產(chǎn)萬噸味精工廠畢業(yè)設(shè)計

1、齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)論文齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 題 目 年產(chǎn)量3萬噸味精廠發(fā)酵工段的設(shè)計 學(xué) 院 食品與生物工程學(xué)院 專業(yè)班級 生物工程 092班 學(xué)生姓名 解連萌 指導(dǎo)教師 李琰 成 績 年 月 日摘 要味精，學(xué)名“谷氨酸鈉（C5H8NO4Na）”。谷氨酸是氨基酸的一種，也是蛋白質(zhì)的最后分解產(chǎn)物。我們每天吃的食鹽用水沖淡400 倍，已感覺不出咸味，普通蔗糖用水沖淡200 倍，也感覺不出甜味了，但谷氨酸鈉，用于水稀釋3000倍，仍能感覺到鮮味，因而得名“味精”。味精是采用微生物發(fā)酵的方法由糧食制成的現(xiàn)代調(diào)味品。本設(shè)計為年產(chǎn)5萬噸味精廠的生產(chǎn)工藝，通過雙酶法、谷氨酸中糖發(fā)酵以及一次等電點提取工藝生產(chǎn)谷

2、氨酸鈉。了解味精生產(chǎn)中的原料預(yù)處理、發(fā)酵、提取部分的生產(chǎn)方法和生產(chǎn)流程，根據(jù)實際情況來選擇發(fā)酵工段合適的生產(chǎn)流程，并對流程中的原料進行物料衡算、熱量衡算及設(shè)備的選擇。最后，畫出發(fā)酵工段的工藝流程圖和平面布置圖。 本設(shè)計的工藝流程為發(fā)酵預(yù)處理（種子培養(yǎng)、原料預(yù)處理，制無菌空氣）發(fā)酵等電點提取中和制味精濃縮結(jié)晶精制分裝。該處理工藝具有結(jié)構(gòu)緊湊簡潔，運行控制靈活等特點。為味精生產(chǎn)的理想途徑。具有良好的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益。關(guān)鍵詞：谷氨酸鈉、雙酶法、糖發(fā)酵、等電點提取。AbstractMonosodium glutamate (MSG) is the sodium salt of the no

3、n-essential amino acid glutamic acid，which is the final resolve product from protein. If we dilute the salt with 400 times water, we cant taste salty any more. If we dilute the sucrose with 200 times water, we cant taste sweetness too. But even if 3000 times water, Monosodium glutamate still taste f

4、lavor. Monosodium glutamate is a modern spice made of food by using microbial fermentation.This productive technology designed for the monosodium glutamate factory which produces 50,000 tons per year by Double Enzyme、Sugar ferment

5、ation in glutamic acid and an isoelectric point of extraction to produce glutamic acid. We know through pretreatment of raw material、fermentation、extraction to learn Monosodium glutamates production methods and production process. According to its situation, choose the way to fermentation which suit

6、 for production process. At the same time balance the material 、heat and choose the equipment . Finally draw out the fermentation process flow diagram and floor plan.The technological process of this design is: Fermentation pretreatment（Seed development；Pretreatment of raw materials；System sterile a

7、ir）fermentationIsoelectric point of extractionneutralization to Production of MSGConcentration crystalprocessing and repacking.this productive technology designed has many traits. Such as, well-knit structure, pithy quick control, lasting attacked, less sledge capacity,and its running and

8、management is uncomplicated.Key words: MSG; Double Enzyme; Sugar fermentation; Isoelectric point of extraction目錄摘 要IAbstractII第1章 緒論11.1 味精簡介11.2 味精的營養(yǎng)價值11.3 味精生產(chǎn)歷程21.4 本課題的研究意義、設(shè)計指導(dǎo)思想及設(shè)計范圍21.4.1 本課題的研究意義21.4.2 設(shè)計指導(dǎo)思想3第2章 工廠概況42.1 廠址選擇42.1.1 選廠原則42.1.2 廠址選擇42.2 生產(chǎn)規(guī)模42.3 味精生產(chǎn)工藝52.3.1 原料預(yù)處理及

9、淀粉水解糖制備52.3.2 種子擴大培養(yǎng)及谷氨酸發(fā)酵52.3.3 谷氨酸的提取及谷氨酸單鈉的制備52.3.4 味精的精制62.4 谷氨酸提取操作中的要點62.5 味精生產(chǎn)工藝概述73.1 生產(chǎn)能力103.2 總物料衡算103.2.1 1000純淀粉理論上產(chǎn)100%的MSG的量103.2.2 1000純淀粉實際產(chǎn)100%的MSG113.2.3 1000商品淀粉（含量86%的玉米淀粉）產(chǎn)100%的MSG113.2.4淀粉單耗113.2.5總收率113.2.6淀粉利用率113.2.7生產(chǎn)過程中總損失113.2.8原料及中間品計算113.2.9總物料衡算結(jié)果123.3 制糖工序的物料衡算133.3.1

