年产50000吨谷氨酸钠工厂工艺设计

3工厂平面图设计
3.1厂区总平面设计原则
车间的布置主要是根据每个车间的物料流向来安排，也要根据车间 的长宽来作最终的确定。而原料车间是每天都必须有物料流进来的，必
须有大型通道，成品也必须尽快运出去，还有锅炉房都是需要大量的燃 料，所以它们设置在一条大型通道上，而且有一个大的转弯圈设计在里 面。为了节省材料和财物，车间也不能离的太远，最后一些三废处理也 远离生活区，也必须要离三废的出处要较近，所以设置在厂的东侧。
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[4]。
4.3.2淀粉水解糖制备
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，国内许 多味精厂采用双酶法制糖工艺。
12
重油间
500
13
绿化带
1500
14
实验场
250
15
发酵车间
1600
16
水解调浆车间
800
17
发酵
800
18
污水处理站
800
19
有机肥料
400
20
环保
400
21
原料库
1500
22
精制车间
800
23
干燥包装车间
800
24
成品库
1500
25
花坛
200
4生产工艺设计
4.1生产方案
本项目采用玉米浆为发酵原料，来源广泛，价格低廉。采用双酶法 糖化，中初糖发酵流加高糖，等电点-离子交换提取的工艺获得高纯度 的味精。
味精的生产历史悠久,生产方法也不尽相同,但是随着社会的发展,人 们对味精的需求量也在不断上升,但是味精的生产必然会造成一定的环 境压力,为了调节好味精大批量生产和环境保护二者之间的关系,我们有 必要探索一条既有较低的生产成本，从而实现较高的经济价值，又能够 取得较好的环境保护效果的现代化味精生产之路,以满足现代社会对味 精的需求,实现可绿色的持续发展。
1.2谷氨酸钠生产状况
至今，中国人使用味精的时间已有80余年。早期味精是由酸法水解 蛋白质进行制造的，自从上世纪五十年代年日本用发酵法生产以后，发 酵法生产迅速发展，目前世界各国均以此法进行生产。我国直到1965年 才实现谷氨酸的发酵法生产新途径。我国作为世界第一粮食生产大国， 淀粉在国内不仅价格低廉而且能确保供应，而且淀粉作为生产谷氨酸的 起始原料，其价格远远低于谷脘粉，因此，该新法在我国迅速得到普 及。味精主要在中国、日本、泰国、法国、巴西等地生产，其中，亚洲 的味精产量占世界总产量的90%。从1994年起，我国味精年产量跃居世 界第一，也是世界上最大的谷氨酸钠出口国，且每年的增长率为10％～ 20%。据国内有关部门估计，至2005年，我国味精产量及谷氨酸发酵能 力均占全球同类产品产量的3/4的份额[1]。而想要做精做强,须另辟蹊 径，由于味精为微利产品，只有生产规模越大，厂家才能真正盈利，和 产业的稳定发展，是我国味精生产更有竞争力[2] 。
2.2.3气候条件
长春德惠市地处中国东北长春平原腹地，市区海拔在250--350米之 间，地势平坦开阔。属北中温带大陆性季风气候区，在全国干湿气候分 区中，地处湿润区向亚干旱区的过渡地带。气温自东向西递增，降水自 东向西递减。春季干燥多风，夏季湿热多雨，秋季天高气爽，冬季寒冷 漫长，具有四季分明，雨热同季，干湿适中的气候特征，为人类开发和 利用大自然提供了良好的气候环境。气候的大陆性强，气温的年差较 大。冬季的气温低于同纬度地区，夏季则高于同纬度地区。气候东西过 渡，热量水分适中。由于长春德惠市处于吉林省东部山地向西部松嫩平 原的过渡地带，所以具有东部山区湿润气候向西部半干旱气候过渡的特 征。过渡性气候使长春市的光照充足，热量条件优于东部，而雨水条件 又好于西部，为农业生产提供了良好的气候条件。
本厂年产50000吨味精，味精纯度99％，根据市场的消费状况，生 产晶体味精70%，粉体味精30%。生产期300天，无淡旺季节之分，一天3 班，每班8小时。
