年产1.5万吨吨味精工工厂发酵酵车间设设计说明明书引言味精是人人们熟悉悉的鲜味味剂，是是L谷氨酸酸单钠盐盐(Moono soddiumm gllutaamatte)的的一水化化合物(HOOOC-CCH2CH(NH22)-CCOONNaH20)，具具有旋光光性，有有D型和LL型两种种光学异异构体。味味精具有有很强的的鲜味(阈值为为0. 03%)，现现已成为为人们普普遍采用用的鲜味味剂，其其消费量量在国内内外均呈呈上升趋趋势。119877年3月月，联合合国粮农农组织和和世界卫卫生组织织食品添添加剂专专家联合合委员会会第十九九次会议议，宣布布取消对对味精的的食用限限量，再再次确认认为一种种安全可可靠的食食品添加加剂1。早期味味精是由由酸法水水解蛋白白质进行行制造的的，自从从19556年日日本协和和发酵公公司用发发酵法生生产以后后，发酵酵法生产产迅速发发展，目目前世界界各国均均以此法法进行生生产。谷氨酸发发酵是通通气发酵酵，也是是我国目目前通气气发酵产产业中，生生产厂家家最多、产产品产量量最大的的产业2。该生产产工艺和和设备具具有很强强的典型型性，本本文对味味精发酵酵生产工工艺及主主要设备备作简要要介绍，以以期有助助于了解解通气发发酵工艺艺和主要要设备的的有关知知识。设计内容容为，了了解味精精生产中中的原料料预处理理、发酵酵、提取取部分的的生产方方法和生生产流程程，根据据实际情情况来选选择发酵酵工段合合适的生生产流程程，并对对流程中中的原料料进行物物料衡算算、热量量衡算及及设备的的选择。最最后，画画出发酵酵工段的的工艺流流程图和和平面布布置图。整个设计计内容大大体分成成三部分分，第一一部分主主要是味味精生产产的工艺艺和设备备选择；第二部部分包括括发酵罐罐、种子子罐及空空气分过过滤器的的设计与与选型；第三部部分是工工艺流程程和平面面布置图图。由于我的的水平有有限，加加之对先先进设计计的了解解甚少，设设计中有有好多不不足的地地方敬请请各位老老师和同同学批评评指正。1 味味精生产产工艺1.1 味精精生产工工艺概述述味精生产产全过程程可划分分为四个个工艺阶阶段:(1)原原料的预预处理及及淀粉水水解糖的的制备;(2)种子扩扩大培养养及谷氨氨酸发酵酵;(33)谷氨氨酸的提提取;(4)谷谷氨酸制制取味精精及味精精成品加加工。 与这四四个工艺艺阶段相相对应味味精生产产厂家一一般都设设置了糖糖化车间间、发酵酵车间、提提取车间间和精制制车间作作为主要要生产车车间。另另外，为为保障生生产过程程中对蒸蒸汽的需需求，同同时还设设置了动动力车间间，利用用锅炉燃燃烧产生生蒸汽，并并通过供供气管路路输送到到各个生生产需求求部位。为为保障全全厂生产产用水，还还要设置置供水站站。所供供的水经经消毒、过过滤系统统处理，通通过供水水管路输输送到各各个生产产需求部部位4。味精发酵酵法生产产的总工工艺流程程见图1。空气菌种原料空气压缩机预处理斜面培养摇瓶扩大培养冷却水解除铁离心沉淀发酵配料过滤气液分离种子罐扩大培养过滤淀粉水解糖过滤除菌脱色浓缩结晶离心等电点调节过滤干燥大结晶干燥母液小结晶粗谷氨酸拌盐粉碎粗谷氨酸成品味精粉状味精离子交换处理溶解粗谷氨酸溶液中和制味精 图1 味味精生产产总工艺艺流程图图1.2 原料料预处理理及淀粉粉水解糖糖制备1.2.1原料的的预处理理此工艺操操作的目目的在于于初步破破坏原料料结构，以以便提高高原料的的利用率率，同时时去除固固体杂质质，防止止机器磨磨损。