【正文】 中和罐 水、 NaOH、活性炭 5565 脫色罐 活性炭、 Na2S55～ 65℃ 板框過(guò) 濾 脫色柱 貯罐 貯罐 貯晶槽 貯罐 二次過(guò)濾 二次脫色罐 過(guò)濾 從淀粉到生成味精，共 有空氣計(jì)凈化、糖化、發(fā)酵、提取、中和、精制等主要車間。 2 理化要求，如下表 3— 3 表 3— 3 產(chǎn)品味精理化要求 項(xiàng)目 指標(biāo) 含量 % ≥ 透光率 % ≥ 98 比旋光度 [α ]D20 + ~ + 氯化物（以 Cl 計(jì)） % ≤ PH 值 ~ 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． 4． 4 味精衛(wèi)生國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB272081 味精系指以糧食為原料經(jīng)發(fā)酵的谷氨酸結(jié)晶 1 感官指標(biāo)：具有正常味精色澤、滋味、不得有異味及夾雜物 1 理化指標(biāo) 如下表 3— 4 表 3— 4 項(xiàng)目 指標(biāo) 谷氨酸鈉 符合產(chǎn)品規(guī)格 鉛（以 Pb 計(jì)） mg/kg ≤ 1 砷（以 As 計(jì)） mg/kg ≤ 鋅（以 As 計(jì)） mg/kg ≤ 5 4 味精生產(chǎn)流程 味精生產(chǎn)原理 味精的生成是以淀粉為原料，經(jīng)微生物發(fā)酵制得谷氨酸，再以離子膜堿（ NaOH）與谷氨酸發(fā)生中和反應(yīng)制得味精的過(guò)程。 3． 4． 2 味精主要化學(xué)性質(zhì) 1 在鹽酸作用下生成谷氨酸（ Glu）或谷氨酸鹽酸鹽（ GluHcl） HOOC（ CH2） 2CHCOONa+2HCl→ HOOC（ CH2） 2CHCOOH+2NaCl | | （ 式 ） NH2 NH2 2 在 強(qiáng)堿作用下可生成谷氨酸二鈉鹽，加酸后可復(fù)生成谷氨酸鈉 HOOC（ CH2） 2CHCOONa+NaOH→ NaOOC（ CH2） 2CHCOONa+H2O | | （式 ） NH2 NaCl +HCl NH2 3 在水溶液中長(zhǎng)時(shí)間加熱可部分脫水生成吡咯烷酮羧酸鈉（即焦谷氨酸鈉，簡(jiǎn)寫為 ）它在酸或堿作用下仍可 水解成谷氨酸鈉或谷氨酸 H2CCH2 O H2CCH2 O / \ ‖ / \ ‖ O=C C=OCONa = O=C C=OCONa \ / \ / OH NH2 N ∣ H （ Glu178。 Na+178。 兩種同分異構(gòu)體分子結(jié)構(gòu)式為： O O ‖ ‖ CONa178。酸濃度很低與大量水混和稀釋后排放，污染程度很低。 2 廢液、貯罐殘液及洗罐水、稀份水等作為水加入中和罐中。下面就中和車間的有關(guān)“三廢”情況及治理措施加以介紹： 1 廢活性炭 當(dāng)活性炭中谷氨酸 鈉的含量小于 。1019）經(jīng)過(guò)濾除去，達(dá)到除鐵的目的 中和液中的鐵是以與谷氨酸螯合形成絡(luò)合物而存在，螯合型樹(shù)脂表面具有較強(qiáng)的配位基團(tuán)，與鐵絡(luò)合能力比谷氨酸更強(qiáng)，能形成更穩(wěn)定的絡(luò)合物，從而達(dá)到除鐵的目的 特 點(diǎn) （ 1） 操作環(huán)境差，空氣中有 H2S臭味，濃度高時(shí)導(dǎo)致中毒 （ 2） 間歇操作 （ 3） 除鐵效果較樹(shù)脂差，脫色液中鐵的殘留量一般為 