年产10万吨味精工厂设计
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年产10万吨味精设计
一.文献综述
1.1味精的性质[1]
味精是谷氨酸的一种钠盐,为有鲜味的物质,学名叫谷氨酸钠,亦称味素。化学名α-氨基戊二酸一钠,是一种由钠离子与谷氨酸根离子形成的盐,是一种无嗅无色的晶体,对光和热稳定,无吸湿性,在232℃时解体熔化。其中谷氨酸是一种氨基酸,而钠是一种金属元素。生活中常用的调味料味精的主要成分就是谷氨酸钠。
摩尔质量169.111gmol-1 ,白色或近白色结晶性粉末,熔点225 ℃,易溶于水,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。微溶于乙醇。
1.2味精的作用与功能[2]
味精是一种增鲜味的调料,炒菜、做馅、拌凉菜、做汤等都可使用。一般用量为0.2%~0.5%。也可用作生化试剂。中国菜里用的最多,也可用于汤和调味汁。
味精对人体没有直接的营养价值,但它能增加食品的鲜味,引起人们食欲,有助于提高人体对食物的消化率。另外,味精中的主要成分谷氨酸钠还具有治疗慢性肝炎、肝昏迷、神经衰弱、癫痫病、胃酸缺乏等病的作用。
味精虽能提鲜,但如使用方法不当,就会产生相反的效果,会对人体有害。它在消化过程中能分解出谷氨酸,后者在脑组织中经酶催化,可转变成一种抑制性神经递质。当味精摄入过多时,这种抑制性神经递质就会使人体中各种神经功能处于抑制状态,从而出现眩晕、头痛、嗜睡、肌肉痉挛等一系列症状;有人还会出现焦躁、心慌意乱;部分体质较敏感的人甚至会觉得骨头酸痛、肌肉无力。长期过量食用味精可能导致视网膜变薄、视力下降,甚至失明。另外,过多的抑
制性神经递质还会抑制人体的下丘脑分泌促甲状腺释放激素,妨碍骨骼发育,对儿童的影响尤为显著。
1.3味精行业发展史[3]
1.3.1味精的发现
尽管味精广泛存在于日常食品中,但谷氨酸以及其它胺基酸对于增强食物鲜味的作用,在20世纪早期,才被人们科学地认识到。1907 年,日本东京帝国大学的研究员池田菊苗发现了一种,昆布(海带)汤蒸发后留下的棕色晶体,即谷氨酸。这些晶体,尝起来有一种难以描述但很不错的味道。这种味道,池田在许多食物中都能找到踪迹,尤其是在海带中。池田教授将这种味道称为“鲜味”。继而,他为大规模生产谷氨酸晶体的方法申请了专利。
1.3.2世界味精的发展
第一阶段:1866年德国人H·Ritthasen(里德豪森)博士从面筋中分离到氨基酸,他们称谷氨酸,根据原料定名 2 东北电力大学生物工程课程设计为麸酸或谷氨酸(因为面筋是从小麦里提取出来的)。1908年日本东京大学池田菊苗试验,从海带中分离到L—谷氨酸结晶体,这个结晶体和从蛋白质水解得到的L—谷氨酸是同样的物质,而且都是有鲜味的。
第二阶段:以面筋或大豆粕为原料通过用酸水解的方法生产味精,在1965年以前是用这种方法生产的。这个方法消耗大,成本高,劳动强度大,对设备要求高,需耐酸设备。
第三阶段:随着科学的进步及生物技术的发展,使味精生产发生了革命性的变化。1965年以后我国味精厂都自采用以粮食为原料(玉米淀粉、大米、小麦淀粉、甘薯淀粉)通过微生物发酵、提取、精制而得到符合国家标准的谷氨酸钠,为市场上增加了一种安全又富有营养的调味品,用了它以后使菜肴更加鲜美可口。
