1000kg工業(yè)淀粉產(chǎn)淀粉漿</p><p>　　1000×（1＋1.8）＝2800kg</p><p>　　加水量為1800kg。</p>

113、<p><b>　　粉漿干物質(zhì)濃度</b></p><p>　　液化酶量 使用耐高溫α-淀粉酶（液體，20000U/mL），加酶量10 U/g干淀粉。1000kg干淀粉加酶量</p><p>　　0.5L液化酶質(zhì)量約為0.6kg。</p><p>　　CaCl2量 一般加量為干淀粉的0.15%，即1000kg干淀粉加CaCl2&

114、lt;/p><p>　　1000×0.15%＝1.5kg</p><p>　　糖化酶量 一般加糖化酶量為120 U/g干淀粉，如液體糖化酶為100000 U/mL，則每1000kg干淀粉加糖化酶量</p><p>　　1.2L糖化酶質(zhì)量約為1.5kg。</p><p><b>　　糖液產(chǎn)量</b></p&

115、gt;<p>　　30%的糖液相對密度1.1321，相當(dāng)于1.1321×30%＝34g/dL</p><p>　　3134/1.1321＝2768L</p><p>　　過濾糖渣量 濕渣（含水70%）10kg，折干渣量</p><p>　　10×（1－70%）＝3kg</p><p>　　生產(chǎn)過程進(jìn)入的蒸

116、汽冷凝水及洗水量</p><p>　　3134＋10－3.6－2800＝340.4kg</p><p>　　衡算結(jié)果（年產(chǎn)2萬噸味精） 根據(jù)總物料衡算，按日投入商品淀粉96.17t，物料衡算匯總見表3.3。</p><p>　　表3.3 制糖車間物料衡算匯總表</p><p>　　3.3發(fā)酵工序的物料衡算</p><p

117、>　　發(fā)酵培養(yǎng)基和用糖量 1000kg商品淀粉，可產(chǎn)100%糖量</p><p>　　1000×86%×1.11×98.5%＝940kg</p><p>　　其中初始發(fā)酵定容用糖占53%，即940×53%＝498kg（100%糖）；流加補(bǔ)量用糖占47%，即940×47%＝442kg（100%糖）。初糖用30%的糖液配料：</

118、p><p><b>　　，即</b></p><p>　　初糖配13g/dL，初定V＝，13g/dL糖液相對密度1.05，則</p><p>　　3831×1.05＝4023kg</p><p>　　流加補(bǔ)糖用60 g/dL濃糖漿（相對密度1.223），則</p><p>　　，737

119、15;1.223＝901kg</p><p>　　發(fā)酵配料 每噸商品淀粉產(chǎn)100%糖940kg，發(fā)酵配料用各種營養(yǎng)物比例見表3.4。</p><p>　　表3.4 發(fā)酵配料用各種營養(yǎng)物比例</p><p>　　配料用水 初始配料時(shí)培養(yǎng)基含糖量不低于20%，向30%的糖液中加水量為</p><p>　　接種量 發(fā)酵初定容3831L

120、，種量為10%，即383L。種子液相對密度1.02，則</p><p>　　383×1.02＝391kg</p><p>　　在391kg種液中含有100%糖14kg（用30%糖液46.7kg）、玉米漿5.2kg、甘蔗糖蜜3.4kg、K2HPO40.68kg、蒸汽及水335.02kg。</p><p>　　連續(xù)滅菌過程進(jìn)入的蒸汽及補(bǔ)水量</p>

121、<p>　　4023－1660－22－830－391＝1120kg</p><p>　　發(fā)酵過程中加入99%液氨量 1t商品淀粉產(chǎn)100%糖940kg，產(chǎn)100%谷氨酸</p><p>　　940×60%×98.5%×96%＝533.3kg</p><p>　　式中 96%——谷氨酸提取收率</p>&