1～ 2mg/L （ 4） 操作費(fèi)用低 （ 5） 產(chǎn)品中 Na2S 殘留時(shí)有異味，對(duì)質(zhì)量有一定影響 （ 1） 操作環(huán)境好 （ 2） 連續(xù)操作 （ 3） 除鐵完全，同時(shí)有脫色作用，脫鐵液透光率高 （ 4） 設(shè)備一次性投資大， 且操作過(guò)程耗用酸、堿、水費(fèi)用高，排放廢水對(duì)環(huán)境有一定的影響 （ 5） 產(chǎn)品中無(wú) Na2S 殘留，無(wú)異味 2． 3 車間內(nèi)三廢處理及環(huán)境保護(hù)措施 味精企業(yè)是使用微生物的發(fā)酵工廠。 K15 炭柱裝添顆粒炭和通用 1 號(hào)樹(shù)脂。 2． 2． 5 其他說(shuō)明 中和罐及中和脫色罐采用粉狀活性炭，而 K15 炭柱利用顆粒炭脫色。一方面因?yàn)樵O(shè)備高大，另一方面是采光性好，避免光線太暗。合理有效的利用土地面積，并臨近脫色罐可節(jié)約管路，減少投資。 2． 2． 2 車間設(shè)備布置原則 本次設(shè)計(jì)設(shè)備布置基本按流程順序排列依次為中和罐、中和脫色罐、過(guò)濾機(jī)、貯罐、 K15 炭柱。采用電子計(jì)算機(jī)及各種傳感器控制發(fā)酵生產(chǎn)過(guò)程。 （ 1） 實(shí)現(xiàn)發(fā)酵罐大型化 （ 2） 改造傳 統(tǒng)的空氣凈化系統(tǒng) （ 3） 選用板式換熱器為培養(yǎng)基滅菌，節(jié)約蒸汽、水 4 加強(qiáng)廢水處理及綜合利用，提高環(huán)境效益。 （ 2） 改進(jìn)提取工藝，提高提取收率。 5 經(jīng)營(yíng)管理機(jī)制不適應(yīng)當(dāng)前形勢(shì)，影響技術(shù)水平的發(fā)揮和生產(chǎn)穩(wěn)定。國(guó)內(nèi)最大為 200 立方米，大多數(shù)為 60 立方米 ~150 立方米操作費(fèi)和設(shè)備費(fèi)高。據(jù)統(tǒng)計(jì)， 1992年的世界味精產(chǎn)量均為 萬(wàn)噸，重點(diǎn)產(chǎn)區(qū)集中在亞洲，占總產(chǎn)量的 92%左右。協(xié)和發(fā)酵公司在防府工廠最先以淀粉、糖蜜為 原料用發(fā)酵法生產(chǎn)味精。 1909 年池田和柃木三郎合作工業(yè)化生產(chǎn)，使味之素公司的商品味精問(wèn)世。目前，我國(guó)有味精生產(chǎn)廠家 200多個(gè)，成為世界味精主要產(chǎn)區(qū)之一。到了 70 年代，北京等廠試用醋酸生產(chǎn)味精沒(méi)能成功。 1958年有關(guān)科研單位、院校和企業(yè)合作進(jìn)行發(fā)酵法制谷氨酸的實(shí)驗(yàn)研究工作并以糖質(zhì)為原料。到 1939 年沈陽(yáng)、天津、青島味精廠也紛紛建立。 2． 1． 2 發(fā)展?fàn)顩r （一）中國(guó)味精工業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r 中國(guó)味精生產(chǎn)始于 1923 年，至今已有 76 年歷史，經(jīng)歷了創(chuàng)建、轉(zhuǎn)換、發(fā)展 三個(gè)歷史階段。 3 用作微肥載體。 2 用于植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑。