【正文】 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 1 頁 共 58 頁 1 緒論 氨基酸的制造是從 1820 年水解蛋白質(zhì)開始的。味精俗名又叫味素，英文為 Mono Sodium Glutamte 簡稱 MSG。其化學(xué)名稱是 a_氨基戊二酸 .1950 年在實(shí)驗(yàn)室用化學(xué)方法合成氨基酸 .以前 1866 年德國人 Ritthansen 利用硫酸水解小麥面筋 .最先分離出谷氨酸 .1872 年Dittener 推斷出氨基酸的結(jié)構(gòu)。 1908 年日本人因菊君與鈴木合作從海帶中提取谷氨酸成功 ,并開始制造味之素產(chǎn)品 .1910 年日本味之素公司用水解發(fā)生生產(chǎn)谷氨酸 .1936 年美國人從甜菜中提取谷氨酸 ,直到 1956 年和協(xié)發(fā)酵 公司開始以淀粉糖蜜為原料采用發(fā)酵法生產(chǎn)谷氨酸成功 .1957 年發(fā)酵法味精投入工業(yè)化生產(chǎn) .1966 年采用醋酸發(fā)酵法生產(chǎn)谷氨酸 .60 年代后期各國味精工業(yè)興起 ,均用發(fā)酵法生產(chǎn)味精 . 我國味精生產(chǎn)開始于 1923年 ,由吳蘊(yùn)初先生創(chuàng)辦了上海天廚味精廠 .該廠首先采用鹽酸水解面筋生產(chǎn)味精 .同年沈陽味精廠開始用豆粕水解生產(chǎn)味精 .從 1958 年開始我國的味精生產(chǎn)進(jìn)入轉(zhuǎn)換期 .開始研究發(fā)酵法制 GLU的工藝 .1964年上海天廚味精廠以黃色短桿菌 617為生產(chǎn)菌株 ,采用發(fā)酵法生產(chǎn) GLU 中型實(shí)驗(yàn) ,獲得成功 ,接著投入工業(yè)化生產(chǎn) .杭州味精廠與中科 院微生物研究所等單位協(xié)作進(jìn)行北京短棒桿菌 As,2PP 發(fā)酵法生產(chǎn)谷氨酸發(fā)酵實(shí)驗(yàn) 1965 年獲得成功并投入工業(yè)生產(chǎn) . 由發(fā)酵法生產(chǎn)味精并獲得成功 .原料由原來的植物性蛋白改變?yōu)榈矸圪|(zhì)原料 .我國淀粉資源豐富 ,為我國味精工業(yè)的發(fā)展開拓奠定了廣闊的前景 ,并使得我國的味精工業(yè)迅速發(fā)展起來 ,產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的 %,我國成為世界上產(chǎn)味精最多的國家之一 . 當(dāng)前我國味精行業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益的發(fā)展對策是 :合理利用原料 ,采用高產(chǎn)酸新品種 ,采用新工藝 ,新技術(shù) ,新設(shè)備 ,提高生產(chǎn)水平 ,防止噬菌體傳染防止染雜菌 ,節(jié)能降耗 ,逐步實(shí)現(xiàn)自動化控制 提高勞動生產(chǎn)率 ,全面降低成本 ,參與國際競爭 ,同時(shí)搞好廢水處理 ,提高環(huán)境與社會效益 . 味精分子式與 L型 ,分子量 ,有特殊鮮味 ,味精作為調(diào)味品除了能增加食物的美味外 ,它在人體中具有特別的生理作用 ,活躍蛋白質(zhì)代謝 ,維持細(xì)胞機(jī)能降低血液中的氨 ,防止氨中毒等作用 國內(nèi)味精規(guī)格有數(shù)種 .