年产10万吨味精厂发酵车间的设计味精厂设计说明

目录第一章总论第一节设计依据和围第二节设计原则第三节建设规模和产品方案第四节项目进度建议第五节厂址概述第二章总平面布置及运输第一节总平面布置第二节工厂运输第三章劳动定员第四章车间工艺第一节工艺流程及相关工艺参数第二节物料衡算第三节车间设备选型第五章经济技术指标参考文献第一章总论1.1 设计依据和围1.1.1 设计依据根据科技大学生命科学与工程学院2012届毕业任务书的要求，结合我国味精行业发展状况和市场行情，在老师的悉心指导下，本着理论联系实际的思想，认真参考了《氨基酸工艺学》《生物工程设备》《发酵工厂设计》《味精工业手册》等文献，提出了年产10万吨味精厂发酵车间的设计。

1.1.2 设计围1.味精的生产工艺设计2.物料衡算3.设备选型4.生产车间设计及布置5.全厂人员编制及经济效益分析1.2 设计原则（a）生产规模要在盈亏平衡点之上；（b）产品方案符合国家产业政策，产品质量符合国家标准（c）各项技术指标达到国中上水平；（d）工厂三废综合利用，并适当留有发展余地。

1．3建厂规模和产品方案1．3．1 建厂规模本设计为10万吨味精厂发酵车间设计，以淀粉乳为原料，采用三班倒制，每班八小时，年工作日为330天。

本设计全年11个月生产：每年的7月份进行机器检修；日产量为100000／330=303吨；班产量303／3=101吨；1.3.2 生产方案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。

1.4 项目进度建议所谓工程项目进度控制是指对工程项目建设各阶段的工作容、工作程序、持续时间和衔接关系根据进度总目标及资源优化配置的原则编制计划并付诸实施，然后在进度计划的实施过程中经常检查实际进度是否按计划要求进行，对出现的偏差情况进行分析，采取补救措施或调整原计划后再付诸实施，如此循环，直到建设工程竣工验收交付使用。

建议根据所选地形的特点，尽量加快工程的建设情况1.5厂址概述地处中国的地理中心，作为联接东西部的重要交通枢纽，已形成了以航空，铁路，公路为主的现代化立体交通网络。

所选地区为北郊郊区。

地区属暖温带半湿润大陆性季风气候，夏季高温多雨，冬季稍冷少雨。

气候温和，四季分明，雨量适中，市区年平均温度13.3C，最冷月1月平均气温-0.9C，最热月7月平均气温26.4C，全年无霜期232天，降水量偏少，主要集中在夏季。

年平均气温13．0～13．4℃，最冷1月份平均气温－0．4～0．9℃，最热7月份平均气温25～26．6℃，年极端最低气温－20．6℃(1995年1月11日)，年极端最高气温43．4℃(长安1966年6月19日)。

