【文章內(nèi)容簡介】 的糧食 ， 而且原料來源少，價格高，收率較低 ， 生產(chǎn)周期長，濃鹽酸耗最大，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，勞動 強(qiáng)度大，勞動條件差，成本高 ；但質(zhì)量好，收率較穩(wěn)定。甜菜廢糖蜜系綜合利用，但原料來源有地區(qū)局限性，同時設(shè)備龐大，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，產(chǎn)品是 L—型。目前絕大部分生產(chǎn)方法已用發(fā)酵法代替。 合成法優(yōu)點不用糧食，采用石油廢氣，但生產(chǎn)過程中需用高壓 (200 大氣壓 )、高溫 (120℃ 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。 當(dāng)今味精生產(chǎn)的主要方法為發(fā)酵法，此方法不僅原料來源廣闊，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，勞動強(qiáng)度小，可自動化、連續(xù)化生產(chǎn)、收率高、成本比水解法低 30～ 50％等優(yōu)點。因此，發(fā)酵法是目前生產(chǎn)味精的主要方法 [1]。 （ 2） 味精的性質(zhì)： 味精即谷氨酸鈉，是 L谷氨酸的單鈉鹽，又稱味素，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，分子量為 。 分子結(jié)構(gòu)如下： 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，發(fā)生消旋，稱為 DL型。在動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。 味精的主要物理性質(zhì)： （ 1） 性狀 味精是無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 a≠b≠c； （ 3） 密度 粒子相對密度 ，視相對密度 ～ ； （ 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，比重為 ；熔點為 195℃ ；在 120℃ 以上逐漸失去分子中的結(jié)晶水； pH 為 。 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） 長時間受熱會引起分子內(nèi)失去水生成焦谷氨酸鈉； （ 4） 水溶液中解離 。 味精產(chǎn)業(yè)概況 我國味精生產(chǎn)開始于 1923 年，至今已有 80 多年歷史。它經(jīng)歷了創(chuàng)建、轉(zhuǎn)換和發(fā)展三個階段。 上海天廚味精廠最先用水解法生產(chǎn)味精。之后 ， 1932 年沈陽又開始用脫脂豆粕水解生產(chǎn)味精。但在解放前 ， 我國味精工業(yè)像其它工業(yè)一樣， 與國外技術(shù)與世隔絕 ，生產(chǎn)長期落后，瀕臨破產(chǎn)的狀態(tài)。直到 1939 年我國味精廠才有沈陽、天津和青島味精廠三大味精生產(chǎn)家。 這些生產(chǎn)家 大都以豆粕為 原料，工藝采用水解法生產(chǎn)。以上為創(chuàng)建期。 新中國成立后，味精生產(chǎn)如雨后春筍般的成長。 1958 年有關(guān)科研單位、院校和企業(yè)合作，進(jìn)行發(fā)酵法制谷氨酸的試驗研究工作。 1964 年上海味精廠和有關(guān)科學(xué)研究單位協(xié)作，開始采用發(fā)酵法生陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 2 頁 共 51 頁 產(chǎn)味精。特別是經(jīng)過無產(chǎn)階級文化大革命，味精生產(chǎn)迅速發(fā)展 。 目前全國大部分省 (市 )都有了味精生產(chǎn)， 1967 年全國味精產(chǎn)量為 1965 年產(chǎn)量的 5 倍。在發(fā)酵法生產(chǎn)得到了普遍應(yīng)用后，在生產(chǎn)用菌種、原材料、發(fā)酵工藝、回收提取、以及設(shè)備和自動控制等技術(shù)方面也都有不少改進(jìn)和發(fā)展。但發(fā)展是很不平衡的，距離先進(jìn)水平 還有差距，需要不斷地努力。 1970～ 1980 年期間，北京等廠用醋酸原料生產(chǎn)味精，后因設(shè)備腐蝕等原因而停產(chǎn)；福建、廣東、廣西等省部分企業(yè)用甘蔗糖蜜生產(chǎn)味精。