【正文】 味精廠發(fā)酵車間設計 題目：年產 1 萬噸味精工廠發(fā)酵車間設計 學 院： 食品科技與工程學院 專 業(yè) ： 09 物 工 程 年 級 ： xxxx 級 姓 名 ： xxx 指導教師 ： xxx 時 間： 2020 年 12 月 25 號 1 前言 課程設計 是普通高校本科教育 中非常重要的一個環(huán)節(jié) ，同時也是理論知識與實際應用相 結合的重要環(huán)節(jié)。本設計為年產 1 萬噸味精廠的生產車間設計，通過雙 酶法谷氨酸中糖發(fā)酵以及一次等電點提取工藝生產谷氨酸鈉。 谷氨酸單鈉（ monosodium glutamate） ,呈強烈鮮味，商品名為味精。因味精具有肉類鮮味，現(xiàn)已成為人們普遍采用的鮮味劑，其消費量在國內外均呈上升趨勢。隨著人們對味精的認識不斷深入提高，對它的營養(yǎng)價值、安全性及如何正確使用都有了普遍的了解。味精具有很強的鮮味（值為 %），現(xiàn)已成為人們普遍采用的鮮味劑，其消費量在國內外均呈上升趨勢。 1987 年 3 月，聯(lián)合國糧農組織和世界衛(wèi)生組織食 品添加劑專家聯(lián)合委員會第十九次會議，宣布取消對味精的食用限量，再次確認為一種安全可靠的食品添加劑。 味精是一種強堿弱酸鹽，它在水溶液中可以完全電離變成谷氨酸離子（ GA︱+︱ ）和鈉離子。味精進入胃后，受胃酸作用生成谷氨酸。谷氨酸被人體吸收后，參與體內許多代謝反應，并于其他許多氨基酸一起共同構成人體組織的蛋白質。味精可以增進人們的食欲，提高人體對其他各種食物的吸收能力，對人體有一定的滋補作用。因為味精里含有大量的谷氨酸，是人體所需要的一種氨基酸， 96％能被人體吸收，形成人體組織中的蛋白質。它還能與血氨結合，形成 對機體無害的谷氨酰胺，解除組織代謝過程中所產生的氨的毒性作用。因此，谷氨酸能用來預防和治療肝昏迷。由于谷氨酸參與腦組織的蛋白質代謝和糖代謝，故而能促進中樞神經(jīng)系統(tǒng)的正常活動，對治療腦震蕩和腦神經(jīng)損傷有一定療效。 從總體上說，味精行業(yè)的發(fā)展前景是比較廣闊的，我國是世界上人口最多的國家，而我國的味精出口不足年產量的 1%，絕大部分味精都在國內市場上消化了，隨著人民生活水平的提高，人們對味精的需求會越來越大，況且國內外市場上對味精的消費不僅僅限于調味，而是廣泛的作為一種原材料或香料表面活性劑應用于醫(yī)藥和化妝品生產行 業(yè)。由此可見，味精的消費市場開拓是很有前景的。 本文對味精發(fā)酵生產工藝及主要設備作簡要介紹，以期有助于了解通氣發(fā)酵工藝和主要設備的有關知識。 設計內容為，了解味精生產中的原料預處理、發(fā)酵、提取部分的生產方法和生產流程，根據(jù)實際情況來選擇發(fā)酵工段合適的生產流程，并對流程中的原料進行物料衡算、熱量衡算及設備的選擇。最后，畫出發(fā)酵工段的工藝流程圖和平面布置圖。 整個設計內容大體分成三部分，第一部分主要是味精生產的工藝和設備選擇；第二部分包括發(fā)酵罐、種子罐及空氣分過濾器的設計與選型；第三部分是工藝流程和平面布置圖。 在本次設計過程中，自始至終得到 王能強 老師的悉心指導和同學的熱心幫助，在此表示衷心感謝！ 雖然作者在編寫和修改過程中已做了很大努力，但由于水平有限以及經(jīng)驗不 2 足，其中還是有許多錯誤和不當之處，敬請各位老師批評指點，以利于作者認識自己的不足，不斷修改和完善。 設計 人 ： XXX 2020 年 12 月 25 號 緒論 味精是人們熟悉的鮮味劑，又稱谷氨酸鈉，是 L— 谷氨酸單納鹽（ Mono sodium glutamate）的一水化合物（ HOOCCH2CH(NH2)COONa H2O） ,或命名 為u氨基戊二酸單鈉一水化合物。它含有一分子結晶水，其分子式為HOOCCH2CH(NH2)COONa H2O，分子量 。具有旋光性，有 D型和 L型兩種光學異構體。谷氨酸跟堿作用生成谷氨酸一鈉，如果堿過量，則生成不具有鮮味的谷氨酸二鈉。 味精為八面柱狀晶體，不溶于純酒精、乙醚及丙酮等有機溶劑，易溶于水，相對密度為 ，熔點 195℃ ，在 120℃ 以上逐漸失去分子中的結晶水。 味精的比旋光度 [? ]=+（ C=10， 2NHCl）。 %味精溶液的 pH 為 。 味精生產大致經(jīng)歷了三個大的階段： 第一階段 ： 最早的味精制造方法就是從天然的食物材料中抽取，例如：將海帶以熱水煮過，取其湯液濃縮后即可得到含有味精的濃縮液或調味粉。 第二階段 ： 最早商業(yè)化制造味精的原料是面筋。 面筋即是面粉中的蛋白質，采用的方法是蛋白質水解法，因為面筋的來源豐富，且含有高達 23%的麩胺酸，最適合做為制造味精的原料。 第三階段 ： 1958 年利用微生物生產味精的發(fā)酵技術開發(fā)成功，主要是利用葡萄糖、果糖或蔗糖為糖源，經(jīng)特別篩選的味精生產菌種吸收代謝 后，合成大量的麩胺酸，是屬于生物合成的天然胺基酸。這些特別篩選的微生物會將糖蜜中的糖轉變成麩胺酸。每消耗一公斤的糖，約可產生 公斤的麩胺酸，生產效率非常高。 受經(jīng)濟危機影響，全球經(jīng)濟大幅縮水，國外的餐飲業(yè)大幅受到影響，味精工業(yè)的發(fā)展自然受到?jīng)_擊，我國味精產業(yè)由于主要以內銷為主，影響不大，又由于國家大幅擴大內需，是以發(fā)展前景樂觀。 3 目錄 前言 ...................................................................1 緒論 ...................................................................錯誤 !未定義書簽。 一 .