其廣泛的用于化妝品和醫(yī)藥品的增濕劑，潤(rùn)膚劑。此外，谷氨酸鈣可與維生素 P 合用以增強(qiáng)吸收。故用來(lái)作為神經(jīng)病和神經(jīng)衰弱者的中樞神經(jīng)及大腦皮層的補(bǔ)劑，有改善神經(jīng)系統(tǒng)之功能。 3 食品加工 味精在罐頭、冷藏食品、熟食品加工、小食品 和快餐調(diào)料等方面的應(yīng)用日益廣泛。并詳細(xì)而突出的介紹了中和車間的工藝流程及操作原理，控制要點(diǎn)等。味精在食品、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、工業(yè)上都有廣泛應(yīng)用。我國(guó)的味精生產(chǎn)和消費(fèi)居世界第一，具有較大的生產(chǎn)潛力。對(duì)年產(chǎn)量 6000 噸的中和車間進(jìn)行了物料衡算 、熱量衡算和設(shè)備選型。隨著食品加工業(yè)的不斷壯大，對(duì)味精的要求扶搖直上。 3 谷氨酸鹽酸鹽可用于胃酸之不足。 （三） 在工業(yè)方面的應(yīng) 用 1 人造革的制造 用 D— 谷氨酸聚谷氨酸，其接近天然皮革，強(qiáng)度、抗水性、耐老化性和透氣性方面都較好。 3 洗滌劑 用月桂酰氯與谷氨酸可制成 N— 月桂?；劝彼徕c（ AGS）肥皂。谷氨酸、脯氨酸與某些激素配合。在 N、 P、 K 基本滿足的條件下，作為葉面噴灑的微肥具有投入少、效益高的特點(diǎn)。 1 創(chuàng)建時(shí)期（ 1923~1939）在這一時(shí)期，我國(guó)的工業(yè)方法是水解法。此期間生產(chǎn)味精的主要原料為面筋、大豆粉。 1964 年成功。新疆、黑龍江等省、區(qū)部分廠采用甜菜、糖蜜生產(chǎn)成功。 （二）世界味精工業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r 世界味精工業(yè)始于 1909 年。從此誕生了味精工業(yè)。 3 發(fā)展期（ 60 年代 ~現(xiàn)代） 60 年代至今，由于發(fā)酵法制味精在日本研究成功。 （三）國(guó)內(nèi)、外味精生產(chǎn)技術(shù)水平的比較與分析 雖然目前我國(guó)的味精產(chǎn)量已躍居世界首位，但與世界先進(jìn)水平相比仍有很大差 距。 2 技術(shù)水平低 盡管我國(guó)的發(fā)酵技術(shù)水平已有了較大的提高但與世界先進(jìn)技術(shù)水平相比仍有一定差距。 2． 1． 3 發(fā)展對(duì)策 鑒于當(dāng)前我國(guó)味精工業(yè)發(fā)展水平， 為了提高行業(yè)間競(jìng)爭(zhēng)力及經(jīng)濟(jì)效益可采用以下發(fā)展對(duì)策 1 合理利用原材料 2 采用新工藝、新技術(shù)提高技術(shù)水平，包括： （ 1） 改進(jìn)發(fā)酵技術(shù)，提高發(fā)酵水平。目前國(guó)內(nèi)多采用一次低溫等電點(diǎn)提取工藝和等電 — 離交工藝。 5 深化改革，降低成本，參與國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。利用固定化微生物生產(chǎn)谷氨酸，以二氧化碳和氮?dú)鉃樵厦阜ê铣晒劝彼岬取＿^(guò)濾機(jī)布置在二樓，有利于利用位差將過(guò)濾液送入貯罐，節(jié)約用泵。 過(guò)濾機(jī)在二樓可利用位差輸送過(guò)濾液，節(jié)約用泵。 