10、淀粉漿量及加水量133.3.2粉漿干物質(zhì)濃度133.3.3加酶量133.3.4量133.3.5糖化酶量133.3.6糖化液產(chǎn)量133.3.7過濾糖渣量133.3.8生產(chǎn)過程進入的蒸汽冷凝水及洗水量143.3.9衡算結(jié)果143.4 配料、連續(xù)滅菌和發(fā)酵工序143.4.1發(fā)酵培養(yǎng)和用糖量143.4.2發(fā)酵配料153.4.3 配料用水153.4.4 接種量153.4.5連續(xù)滅菌過程進入的蒸汽及補加水量163.4.6發(fā)酵過程中加入99%的液氨量163.4.7加消泡劑量163.4.8發(fā)酵生化反應(yīng)過程中所產(chǎn)生的水分163.4.9發(fā)酵過程中從排風(fēng)中帶走的水分173.4.10發(fā)酵過程化驗取樣，放管殘留及其他損

11、失17約13173.4.11發(fā)酵終止時的數(shù)量173.4.12衡算結(jié)果匯總表183.5 谷氨酸提取車間物料衡算193.5.1中和等電工序193.5.2離交工序203.5.3提取車間物料衡算驗算213.6 精制車間物料衡算223.6.1中和脫色工序223.6.2精制工序243.6.3精制過程物料衡算圖254.1 液化工序熱量衡算284.1.1液化加熱蒸汽量284.1.2液化液冷卻用水量294.2 糖化工序熱平衡說明294.3 連續(xù)滅菌和發(fā)酵工序熱量衡算294.3.1培養(yǎng)液連續(xù)滅菌用蒸汽量304.3.2培養(yǎng)液冷卻用水量314.3.3發(fā)酵罐空消滅菌蒸汽量314.3.4發(fā)酵過程產(chǎn)生的熱量及冷卻水用量32

12、4.4 谷氨酸提取工序熱量衡算334.5 谷氨酸鈉溶液濃縮結(jié)晶過程的熱量衡算344.5.1熱平衡與計算蒸汽量344.5.2二次蒸汽冷凝所消耗冷卻水量354.6 干燥過程的熱量衡算364.6.1干燥時蒸發(fā)水量364.6.2味精干燥過程所需熱量364.6.3味精干燥過程需空氣量374.6.4味精干燥過程中耗用蒸汽量374.7 溴化鋰制冷機所用蒸汽量384.8 生產(chǎn)過程中耗用蒸汽衡算匯總及平衡圖384.8.1衡算結(jié)果384.8.2生產(chǎn)過程蒸汽耗用匯總表384.8.3平衡圖39第5章 全廠水衡算405.1 糖化工序用水量405.1.1配料用水量（新鮮水）405.1.2液化液冷卻用水量405.2 發(fā)酵配

13、料及培養(yǎng)基滅菌后冷卻用水量405.2.1發(fā)酵罐配料用水量405.2.2培養(yǎng)基冷卻冷卻用水量405.3 發(fā)酵過程所用冷卻量405.4谷氨酸提取工序冷卻用水量415.5 中和脫色工序用水量415.5.1配料用水415.5.2洗碳柱及碳柱再生用水415.6 精制工序用水量415.6.1結(jié)晶過程加水415.6.2結(jié)晶冷卻水425.7 動力工序用水量425.7.1 鍋爐用水425.7.2空壓機用水425.8 用水匯總及水平衡圖425.8.1新鮮水用量（平均量/h）及味精單耗水量425.8.2循環(huán)水平均量（/h）425.8.3蒸汽冷凝水425.9 用水平衡圖43第6章 設(shè)備選型446.1 等電灌446.2

14、 離子交換工藝456.3 母液暫存罐456.4 母液沉降罐466.5 板框壓濾機466.6 柱前貯罐466.7 炭柱476.8 脫色液貯罐476.9 加水罐476.10 結(jié)晶罐476.10.1二次蒸汽出口管徑476.10.2進料口486.10.3蒸汽進口48每臺耗冷量：5.8t/h,操作壓力0.3MPa，密度，則486.10.4放料口486.10.5冷料水入口486.11 助晶槽486.12 味精離心機496.13 流化床干燥機496.14 液氨貯罐496.15 濃硫酸貯罐49參考文獻511張克旭氨基酸發(fā)酵工藝學(xué)，中國輕工業(yè)出版社，1992：279-280。51致謝52V第1章 緒論1.1 味

15、精簡介味精是人們熟悉的鮮味劑，又稱谷氨酸鈉，是L谷氨酸單納鹽（Mono sodium glutamate）的一水化合物（HOOC-CH2CH(NH2)-COONa H2O）,又命名為u-氨基戊二酸單鈉一水化合物。它含有一分子結(jié)晶水，其分子式為HOOC-CH2CH(NH2)-COONa H2O，分子量187.13。具有旋光性，有D-型和L-型兩種光學(xué)異構(gòu)體。谷氨酸跟堿作用生成谷氨酸一鈉，如果堿過量，則生成不具有鮮味的谷氨酸二鈉。味精為八面柱狀晶體，不溶于純酒精、乙醚及丙酮等有機溶劑，易溶于水，相對密度為1.65，熔點195，在120以上逐漸失去分子中的結(jié)晶水。 味精的比旋光度=+25.16（C=

