【正文】 ②1000㎏純淀粉實(shí)際產(chǎn)100%MSG：100098%60%96%95%=(kg) ③ 1000㎏工業(yè)淀粉產(chǎn)100%MSG量： ④淀粉單耗a)1t100%MSG消耗純淀粉量:1000/=(t) b)1t100%MSG實(shí)際消耗工業(yè)淀粉量:1000/=(t) c)1t100%MSG理論上消耗純淀粉量:d)1t100%MSG理論上消耗純淀粉量:⑤總收率⑥淀粉利用率100%=%⑦生產(chǎn)過程總損失 100%%=% 物料在生產(chǎn)中損失的原因：a)糖酸轉(zhuǎn)化率較低b)發(fā)酵過程中部分糖消耗于長菌體及呼吸代謝中；殘?zhí)歉?；滅菌損失；產(chǎn)生其他產(chǎn)物c)提取收率低，母液中Glu含量高d)精制加工過程中損耗及產(chǎn)生焦谷氨酸鈉等⑧原料及中間品的計(jì)算a)淀粉用量，則用淀粉:=(t/d) b)糖化液量每天產(chǎn)純糖量：86%98%=(t/d)折算為30%的糖液：(t/d) c)發(fā)酵液量純谷氨酸量：60%=(t/d) ：(m3) =(t)式中 ——發(fā)酵液的相對(duì)密度d)提取谷氨酸量 純谷氨酸量:95%=(t/d) 折算為90%的谷氨酸量：(t/d)e)谷氨酸廢母液量采用冷凍等電新離子法，:()/%=(m3/d)表 1 總物料衡算結(jié)果原料項(xiàng)目 淀粉質(zhì)原料（玉米淀粉）生產(chǎn)1t100%MSGt/d工業(yè)原料（t）糖液（30%）（t）谷氨酸（90%）（t）MSG（100%）（t）%谷氨酸廢母液（m3）工業(yè)原料，淀粉含量86%(1) 粉漿量及加水量淀粉乳濃度為17186。時(shí)間2～4h，投種溫度65～70177。 結(jié)晶：（1） 結(jié)晶原理： 谷氨酸鈉在不同溫度下在水中的溶解度可按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： 含結(jié)晶水的可按下式： 可用飽和曲線表示：由實(shí)驗(yàn)得關(guān)系圖可分為三個(gè)區(qū)，但界限不明顯。那樣就影響設(shè)備利用率，生產(chǎn)中控制加炭后攪拌，30min達(dá)脫色飽和。Be/，且最好 采鹽式鹽較少的水。所以PH的控制在中和中很重要，要精確控制。 干燥分離本設(shè)計(jì)采用三足式離心機(jī)，進(jìn)行味精分離，根據(jù)味精大小控制分離時(shí)間和含水量采用振動(dòng)干燥床，具有設(shè)備簡單，生產(chǎn)連續(xù)化，效率高等優(yōu)點(diǎn)，而產(chǎn)品不易破碎，光澤度好，適用于大量結(jié)晶干燥，使用硫化床干燥可以控制溫度不超過80℃為宜。 濃縮結(jié)晶結(jié)晶是提取的有效方法，只有同類分子或離子才能結(jié)合成晶體。淀粉制糖，培養(yǎng)基滅菌，發(fā)酵液濃縮過程中產(chǎn)生色素、類黑色素，帶入Glu，使中和液色澤較重，故需脫色處理。 從發(fā)酵液中提取到的谷氨酸,僅僅是味精生產(chǎn)中的半成品,谷氨酸與適量的堿進(jìn)行中和反應(yīng),生成谷氨酸一鈉,其溶液經(jīng)過脫色、除鐵、除去部分雜質(zhì)，最后經(jīng)過減壓、濃縮、結(jié)晶及分離，得到較純的谷氨酸一鈉的晶體，不僅酸味消失，而且有很強(qiáng)的鮮味，谷氨酸一鈉的商品名稱就是味精或味之素。⑶.操作不得隨便講話，行動(dòng)要做到輕手輕腳。㈡.結(jié)晶：（1）結(jié)晶原理：谷氨酸鈉在不同溫度下在水中的溶解度按經(jīng)驗(yàn)公式為Sd=++含結(jié)晶水的可按下式Sc=++ (2)結(jié)晶與影響結(jié)晶因素：，晶核形成和晶體生長。㈡.顆粒炭脫色（1） 進(jìn)料速度：顆粒炭吸附色素需一定時(shí)間，流量大，物料停留時(shí)間短，吸附效果差，經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為進(jìn)料為炭體積2～3倍，效果較好，速度2～3m3料/m2 工藝控制⑴.PH的控制,溶液中的谷氨酸大部分以Glu+、Glu的形式存在，加堿中和，Glu+、Glu不斷增加，即靠近谷氨酸鈉的等電點(diǎn)，若PH超過7，Glu逐漸增多，PH越高，生成的谷氨酸鈉越多，其具有強(qiáng)烈的鮮味，但PH超過7后，還會(huì)促使消旋反應(yīng)的發(fā)生，L谷氨酸鈉向DL谷氨酸鈉轉(zhuǎn)變，若PH低于7則影響精制收率。 