年产2万吨味精生产工艺设计

目录

摘要 (1)

前言 (2)

一．工艺方法 (4)

1.1原料的预处理和淀粉水解制备 (4)

1.2谷氨酸发酵 (4)

1.3种子扩大培养与谷氨酸的提取 (5)

1.4谷氨酸制取味精及味精成品加工 (5)

二．工艺计算 (6)

2.1. 味精工厂工艺技术指标 (6)

2.1.1 主要经济技术指标 (7)

2.1.2主要原材料质量指标 (7)

2.1.3二级种子培养基 (7)

2.1.4发酵培养基 (7)

2.1.5接种量 (7)

2.2 谷氨酸发酵车间的物料衡算 (7)

2.3发酵车间的物料衡算结果 (8)

三．味精生产过程中的污水处理 (8)

3.1 污水处理工艺总流程 (9)

四．味精厂发酵车间设备一览表 (9)

结束语 (10)

参考文献 (10)

摘要

本设计是年产两万吨味精工艺设计，以薯干原料及淀粉水解成葡萄糖。利用谷氨酸生产菌进行碳代谢、生物生成谷氨酸、谷氨酸与碱作用生成谷氨酸钠，即味精主体工艺。再进行工艺计算、物料衡算、热量衡算、设备选型，并绘制了等电点罐结构图，发酵工序带控制点图，糖化工序图，工厂平面布置图。生产工艺流程设计是工艺设计的基础，所涉及面很广，是味精工厂设计的核心和重要部分。在设计中必须做到技术先进、经济合理、成熟可靠；在保证产品质量条件下，力求工艺流程简化，生产管理方便；把各个生产过程按一定顺序、要求组合起来，编制成工艺流程图等来完成工艺流程设计。因为工艺流程设计的质量直接决定车间的生产产品质量、生产能力、操作条件、安全生产、三废治理、经济效益等一系列根本性问题。

关键词：味精、发酵、工艺设计

前言

本设计是年产两万吨味精工艺设计。通过发酵法生产及等电点—离子交换法提取工艺生产谷氨酸钠。

味精即谷氨酸钠，是L-谷氨酸的单钠盐，又称味素，学名α-氨基戊二酸钠，含有一分

钠盐。是一种无颜色无气味的晶体，在232℃时解体熔化。谷氨酸钠的水溶性很好，在100毫升水中可以溶解74克谷氨酸钠。味精的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。

目前工业上应用的谷氨酸产生菌有谷氨酸棒状杆菌、乳糖发酵短杆菌、散枝短杆菌、黄色短杆菌、等。我国常用的菌种有北京棒状杆菌、纯齿棒状杆菌等。谷氨酸的生物合成途径大致是：葡萄糖经糖酵解(EMP途径)和己糖磷酸支路(HMP途径)生成丙酮酸，再氧化成乙酰辅酶A，然后进入三羧酸循环，生成α-酮戊二酸。α-酮戊二酸在谷氨酸脱氢酶的催化及有NH+4存在的条件下，生成谷氨酸。我国现有生产谷氨酸的菌种有3种：1）生物素亚适量型；2)高生物素及表面活性剂型；3)温度敏感型。现在全国味精行业 82 家生产厂所用的生物素亚适量菌种为Ｓ9114 和ＦＭ415两种，尚处生产试验阶段；生物素亚适量型菌种是谷氨酸发酵较为普遍使用的菌种，其特点是产酸稳定、提取收率高、发酵周期短、不易染菌、放罐体积小和经济效益好。生物素亚适量菌种发酵周期为 30ｈ，产酸率为 10.5％，糖酸转化率 60％以上，提取收率达 96％。生物素亚适量菌种工艺路线是液化、糖化、发酵、提取和精制，为等电加离交的提取工艺。温度敏感型菌种是现在一种新兴的菌种，此菌种的优点是发酵产酸率高和糖酸转化率高。温度敏感型菌种的产酸率在 14％-16 ％，糖酸转化率 64 ％左右，提取收率达 85％，发酵时间为 36ｈ。

当前也使用谷氨酸的连续离交技术于味精生产工艺。首先原料在高pH值下发酵,原料可用甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜、大米、淀粉等。发酵后pH下降，然后在结晶器内生成谷氨酸结晶，经离心机和母液分离，所得谷氨酸结晶重新溶解，加入氢氧化物，脱色后在结晶器内生成MSG结晶，分离后经干燥、包装得到产品。从发酵液中分离谷氨酸的方法较多，有等电点法、离子交换法、等电点—离子交换法、连续等点—转晶法、锌盐法、钙盐法、溶剂萃取法、电渗析法等。国内味精生产厂采用的提取工艺主要是：等电点—离交法、连续等电—转晶法、

离子交换法等。谷氨酸的分离方法应考虑工艺简单，收率高，产品纯度好，色泽低，操作安全，劳动强度小，设备简单，各种原辅材料价格低廉，来源广易，并应考虑清洁生产等方面的原因。

近年来，广泛利用生物传感器于谷氨酸发酵生产中，谷氨酸传感器解决了谷氨酸上清液的离交回收中快速测定问题。因此我们可以预言：一旦真正实现生物传感器的在线测定与过程控制，现行的谷氨酸发酵生产技术将会产生重大变革。

本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。

一．工艺技术方法

1.1原料的预处理和淀粉水解制备

原料预处理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有盘磨机、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。

淀粉水解为葡萄糖的过程称为淀粉的糖化，所制得的糖液称之为淀粉水解糖。由于谷氨酸生产菌不能直接利用淀粉或糊精作为碳源，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。

1.2谷氨酸发酵

以淀粉、大米水解糖为原料。利用发酵法生产谷氨酸的基本要素是采用优良的菌株和控制合适的环境条件。谷氨酸发酵过程可分为三个阶段，长菌阶段，长菌型细胞向产菌型细胞的转移阶段与产酸阶段。发酵条件的控制一般包括：发酵过程温度的控制，pH控制，种龄和种量控制，泡沫控制，排气CO2控制等。对温度的控制，谷氨酸产菌的最适温度为30～34℃，谷氨酸生产菌产生谷氨酸的最适温度是35～37℃，谷氨酸发酵在不同阶段的要求不同，需要分别加以控制。

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