【正文】 學(xué)池田菊苗實(shí)驗(yàn)，從海帶中分離到L谷氨酸結(jié)晶體，這個(gè)結(jié)晶體和從蛋白質(zhì)水解得到的L谷氨酸是同樣的物質(zhì)，而且都是有鮮味的。第二階段：以面筋或大豆粕為原料通過(guò)水解的方法生產(chǎn)味精，在1965年以前都是用這種方法生產(chǎn)的。這個(gè)方法消耗大，成本高，勞動(dòng)強(qiáng)度大，對(duì)設(shè)備要求高，需耐腐酸設(shè)備。第三階段：隨著科學(xué)的進(jìn)步及生物技術(shù)的發(fā)展，使味精生產(chǎn)發(fā)生了革命性的變化。自1965年以后我國(guó)味精廠(chǎng)都采用以糧食為原料（玉米淀粉、大米、小麥淀粉、甘薯淀粉）通過(guò)微生物發(fā)酵、提取、精制而得到符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的谷氨酸鈉，為市場(chǎng)上增加了一種安全又富有營(yíng)養(yǎng)的調(diào)味品，用了它以后是菜肴更加鮮美可口[2]。 味精的理化性質(zhì)味精即谷氨酸鈉，是L谷氨酸的單鈉鹽，又稱(chēng)味素，學(xué)名α氨基戊二酸鈉，含有一分子的結(jié)晶水，分子式為NaC5H8O4NH2O。味精和谷氨酸都有旋光性，有D型及L型二種光學(xué)異構(gòu)體。當(dāng)D型與L型相等時(shí)，發(fā)生消旋，稱(chēng)為DL型。在動(dòng)植物體中存在的谷氨酸都是L型，用蛋白質(zhì)水解法及發(fā)酵法生產(chǎn)的谷氨酸鈉也都是L型，而用化學(xué)合成法生產(chǎn)的谷氨酸為DL型[3]。味精的主要物理性質(zhì)：（1） 性狀 味精是無(wú)色至白色的柱狀晶體或白色的結(jié)晶性粉末；（2） 結(jié)晶系 斜方晶系，柱狀八面體。軸角α=β=γ=90o，軸長(zhǎng)a≠b≠c；（3） 密度 ，～；（4） 溶解度及其他 不溶于酒精、乙醚及丙酮等有機(jī)溶劑，易溶干水，；熔點(diǎn)為195℃；在120℃以上逐漸失去分子中的結(jié)晶水；。味精的主要化學(xué)性質(zhì)是：（1） 與酸作用，生成谷氨酸或谷氨酸鹽酸鹽；（2） 與堿作用，生成谷氨酸二鈉鹽，加酸后又生成單鈉鹽；（3） 長(zhǎng)時(shí)間受熱會(huì)引起分子內(nèi)失去水生成焦谷氨酸鈉；（4） 水溶液中解離。 味精生產(chǎn)常用設(shè)備常用設(shè)備:(1) 糖化設(shè)備：水解鍋 糖化罐 連續(xù)液化噴射器(2) 培養(yǎng)基連消設(shè)備：維持罐 連消塔 熱交換器 (3) 空氣凈化除菌設(shè)備：空氣壓縮機(jī) 空氣換熱器 氣液分離器 空氣過(guò)濾器(4) 發(fā)酵罐(5) 等電點(diǎn)罐(6) 中和脫色槽 樹(shù)脂交換柱(7) 真空結(jié)晶罐(8)常用容器設(shè)備：整體玻璃鋼制容器[4] 味精的各種制法 水解提取法1植物蛋白質(zhì)水解以植物蛋白，如面筋等為原料，加入酸后進(jìn)行水解，使原料中的植物蛋白水解成多種氨基酸，然后分離出谷氨酸，再制成味精，此法為傳統(tǒng)工藝[5]。2 從甜菜糖蜜提取法 甜菜中的谷氨酸一般是以谷氨酰胺按的形式存在，在制造過(guò)程中，用石灰處理時(shí)轉(zhuǎn)化為焦谷氨酸。因此，存在于糖蜜中的焦谷氨酸被堿水解后轉(zhuǎn)化為谷氨酸； 合成法主要包括以糠醛，丙烯晴和環(huán)戊二烯為原料的合成法等。該法的優(yōu)點(diǎn)是不用糧食，采用石油廢氣，但生產(chǎn)過(guò)程中需用高壓(200大氣壓)、高溫(120176。