16、10，2NHCl）。0.2%味精溶液的pH為0.7。 味精的主要成分為谷氨酸鈉，具有旋光性，有D-型和L-型兩種光學(xué)異構(gòu)體。此外還含有少量食鹽、水分、脂肪、糖、鐵、磷等物質(zhì)。純的味精外觀為一種白色晶體狀粉末。味精易溶于水，當(dāng)它溶于水（或唾液）時，會迅速電離為自由的鈉離子和谷氨酸陰離子。1.2 味精的營養(yǎng)價值首先，味精能增進菜肴的鮮味，促進食用者的食欲，能夠刺激消化液的分泌，有助于食物在體內(nèi)的消化吸收。其次，味精經(jīng)口食入后，很快在消化道被分解為谷氨酸進入血液輸送到肌體各部，參與各種生理必須的蛋白質(zhì)的合成，谷氨酸是自然界存在的二十種氨基酸之一，是組成蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)。再次，谷氨酸還具有特殊功能，在

17、人體內(nèi)起著十分重要的生理作用：(1)谷氨酸在人體內(nèi)通過轉(zhuǎn)氨酶的作用將其分子中的氨基轉(zhuǎn)移給丙氨酮酸，形成丙氨酸。(2)谷氨酸與血液中的氨形成無毒的谷氨酰氨，使血液中氨的濃度下降，減少氨中毒的危險性。(3)谷氨酸在體內(nèi)與胱氨酸、甘氨酸結(jié)合形成谷胱甘肽。該化合物是一種很有效的抗氧化劑，對于延續(xù)衰老，促進疾病恢復(fù)均有好處。能夠分解體內(nèi)代謝過程中所產(chǎn)生的過氧化物，避免肌體遭受過氧化物的侵害，有利于維持身體健康。(4)谷氨酸在體內(nèi)能夠形成氨基丁酸，它是一種神經(jīng)遞質(zhì)，幫助神經(jīng)的傳導(dǎo)。1.3 味精生產(chǎn)歷程 味精生產(chǎn)大致經(jīng)歷了三個大的階段： 第一階段：最早的味精制造方法就是從天然的食物材料中抽取，例如：將海帶以

18、熱水煮過，取其湯液濃縮后即可得到含有味精的濃縮液或調(diào)味粉。 第二階段：最早商業(yè)化制造味精的原料是面筋。 面筋即是面粉中的蛋白質(zhì)，采用的方法是蛋白質(zhì)水解法，因為面筋的來源豐富，且含有高達23%的麩胺酸，最適合做為制造味精的原料。 第三階段：1958年利用微生物生產(chǎn)味精的發(fā)酵技術(shù)開發(fā)成功，主要是利用葡萄糖、果糖或蔗糖為碳源，經(jīng)特別篩選的味精生產(chǎn)菌種吸收代謝后，合成大量的麩氨酸，是屬于生物合成的天然氨基酸。這些特別篩選的微生物會將糖蜜中的糖轉(zhuǎn)變成麩氨酸。每消耗一公斤的糖，約可產(chǎn)生0.5公斤的麩氨酸，生產(chǎn)效率非常高。 受經(jīng)濟危機影響，全球經(jīng)濟大幅縮水，國外的餐飲業(yè)大幅受到影響，味精工業(yè)的發(fā)展自然受到?jīng)_

19、擊，我國味精產(chǎn)業(yè)由于主要以內(nèi)銷為主，影響不大，又由于國家大幅擴大內(nèi)需，是以發(fā)展前景樂觀。1.4 本課題的研究意義、設(shè)計指導(dǎo)思想及設(shè)計范圍1.4.1 本課題的研究意義味精是一種安全可靠的食品添加劑，它能夠增加菜肴的色、香、味，促進食欲，有益于人體健康。市場需求量大，已成為家家戶戶菜肴之必備輔助食品。初步估算，中國大陸增鮮消費品市場的容量超過300億元，占調(diào)味品行業(yè)總體容量的近25%，其中，以味精為代表的傳統(tǒng)增鮮調(diào)味品直接市場容量又占到70%以上，可以說，味精是目前中國大陸增鮮調(diào)味品市場最重要的品種。專家預(yù)測，味精年產(chǎn)量將保持8%-10%左右的增速?；谖毒枨罅恐?、前景之好，本畢業(yè)設(shè)計選題為年