4.2工艺流程
生产总工艺流程图见附图2
空气 菌种 原料 空气压缩机 预处理 斜面培养 摇瓶扩大培养 冷却 水解 除铁 离心 沉淀 发酵 配料 过滤 气液分离 种子罐扩大培养 过滤 淀粉水解糖 过滤除菌 脱色 浓缩结晶
目录
1前言
1.1谷氨酸钠简介 1.2谷氨酸钠生产状况
2厂址选择
2.1厂址选择的依据 2.1.1原料 2.1.2周围环境 2.1.3地势 2.1.4劳动力来源丰富 2.1.5具有废物处理设施
2.2厂址选择的条件 2.2.1地理位置 2.2.2交通与运输 2.2.3气候条件 2.2.4经济条件
3工厂平面图设计
长春德惠市年平均气温4.4°C，最高温度39.5°C，最低温 度-39.8°C,日照时间2,695.2小时。夏季，东南风盛行，也有渤海补充 的湿气过境。年平均降水量520毫米，夏季降水量占全年降水量的60%以 上；最热月（7月）平均气温22℃。秋季，可形成持续数日的晴朗而温 暖的天气，温差较大，风速也较春季小，利于粮食作物是生长，也适宜 于农业和工业开发。
地势应基本平坦，厂区标高应高Fra Baidu bibliotek通常最高洪水水位，且能保障排 水顺利。
2.1.4劳动力来源丰富
本次设计的味精厂的规模属于中上规模，所需的劳动力较大，应该 选择劳动力较密集的地方，应靠近城镇或居民集中点。
2.1.5具有废物处理设施
味精生产所产生的废水、废渣等的处理，要有专门的处理排放，而 不对周围的环境、生态造成危害。
2厂址选择
2.1厂址选择的依据
2.1.1原料
本次设计用到的原料是玉米，所以要选择进玉米生产地的地方，一 般在郊区会比较方便，运输费用也比较低，降低了成本。
2.1.2周围环境
厂区周围有良好的卫生环境厂区附近不得有有害气体、粉尘和其他 扩散性的污染源，厂址不应设在受污染河流的下游和传染病医院近旁。
2.1.3地势
艺设计
设计说明书
--年产50000吨谷氨酸钠工厂工
学院： 专业：生物工程 姓名： 学号： 日期：2014年06月20日
摘要: 谷氨酸钠俗称味精，是人们熟悉并普遍采用的鲜味剂, 为一种安全可靠的食品添加剂。 我国作为最大的谷氨酸钠出口国，采用发酵法生产谷氨酸钠每年的产量增长率为10％～20%，谷 氨酸钠的发酵生产具有良好的发展前景。 关键字：谷氨酸钠、双酶法、发酵生产
3.2工厂厂区总平面设计
由风玫瑰图得出，此地主要风向为西南风少有东风，故厂房的设计 充分考虑到本地风向问题，特将污水处理单元建在厂区东面，行政管理 及后勤职能部门建在厂区西面。为保证生产中的能源供应，将生产辅助 车间及动力车间布置于厂区的北侧，紧邻生产车间。将生产及包装车间 布置于厂区中央和南侧。成品库紧邻包装车间，原料库接近生产车间， 并临近道路，便于生产、储存和运输。
2.2.4经济条件
生产本产品是原材料是淀粉质原料、糖质原料、纤维质原料，其中 淀粉质原料是生产味精的主要原料，我国发酵味精80%是用淀粉质原料 生产的，其中以甘薯干等为原料的约占45%，大米等谷物为原料的约占 35%。本次设计所选用的原料是淀粉质原料，综合考虑本地的原料来源 和成本情况.玉米是首选，因其价廉物美，且易获得。但玉米发酵成淀 粉，要考虑用到多种酶，如a-淀粉酶、糖化酶等。此外，硫酸铵和硫酸 等辅料也是要计算考虑的。
1.1谷氨酸钠简介
谷氨酸钠俗称味精，是人们熟悉并普遍采用的鲜味剂，由大豆、小 麦面粉及其他含蛋白较高的物质，经由淀粉发酵法制成，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。联合国粮农组织和世界卫生组织食品添加剂专家联合委 员会第十九次会议，宣布取消对味精的食用限量，再次确认为一种安全 可靠的食品添加剂，也是世界上应用范围最广、产销量最大的一种氨基 酸。且据研究；味精可以增进人们的食欲，提高人体对其他各种食物的 吸收能力，对人体有一定的滋补作用。因为味精里含有大量的谷氨酸， 是人体所需要的一种氨基酸，96％能被人体吸收，形成人体组织中的蛋 白质。它还能与血氨结合，形成对机体无害的谷氨酰胺，解除组织代谢 过程中所产生的氨的毒性作用。又能参与脑蛋白质代谢和糖代谢，促进 氧化过程，对中枢神经系统的正常活动起良好的作用。
