年产5000吨味精工厂糖化车间设计

湘潭大学化工学院专业课程设计说明书

题目：年产5000吨味精工厂糖化车间设计

专业：生物工程

学号：**********

*名：***

指导教师：***

完成日期：2012.2.24

湘潭大学化工学院

专业课程设计任务书

设计题目：年产5000吨味精工厂糖化车间设计

学号：2008651201 姓名：罗开花专业：生物工程

指导教师：张小云系主任：陶能国

一、主要内容及基本要求

主要内容：拟设计年产5000吨味精工厂，以糖化工序为主体做初步设计，完成糖化车间工艺流程选择、物料衡算、设备选型的相关计算，绘制车间平面和立面布置图、车间设备布置图、带控制点的生产工艺流程图及主要单件设备图等；按相关要求编写设计说明书1份

基本要求：生产方案和平面布局合理，工艺流程设计和设备选择及生产技术经济指标具有先进性与合理性，工艺计算正确，绘图规范

二、进度安排

三、应收集的资料及主要参考文献

味精生产工艺和设备相关的文献；味精工厂设计相关文献；工厂设计所需各类工具书等。6参考文献

[1] 吴思方．发酵工厂工艺设计概论[M]．北京：中国轻工业出版社，2006.7．

[2] 陈宁．氨基酸工艺学[M]．北京：中国轻工业出版社，2007.1．

[3] 梁世中．生物工程设备[M]．北京：中国轻工业出版社，2006.9．

[4] 刘振宇．发酵工程技术与实践[M]．上海：华东理工大学出版社，2007.1

[5] 王志魁．化工原理[M] ．北京：化学工业出版社，2004.10．

[6] 李功样，陈兰英，崔英德．常用化工单元设备设计[M]．广州：华南理工大学

出版社，2003.4．

[7] 俞俊堂，唐孝宣．生物工艺学（上册）[M]．上海：华东理工大学出版社，2003.1．

[8] 张克旭．氨基酸发酵工艺学[M]．北京：中国轻工业出版社，2006.2．

[9] 蒋迪清, 唐伟强. 食品通用机械与设备[M]．广州：华南理工大学出版社,2003.7

[10]刘玉德. 食品加工设备选用手册[M]．北京：化学工业出版社，2006，8

[11] 于信令主编. 味精工业手册[M].北京：中国轻工业出版社，2005

目录

前言 (5)

1.味精的主要理化性质 (5)

2.主要介绍任务内容、工厂特点、产品等 (6)

第1章味精工厂糖化工艺 (8)

1.1淀粉质原料蒸煮糖化的目的 (8)

1.2设计方案的确定 (8)

1.2.1 糖化方法的选择论证 (8)

1.3糖化工艺流程 (10)

1.3.1淀粉的液化（糊化） (10)

1.3.2糊化和糖化的控制 (12)

第2章工艺计算 (13)

2.1味精生产糖化阶段工艺流程 (13)

2.2糖化的主要工艺参数如下表2-1 (13)

2.3物料的计算 (13)

2.3.1 味精厂的总物料衡算 (13)

2.3.2主要工艺参数及经济指标 (14)

2.3.3 原料消耗的计算 (14)

2.3.4 蒸煮醪量的计算 (15)

第3章相关设备的计算与选型 (16)

3.1蒸煮设备 (16)

3.2糊化设备 (16)

3.3糖化设备 (17)

3.4车间设备数量 (18)

设计体会 (19)

参考文献 (19)

前 言

味精是利用微生物发酵生产的一个具有代表性的产品，生产工艺涉及种子培养、发酵、提取、脱色、离心和干燥等重要的单元操作和工程概念。通过对谷氨酸车间的工艺设计，可以加强对自己对所学知识的综合利能力。通过本毕业设计训练，可以提高自己理论联系实际的能力和工程设计方面的能力。