C以上)、有毒(氯氰酸)、易燃(溶劑)。設(shè)備投資大(比發(fā)酵法高1倍以上)，生產(chǎn)工藝復(fù)雜、危險(xiǎn)等。半成品消旋谷氨酸還要進(jìn)行分割，年產(chǎn)量少于5000t者不經(jīng)濟(jì)。故生產(chǎn)上很少使用[6]。該原料來(lái)源廣闊，可利用各種淀粉或野生物淀粉、甘蔗、糖蜜、甜菜糖蜜、石油化工產(chǎn)品醋酸、乙醇等。而且設(shè)備一般，腐蝕性低，勞動(dòng)強(qiáng)度小，可自動(dòng)化、連續(xù)化生產(chǎn)、收率高、成本比水解法低30～50%等優(yōu)點(diǎn)。因此，發(fā)酵法是目前生產(chǎn)味精的主要方法[7]1925年，吳蘊(yùn)初將自己的生產(chǎn)工藝，以做好向歐美行銷(xiāo)的準(zhǔn)備。1926～1927年吳蘊(yùn)初還將“佛手牌”味精的配方、生產(chǎn)技術(shù)等，向英、美、法等化學(xué)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家申請(qǐng)專(zhuān)利，并獲得批準(zhǔn)。這也是中國(guó)歷史上中國(guó)的化學(xué)產(chǎn)品第一次在國(guó)外申請(qǐng)專(zhuān)利。1926年，佛手牌味精獲得美國(guó)費(fèi)城世界博覽會(huì)金獎(jiǎng)。1930年，1933年，吳蘊(yùn)初的味精繼續(xù)在世界博覽會(huì)上連續(xù)獲得獎(jiǎng)項(xiàng)，佛手牌味精打入了歐洲等海外市場(chǎng)。日本“味の素”在東南亞的市場(chǎng)也被中國(guó)產(chǎn)品取代[8]。按照北洋政府的專(zhuān)利法，吳蘊(yùn)初的味精專(zhuān)利可以享有5年的專(zhuān)利保護(hù)。1926年，吳蘊(yùn)初宣布，放棄味精的國(guó)內(nèi)的專(zhuān)利，希望全國(guó)各地大量仿造生產(chǎn)。此后，國(guó)內(nèi)各地先后出現(xiàn)了十幾個(gè)味精品牌，國(guó)貨味精市場(chǎng)極大繁榮，日本的“味の素”除了中在日本關(guān)東軍占領(lǐng)的我國(guó)東北區(qū)外，在中國(guó)的其他地區(qū)在也難見(jiàn)蹤影[9]。1925年，因有了聲勢(shì)浩大的五卅運(yùn)動(dòng)相助，日貨更受抵制，本來(lái)無(wú)力與味精競(jìng)爭(zhēng)的“味の素”更趨于頹萎，連南洋的華僑也棄日貨“味の素”，改用了國(guó)貨味精。佛手牌味精不但打入了南洋各國(guó)市場(chǎng)，而且很快就成了該市場(chǎng)的緊俏商品。1926年，“佛手”味精由中國(guó)選送至美國(guó)費(fèi)城和賓州世界博覽會(huì)參展，即以純正的中國(guó)制造和典型的東方藝術(shù)色彩包裝贏(yíng)得了參觀(guān)者的青睞[10]。經(jīng)過(guò)評(píng)審，大會(huì)評(píng)審團(tuán)“以天廚味精廠(chǎng)對(duì)食品改善的貢獻(xiàn)”授予中國(guó)調(diào)味品制造商以大獎(jiǎng)證書(shū)。1926年佛手牌味精參加在西班牙舉辦的國(guó)際博覽會(huì)上獲得金獎(jiǎng)。1930年，“佛手”味精赴比利時(shí)列日產(chǎn)業(yè)科學(xué)博覽會(huì)又獲大獎(jiǎng)。1933年美國(guó)芝加哥世博會(huì)，主題為“一個(gè)世紀(jì)的進(jìn)步”。