20、產(chǎn)5萬噸味精生產(chǎn)工藝初步設(shè)計。工藝是要不斷創(chuàng)新、不斷尋求更高效合理的生產(chǎn)途徑及更環(huán)保的生產(chǎn)方法的，而原有味精生產(chǎn)工藝在某些方面不夠理想，因此在這里加以改進，并在原有味精生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)上開發(fā)結(jié)合新工藝、新技術(shù)，使味精的生產(chǎn)在某些方面達到一個突破，使整個流程更加完善。另外，做年產(chǎn)5萬噸味精生產(chǎn)工藝初步設(shè)計能夠結(jié)合大學(xué)四年學(xué)過的很多知識，使我對生產(chǎn)工藝、物料衡算、設(shè)備選型等更加熟悉、有更全面的掌握，使所學(xué)知識更加扎實并且融會貫通，是大學(xué)四年課程的一個很好的總結(jié)。1.4.2 設(shè)計指導(dǎo)思想（1）查閱大量文獻，加大科技含量，采用先進、可靠、合理、經(jīng)濟的工藝。（2）盡量在生產(chǎn)過程中實現(xiàn)資源的全面綜合利用，可以

21、大幅度降低能量消耗。（3）堅持環(huán)境保護，采取可靠的治理措施，強化潔凈工藝技術(shù)，做到達標排放。1.4.3 設(shè)計范圍（1）原料粉碎、液化、糖化、擴培、發(fā)酵、提取、精制、污水處理。（2）與上述工序配套的設(shè)備、自控、電氣、土建、給排水管道等。（3）本設(shè)計為今后的發(fā)展留有一定的空間。 第2章 工廠概況2.1 廠址選擇2.1.1 選廠原則地價合理，有發(fā)展空間，自然環(huán)境適宜發(fā)酵生產(chǎn)，遠離居民區(qū)，選非耕田，有國家批準的土地使用證明。水源充足(經(jīng)鉆井試驗)，水質(zhì)好，有通暢的排水渠道。原輔料，能源豐富價廉，運輸便捷。對治理污染有良好條件。當(dāng)?shù)卣畠?yōu)惠政策落實有保證。2.1.2 廠址選擇選擇山西省侯馬市?？盏兀汉铖R

22、市地處山西省臨汾市南部，處于臨汾、運城、晉城三市及晉、冀、豫三省中間。位于汾河與澮河交匯處，東臨曲沃，西接新絳，南連聞喜，北靠襄汾。市境內(nèi)地勢較平坦，屬晉南盆地的一部分。該市空地充足，適合建廠。交通：侯馬市土地肥沃，該廠位于市東郊，有得天獨厚的交通優(yōu)勢，同蒲、侯月、侯西鐵路交匯，公路有晉韓、大運高速路，交通便利。在此建廠能方便原輔料的運輸，降低運輸成本。氣溫：全年平均氣溫12.6，一月最冷，平均-2.4；七月最熱,平均氣溫26.1。全年無霜期平均約197天。氣候條件較好，適合發(fā)酵生產(chǎn)。降水：年平均降水量492.1，水利條件較好?？偟膩碚f，山西省侯馬市原料、燃料及電力十分充足，交通便利，適合建造

23、味精廠。2.2 生產(chǎn)規(guī)模味精廠的生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn)5萬噸，其次是建廠的交通、運輸、水、電、原料供應(yīng)、污水處理等，而市場占有率是由品牌和生產(chǎn)成本決定，主要是后者。生產(chǎn)成本低，市場開拓就有潛力。生產(chǎn)成本主要取決于以下4個方面：地區(qū)優(yōu)勢（包括原材料、動力價格和地方政策等）；技術(shù)水平和管理水平；規(guī)模效益（在生產(chǎn)規(guī)模較小時，如年產(chǎn)量2萬噸以下，增加產(chǎn)量，明顯降低成本，但產(chǎn)量較大時，影響不大）；運轉(zhuǎn)費用（取決于設(shè)備設(shè)計、設(shè)備配套和技術(shù)管理等）。 生產(chǎn)成本的降低應(yīng)從建廠開始，應(yīng)重視合理設(shè)計設(shè)備，合理進行設(shè)備配套，將產(chǎn)量規(guī)模與設(shè)備規(guī)模結(jié)合，降低運作費用；選擇先進的生產(chǎn)工藝和強化技術(shù)管理，提高技術(shù)水平，降低單耗2。

24、2.3 味精生產(chǎn)工藝2.3.1 原料預(yù)處理及淀粉水解糖制備（1）原料預(yù)處理此工藝操作的目的在于初步破壞原料結(jié)構(gòu)，以便提高原料的利用率，同時去除固體雜質(zhì)，防止機器磨損。（2）淀粉水解糖制備由于谷氨酸生產(chǎn)菌不能直接利用淀粉作為碳源，因而必須將淀粉水解為葡萄糖，才能供發(fā)酵使用。淀粉水解為葡萄糖先要進入液化階段，然后再與糖化酶作用進入糖化階段。2.3.2 種子擴大培養(yǎng)及谷氨酸發(fā)酵（1）種子擴大培養(yǎng)在生物化工中菌種的優(yōu)良與否直接影響到發(fā)酵產(chǎn)物的質(zhì)量和產(chǎn)量，所以有專門的菌種培養(yǎng)和保藏設(shè)備，在微生物學(xué)上利用自然選育來防止菌種退化。谷氨酸發(fā)酵谷氨酸發(fā)酵開始前，首先必須配制發(fā)酵培養(yǎng)基，并對其作高溫短時滅菌處理。