1. 味精的主要理化性质

味精又名麸氨酸钠，化学名称为L-谷氨酸一钠（C 5H 8NO 4Na·H 2O ）[1]，是氨基酸的一种，也是蛋白质的最终分解产物。现多采用微生物发酵的方法由粮食制成。从发酵液中提取得到的谷氨酸仅仅是味精生产中的半成品。谷氨酸盐与适量的碱进行中和反应，生成谷氨酸一钠，其溶液经过脱色、除铁、除去部分杂质，最后通过减压浓缩、结晶及分离，得到较纯的谷氨酸一钠的晶体，不仅酸味消失，而且有很强的鲜味（阈植为0.3 %）。 ① 味精的物理性质

味精是无色至白色的柱状结晶或白色的结晶性粉末。晶系结构为斜方柱状八面体。味精易容易水，不溶于乙醚、丙酮等有机溶剂，难溶于纯酒精。谷氨酸钠在水中的溶解度随温度的变化而改变（表1）。其相对密度为1.635[1]，视相对密度为0.80～0.83。比旋光度

[a]20D =+24.8°～+25.3°，氮含量为7.48 %，熔点为195 ℃（在125 ℃以上易失去结晶水），常温易脱湿，100～120 ℃稳定；120～130 ℃失去结晶水；130～170 ℃稳定；170～250 ℃分子内脱水；240～280 ℃热分解；280 ℃炭化。

表1-1谷氨酸钠在水中的溶解度

② 味精的化学性质

温度/℃ 谷氨酸钠/（g/100mlH 2O ） 温度/℃ 谷氨酸钠/（g/100mlH 2O ）

62.73 10

66.84 20

70.47 30 75.71 40 82.08

50 89.75 60 99.0 70 110.30 80 124.11

味精的相对分子质量为187.13g/mol，易溶于水。与酸盐反应生成谷氨酸盐，与碱反应生成谷氨酸二钠盐，主要的反应式如下：

C5H8NO4N a+HCl→C5H9O4N+NaCl (1)

C5H8NO4Na+NaOH→C5H7O4NNa2+H2O (2)

纯的味精外观为一种白色晶体状粉末。当味精溶于水（或唾液）时，它会迅速电离为自由的钠离子和谷氨酸盐离子（谷氨酸盐离子是谷氨酸的阴离子，谷氨酸则是一种天然氨基酸）。要注意的是如果在100 ℃以上的高温中使用味精，经科学家证明，味精在100 ℃时加热半小时，只有0.3％[2] 的谷氨酸钠生成焦谷氨酸钠，对人体影响甚微。还有如果在碱性环境中，味精会起化学反应产生一种叫谷氨酸二钠的物质。所以要适当地使用和存放。

2. 主要介绍任务内容、工厂特点、产品等

本设计是以精制淀粉（纯度为86%）为原料进行设计，使用一次喷射双酶法为糖化工艺，以实际工作日30天计算，日产味精60吨。对全厂物料、热量就行衡算，对糖化工段的罐体如调浆罐、储浆罐、维持罐、层流罐、糖化罐、储糖罐以及一些标准设备如液化喷射器、板框过滤机、板式换热器和泵等进行了详细计算，以确定它们的参数，便于设备布置图的绘制。下面详细表述：

1．任务内容：5000吨味精厂的设计。设计的内容主要包括设计方案，工艺计算，设备选型，成本预算，厂的总平面设计，各车间设备布置图及说明书。

2．工厂特点：味精是人们的日常用品，由于味精生产没有季节限制，所以工厂可以实现全年生产，但考虑到设备要进行维修，所以基本选定年生产天数为30天。工厂生产受环境和原料的限制比较大，所以选址要严格按照标准来进行。

3．味精特点：味精是谷氨酸的一种钠盐C5H8NO4Na ，为有鲜味的物质，学名叫谷氨酸钠，又叫麸氨酸钠，是氨基酸的一种，也是蛋白质的最后分解产物。有固体味精和液体味精两种。液体味精是未经炼成颗粒的味精原液，饮食业中以用固体味精为常见。味精是鲜味调味品类烹饪原料，以小麦、大豆等含蛋白质较多的原料经水解法制得或以淀粉为原料经发酵法加工而成的一种粉末状或结晶状的调味品，也可用甜菜、蜂蜜等通过化学合成制作。除含有谷氨酸钠外还含有少量的食盐，以含谷氨酸钠的多少(99%、95%、90%、80%)，分成各种规格。全国各地均有生产。据研究，味精可以增进人们的