吳蘊(yùn)初緊扣主題制作了“百年中國(guó)調(diào)味品也之進(jìn)步”的宣傳手冊(cè)，以及紅木的展示臺(tái)。由于產(chǎn)品品質(zhì)優(yōu)異，加上宣傳到位，“佛手”味精再獲大獎(jiǎng)。我過(guò)味精生產(chǎn)情況我國(guó)味精生產(chǎn)始于1923年，從1965年至2007年，42年間，味精產(chǎn)量增加470多倍，%，中國(guó)已成為味精生產(chǎn)大國(guó)。目前，各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)已達(dá)到或接近世界先進(jìn)水平。味精生產(chǎn)區(qū)域結(jié)構(gòu)隨著味精行業(yè)的快速發(fā)展也在不斷發(fā)生變化[11]。20022008年間，我國(guó)味精行業(yè)CR10占有率由44%提升到78%；截至2009年末，具有生產(chǎn)能力的企業(yè)將從原有的100多家急劇縮減，75%的味精由4萬(wàn)噸以上的12家企業(yè)供應(yīng)。市場(chǎng)明顯向阜豐等優(yōu)勢(shì)企業(yè)靠攏。從行業(yè)發(fā)展規(guī)律來(lái)看，經(jīng)過(guò)近90年的發(fā)展，我國(guó)味精已經(jīng)形成大的味精巨頭，味精行業(yè)的集中度也在穩(wěn)步提高。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，2010年前8個(gè)月，%；，%[12]。意義基于味精需求量之大、前景之好。工藝是要不斷創(chuàng)新、不斷尋求更高效合理的生產(chǎn)途徑及更環(huán)保的生產(chǎn)方法的，而原有味精生產(chǎn)工藝在某些方面不夠理想，因此在這里加以改進(jìn)，并在原有味精生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)結(jié)合新工藝、新技術(shù)，使味精的生產(chǎn)在某些方面達(dá)到一個(gè)突破，使整個(gè)流程更加完善。目標(biāo)通過(guò)對(duì)上述研究?jī)?nèi)容的探索與研究，達(dá)到對(duì)味精工廠(chǎng)初步工藝設(shè)計(jì)關(guān)于如下方面的了解：(1)原料粉碎、液化、糖化、擴(kuò)培、發(fā)酵、提取、精制、污水處理。(2)與上述工序配套的設(shè)備、自控、電氣、土建、給排水管道等[13]。優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)第二章 全場(chǎng)設(shè)計(jì)概論 味精的設(shè)計(jì)依據(jù)及主要技術(shù)參數(shù) 味精的產(chǎn)品規(guī)格1 外觀(guān)和感觀(guān)要求味精為無(wú)色～白色柱狀晶體或白色結(jié)晶性粉末，有光澤，無(wú)肉眼可見(jiàn)雜質(zhì)，具有特殊鮮味，無(wú)異味[12]。2 理化要求 理化要求符合表1規(guī)定表1 味精理化要求項(xiàng)目指標(biāo)含量(%)≥透光率(%)≥98比旋光度[α]D20+176。～+176。氯化物(以Cl計(jì))≤PH～干燥失重(%)≤砷(As)(mg/kg)≤重金屬(以Pb計(jì))(mg/kg)≤10鐵(Fe)(mg/kg)≤5鋅(Zn)(mg/kg)≤5硫酸鹽(以SO4計(jì))(%)≤3 味精衛(wèi)生國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB 2720－84 產(chǎn)品規(guī)格味精按種類(lèi)可分為: 含鹽味精和特鮮(力)味精。