25、消毒后的谷氨酸培養(yǎng)液在流量監(jiān)控下進入谷氨酸發(fā)酵罐，經(jīng)過罐內(nèi)冷卻蛇管將溫度冷卻至32 ，接入菌種，添加氯化鉀、硫酸錳、消泡劑及維生素等，通入無菌空氣，菌種經(jīng)一段時間適應(yīng)后，發(fā)酵過程即開始緩慢進行。經(jīng)過大約34小時的培養(yǎng)，當(dāng)產(chǎn)酸、殘?zhí)?、光密度等指標均達到一定要求時即可放罐5。2.3.3 谷氨酸的提取及谷氨酸單鈉的制備該過程由等電點中和與二次中和兩部分完成。（1）谷氨酸的提取利用氨基酸兩性的性質(zhì)，谷氨酸在等電點時，絕大部分分子以偶極離子狀態(tài)存在，其分子在靜電引力的作用下，易于形成較大的聚合體，即等電點下溶解度最低，可經(jīng)長時間的沉淀得到谷氨酸。因此提取即用無機酸將發(fā)酵液的pH值調(diào)整到等電點pH3.2處

26、并獲得谷氨酸的結(jié)晶。（2）谷氨酸單鈉的制備二次中和（堿中和）是將上述溶液過濾得到谷氨酸結(jié)晶，加入40-60的溫水溶解，用碳酸鈉將谷氨酸溶液的pH值調(diào)至5.6。谷氨酸是兩性電解質(zhì)，在不同的pH值下有不同的電離方式。pH值低，溶液中的谷氨酸濃度百分率高；pH高，溶液中的谷氨酸二鈉的濃度百分率高。谷氨酸及谷氨酸二鈉均無味精的鮮味，因此，堿中和時必須控制適宜的pH值，以使谷氨酸盡可能生成谷氨酸單鈉。堿中和時速度要緩慢，以免中和時產(chǎn)生大量的二氧化碳泡沫，造成液面升高或逸出。加堿的速度過快，攪拌不均勻還會導(dǎo)致局部pH值過高，同樣影響中和效果。中和溫度要控制在70以內(nèi)，溫度過高，會使谷氨酸鈉脫水，生成焦谷氨

27、酸鈉，影響產(chǎn)品質(zhì)量與收率5。2.3.4 味精的精制谷氨酸單鈉粗品經(jīng)提純、加工、包裝，得到成品，即味精。 谷氨酸鈉溶液經(jīng)過脫色及離子交換柱除去Ca2+ 、Mg2+ 、Fe2+ 離子，即可得到高純度的谷氨酸鈉溶液。將純凈的谷氨酸鈉溶液導(dǎo)入結(jié)晶罐，進行減壓蒸發(fā)，當(dāng)波美度達到29.5時放入晶種，進入育晶階段，根據(jù)結(jié)晶罐內(nèi)溶液的飽和度和結(jié)晶情況實時控制谷氨酸鈉溶液輸入量及進水量。經(jīng)過十幾小時的蒸發(fā)結(jié)晶，當(dāng)結(jié)晶形體達到一定要求、物料積累到80高度時，將料液放至助晶槽，結(jié)晶長成后分離出味精，送去干燥和篩選。2.4 谷氨酸提取操作中的要點（1）pH值正常谷氨酸發(fā)酵液pH值為6.7左右。需要將發(fā)酵液的pH值調(diào)整

28、至3.03.2之間才能達到其目的。在調(diào)整pH值過程中并非使pH值均勻下降，必須保證溶解度均勻下降，并保證溶解度的下降速度?？蓹z測其溶解度下降規(guī)律，確定pH值的下降速度來得以實現(xiàn)工藝的優(yōu)化，用試紙檢測pH值時必須用高純度的谷氨酸校正pH試紙，這樣才能達到pH值的準確性，達到較高的收率。（2）溫度 降低溫度也是降低溶解度的方法之一。在育晶前以育晶溫度的需要來進行調(diào)整；育晶至pH3.8，溫度控制在不回升的基礎(chǔ)上緩降，下降速度越慢好；pH3.8pH終點可適當(dāng)加快降溫速度，避免pH、溫度迭加因素影響質(zhì)量；pH終點后應(yīng)滿開冷卻水閥門盡快拉至溫度終點，然后攪拌幾個小時，進行沉降。理論上，溫度終點越低收率越好