硫化堿中加入除鐵應(yīng)適量且溫度要控制在50℃以下，溶液偏酸和高溫時(shí)有H2S氣體逸出，有劇毒。后流：泵回洗脫劑貯罐，配置洗脫劑。本工藝具有操作簡單，設(shè)備要求不太高，提取收率高，對(duì)環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)。⑶.鋅鹽法：谷氨酸與鋅離子作用生成難溶于水的沉淀，酸性條件下可溶解，PH=，谷氨酸溶解度最小，以晶體析出鋅鹽法有兩條途徑：一是在發(fā)酵液中直接投入鋅鹽，是生成谷氨酸新，在把谷氨酸鋅用鹽酸轉(zhuǎn)化為谷氨酸，所謂一步鋅鹽法。⑷.發(fā)酵后期染菌：提前放罐。（二） 發(fā)酵罐滅菌（三） 種子罐滅菌⑴．加熱滅菌 ⑵.介質(zhì)過濾除菌 ⑶.靜電除菌現(xiàn)選擇介質(zhì)過濾除菌。⑹.室內(nèi)無菌空氣檢查，每周一次，方法采取在接種操作的同時(shí)，打開平板10分鐘，經(jīng)37℃無菌培養(yǎng)24小時(shí)，菌落不超過2個(gè)。二. 工藝控制⑴.初糖、接種量和生物素 采用較高的初糖18%，生物素用量較高，接種量大10%，使菌種快速生長，溫度控制在32～34℃，～，～，～，風(fēng)量一般前期、后期小，中間大，提高溶氧效果。長菌型細(xì)胞開始向產(chǎn)酸型細(xì)胞轉(zhuǎn)變，通過角度分裂、增殖，形成有利于谷氨酸向外滲透的磷脂合成不足的細(xì)胞膜，細(xì)胞出現(xiàn)伸長，膨大異常形態(tài)，開始產(chǎn)酸。 菌種的擴(kuò)大培養(yǎng)國內(nèi)谷氨酸發(fā)酵種子擴(kuò)大培養(yǎng)普遍采用二級(jí)種子。Be’,PH=～(加碳酸鈉)，Ca2+超過50mg/l不再加CaCl2，加入α淀粉酶。（2） 微生物酶作用的專一性強(qiáng)，淀粉的水解副反應(yīng)少，因此水解的糖液濃度高，淀粉轉(zhuǎn)化率高。此法用酸量較少，產(chǎn)品顏色淺，糖液質(zhì)量高。理論糖化液的組成部分，葡萄糖值（DE）9葡萄糖含量（%干基）9灰分（%）、蛋白質(zhì)（%）、羥甲基糖醛（%）。H2O ≥96%，工業(yè)H3PO4 ≥85%⑽．MgSO4 主要工藝流程的選擇與論證尤其是新工藝要看論證全廠物料衡算，工藝設(shè)計(jì)計(jì)算，水電氣耗用量的設(shè)計(jì)及三廢處理。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，使學(xué)生對(duì)所學(xué)理論知識(shí)融會(huì)貫通，使專業(yè)知識(shí)系統(tǒng)化，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決問題的能力，使學(xué)生進(jìn)一步鍛煉查閱文獻(xiàn)、收集資料、設(shè)計(jì)計(jì)算、工程制圖、統(tǒng)籌安排等綜合能力，為學(xué)生走上工作崗位奠定了基礎(chǔ)。等電罐設(shè)計(jì)1. 前言味精又稱味素，學(xué)名α氨基戊二酸單鈉一水化合物，英文名Monosodium Lglutamate,簡寫MSG。本設(shè)計(jì)是河北科技大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院生物工程專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì),是對(duì)大學(xué)四年學(xué)習(xí)的總結(jié)，是在校期間最后一次大型作業(yè)，是教學(xué)的基本環(huán)節(jié)之一，對(duì)于學(xué)生生涯具有舉足輕重的作用。畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：《年產(chǎn)１萬噸的味精發(fā)酵工廠工藝設(shè)計(jì)》重點(diǎn)課題：精制工段設(shè)計(jì)要求：達(dá)到初步設(shè)計(jì)水平 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求 年產(chǎn)99%規(guī)格占年產(chǎn)量80%，80%MSG占20%，采用86%的工業(yè)淀粉為原料，生產(chǎn)天數(shù)為320天，連續(xù)生產(chǎn) 氣候條件 在極端條件下，最高42℃，最低23℃，一般氣候氣溫10~25℃，主導(dǎo)風(fēng)向，夏季東南風(fēng)較多,冬季西北風(fēng)較多。⑺．尿素 含氮量≥46%，水中溶解度1g/ml，10%⑻．氨水 20～25%⑼．Na2HPO4在味精生產(chǎn)中，如何保證水解糖液的質(zhì)量以滿足發(fā)酵產(chǎn)酸的需求是一個(gè)不可忽視的重要的環(huán)節(jié)。用酸酶水解淀粉制糖，具有酸液化速度快，且糖化是由酶來進(jìn)行的，對(duì)液化也要求不高，可采用較高淀粉乳濃度，提高生產(chǎn)效率。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。 工藝流程淀粉+水+α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 工藝控制⑴.調(diào)漿：淀粉乳濃度調(diào)為17176。在限量生物素的培養(yǎng)條件下，菌體先反之，發(fā)酵7～10小時(shí)后，生物素貧乏。⑶.連續(xù)培養(yǎng) 本設(shè)計(jì)選用補(bǔ)料分批培養(yǎng)。⑸.進(jìn)入無菌室前后，打開紫外燈消毒20～30分鐘。⑹.糖耗控制：谷氨酸發(fā)酵過程中前期糖耗不宜過快，進(jìn)入產(chǎn)酸期后，其它因素控制能跟得上，轉(zhuǎn)化率達(dá)50%以上，可加快它的耗糖速率。⑶.發(fā)酵中期染菌：可加大通風(fēng)量，加速產(chǎn)酸，降低PH值。⑵.離子交換法：根據(jù)谷氨酸與發(fā)酵液中其它同性離子性質(zhì)不同，樹脂對(duì)這些離子吸附能力的差別，采用不同樹脂進(jìn)行選擇西服，更用洗脫劑洗脫以達(dá)到濃縮目的。 綜上所述綜合實(shí)際現(xiàn)在選用一次等電點(diǎn)，離子交換，全母液洗脫工藝。高流：調(diào)PH=。 味精中含鐵離子過量，不符合食品規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，中和液中還含有錳、鋅等離子，色素，類黑色素，帶入谷氨酸，使中和液色澤較重，故作脫色處理。五、干燥分離 本設(shè)計(jì)采用三足式離心機(jī)，進(jìn)行味精分離，可以控制味精大小，控制分離時(shí)間和含水量采用振動(dòng)干燥床，具有設(shè)備簡單，生產(chǎn)連續(xù)化，效率高等優(yōu)點(diǎn)而且產(chǎn)品不易破碎，光澤度好，適用于大量結(jié)晶干燥，使用流化床干燥可以控制溫度不超過80℃為宜。（3） 時(shí)間：應(yīng)控制適當(dāng)時(shí)間，30分鐘達(dá)脫色飽和。三、真空濃縮結(jié)晶㈠.濃縮：選用真空度600～650，溫度60℃。⑵.操作前必須先洗手，換上無菌衣帽和鞋子，帶上口罩，用75%酒精擦手。 處理方法：發(fā)酵廢母液提取菌體蛋白，生產(chǎn)飼料酵母，進(jìn)行再利用，或進(jìn)行脫蛋白尾液處理和好氧后處理。生產(chǎn)原料原因，特別是設(shè)備的腐蝕游離出較多鐵離子，此外中和液中還含有錳、鋅等離子，一同除去。每次脫色用粉末狀活性炭，炭粒里裝顆粒炭脫色作為最后一次脫色。本設(shè)計(jì)采用晶種起晶法，這種起晶法可以控制晶體數(shù)目和大小，而且溶液受晶種刺激后，晶核可以提早形成，所需過飽和度較自然起晶所需的過飽和度低，作為晶種投入溶質(zhì)不會(huì)被溶解，也不會(huì)產(chǎn)生刺激起晶，全部作為晶核而不產(chǎn)生新晶核，從而達(dá)到控制晶體數(shù)量的目的。百分率高，造成Glu溶解不徹底，影響精制收率，還造成過濾困難，是下面操作不易進(jìn)行。