此階段為轉(zhuǎn)換階段。 我國味精生產(chǎn)自 80 年代開始進(jìn)入高速發(fā)展階段。 從量變發(fā)展到質(zhì)變，產(chǎn)量上 獲得 歷史性突破。1992 年成為世界味精生產(chǎn)的第一大國，產(chǎn)量達(dá) 34 萬 t。 2021 年我國味精年產(chǎn)量將近 100 萬 t，占世界味精年產(chǎn)量的 47﹪。我國味精產(chǎn)量不斷增加的同時，生產(chǎn)技術(shù)水平也不斷得到提高。據(jù)了解，現(xiàn)今我國味精生產(chǎn)的各項技術(shù)指標(biāo)比 90 年代初有了較大的進(jìn)步。味精生產(chǎn)企業(yè) 實現(xiàn)了集約化經(jīng)營。 90年代初，我國味精生產(chǎn)企業(yè) 130 家，年產(chǎn)量約 30 萬 t。目前僅 50 家生產(chǎn)企業(yè)的年產(chǎn)量就達(dá) 100 多萬t。河北梅花味精集團(tuán)年產(chǎn)味精 40 萬 t。河南蓮花味精集團(tuán)有限公司一家企業(yè)年產(chǎn)量就達(dá) 30 萬 t，堪與國際上同類大企業(yè)比肩。 1910 年日本味之素公司用水解法生產(chǎn)谷氨酸。 1936 年美國從甜菜廢液 (司蒂芬廢液 )中提取谷氨酸。日本 1956 年開始用糖質(zhì)原料發(fā)酵法， 1962 年用合成法， 1966 年以醋酸為原料用發(fā)酵法生產(chǎn)味精。 1977 年，又改用糖蜜為原料發(fā)酵法生產(chǎn)谷氨酸。國外味精生產(chǎn)主要分布在日本、東南亞和非洲等地區(qū) ， 其它歐美國家和地區(qū)的產(chǎn)量很小 ， 大多依靠外部供給。 味精需求現(xiàn)狀 1987 年，聯(lián)合國糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織宣布，取消對味精的食用限量，作為一種增加食品風(fēng)味的調(diào)味料。味精不再需要評價其每日容許攝入量 [2]。消費者可以放心食用味精。 （ 1） 國際味精需求市場分析 在國際市場上，味精的消費主要集中在日本、東南亞、非洲等地 ， 最近幾年歐洲和南美洲等地的味精需求量也開始出現(xiàn)增長勢頭 ， 國際市場對味精的需求也不斷增加 ， 味精行業(yè)的發(fā)展平穩(wěn)向上。日本、韓國、東南亞等國家和地區(qū)人均味精消費較高 ， 如日本 2021 年人均年消費 味精 ， 香港為 ，而我國僅為 。 （ 2） 國內(nèi)味精需求市場的分析 隨著我國人民生活水平的提高和膳食結(jié)構(gòu)的改變，以及對味精產(chǎn)品認(rèn)識的普遍提高，味精的需求量不斷增大，人均消費水平逐年提高，華東、中南、東南、 西南、華南地區(qū)人均年消費量已上升為 左右。就國內(nèi)市場來講，味精的主要消費群體在城市，城市居民年消費量占到總產(chǎn)量的 70%以上，農(nóng)村市場的發(fā)展?jié)摿薮?。隨著農(nóng)村人口收入的增加，農(nóng)民生活水平逐步提高。膳食結(jié)構(gòu)進(jìn)一步改善，農(nóng)村市場對味精的需求量會逐步增加。 （ 3） 西北地區(qū)味精需求市場的分析 過 去由于西北地區(qū)人們的飲食習(xí)慣，人均年消費水平不足 克 ,，隨著西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，東西部經(jīng)濟(jì)、文化的交流，飲食結(jié)構(gòu)日趨多樣化，人均年消費也已增長到現(xiàn)在的人均 克左右。 總的來看，我國及全世界的味精消費量都在逐年增加。味精行業(yè)在食品工業(yè)中將占據(jù)重要的地位。 設(shè)計原則 （ 1） 遵守國家法則，貫徹黨的基本建設(shè)方針，實事求是 ， 因地制宜； （ 2） 合理利用國家資源和財產(chǎn)，最大限度的發(fā)揮硬件設(shè)施的內(nèi)在潛力，節(jié)約土地，減少投資，降低成本，以獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益； （ 3） 采用成熟的，先進(jìn)的工藝流程、設(shè)備，學(xué)習(xí)先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù) ， 努力實現(xiàn)自動化、現(xiàn)代化，提高產(chǎn)品的科技含量，提高產(chǎn)品的國際競爭力； （ 4） 輕化工業(yè)產(chǎn)品批量小、品種多的特點，努力做到 “一錢多用，一錢多能 ”， 是本廠的宗旨； 盡可能創(chuàng)造出良好的勞動環(huán)境，以利于勞動工人的身心健康 。