用用于除杂杂的设备备为筛选选机，常常用的是是振动筛筛和转筒筒筛，其其中振动动筛结构构较为简简单，使使用方便便。用于原料料粉碎的的设备除除盘磨机机外，还还有锤式式粉碎机机和辊式式粉碎机机。盘磨磨机广泛泛用于磨磨碎大米米、玉米米、豆类类等物料料，而锤锤式粉碎碎机应用用于薯干干等脆性性原料的的中碎和和细碎作作用，辊辊式粉碎碎机主要要用于粒粒状物料料的中碎碎和细碎碎3。1.2.2淀粉水水解糖制制备在工业生生产上将将淀粉水水解为葡葡萄糖的的过程称称为淀粉粉的糖化化，所制制得的糖糖液称为为淀粉水水解糖。由由于谷氨氨酸生产产菌不能能直接利利用淀粉粉或糊精精作碳源源，因而而必须将将淀粉水水解为葡葡萄糖，才才能供发发酵使用用。目前前，国内内许多味味精厂采采用双酶酶法制糖糖工艺。1.3 种子子扩大培培养及谷谷氨酸发发酵种子扩大大培养为为保证谷谷氨酸发发酵过程程所需的的大量种种子，发发酵车间间内设置置有种子子站，完完成生产产菌种的的扩大培培养任务务。从试试管斜面面出发，经经活化培培养，摇摇瓶培养养，扩大大至一级级乃至二二级种子子罐培养养，最终终向发酵酵罐提供供足够数数量的健健壮的生生产种子子。 谷氨酸发发酵开始始前，首首先必须须配制发发酵培养养基，并并对其作作高温短短时灭菌菌处理。用用于灭菌菌的工艺艺除采用用连消塔塔维持罐罐一喷淋淋冷却系系统外，还还可采用用喷射加加热器维持管管真空冷冷却系统统或薄板板换热器器灭菌系系统。但但由于糖糖液粘度度较大，流流动性差差，容易易将维持持管堵塞塞，同时时真空冷冷却器及及薄板加加热器的的加工制制造成本本较高，因因而应用用较少。发酵设备备，国内内味精厂厂大多采采用机械械搅拌通通风通用用式发酵酵罐，罐罐体大小小在500m3到2000m3之间。对对于发酵酵过程采采用人工工控制，检检测仪表表不能及及时反映映罐内参参数变化化，因而而发酵进进程表现现出波动动性，产产酸率不不稳定。由于谷氨氨酸发酵酵为通风风发酵过过程，需需供给无无菌空气气，所以以发酵车车间还有有一套空空气过滤滤除菌及及供给系系统。首首先由高高空采气气塔采集集高空洁洁净空气气，经空空气压缩缩机压缩缩后导入入冷凝器器、油水水分离器器两级处处理，再再送入贮贮气罐，进进而经焦焦炭、瓷瓷环填充充的主过过滤器和和纤维分分过滤器器除菌后后，送至至发酵罐罐使用。在在北方地地区由于于空气湿湿度小、温温度低，还还可采用用空气压压缩、冷冷却过滤滤流程，省省去一级级冷却设设备4。1.4谷谷氨酸的的提取谷氨酸的的提取一一般采用用等电点点离子交交换法，国国内有些些味精厂厂还采用用等电点点锌盐法法、盐酸酸水解等电点点法及离离子交换换膜电渗渗析法提提取谷氨氨酸。但但存在废废水污染染大，生生产成本本高，技技术难度度大等问问题，应应用上受受到限制制1 。1.5谷谷氨酸制制取味精精及味精精成品加加工精制车间间加工的的谷氨酸酸产品为为谷氨酸酸单钠，即即味精。粗粗品经提提纯、加加工、包包装，得得到成品品。味精中和和液的脱脱色过程程，除使使用碳柱柱外，还还可使用用离子交交换柱，利利用离子子交换树树脂的吸吸附色素素。味精精的干燥燥过程，国国内许多多厂家还还采用箱箱式烘房房干燥，设设备简单单，投资资低，但但操作条条件差，生生产效率率低，不不适应大大规模生生产的要要求。