加水不足，濃度過高，粘度增加，脫色效果差，過濾困難，故一般控制在中和液濃度21～23176。但達(dá)到一定時(shí)間后，隨著時(shí)間延長，脫色并不增加。 真空濃縮結(jié)晶 濃縮： 選用真空度600～650mmHg，溫度60℃。B233。5. 工藝計(jì)算 物料衡算物料衡算是根據(jù)質(zhì)量守恒定律建立起來的。(2)=(m3/d) ， m3/d， m3/d表 4 提取工序物料衡算匯總進(jìn)入系統(tǒng)離開系統(tǒng)項(xiàng)目1t工業(yè)淀粉匹配物料（t）t/d項(xiàng)目1t工業(yè)淀粉匹配物料（t）t/d發(fā)酵液90%GluGlu洗水量廢液量液NH398%H2SO4洗脫加水累計(jì)累計(jì) 精制工序物料衡算現(xiàn)以一天的生產(chǎn)為基準(zhǔn)(1) 技術(shù)參數(shù)日產(chǎn)90%Glu：，即日產(chǎn)100%日產(chǎn)100%MSG： t/d，精制收率為95%(2) 中和，脫色，除Fe過程①加入NaOH量含量為Glu的36%，即含水量為：②加入活性炭量按90%Glu：活性炭=1：，(t/d)③中和液質(zhì)量百分含量為40%（W/V），則：④加入Na2S量，加入后含Na2S為10%，即 ：含水量為：⑤加水量 =(t/d)(3) 過濾后濾液體積及加水量①日產(chǎn)100%MSG的量為：②過濾中活性炭帶走水量，含水量為75% 247。 設(shè)備平衡計(jì)算公式設(shè)備平衡計(jì)算公式：： 式中： 操作周期=運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間（h）+輔助時(shí)間（h）：： 精制車間設(shè)備選型 精制車間年產(chǎn)一萬噸MSG，日產(chǎn)100%，精制收率為95%。材質(zhì)：不銹鋼1Gr18Ni9Ti，壁厚3mm每天消耗蒸汽量：=（6） 其他配備設(shè)備① 放料泵F6540，不銹鋼泵， m3/h揚(yáng)程：，功率11KW② 液面上方有一通風(fēng)消泡盤管，管徑50mm材料：1Gr18Ni9Ti，開小孔φ10mm用以防止中和時(shí)起泡過多而溢出。（2） 加粉狀活性炭濕Glu：粉炭=1：每天加粉炭：=每罐用量：（3） Na2S用量：每天加Na2S： =其含水量：（110%）= 板框（1） 板框過濾,結(jié)構(gòu)緊過濾推動(dòng)力大,輔助設(shè)備少,過濾洗滌質(zhì)量好,濾餅含水少,但勞動(dòng)強(qiáng)度大,間歇操作.選用BM70810/25型,框數(shù)54,明流操作,總過濾面積為70m2,主要材料為碳鋼,電機(jī)為3DI320,10%水洗,共選6臺(tái). （2） 中和脫色液貯槽5 m3,選3個(gè), 材料為1Gr18Ni9Ti,H:D=，D=取D=1400mm,則H=2100mm K15炭柱（1） 炭柱直徑過大再生上柱易形成死角(),降低上柱量,進(jìn)出料不平衡,易造成干柱,徑高比一般小于1:,徑高比越大吸附效果越好，選直徑 D=, D:H=1:, H==填料系數(shù)一般在6070%之間,取65%,交換量為2025倍炭體積,取20倍。脫色總量與中和液基本相當(dāng)，= m3，脫色罐與中和罐配套取10 m3，填料系數(shù)為75%，仍取H：D=，為便于取錐型頂，h=176。轉(zhuǎn)速45r/min，二檔D/B=8，D=1800mm，B=225mm，厚16mm，軸徑110mm。 用水匯總新鮮水只供配料和發(fā)酵冷卻用，由發(fā)酵冷卻后的水稱為二次水，供洗柱、配稀酸稀堿和補(bǔ)充于循環(huán)水中，精制及動(dòng)力冷卻水采取循環(huán)使用方法。密度。 補(bǔ)料：應(yīng)蒸發(fā)速度，結(jié)晶速度協(xié)調(diào)一致，使?jié)舛瓤刂圃诮榉€(wěn)區(qū)。 b. 影響結(jié)晶速度的因素： ①過飽和度②液膜厚度③溶液粘度④溶液純度⑤溫度，真空度⑥稠度⑦晶種質(zhì)量（3） 結(jié)晶工藝條件控制 投入結(jié)晶罐內(nèi)一定量的脫色液進(jìn)行濃縮，達(dá)到濃度后，