三万吨谷氨酸工厂设计

一前言

1.1性质

谷氨酸（α-氨基戊二酸）由两个羧基等组成的酸性氨基酸。

中文名谷氨酸CAS登录号56-86-0

英文名glutamic acid EINECS登录

200-293-7

号

化学式C5H9NO4 熔点205℃

分子量147.13076

1.2生物合成途径

1.3用途

谷氨酸是组成蛋白质的20种氨基酸之一，谷氨酸为世界上氨基酸产量最大的品种。医学上谷氨酸主要用于治疗肝性昏迷等病症。谷氨酸是构成蛋白质的氨基酸之一，虽然它不是人体必须的氨基酸，但它可作为碳氮营养参与机体代，有较高的营养价值。食品中，用于味精生产，味精的成分是谷氨酸钠。游离态的谷氨酸普遍存在于日常食物中，是人体中自然代的一种产物。

1.4谷氨酸的发展前景

目前我国谷氨酸总发酵能力已接近160万吨，约占全球谷氨酸产能的75%;而日本的谷氨酸产能，即包括日本味之素株式会社在本土和海外分公司产能在的合计只有不到60万吨;国的谷氨酸发酵能力在20万～25万吨。再加上我国地区的谷氨酸发酵能力，可以认为，亚洲谷氨酸厂商基本上主宰了国际谷氨酸市场。

我国也已取代日本成为全球最大的味精(谷氨酸钠)出口国。而西方国家逐渐改变对味精使用的观念，估计对今后的谷氨酸市场将是一大利好。

目前国谷氨酸的供给主要由味精生产企业提供，味精生产企业在满足自己的原料需求后对外有少量供给，味精以外用谷氨酸主要由化工企业提供，但在规模上无法与味精企业相比。因此，我国谷氨酸行业的供给和需求以味精生产为主，其他行业的需求量相对味精消耗量还比较小。

经过几十年时间国市场的不断洗牌，我国谷氨酸生产企业已从上世纪80年代初的

200~300家小企业，缩减为2013年的80多家。年产量在1万吨以上的有17家，产量在5万吨以上者仅有七八家，包括有莲花集团、菱花集团、雪花公司，红梅集团、星湖公司、飞亚集团、菊花公司和梅花公司等。此外，快鹿公司与义乌市蜜蜂公司的产量近几年来增长较快。

我国已成为氨基酸产品的‘世界工厂’，主要品种基本齐全，谷氨酸产量位居世界第一，但是产业创新品种较少，产品研发能力弱；资源能源消耗大，环境问题比较突出；工艺技术相对落后，发酵产率和转化率低，经济效益低下，仅靠能源及较低的生产成本优势，难以与世界氨基酸生产强国竞争。”记者从2011年国际氨基酸产业创新与联盟发展高峰论坛上获悉，我国氨基酸产业亟待通过加快技术创新，实现产业强国梦。

中国生物发酵产业协会理事长石维忱与会致辞时指出，氨基酸作为食品、医药、饲料的添加剂，在食品工业、农业、畜牧业，以及人类健康、保健、化妆品行业方面，发

挥了越来越广泛的作用。2010年，我国氨基酸工业总产量超过300万吨，其宗氨基酸产品谷氨酸及其盐产量达220万吨，占世界总产量的70%以上，居世界第一；年总产值487亿元，其中，新产品产值达22亿元，是2009年新产品产值的7.6倍；赖氨酸及其盐产量达70多万吨，较2009年增长16.6%，产量居世界前列；氨酸2010年产量达10万吨，较2009年增长1倍；其他高附加值的小品种氨基酸市场需求量增加。目前我国氨基酸产业规模以上生产厂家已达近百家，年产值448亿元，利税50多亿元，已成为氨基酸产品的“世界工厂”，在国际上占有举足轻重的地位。

但与国外氨基酸产业相比，我国氨基酸产业明显存在产品结构不合理、主要生产技术指标落后、生产成本较高等问题，离真正意义上的发酵强国尚有不小的距离。

一是创新品种较少，产品研发能力弱。我国拥有自主知识产权的新型氨基酸产品相对较少，新兴产品比例相对较低，新产品产业化能力较弱；装备自动化和国产化水平较低，生产工艺和技术水平与国际先进水平相比还有一定差距，关键技术仍需要突破，国际竞争力不足，自主创新能力的建设亟待加强和提升。

二是资源能源消耗大，产业资源综合利用水平不高，环境问题比较突出。主要表现为原料利用率不高，废弃物排放量较大，资源综合利用深度不够和副产品附加值较低，目前一些发达国家原料利用率已达到99%，而我国平均水平在95%，节能环保方面与世界的差距还很大。

三是工艺技术相对落后，发酵产率和转化率低。我国氨基酸生产企业众多，但是规模相对较小，工艺相对落后，许多技术仅停留在实验室阶段，还不能直接转化为生产力。为此，我国氨基酸行业必须加快科技创新，降低能耗，提高资源综合利用率，破除产业发展所面临的环境约束，实现由“产业大国”向“产业强国”的转型。

本设计是是在校期间最后一次大型作业，是对大学四年学习的总结.通过毕业设计，我对所学理论知识有了更深一步的了解,使专业知识系统化.使我进一步锻炼查阅文献、设计计算等综合能力，为我走上工作岗位奠定了基础。

2.设计总论

2.1 设计目的

通过本设计，学习并掌握独立检索文献的方法、发酵工厂设计中衡算及设备选型的计算方法；具备独立制定设计工艺方案的能力以及工程制图能力，并由此形成初步的发

酵工厂设计能力；能够运用本专业知识独立解决一般的发酵工程技术问题；提高综合素质，培养创新能力和实践能力。

2.2 设计任务

以玉米为原料,年产三万吨谷氨酸工厂设计，生产天数为320天，不间断生产。2.3 设计要求

2.3.1 衡算

物料衡算、热量衡算、水衡算和设备选型的计算.

2.3.2 绘图

绘制工程图纸（1号图5）：

①全厂平面布置图（一）；

②工艺流程图（二）；发酵车间、提取车间；

③发酵罐剖面图一；

④车间俯视图一；

⑤成品车间平面图一。

3. 厂址选择

3.1 厂址选择的原则

1）建厂靠近原料地或交通方便的地方，但尽量不占良田，节约资源。

2）要有充足水源，水质应符合谷氨酸生产的需要；

3）要有可靠的供电保证。谷氨酸工厂用电量大，尽可能靠近电厂；

4）所选厂址周围应有良好的卫生环境。根据谷氨酸厂的生产特点，厂址选择在空气质量要好以满足发酵谷氨酸生产的需要；

5）要有合理的“三废”处理设施；

3.2 厂址的确定

正定县位于省西南部。北距首都258千米，距新港350千米，东距黄骅港300千米，南与省会市市区相接。境有京广高铁、京广铁路、107国道、京深高速公路纵贯南北，石德铁路、石太铁路、307国道、石黄高速公路穿境而过，坐落境的机场已开通20多条国外航。原料运输方便；正定正处于发展阶段，有广阔的销售市场；正定有充足的地下