也也有的厂厂家使用用气流干干燥技术术，生产产量大，干干燥速度度快，干干燥时间间短，但但干燥过过程对味味精光泽泽和外形形有影响响，同时时厂房建建筑要求求较高，这样均均不如振振动式干干燥床应应用效果果好4。2 发发酵罐及及种子罐罐的设计计与选型型2.1味味精工厂厂发酵车车间的物物料衡算算 2.1.1工艺艺技术指指标及基基础数据据 （1）查查发酵酵工厂工工艺设计计概论PP3266表3 味味精行业业国家企企业标准准5，选用用主要指指标如表表1表1 味味精发酵酵工艺技技术指标标指标名称称单位指标数生产规模模t/a150000（味味精）生产方法法中糖发酵酵，一次次等电点点提取年生产天天数d/a300产品日产产量t/a50产品质量量纯度%99倒灌率%1.0发酵周期期h48发酵初糖糖Kg/mm3150淀粉糖转转化率%95糖酸转化化率%48麸酸谷氨氨酸含量量%90谷氨酸提提取率%80味精对谷谷氨酸产产率%112（2）主主要原材材料质量量指标 淀粉粉原料的的淀粉含含量为880%，含含水144%。 （3）二二级种子子培养基基（g/L） 水解糖糖25，糖糖蜜200，尿素素3.55，磷酸酸氢二钾钾1.00，硫酸酸镁0.6，玉玉米浆55100，泡敌敌0.66，硫酸酸镁0.0022，硫酸酸亚铁00.0002。 （4）发发酵培养养基（gg/L） 水解糖糖1500，糖蜜蜜4，硫硫酸镁00.6，氯氯化钾00.8，磷磷酸氢二二钠0.2，硫硫酸亚铁铁0.0002，硫硫酸锰00.0002，尿尿素（总总尿）440，泡泡敌0.6，植植物油11.0。（5）接接种量为为2% 。 2.1.2谷氨氨酸发酵酵车间的的物料衡衡算 首先计算算生产110000kg纯纯度为1100%的味精精需耗用用的原辅辅材料及及其他物物料量。（1）发发酵液量量V1式中 1550发酵培培养基初初糖浓度度（kgg/m33）48%糖酸酸转化率率 800%谷氨酸酸提取率率 999%除去倒倒灌率11%后的的发酵成成功率 1112%味精精对谷氨氨酸的精精制产率率（2）发发酵液配配制需水水解糖量量G1 以纯糖算算， （3）二二级种液液量 VV2（4）二二级种子子培养液液所需水水解糖量量 G22式中 25二级级种液含含糖量（kkg/mm3）（5）生生产10000kkg味精精需水解解糖总量量G为： （6）耗耗用淀粉粉原料量量 理论上上，1000kgg淀粉转转化生成成葡萄糖糖量为1111kkg，故故理论上上耗用的的淀粉量量G淀粉粉为：式中 800%淀粉原原料含纯纯淀粉量量 955%淀粉糖糖转化率率（7）尿尿素耗用用量 二级种液液耗尿素素量为VV3发酵培养养基耗尿尿素为VV4故共耗尿尿素量为为6277.5kkg（8）甘甘蔗糖蜜蜜耗用量量 二级种液液耗用糖糖蜜量VV5发酵培养养基耗糖糖蜜量VV6合计耗糖糖蜜699.9kkg（9）氯氯化钾耗耗量GKKCl （10）磷磷酸氢二二钠（NNa2HPOO47H2O）耗耗量G33 （11）硫硫酸镁（MMgSOO47H2O）用用量G44（12）消消泡剂（泡泡敌）耗耗用量GG5（13）植植物油耗耗用量 G6（14）谷谷氨酸（麸麸酸）量量 发酵液谷谷氨酸含含量为：实际生产产的谷氨氨酸（提提取率880%）为为：2.1.31550000t/aa味精厂厂发酵车车间的物物料衡算算结果由上述生生产10000kkg味精精（1000%纯纯度）的的物料衡衡算结果果，可求求