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 3 頁 共 51 頁 設(shè)計任務(wù) 味精廠的設(shè)計范圍：生產(chǎn)工藝及裝置的設(shè)計；各車間、輔助生產(chǎn)車間、生活服務(wù)、辦公設(shè)施等的建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計；總平面設(shè)計；三廢治理設(shè)計；熱能動力、供電照明、給排水、采暖通風(fēng)等設(shè)計。其中 ， 味精生產(chǎn)的工藝流程布置及設(shè)計，主要設(shè)備的計算和選型為本次設(shè)計的主要內(nèi)容。 此外，還根據(jù)實際要求 畫出 等電罐結(jié)構(gòu) 圖 ， 發(fā)酵工序帶控制點圖，工廠總平面布置圖，糖化工序圖 等。 廠制概況 工廠組織 本廠職工按工作性質(zhì)分為：生產(chǎn)性人員和非生產(chǎn)性人員。生產(chǎn)人員占全長職工的 70％左右，非生產(chǎn)人員占全廠人員的 30％左右。在非生產(chǎn)性人員中： 50％為科研人員（兼職行政人員）， 6％為保安人員， 10％為勤雜人員，其他的為 34%。 工作制度 法定假日和星期假日采用輪換倒班制度，連續(xù)工作制： 工作日 =365－設(shè)備維修日 =365－ 45 =320(天 ) 人員配備 根據(jù)工廠不同部門的工作性質(zhì)要求，本工廠 的人員配 置 見表 。 表 勞動定員表 序號 部門 管理 人員 技術(shù) 人員 生產(chǎn) 人員 輔助生 產(chǎn)人員 服務(wù) 人員 合計 比例 /% 1 主要生產(chǎn)部門 10 15 600 — — 625 2 輔助生產(chǎn)部門 3 3 — 140 — 146 3 管理及服務(wù)部門 50 55 — — 24 130 管理部門 50 55 — — 3 108 12 服務(wù)部門 — — — — 21 22 4 合計 63 73 600 140 24 900 — 5 各類人員 所占比例 /% 7 — 100 廠址選擇 建廠依據(jù) 工廠選址和生產(chǎn)規(guī)模決策是企業(yè)長期戰(zhàn)略決策的重要內(nèi)容，它關(guān)系到企業(yè)的近期投資和未來的生產(chǎn)運作成本。 根據(jù)各行業(yè)發(fā)展的需求，以及國際市場的需求，經(jīng)省政府及市政府有關(guān)部門的批準(zhǔn)，新建廠的廠址擬選在陜西省 榆林市 。 新建廠的主要原料，經(jīng)上級主管部門的批準(zhǔn)，直接 榆林市 及其附近省市取原料，節(jié)省經(jīng)費，并且能夠做到產(chǎn)品統(tǒng)一規(guī)格。 指導(dǎo)方針 （ 1） 遵守國家的政策規(guī)定； （ 2） 符合城市規(guī)劃和工業(yè)布局； （ 3） 利于生產(chǎn)，便于生活； （ 4） 對環(huán)境不會造成威脅； （ 5） 合理利用資源； （ 6） 帶動當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展； （ 7） 節(jié)約投資，留有余地。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 4 頁 共 51 頁 選廠經(jīng)過 廠址選擇是味精廠建設(shè)中的一個重要環(huán)節(jié) [3]，是一項政策性、技術(shù)性很強(qiáng)，牽涉范圍很廣，關(guān)系到工廠投產(chǎn)后生存與發(fā)展的綜合性工作。因此新建味精廠必須重視廠址選擇工作。 選擇味精廠廠址的基本原則： （ 1） 廠址選擇必須符合國家工業(yè)布局和城市規(guī)劃的要求，遵守國家有關(guān)法律、法規(guī)。所選廠址要滿足生產(chǎn)需要，盡量不占或少占良田，節(jié)約用地， 但 要留有發(fā)展余地。 （ 2） 廠址應(yīng)靠近水量充足、水質(zhì)良好的水源地。水質(zhì)應(yīng)符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》和味精 生產(chǎn)的要求。 （ 3） 廠址應(yīng)盡可能靠近熱電供應(yīng)地，要有可靠的供應(yīng)保證。