味 精生產工藝 ........................................................4 味精生產工藝概述 ...............................................4 原料的預處理及淀粉水解制備 .....................................5 原料的預處理 ..............................................5 淀粉水 解制備 ..............................................5 種子擴大培養(yǎng)及谷氨酸發(fā)酵 .......................................5 谷氨酸的提取 ...................................................5 谷氨酸制取味精及味精成品加工 ...................................5 二 .發(fā)酵罐及種子罐的設計與選型 ..........................................6 味精工廠發(fā)酵車間的物料衡算 ......................................6 工藝技術指標及基礎數(shù)據(jù) ....................................6 谷氨酸發(fā)酵車間的物料衡算 ..................................6 10000t/a 味精廠發(fā)酵車間的物料衡結果 ........................8 熱量衡算 ........................................................9 液化工序熱量衡算 ..........................................9 連續(xù)滅菌和發(fā)酵工 序熱量衡算 ................................9 谷氨酸鈉溶液濃縮結晶過程的熱量衡算 .......................10 干燥過程的熱量衡算 .......................................11 生產過程耗用蒸汽衡算匯總衡算結果 .........................11 無菌空氣耗量計算 ...............................................12 設備設計與選型 .................................................12 發(fā)酵罐 ...................................................12 種子罐 ...................................................21 空氣分過濾器 .............................................27 味精廠發(fā)酵車間設備一覽表 .................................28 致謝 ..................................................................28 主要參考文獻 ..........................................................29 附圖 4 一 .味精生產工藝 味精生產全過程可劃分為四個工藝階段：（ 1）原料的預處理及淀粉水解糖的制備；（ 2）種子擴大培養(yǎng)及谷氨酸發(fā)酵；（ 3）谷氨酸的提??；（ 4）谷氨酸制取味精及味精成品加工。 與這四個工藝階段相對應味精生產廠家一般都設置了糖化車間、發(fā)酵車間、提取車間和 精制車間作為主要生產車間。另外，為保障生產過程中對蒸汽的需求，同時還設置了動力車間，利用鍋爐燃燒產生蒸汽，并通過供氣管路輸送到各個生產需求部位。為保障全廠生產用水，還要設置供水站。所供的水經(jīng)消毒、過濾系統(tǒng)處理，通過供水管路輸送到各個生產需求部位。 味精發(fā)酵法生產的總工藝流程見圖。 菌種 斜面培養(yǎng) 搖瓶擴大培養(yǎng) 種子罐擴大培養(yǎng) 原料 預處理 水解 過濾 淀粉水解糖 配料 發(fā)酵 空氣 空氣壓縮機 冷卻 氣液分離 過濾除菌 等電點調節(jié) 沉淀 離心 粗谷氨酸 溶解 中和制味 精 母液 離子交換處理 粗谷氨酸溶液 粗谷氨酸 除鐵 過濾 脫色 濃縮結晶 離心 小結晶 干燥 拌鹽粉碎 粉狀味精 大結晶 干燥 過濾 成品味精 5 此工藝操作的目的在于初步破壞原料結構，以便提高原料的利用率，同時去除固體雜質，防止機器磨損。用于除雜的設備為篩選機，常用的是振動篩和轉筒篩，其中振動篩結構較為簡單，使用方便。 用于原料粉碎的設備除盤磨機外，還有錘式粉碎機和輥式粉碎機。盤磨機廣泛用于磨碎大米、玉米、豆類等物料，而錘式粉碎機應用于薯干等脆性原料的中碎和細碎作用，輥式粉碎機主要用于粒狀物料的中碎和細碎。 在工業(yè)生產上將淀粉水解為葡萄糖的過程稱為 淀粉的糖化，所制得的糖液稱為淀粉水解糖。由于谷氨酸生產菌不能直接利用淀粉或糊精作碳源，因而必須將淀粉水解為葡萄糖，才能供發(fā)酵使用。目前國內許多味精廠采用雙酶法制糖工藝。 種子擴大培養(yǎng)為保證谷氨酸發(fā)酵過程所需的大量種子，發(fā)酵車間內設置有種子站，完成生產菌種的擴大培養(yǎng)任務。從試管斜面出發(fā)，經(jīng)活化培養(yǎng)，搖瓶培養(yǎng)，擴大至一級乃至二級種子罐培養(yǎng)，最終向發(fā)酵罐提供足夠數(shù)量的健壯的生產種子 。