以谷氨酸鈉的含量分類有 99%,95%,90%,80%四種 .其中三種分別加如了景致的食鹽以外觀形狀可分為結(jié)晶味精與粉狀味精 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 2 頁 共 58 頁 2 設(shè)計(jì)總論 畢業(yè)設(shè)計(jì)課題 “ 年產(chǎn) 2萬噸味精廠初步設(shè)計(jì) ” 重點(diǎn)車間：精制車間 1. 年產(chǎn) 99%規(guī)格的味精占年產(chǎn)量的 90%,82%的占 10%.采用 84%的工業(yè)淀粉為原料 ,生產(chǎn)天數(shù)為每年 320 天 ,連續(xù)生產(chǎn) . 。在極端情況下 ,最高 42 最低 23 ,一般氣溫條件下 1025 .主導(dǎo)風(fēng)向 ,東南較多 . ,工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 ,水電氣耗用量的計(jì)算及安全防火 ,經(jīng)濟(jì)核算 . ,技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) . (一 ) 本設(shè)計(jì)根據(jù)不也設(shè)計(jì)中的任務(wù)要求進(jìn)行的 ,在設(shè)計(jì)注意對畢業(yè)實(shí)習(xí)中縮減的新工藝新設(shè)備的合理采用 . (二 ) 對廠址的 選擇 廠址選擇得當(dāng)與否 ,直接關(guān)系到投資費(fèi)用和投資后的生產(chǎn)成本等 ,還直接影響工農(nóng)關(guān)系 ,城鄉(xiāng)關(guān)系并影響基建速度等 .對于職工的勞動環(huán)境 ,廠區(qū)衛(wèi)生條件 ,產(chǎn)品質(zhì)量也都有影響 ,所以選擇廠址時(shí)應(yīng)全面考慮 ,慎重仔細(xì) .廠址選擇應(yīng)在當(dāng)?shù)亟ㄎ统墙ㄒ?guī)劃部門的統(tǒng)籌安排下 ,由建設(shè)單位負(fù)責(zé)并組織力量進(jìn)行 。也必須嚴(yán)格遵守黨和國家的基本建設(shè)方針政策 ,服從全國的工業(yè)布局 .應(yīng)考慮以下幾點(diǎn) 。 (1) 建廠盡量靠近原料產(chǎn)地和交通方便的地方 ,廠址選擇應(yīng)積極利用坡地 ,瘠地 ,不占或盡量少占良田 ,同時(shí)要留有廠區(qū)進(jìn)行擴(kuò)建的余地 . (2) 根據(jù) 味精廠的生產(chǎn)特點(diǎn) ,廠址應(yīng)選在周邊的自然環(huán)境良好 ,大氣的含塵量低的地區(qū) ,同時(shí)盡可能選在城市主導(dǎo)風(fēng)向的上風(fēng)側(cè) . (3) 廠址盡量靠近電廠或電線輸送網(wǎng) ,以保證生產(chǎn)用電 . (4) 要有充足的水源 ,水質(zhì)必須符合生產(chǎn)飲水標(biāo)準(zhǔn) . (5) 要有合理的 三廢 處理設(shè)施 . (6) 除生產(chǎn)協(xié)作外 ,一般應(yīng)考慮以下協(xié)作項(xiàng)目 。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 3 頁 共 58 頁 修理 ,動力 ,給排水 ,運(yùn)輸 ,施工 ,消防 ,公共倉庫 ,公共福利 ,場地工程準(zhǔn)備 ,設(shè)施 ,費(fèi)料的堆存和處理設(shè)施 . 