1.3.3我国味精工业发展史
1925年,吴蕴初将自己的生产工艺公开,以做好向欧美行销的准备。1926~1927年吴蕴初还将“佛手牌”味精的配方、生产技术等,向美、法等化学工业发达国家申请专利,并获批准。这也是中国历史上,中国的化学产品第一次在国外申请专利。
1926年,佛手牌味精获得美国费城世界博览会金奖。1930年,1933年,吴蕴初的味精继续在世界博览会上连续获得奖项,佛手牌味精打入了欧洲等海外市场。日本“味之素”在东南亚的市场也被中国产品取代。按照北洋政府的专利法,吴蕴初的味精专利可以享有5年的专利保护。1926年,吴蕴初宣布,放弃味精的国内的专利,希望全国各地大量仿造生产。此后,国内各地先后出现了十几个味精品牌,国货味精市场极大繁荣,日本3东北电力大学生物工程课程设计的“味之素”除了在日本关东军占领的我国东北地区外,在中国的其他地区再也难见踪影。
1926年佛手牌味精参加在西班牙举办的国际博览会上,获得金奖。1930年,“佛手”味精赴比利时列日产业科学世界博览会,又获大奖。1933年,美国芝加哥世博会,主题为“一个世界进步”。吴蕴初紧扣主题制作了“百年中国调味品也之进步”的宣传手册,以及红木的展示台。由于产品品质优异,加上宣传到位,“佛手”味精再获大奖。之后,味之素公司成立,致力于味精的生产与产品在日本市场的销售。「味之素」意味着「味觉的元素」。1947年,味精登陆美国市场,命名为:Ac'cent flavor enhancer。
现代的味精商业化生产是通过淀粉,甜菜,甘蔗培养基发酵生产的。2001年,味精的销售量达到大约有150万吨,比上年增长了4%。在欧美国家老一套的看法中,味精总是与中餐馆的食物联系到一起。而事实上,现在在美国销售的许多种普通食品中都能找到味精的踪迹:大多数美国产罐装汤,如美国汤品生产商金宝汤公司的汤类产品(部分低钠产品除外) ,大多数美国产肉鸡肉牛产品,如史云生(部分低钠产品除外) ,大多数美国产薯条产品,其它的许多零食产品,众多的冷冻食物,快餐产品,如各种调味品。
二.味精生产工艺概述[4]
2.1味精的加工工艺发展
其实味精的历史不长,从发现至今还不到百年,和源远流长的油、盐、酱、醋、酒等调味品相比,味精只能算是个蹒跚学步的幼儿。味精早期生产是利用蛋白质水解法制取。将面粉制成含蛋白质较多的面筋,或用豆饼加盐酸溶液加热,使蛋白质完全水解生成含谷氨酸的溶液,再浓缩使之结晶。
五十年代起人们采用糖和氮肥(硫铵、氨水、尿素等)为原料,利用细菌发酵法制谷氨酸。该法卫生又经济, 每百斤糖可制谷氦酸五十多斤,因而迅速推广成为目前生产味精的主要方法。
2.2味精生产全过程可划分为糖化、发酵、提取谷氨酸晶体、精制得谷氨酸钠晶体四个工艺阶段:
2.2.1调浆→糖化工艺
淀粉、水→调浆(加Na
2CO
3
和淀粉酶)→喷射液化→保温灭菌→过滤→
层流罐→贮罐→冷却→糖化
2.2.2发酵→提取谷氨酸晶体工艺
冷却→发酵罐发酵→冷却→等电点中和→谷氨酸晶体→加水溶解→二次中和→得谷氨酸钠溶液
2.2.3精制得谷氨酸钠晶体工艺
活性炭脱色→过滤→离子交换脱金属离子→浓缩→蒸发结晶→分离出湿味精→干燥→得晶体味精→筛选→分装
三.总物料衡算
年产10万吨(99%占80%,80%占20%),原料为24%葡萄糖液,产酸率为10.2g/dl,糖酸转化率54%,谷氨酸提取率93%,谷氨酸钠收率94%,发酵周期