2． 2． 4 生產(chǎn)方法 本車間利用氫氧化鈉中和谷氨酸生產(chǎn)谷氨酸一鈉，其中氫氧化鈉的制取采用離子膜法，降低鐵離子含量。這是它們自身特點(diǎn)決定的。 通用 1 號(hào)樹(shù)脂有以下優(yōu)點(diǎn)：螯合型樹(shù)脂表面具有較強(qiáng)的配位基團(tuán)與鐵絡(luò)合能力比谷氨酸與鐵強(qiáng)，可形成更穩(wěn)定絡(luò)合物，從而達(dá)到除鐵的目的，同時(shí)具有脫色作用。環(huán)境質(zhì)量好壞不但影響周圍人群的生活與健康，而且與生產(chǎn)的穩(wěn)定性密切相關(guān)。因?yàn)榛钚蕴刻幚沓杀靖?，而其?身價(jià)格便宜。既有利于谷氨酸 鈉回收又節(jié)約水。 3 原材料及產(chǎn)品的主要技術(shù)規(guī)格 3． 1 谷氨酸 中和車間采用 L 型谷氨酸，分子式 C5H9O4N，分子量： ，其質(zhì)量要求如下表所示 表 3— 1 谷氨酸質(zhì)量要求 序號(hào) 項(xiàng)目 單位 指標(biāo) 備注 1 LGlu % 88~90 濕純、三足式分離機(jī) % 95~97 干純 2 NH4Cl 或 （ NH4） 2SO4 % ~ 以濕基計(jì) % ~ 以濕基計(jì) 3 Ca2+、 、 Mg2+ % ~ 以濕基計(jì)（以 MgO 計(jì)） 4 Fe2+ mg/kg 20~30 以濕基計(jì) 5 Zn mg/kg 6 As mg/kg 7 Pb mg/kg 8 OD ~ 淀粉原料 ~ 糖蜜原料 9 透光 % ≥ 30 3． 2 其他 液堿 ：濃度 31% 水：二次水 從結(jié)晶車間來(lái)，無(wú)雜質(zhì)的冷凝水 硫化鈉：純度 ≥ 90% 3． 3 活性炭 活性炭規(guī)格見(jiàn)表 3— 2 表 3— 2 活性炭規(guī)格 項(xiàng)目名稱 指標(biāo) 備注 粒度 80~100 目 ≥ 80% 120 目 20% Fe（ ppm） ≤ 500 含量過(guò)多使味精發(fā)紅 水分 % ≤ 10 PH 值 5 ~7 盡量接近中性 3． 4 產(chǎn)品味精的理化性質(zhì)與技術(shù)規(guī)格 味精，即谷氨酸一鈉，是 L– 谷氨酸一鈉， 帶有一分子結(jié)晶水，學(xué)名叫α –氨基戊二酸一鈉（ ） 簡(jiǎn)稱 C5H8O4NNa?H2O 具有旋光性 ， 有 D– 型和 L– 型兩種光學(xué)異構(gòu)體。 HO CONa178。 H2O │ NH3+ 分子量： 結(jié)晶系：晶體的形狀屬斜方晶系，晶形為菱形狀八面體 相對(duì)密度： 熔點(diǎn)： 195℃，在 120℃以上逐漸失去結(jié)晶水 比旋光度： [α ]D20 = +（ C = 10， 2 當(dāng)量鹽酸） 水溶液 PH 值：在 30%谷氨酸鈉水溶液中的 PH 值為 。 Na） （ PGlu178。具體原理如下： 1 淀粉水解生成葡萄糖，亦稱糖化 液化酶 （ C6H10O5） n+ nH2O nC6H12O6（葡萄糖） （式 ） 糖化酶 2 葡萄糖發(fā)酵產(chǎn)酸 在谷氨酸發(fā)酵中生成 谷氨酸的主要酶反應(yīng)有三種： （ 1） 谷氨酸脫氫酶（ GoH）所催化的還原氨基化反應(yīng) COOH COOH │ │ C=O HCNH2 │ GDH │ CH2 +NH3 +NADPH2 CH2 +H2O +NADP （式 ） │ │ CH2