29、(理論上-5母液會結(jié)冰，可拉至-3-4)，但這里必須考慮其冷凍能力及生產(chǎn)成本(成本最為重要)，所以終點溫度控制比這要高很多 2.5 味精生產(chǎn)工藝概述味精生產(chǎn)全過程可劃分為四個工藝階段：（1）原料的預(yù)處理及淀粉水解糖的制備；（2）種子擴大培養(yǎng)及谷氨酸發(fā)酵；（3）谷氨酸的提??；（4）谷氨酸制取味精及味精成品加工。與這四個工藝階段相對應(yīng)味精生產(chǎn)廠家一般都設(shè)置了糖化車間、發(fā)酵車間、提取車間和精制車間作為主要生產(chǎn)車間。另外，為保障生產(chǎn)過程中對蒸汽的需求，同時還設(shè)置了動力車間，利用鍋爐燃燒產(chǎn)生蒸汽，并通過供氣管路輸送到各個生產(chǎn)需求部位。為保障全廠生產(chǎn)用水，還要設(shè)置供水站。所供的水經(jīng)消毒、過濾系統(tǒng)處理，通過

30、供水管路輸送到各個生產(chǎn)需求部位。味精發(fā)酵法生產(chǎn)的總工藝流程見圖1?？諝饩N原料空氣壓縮機預(yù)處理斜面培養(yǎng)搖瓶擴大培養(yǎng)冷卻水解除鐵離心沉淀發(fā)酵配料過濾氣液分離種子罐擴大培養(yǎng)過濾淀粉水解糖過濾除菌脫色濃縮結(jié)晶離心等電點調(diào)節(jié)過濾干燥大結(jié)晶干燥小結(jié)晶 拌鹽粉碎成品味精粉狀味精母液粗谷氨酸粗谷氨酸離子交換處理中和制味精 粗谷氨酸溶液溶解第3章 全廠物料衡算 物料衡算是根據(jù)質(zhì)量守恒定律而建立起來的。物料衡算是進入系統(tǒng)的全部物料重量等于 離開該系統(tǒng)的全部物料重量，即F = D + W 式中 F進入系統(tǒng)物料量， D離開系統(tǒng)的物料， W損失的物料量，生產(chǎn)過程中總物料衡算 3.1 生產(chǎn)能力 年產(chǎn)味精（99%）5萬噸

31、，折算為100%的味精為49500t/a。 日產(chǎn)味精（99%）50000/330=151.52t/d，折算為100%味精為150t/d。表3-1計算指標：淀粉糖轉(zhuǎn)化率98.5%發(fā)酵產(chǎn)酸氯（濃度）13%發(fā)酵對糖的轉(zhuǎn)化率60%谷氨酸提取收率96%精制收率95%產(chǎn)品淀粉中淀粉含量86%發(fā)酵周期（含輔助時間）40h全年工作日330d培養(yǎng)菌種耗糖為發(fā)酵耗糖的1.5%3.2 總物料衡算 3.2.1 1000純淀粉理論上產(chǎn)100%的MSG的量 淀粉×113%葡萄糖×81.7%谷氨酸×127.2%MSG（理論值） 1000×113%×81.7%×12

32、7.2%=1174.3 式中 81.7%谷氨酸對糖的理論轉(zhuǎn)化率 1.272=3.2.2 1000純淀粉實際產(chǎn)100%的MSG 1000×1.13×98.5%×60%×（100%-1.5%）×96%×95%×1.272=763.1 3.2.3 1000商品淀粉（含量86%的玉米淀粉）產(chǎn)100%的MSG 763.1×86%=656.3 3.2.4淀粉單耗3.2.4.1 1000100%的MSG實際消耗純淀粉量 1000/763.1=1.310t /t3.2.4.2 1000100%的MSG實際消耗商品淀粉量 1000/

33、656.3=1.524t/t 3.2.4.3 1000100%的MSG理論上消耗純淀粉的量 1000/1174.3=0.8516t/t 3.2.4.4 1000100%的MSG理論上消耗商品淀粉量 0.8516/0.86=0.9902t/t 3.2.5總收率 %728.10/1153.5×100%=63.12% 3.2.6淀粉利用率 %3.2.7生產(chǎn)過程中總損失100%-64.97=35.03% 3.2.8原料及中間品計算 3.2.8.1商品淀粉用量日產(chǎn)100%味精150t(單耗商品淀粉1.524t)，日耗商品淀粉量 150×1.524=228.6t/d 相當(dāng)日耗100%淀

34、粉228.6×86%=196.6t/d3.2.8.2糖化液量 日產(chǎn)純糖量228.6×86%×1.13×98.5%=218.8t/d折算成30%的糖液 218.8/30%=729.3t/d 折算為34g/dL的糖液218.8/34=643.53.2.8.3發(fā)酵液量 發(fā)酵液中純GlU量218.8×60%=129.3t/d 折算成含GlU13g/dL的發(fā)酵液量129.3/13=994.6/d994.6×1.09=1084.1t/d式中1.09發(fā)酵液的相對密度3.2.8.4提取GlU量產(chǎn)純GlU量129.3×96%=124.1t/d