3.2.1道路和运输设计
厂内道路采用循环式布置，即道路绕厂房、建筑物的闭合系统的道 路网，同时要满足人流、物流的运输方便、安全和高效的要求。本厂共 开两扇门（工厂平面图）：左侧围正门，用于员工出入；右侧为后门， 用于原材料及成品的运输。将人流、货流通道分开，避免交叉。
3.2.2环保措施
厂内开辟与绿化带、花坛、建筑周围有绿化带围绕，绿化环保措施 良好。
2.2厂址选择的条件
此厂将建立在长春德惠市郊区，环境优美，交通便利，便于原料及 产品的运输。
2.2.1地理位置
选择的厂址在吉林省长春市德惠市。德惠市是国家“高优高”农业 示范区，素有“北国粮仓”之美誉。资源丰富，森林、草地植被覆盖率 达19.5%，环境优美。全市有耕地21.4万公顷，盛产玉米、水稻、大 豆、高粱，是国家重点商品粮基地。先后被国家命名为粮食生产先进 市、菜篮子工程先进市、中国松花江大米之乡。粮食产量及质量高，丰 富的粮食资源可为本厂的生产提供源源不竭的优质原料。
3.1厂区总平面设计原则 3.2工厂厂区总平面设计
3.2.1道路和运输设计 3.2.2环保措施 3.3年产50000t的谷氨酸钠工厂总平面布置图 3.4主要建筑物
4生产工艺设计
4.1生产方案 4.2工艺流程 4.3基本步骤
4.3.1 原料的预处理 4.3.2淀粉水解糖制备 4.3.3种子扩大培养及谷氨酸发酵 4.3.4 谷氨酸的提取 4.3.5谷氨酸制取味精及味精成品加工
5工艺计算
5.1味精工厂发酵车间的物料衡算 5.1.1谷氨酸发酵工艺流程示意图 5.1.2工艺技术指标及基础数据 5.1.3谷氨酸发酵车间的物料衡算 5.1.4 50000t/a味精厂发酵车间的物料衡算表
5.2热量衡算 5.2.1谷氨酸发酵的热量衡算 5.2.2生产过程耗用蒸汽衡算汇总衡算结果
总结
1前言
3.3年产50000t的谷氨酸钠工厂总平面布置图
谷氨酸钠工厂厂区总平面布置图见附表1。
3.4主要建筑物
编号
表1 谷氨酸钠工厂建构筑物明细表
名称
1
实验室
2
行政楼
3
食堂
4
机修
5
停车场
6
变电所
规格 500 2000 600
400 200
7
锅炉房
200
8
动力站
200
9
储水池
200
10
化盐池
200
11
站台
200
4.3.3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，发酵车间内 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。
等电点调节 离心
过滤 干燥 大结晶 干燥 母液 小结晶 粗谷氨酸
拌盐粉碎 粗谷氨酸 离子交换处理 成品味精 粉状味精 溶解 中和制味精 粗谷氨酸溶液
图2 味精生产总工艺流程图
上图清楚地表达了从原料的投入到味精产品产出的整个生产工艺过 程[3]。
4.3基本步骤
4.3.1 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。
2.2.2交通与运输
此厂将建立在长春德惠市，处于吉林省中北部，松辽平原中部腹 地，长春、哈尔滨、吉林市、松原四大城市重心上。处于东北物流中心
大连—沈阳—长春—哈尔滨经济带上。市区地理位置优越、交通便捷， 位于长春、吉林、哈尔滨三大城市之间，京哈铁路、京哈高速公路、哈 大高速铁路、102国道等东北物流大动脉平行从区内穿过，纵贯全境百 余公里，便于产品和生产资料的运输。