年降水量558～750毫米，由北向南递增。

7、9月份为两个明显降水高峰。

年日照时数1983～2267小时，年最多风向为东北风()。

年主要气象灾害有干旱、雨涝、冰雹、大风、干热风和低温冻害。

第二章总平面布置及运输2.1总平面布置2.1.1工厂组成：工厂的组成必须包括：（a）生产车间生产成品或半成品的场所有工艺生产主要工序部门，它是全厂的主题。

通常有若干厂房建、构筑物组成。

例如，由糖化、发酵、灌酒、包装、酒库、化验等厂房建、构筑物构成一个啤酒车间。

（b）辅助车间协助生产车间正常生产的各个生产部门，也由若干建、构筑厂房组成。

例如：酵母回收、麦糟处理、麦芽贮仓、瓶盖制造、机修、瓶与箱堆场组成啤酒的辅助车间。

（c）动力车间保证生产车间顺利生产及全厂各部门正常工作的部门，水泵房、水塔、贮水池、锅炉房、空气压缩站、冷冻站、变电所、仪表维修等厂房组成。

（d）行管部门全厂性行政、后勤只能部门，起指挥管理服务的作用。

由办公室、中心试验室、医务所、汽车库、食堂、托儿所、俱乐部、厂大门传达室、职工学校等建筑、构筑物厂房组成。

（e）职工宿舍由职工家属生活及倒班宿舍、运动场、绿化美化等建、构筑物设施组成。

2.1.2 厂区划分通常将全厂划分为厂前区、生产区、厂后区及左右两侧区。

厂前区的建筑，基本上属于行政管理及后勤职能部门等有关设施。

生产区应在厂址场地的中部，也是地势最好的地带。

厂后区主要四原料仓库、露天堆场、污水处理站等。

可将机修、给排水系统、变电所及其有关仓库等，分布在左右两侧区而尽量靠近主要车间，以便为其服务。

全厂运输道路即设置在各区片之间，主干道应与厂大门联通。

根据城市规，厂前区、主干道两侧设置绿化设施且注意美化环境。

总平面布置按照区带式布置形式布置。

在厂区划分的前提下，保证区域功能分明的特点，以主要生产车间的定位布置，带起辅助车间和动力车间的逐一布置。

整个厂区是南北布置东西走向。

2.2 工厂运输场运输的任务是通过各种运输机械工具，通过各种运输机械工具，完成厂仓库与车间、堆场与车间、车间与车间的货物分流。

通过运输组织以保证生产中原材料、燃料等陆续供应，生产的产品和副产品源源不断地运出。

场道路布置形式为T型布置，主干道布置在厂后区，远离厂前区和生产区，避免了噪音污染并保证物流、人流运输方便、安全和高效以及消防的要求。

主干道宽至6-9m，次主干道宽4-6m，消防通道宽大于等于4.0m，净高大于等于4.5m。

主叉口：圆角，单叉口半径9m，双叉口半径7m。

第三章劳动定员序号部门管理人员技术人员生产人员辅助生产人员服务人员合计比例／%1 主要生产部门 24 34 1330 —— 1388 69.42 辅助生产部门 9 9 — 310 — 328 16.43 管理及服务部门 107 117 —— 60 284 14.2 3.1 管理部门 107 117 —— 8 232 11.63.2 服务部门———— 52 52 2.64 合计 140 160 1330 310 60 2000 —5 各类人员占比例%7 8 66.5 15.5 3 — 100第四章车间工艺4.1工艺流程及相关参数4.1.1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］。

4.1.2.淀粉水解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。

目前国许多味精厂采用双酶法制糖工艺。

双酶法是通过淀粉酶液化和糖化酶糖化将淀粉转化为葡萄糖的工艺。

该法主要有三步工艺：第一步是糊化过程，利用连续喷射器或水热器加热到一定的温度，使淀粉充分溶胀，淀粉粘度迅速降低，蛋白质初步凝聚。

第二步是液化过程，由于a-淀粉酶的作用将淀粉进一步水解转化为可溶性的糊精的低聚糖，DE值进一步升高，蛋白质絮凝充分。

第三步是糖化，利用糖化酶将糊精及低聚糖进一步水解，转化为葡萄糖。

该法所得糖纯度高，DE值可达97.5%以上，每100份淀粉实际得到105份的葡萄糖，理论产出111份葡萄糖。

由于双酶法得到的糖液质量好，谷氨酸的生产水平和葡萄糖的转化率高，所以采用该法。

一次喷射双酶法工艺流程见图2：各步骤技术要求：①调浆配料，将淀粉乳调节15-20°Be（加自来水调节），用盐酸或石灰水调pH6.0-6.2.加入适量的耐高温a-淀粉酶，每吨干淀粉0.5-0.6L。

②糊化，将调好的淀粉乳，用泵送入水热器，利用水热器加热至108-110℃（玉米淀粉在100-160℃高温蒸煮下，才能真正溶解），然后进入高温维持罐（维持罐压力0.08-0.10MPa），通过压力维持罐吧料液送入闪蒸罐，达到气液分离器，迅速降温至98-99℃一下。

通过高温维持，温度混合均匀，淀粉颗粒充分润胀，初步水解淀粉，降低液料的黏度，达到理想的糊化效果。

糊化的主要目的：打破淀粉分子的结晶结构；初步凝聚蛋白质，为液化提供均匀一致的液料。

③液化，料液经闪蒸后温度降至98-99℃，进入层流罐保温液化100-120min。

液化结束后通过换热器降温至60-62℃，进入糖化罐。

液化目的：进一步水解降低料液的黏度，提高DE值，进一步絮凝蛋白质；达到液化均匀，为糖化提供理想的作用底物。

液化终点的判定指标：A、碘试合格（棕红色）；B、外观较好（蛋白质分层、黏度低、料液发亮、透光好）；C、pH6.0；D、DE值在11%-15%。

④糖化，液化液加盐酸调pH4.2-4.4，糖化温度（60±1）℃，加入糖化酶进行糖化。

高效糖化酶的加量按1.0-1.5kg／t干基物计，糖化时间36-40h，糖化结束用无水乙醇滴定检查无白色为终点。

用稀碱水调节蛋白质等电点至pH4.8-5.0，然后升温至82-85℃灭酶，维持15min后降温至65℃色泽无色透明DE 97%以上透光率≥90% DX 95%以上糊精透光率≥70%（糖：乙醇=1:7）PH 4.8～5.2还原糖含量27g/100mL(低糖)38g/100mL以上（）蛋白质含量0.5%以下粉糖转化率98%以下糖液质量的化验方法淀粉含量波美计，测淀粉乳的波美度查表或碘量法糊精反应碘试剂反应或乙醇反应还原糖含量菲林试剂滴定法糖液酸值酸碱滴定法PH PH计干物质阿贝折光仪透光率721分光光度计糖谱分析高效液相色谱法蛋白质含量甲醛法4.1．3.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790m3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参数变化，因而发酵进程表现出波动性，产酸率不稳定。