對于中小型味精廠應(yīng)盡可能利用社會熱電站的蒸汽熱電站，以減少新建工廠在熱力方面的投資，對于較大型味精廠應(yīng)考慮熱電聯(lián)產(chǎn)，建自備熱電站 ， 合理利用能源，降低生產(chǎn)成本。 （ 4） 廠址周圍應(yīng)有良好的衛(wèi)生環(huán)境，周邊空氣質(zhì)量良好 ， 無污染源，以保證味精生產(chǎn)，尤其是發(fā)酵工序?qū)諝獾馁|(zhì)量要求。應(yīng)遠(yuǎn)離居民密集區(qū)、文物風(fēng)景區(qū)、機(jī)場以及散發(fā)大量粉塵和有害空氣的工廠、倉儲、堆場等區(qū)域。如不能遠(yuǎn)離有嚴(yán)重空氣污染區(qū)時，則應(yīng)位于其最大頻率風(fēng)向上風(fēng)側(cè)，或全年最小頻率風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)。 （ 5） 廠址應(yīng)具滿 足建設(shè)工程需要的過程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件。建廠廠址的基地應(yīng)該有較高的承載力和穩(wěn)定性，應(yīng)避免在地震斷層地區(qū)基本烈度為 9 度以上地區(qū)，易受洪水、泥石流、滑坡、土崩等危害的地區(qū)建廠。 （ 6） 廠址應(yīng)有便利的交通運輸條件，味精生產(chǎn)用原料、燃料及成品等物質(zhì)吞吐量較大，應(yīng)盡可能靠近原有的交通運輸線路，如鐵路、公路、碼頭，以減少建設(shè)投資。 （ 7） 廠址宜靠近原料、燃料基地及產(chǎn)品主要銷售地區(qū)，盡量縮短運距。并靠近儲運、機(jī)修、公用工程和生活設(shè)施等方面有良好基礎(chǔ)和協(xié)作條件的地區(qū)。 （ 8） 廠址附近應(yīng)有生產(chǎn)污水、生活污水、廢渣等排放的可靠排除地 ， 并應(yīng)保 證新建工廠不給當(dāng)?shù)丨h(huán)境造成不良影響和危害。 環(huán)境保護(hù)劑廢物處理 現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展雖然創(chuàng)造了巨大的財富 ， 使人類的環(huán)境又為它付出了巨大的代價。隨著世界特別是我國環(huán)境的明顯惡化，國民的環(huán)境保護(hù)意識逐步提高，人類從嚴(yán)酷的事實中提高了對人類活動與環(huán)境之間關(guān)系的認(rèn)識。為了防止環(huán)境質(zhì)量的進(jìn)一步惡化，為了我們自己，為了我們的子孫后代，必須保護(hù)環(huán)境。 味精工廠 主要產(chǎn)生 的 “ 三廢 ” 及處理措施 [45]： （ 1） 廢氣 現(xiàn)有味精企業(yè)除少數(shù)由熱電站供給蒸汽外，多數(shù)企業(yè)自備鍋爐，其煙塵排放基本上可以達(dá)標(biāo)。主要通過加高煙囪高度和采用旋風(fēng) 除塵器、電除塵和布袋除塵等干式除塵和麻石水膜濕式除塵的辦法來解決。 生產(chǎn)中使用的工藝過程中產(chǎn)生 HCl、 H2S、 NH H2SO3 等氣體通過使設(shè)備密閉、脫硫措施及使用液體石蠟與空氣隔離等措施防止其逸出。 （ 2） 廢渣 味精企業(yè)的廢渣即鍋爐灰渣和回收的粉煤灰隨生產(chǎn)運出廠外，其爐渣和粉煤灰可用于鋪路和作建筑保溫材料。有些工廠的大米渣、糖渣售出作飼料，灰渣可 回收 利用。 （ 3） 噪聲 味精 生產(chǎn) 主要噪聲來源于發(fā)酵罐、空壓機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)以及設(shè)有大功率的攪拌設(shè)備等 ， 以發(fā)酵罐的噪聲最大。 100 m3 發(fā)酵罐的噪聲達(dá)到 70~80Db。 （ 4） 廢水 味精企業(yè)的廢水可分為高低濃度的有機(jī)廢水。其中，刷罐水、生活污水、蒸發(fā)冷水等是低濃度廢水。味精生產(chǎn)的主要污染物為高濃度有機(jī)廢水，為谷氨酸母液。 20 世紀(jì) 80 年代后，各廠采取多種措施解決污染問題，已取得諸如廢液生產(chǎn)復(fù)混合肥料、飼料酵母，通過濃縮 —噴漿 —干燥 —造粒 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 5 頁 共 51 頁 包裝，變廢為寶，厭氧、曝氣處理廢水等成果。但就全國味精行業(yè)來看，問題相當(dāng)嚴(yán)重。進(jìn)入 21 世紀(jì)，很多味精企業(yè)已采取濃縮制肥的辦法，使高濃度廢水得到徹底根治，但還有部分企業(yè)沒有解決。此外每年還向環(huán)境排出大約 400 萬噸的低