把廠址選在石家莊 ,原因是多方面的 .石家莊的地勢西高東低，地貌復(fù)雜。西部太行山地 (1) 地勢條件： 石家莊轄區(qū)內(nèi) 地勢西，海拔在 1000 米左右，山巒重疊，地勢高聳，最高山峰托梁海拔 2281 米。東部平原海拔一般在 30～ 100 米，地勢平坦。 (2) 水資源：轄區(qū)內(nèi)河流分屬海河流域大清河水系和子牙河水系。 主要河流有滹沱河，磁河，大沙河，洨河，槐河等。 (3) 交通條件：石家莊素有“南北通衢，燕晉咽喉”之稱，是全國鐵路、公路、郵政、通訊的重要樞紐。石家莊火車站為全國三大編組站之一，是我國北方重要的客貨中轉(zhuǎn)中心，有京廣、石太、石德三條鐵路交匯于此，朔黃鐵路橫穿我市北部；公路運(yùn)輸四通八達(dá)，京深、石太、石黃、石濟(jì)高速公路和 10 30 308等到國家級公路在市域內(nèi)縱橫交錯(cuò)；石家莊民航機(jī)場已開通 20 多條國內(nèi)航線。 (4) 氣候條件：石家莊市地處中緯度歐亞大陸東緣，屬于暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候。太陽輻射的季節(jié)性變化顯著，地面的高低氣壓活動頻繁，四季分明，寒暑懸殊，雨量集中，干濕期明顯，夏冬季長，春秋季短。春季長約 55 天，夏季長約 105天，秋季長約 60天，冬季長約 145 天。春季氣候干燥，降水量少，常有 5， 6級偏北風(fēng)或偏南風(fēng)； 夏季高溫多雨。年平均氣溫 攝氏度，年平均降水量 450～ 750mm。 (5) 經(jīng)濟(jì)條件：石家莊市農(nóng)業(yè)條件優(yōu)越，農(nóng) 村經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，是全國糧，棉，油高產(chǎn)地區(qū)之一。工業(yè)發(fā)展迅速，形成了以輕紡，醫(yī)藥，機(jī)械，電子，化學(xué)，建材，化肥等門類齊全的工業(yè)體系，成為全國重要的紡織，醫(yī)藥工業(yè)基地。 (6) 人口資源 : 2021 年年末全市常住人口 萬人，其中市區(qū) 萬人，另外，石家莊轄區(qū)內(nèi)大中專院校云集，具備各種專業(yè)人才，可供企業(yè)選擇。 (一 ) 生產(chǎn)規(guī)模 年產(chǎn)兩萬噸商品味精工廠 其中 99%的味精占 90%,80%的味精占 10% (二 )產(chǎn)品規(guī)格 99%的味精占 90%,質(zhì)量符合 GB896788. 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 4 頁 共 58 頁 80%的味精 占 10%,質(zhì)量符合 GB150092 .工作制度 ,工作車間組成 ,工作時(shí)間 . 采用玉米淀粉為原料 (1)制糖車間 。采用一次噴射 ,雙酶法制糖工藝 . (2)發(fā)酵車間 。亞適量流加糖發(fā)酵工藝 . (3)提取車間 。去除菌體 ,低溫等電 ,離子交換法 . (4)精制車間 。采用管式結(jié)晶罐進(jìn)行真空濃縮結(jié)晶 . (二 ).工作制度 全年生產(chǎn) 320 天 ,三班作業(yè) ,連續(xù)液化 . (三 ) 工作組成 。 B 糖化 C 過濾 。A 種子 B 連消 C 發(fā)酵 D 空氣凈化 。A 等電點(diǎn)提取 B 離心分離 C 離子交換 。