味精按大小可分為:80目、50目、30目。 味精工廠(chǎng)設(shè)計(jì)的主要技術(shù)參數(shù)4萬(wàn)噸商品味精產(chǎn)品中，純度為99%味精占80%純度為80%味精占20%表2 味精工廠(chǎng)設(shè)計(jì)的主要技術(shù)參數(shù)序號(hào)生產(chǎn)工序參數(shù)名稱(chēng)指標(biāo)1制糖(雙酶法)淀粉糖化轉(zhuǎn)化率%982發(fā)酵產(chǎn)酸率 g/dl3發(fā)酵糖酸轉(zhuǎn)化率 %4谷氨酸提取提取收率 %945精制收率 %956發(fā)酵操作周期 h42487發(fā)酵倒灌(發(fā)酵失敗)率 % 味精生產(chǎn)預(yù)采用的工藝流程玉米淀粉 水淀粉乳 液化酶調(diào)漿一次噴射液化承受罐 閃冷 包裝 層流罐液化 過(guò)篩 冷卻 濕味精 糖化酶 三足分離機(jī)滅酶 助晶槽冷卻 待用 結(jié)晶母液 結(jié)晶罐過(guò)濾 脫色液葡萄糖液 反洗 一次脫色 ～ KCl KH2PO4 MgSO4配料 玉米漿 糖蜜 生物素 正洗 顆粒炭柱滅菌 低流分 樹(shù)脂柱除鐵 液氨 無(wú)菌空氣 無(wú)菌濃縮糖 高流分 上氨水 前流分 二次脫色發(fā)酵 二級(jí)種子 一級(jí)種子 斜面 上柱吸附 去環(huán)保 一次脫色發(fā)酵液 雙效換熱 母液一步中和 上清 臥式離心機(jī) 晶種 沉降 谷氨酸育晶 谷氨酸 錐蘭分離機(jī) 母液 谷氨酸 二步中和 降溫?cái)嚢? 堿 蒸汽 水 圖1 味精生產(chǎn)工藝流程示意圖優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)第三章 基礎(chǔ)恒算 物料恒算物料衡算是根據(jù)質(zhì)量守恒定律而建立起來(lái)的，物料衡算是進(jìn)入系統(tǒng)的全部物料重量等于離開(kāi)該系統(tǒng)的全部物料重量，即：∑F=∑D+W[7]式中 ：F－進(jìn)入系統(tǒng)物料量 (kg)D－離開(kāi)系統(tǒng)的物料量 (kg)W－損失的物料量 (kg) 生產(chǎn)過(guò)程的總物料衡算⑴ 生產(chǎn)能力的計(jì)算本設(shè)計(jì)的要求是年產(chǎn)量為4萬(wàn)噸商品味精生產(chǎn)，折算為100%的MSG的量為：499%80%+480%20%=(萬(wàn)噸)全年生產(chǎn)日為320天，則的日產(chǎn)量為：40000/320 =125噸/天)日產(chǎn)100% MSG的量：＝(噸/天)⑵ 總物料衡算本設(shè)計(jì)以淀粉為主要原料進(jìn)行生產(chǎn)，以1000kg純淀粉為例進(jìn)行計(jì)算。① 1000kg純淀粉理論上產(chǎn)100% MSG的量1000%＝(kg)其中：—淀粉水解理論轉(zhuǎn)化率　　 %—糖酸理論轉(zhuǎn)化率 —精制理論收率② 1000kg純淀粉實(shí)際產(chǎn)100% MSG的量 1000111%98%65%94%95%(－)= (kg)其中：98%—淀粉糖化轉(zhuǎn)化率 65%—發(fā)酵糖酸轉(zhuǎn)化率 94%—谷氨酸提取率 95%—精制收率—倒灌率 %③ 1000kg工業(yè)淀粉(86%玉米淀粉)生產(chǎn)100% MSG的量86%＝(kg)④ 淀粉單耗ⅰ 生產(chǎn)1000kg100% MSG理論上消耗純淀粉量：1000＝ (t)ⅱ 生產(chǎn)1000kg100% MSG理論上