35、折算成90%的GlU的量 3.2.9總物料衡算結(jié)果表3-2總物料衡算結(jié)果原料規(guī)格 玉米淀粉原料生產(chǎn)1t100%MSG日耗產(chǎn)量/(t/d)玉米淀粉/t86%1.524228.6糖液/t30%4.862729.3谷氨酸/t90%0.9197137.9味精100%1.01503.3 制糖工序的物料衡算3.3.1淀粉漿量及加水量 淀粉加水比例1：1.71t工業(yè)淀粉用淀粉漿1000×（1+1.7）=2700加水量17003.3.2粉漿干物質(zhì)濃度%3.3.3加酶量 選高溫-淀粉酶，活力20000u/mL 加酶量為10u/g干淀粉 1t干淀粉加酶量0.5L液化酶質(zhì)量約為0.63.3.4量一般加量為

36、干淀粉的0.15%，即1t干淀粉加3.3.5糖化酶量一般加糖化酶120u/g干淀粉，如液體糖化酶為100000u/mL則1t干淀粉加糖化酶為1.2L糖化酶的質(zhì)量約為1.53.3.6糖化液產(chǎn)量 30%的糖液的相當(dāng)密度1.1321，相當(dāng)于1.1321×30%=34g/dL3.3.7過濾糖渣量濕渣含水70%，10折干渣量10×（1-70%）=33.3.8生產(chǎn)過程進入的蒸汽冷凝水及洗水量 3190.7+10-2700-3.6=497.13.3.9衡算結(jié)果表3-3制糖工序物料衡算匯總 進入系統(tǒng) 離開系統(tǒng)項目物料比例/日投料量/t項目物料比例/日產(chǎn)料量/t商品淀粉1000228.630

37、%糖液3190.7682.7配料水1700388.6濾渣102.286液化酶0.60.141.50.34糖化酶1.50.34蒸汽冷凝水及洗水量497.1113.6累計3200.7731.73200.7731.73.4 配料、連續(xù)滅菌和發(fā)酵工序3.4.1發(fā)酵培養(yǎng)和用糖量 1000商品淀粉中可產(chǎn)100%糖量 1000×86%×1.13×98.5%=957.2 其中初始發(fā)酵定容用糖占53%，即957.2×53%=507.3流加補料用糖占47%957.2×47%=449.9初糖用30%的糖液配料即初糖配13g/dL，初定容V=L13g/dL糖液相當(dāng)密度

38、1.05，則3902.3×1.05=4097.4流加補糖用60g/dL濃糖漿（相對密度1.223），則749.8×1.223=917.053.4.2發(fā)酵配料1t商品淀粉產(chǎn)100%糖957.2，發(fā)酵配料用營養(yǎng)物比例表3-4發(fā)酵配料用營養(yǎng)物比例玉米漿0.0028t2.8糖蜜0.0035t3.50.0024t2.40.0055t5.50.0071t7.1其他維生素0.0007t0.7總計0.022t223.4.3 配料用水初始配料基含糖不低于20%，向30%的糖液中加水3.4.4 接種量發(fā)酵初定容3902.3L，接種量為10%，即390.23L種子液相對密度1.02，則390.2

39、3×1.02=398在398種液中含有100%糖（用30%玉米漿）玉米漿，甘蔗糖蜜，蒸汽及水。3.4.5連續(xù)滅菌過程進入的蒸汽及補加水量4097.4-1691-22-398-845.5=1140.93.4.6發(fā)酵過程中加入99%的液氨量1t商品淀粉產(chǎn)100%糖957.2產(chǎn)100%谷氨酸957.2×60%×98.5%×96%=543.08一般發(fā)酵耗糖量為谷氨酸量的0.30，即543.08×0.30=162.999%液氨在35相對密度為0.58743.4.7加消泡劑量一般1t谷氨酸加消泡劑5，則消泡劑相對密度為0.83.4.8發(fā)酵生化反應(yīng)過程中所產(chǎn)

40、生的水分1t商品淀粉在發(fā)酵中產(chǎn)生地地道道的100%谷氨酸量957.2×60%×98.5%=565.7生產(chǎn)1mol谷氨酸產(chǎn)3mol水，生產(chǎn)1mol菌體產(chǎn)7mol根據(jù)發(fā)酵反應(yīng)式發(fā)酵產(chǎn)生的水分為長菌過程生產(chǎn)水分1g菌體產(chǎn)13g，產(chǎn)生水分為以上合計產(chǎn)生水：207.8+37.3=245.13.4.9發(fā)酵過程中從排風(fēng)中帶走的水分 進風(fēng)25，相對濕度=70%，水蒸氣分壓18mmHg，排風(fēng)32，相對濕度=100%，水蒸氣分壓27mmHg，進罐空氣的壓力為1.5大氣壓（表壓0，排器0.5大氣壓（表壓），出進空氣的濕含量差 通風(fēng)比 1：0.3，發(fā)酵液數(shù)量5000L帶走水量 5000×