A 中和脫色 ,除鐵過濾 B 結(jié)晶 C 干燥篩分 D 包裝 。動力車間 ,修理車間 ,水渠 ,泵房 ,化驗(yàn)室 ,凈化系統(tǒng) . ?，F(xiàn)選用塑料袋 塑料袋的材料有聚乙烯 .BOPP 多膜聚乙烯符合 QB445684 規(guī)定 . 現(xiàn)選用機(jī)械包裝 。 包裝規(guī)格 。10g, 25g, 100g, 250g, 1kg, 10kg, 25kg. 允許偏差符合 GB8896788 和 QB150092 規(guī)定 . 全廠工段工藝流程 1 糖化 調(diào)漿 配料 一次噴射 液化 層流維持 閃蒸罐 糖化罐 滅酶 過濾 糖儲罐發(fā)酵車間 . 2 發(fā)酵 配料 無菌空氣 菌種 連消 分過濾器 斜面 維持罐 發(fā)酵罐 一級種子 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 5 頁 共 58 頁 消泡計(jì)量罐 消泡劑滅菌 提取車間 液氨儲罐 3 全廠工藝計(jì)算設(shè)計(jì)方案選擇論證 制糖工藝 一 制糖的作用 到目前為止 ,所發(fā)現(xiàn)的谷氨酸產(chǎn)生菌都不能直接利用淀粉 ,也不能利用糊精作為碳源 .因此 ,以淀粉為原料時(shí) ,必須先將淀粉轉(zhuǎn)化為葡萄糖 ,才能供發(fā)酵使用 . 在工業(yè)生產(chǎn)上將淀粉水解為葡萄糖的過程稱為 39。淀粉的糖化 39。,所的的糖液稱為淀粉水解糖 。 淀粉水解糖液中 ,主要的糖類是葡萄糖 ,此外根據(jù)水解的條件不同 ,尚有數(shù)量不等的麥芽糖及其他一些二糖 ,低聚糖等復(fù)合糖類 .除此之外 ,原料帶來的物質(zhì)如蛋白質(zhì) ,脂肪等在發(fā)酵中易被谷氨酸產(chǎn)生菌利用 ,而一些復(fù)合糖類雜質(zhì)不能被利用 ,它們的存在不僅降低了淀粉的利用率 ,增加糧耗 ,而且常影響到糖液的質(zhì)量 ,降低糖液的可發(fā)酵營養(yǎng)成分 ,在谷氨酸發(fā)酵中 ,淀粉糖濃度的高低 ,往往直接關(guān)系到谷氨酸產(chǎn)生菌的生長速度及在味精的生產(chǎn)中谷氨酸的積累 .如何保證谷氨酸的質(zhì)量以滿足發(fā)酵產(chǎn)酸的要求 ,是一個(gè)不可忽視的重要環(huán)節(jié) . 二 制 糖的方法 目前制糖的方法有四種 。酸法 酶酸法 酸酶法 雙酶法 ,其基本原理為 。在催化劑的作用下淀粉的顆粒結(jié)構(gòu)被破壞 及 糖苷鍵被切斷 ,轉(zhuǎn)變成葡萄糖 (一 ) 酸解法 酸解法又稱酸糖化法，它是以酸（無機(jī)酸或有機(jī)酸）為催化劑，在高溫高壓下將淀粉水解轉(zhuǎn)化為葡萄糖的方法。 用酸解法生產(chǎn)葡萄糖，具有生產(chǎn)簡易，由淀粉逐步水解為葡萄糖的整個(gè)化學(xué)過程僅僅在一個(gè)高壓容皿中進(jìn)行，對設(shè)備要求簡單，水解時(shí)間短，設(shè)備聲廠能力大等特點(diǎn)。 由于水解作用是在高溫高壓及一定酸濃度條件下進(jìn)行的，因此酸解法要求有耐腐 、耐高溫、高壓的 設(shè)備，況且淀粉在酸水解過程中所發(fā)生的化學(xué)變化是很復(fù)雜的，除了淀粉的水解反應(yīng)外，尚有副反應(yīng)的發(fā)現(xiàn)，這將造成葡萄糖的損失而使淀粉轉(zhuǎn)化率降低，酸水解法對淀粉原料要求嚴(yán)格，淀粉顆粒不易過大，大小要均勻，顆粒大，易造成水解不徹底。淀粉乳濃度也不易過高，濃度高，轉(zhuǎn)化率低。 （二）酸酶法 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 6 頁 共 58 頁 即事先將淀粉酸水解成糊精或低聚糖，然后再用糖化酶將其水解為葡萄糖的工藝。 用酸酶水解淀粉制糖，具有酸液化速度快，切糖化是由酶來進(jìn)行的，對液化液要求不高， 可采用較高淀粉乳濃度，提高生產(chǎn)效率。此法用酸量較少，產(chǎn)品顏色淺，糖液質(zhì)量高 （三） 酶酸法 是將淀粉先用γ 淀粉酶液化到一定程度，然后用酸水解成葡萄糖的工藝，能采用粗原 料淀粉，淀粉濃度較酸純高，生產(chǎn)較易控制，時(shí)間短，而且酸水時(shí) PH 稍高，可以減少 淀粉水解副反應(yīng)的發(fā)生，糖液色澤較淺。 總之酶酸法也存在不足之處。 （四）雙酶法 雙酶法是用淀粉酶將淀粉水解為葡萄糖，雙酶法制葡萄糖可分為二步：第一步是利用 γ 淀粉酶將淀粉液化轉(zhuǎn)為糊精及低聚糖，使淀粉的可溶性增加，這個(gè)過程稱為“液化”。 第二步是利用糖化酶將糊精或低聚糖進(jìn)一步水解，轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟堑倪^程。在生產(chǎn)上稱為 “糖化”，淀粉的“液化”和“糖 化”都是在微生物酶的作用下進(jìn)行的，故也稱為雙酶 水解法。 優(yōu)點(diǎn)：（ 1）淀粉水解是在酶的作用下進(jìn)行的，酶解的反應(yīng)條件溫和，因此耐高溫高壓耐 腐蝕的設(shè)備，便于就地取材，易上馬。 （ 2）微生物酶作用的專一行強(qiáng)，淀粉的水解副反應(yīng)少，而且水解的糖液純度高，淀粉轉(zhuǎn)化率高。 （ 3）可在較高淀粉乳濃度下水解 3023186。Be185。，可用粗原料。 （ 4）由于微生物酶制劑中菌體細(xì)胞的自溶，糖液營養(yǎng)物質(zhì)豐富，可使發(fā)酵培養(yǎng)基簡化。 （ 5）用酶法制的糖液顏色淺，較純凈，無苦味，質(zhì)量高，有利于糖液的精制。 缺點(diǎn)：時(shí)間長，社別多，易造成過濾困 難。 三、工藝選擇 現(xiàn)在綜合考慮水解糖液的質(zhì)量及降低糖耗，提高原料利率等方面考慮 ，則是雙酶法最好，故本設(shè)選用雙酶法制糖工藝。 2 節(jié)、工藝流程及工藝控制 一 、工藝流程 淀粉 +水 +γ 淀粉酶 —— 調(diào)漿罐 —— 一次噴射 —— 層流維持罐 —— 閃蒸罐 —— 糖化罐 —— 滅酶 —— 壓濾 —— 糖化液貯罐 —— 發(fā)酵車間 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 7 頁 共 58 頁 二、工藝控制 調(diào)漿 淀粉乳濃度調(diào)為 17186。Be185。， PH=（加碳酸鈉）， Ca2+超過 50mg/l 不再加Cacl2，加入γ 淀粉酶。 一次噴射 105℃ （表）蒸汽 層流維持 100℃ 維持 90min 滅酶 130℃ 25min 閃蒸 90℃ 糖化 5760℃ 滅酶 85℃ 過濾 用板框過濾機(jī)正壓過濾，然后到糖貯罐中，應(yīng)保持在 6070℃，防止糖液變 壞 ，及時(shí)用完。 糖液含湯量 ℅ kg/l 發(fā)酵工藝 工藝選擇 選用亞食糧生物素流加糖發(fā)酵工藝，該工藝具有產(chǎn)酸高，轉(zhuǎn)化率高，周期短，糖耗速率快等特點(diǎn)。 .2 菌種選擇（選用 FM415，備用菌 S9114） F