41、0.3×60×32×1.157×0.001×0.011=37式中： 6060min 32發(fā)酵時間 1.157×0.00132時干空氣密度，/3.4.10發(fā)酵過程化驗取樣，放管殘留及其他損失約133.4.11發(fā)酵終止時的數(shù)量1t商品淀粉發(fā)酵終止時的數(shù)量30%糖+補糖量+營養(yǎng)物+配料水+滅菌水+種子+反應(yīng)水+液氨+消泡劑+空氣蒸汽-尾氣帶走-損失=終止數(shù)量1691+917.05+22+845.5+1140.9+398+245.1+162.9+2.72+119.6-37-13=5494.8發(fā)酵液的相當(dāng)密度1.09每日產(chǎn)發(fā)酵液228.6

42、15;5.4948=1256.1t即3.4.12衡算結(jié)果匯總表表3-5衡算結(jié)果匯總表進入系統(tǒng)離開系統(tǒng)項目1t商品淀粉之匹配物料/每天進入系統(tǒng)的物料t/d項目1t商品淀粉之匹配物料/每天離開系統(tǒng)的物料t/d30%糖液1691386.6發(fā)酵液5494.81256.160g/dL的濃糖漿917.05209.6尾氣帶走378.5玉米漿2.80.64損失132.9糖蜜3.50.8無機鹽等15.73.6配料水845.5193.3滅菌進入蒸汽及補水1140.9260.8種液39890.98反應(yīng)水245.156.03液氨162.937.2消泡劑27.20.61空消蒸汽119.627.34累計5544.8126

43、7.55544.81267.53.5 谷氨酸提取車間物料衡算 采用等電離子回收工藝 3.5.1中和等電工序3.5.1.1 發(fā)酵液數(shù)量 發(fā)酵液數(shù)量為5495；5041L3.5.1.2 高流量 高流量為發(fā)酵液的45%，即24733.5.1.3 92.5%用量92.5%用量為純谷氨酸的90%，即543.08×90%=488.83.5.1.4等電液數(shù)量5495+2473=79683.5.1.5谷氨酸產(chǎn)量（1）分離前谷氨酸量5041×13%（w/v）=655.3（2）分離后谷氨酸量100%谷氨酸量655.3×96%=62990%谷氨酸量3.5.1.6加水量加水量為4793.

44、5.1.7洗水量洗水量為90%谷氨酸量的14.5%，即699×14.5%=101.43.5.1.8母液數(shù)量7968+488.8-699.02+101.4=7859.23.5.1.9物料衡算匯總表3-6谷氨酸等電工序物料衡算匯總進入系統(tǒng)離開系統(tǒng)項目1t商品淀粉之匹配物料/每天進入系統(tǒng)的物料t/d項目1t商品淀粉之匹配物料/每天離開系統(tǒng)的物料t/d發(fā)酵液54951256.290%Glu699.02159.8高流2473565.3母液7859.21796.6水590.2134.9累計8558.21956.48558.21956.43.5.2離交工序3.5.2.1母液調(diào)PH用1t商品淀粉相用

45、92.5%488.8，其中調(diào)用酸量占66%，即488.8×66%=322.63.5.2.2母液數(shù)量母液數(shù)量為7859.23.5.2.3調(diào)高流用調(diào)高流用為總酸的34%，即488.8×34%=166.23.5.2.4洗脫液用量洗脫液用量99%液氨數(shù)量為純谷氨酸的12%，即629.1×12%=75.53.5.2.5高流量高流量為24733.5.2.6排除非液量廢液中含Glu0.34g/d，相對密度1.02即7705.1×1.02=7859.23.5.2.7配洗脫液用水量7859.2+2473-（322.6+166.2+75.5）-7859.2=1908.73.

46、5.2.8物料衡算匯總表3-7 離交工序物料衡算匯總表進入系統(tǒng)離開系統(tǒng)項目1t商品淀粉之匹配物料/每天進入系統(tǒng)的物料t/d項目1t商品淀粉之匹配物料/每天離開系統(tǒng)的物料t/d母液7859.21796.6高流24735653.392.5%488.8117.7廢液7859.21796.699%液氨75.517.25洗脫液用水1908.7436.3累計10332.22361.910332.22361.93.5.3提取車間物料衡算驗算 發(fā)酵液 54955041L 折純 Glu 655.3高流2473 7968 等電液水谷氨酸 母液785990%Glu699 含純Glu折純Glu655 折純Glu提取收率94% 92.5%H2SO4 488.8 99%液氨75.5 洗脫液用水1908.7 廢液7859 7705L 高流2473 含Glu0.34g/dL 含Glu0.34g/dL 折純 Glu 折純 Glu 圖3-1提取車間物料衡算驗算3.