【文章內(nèi)容簡介】 解，用碳酸鈉或氫氧化鈉中和，經(jīng)脫水，除鐵、鈣、鎂等離子，再經(jīng)蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶、分離、干燥、篩選等單元操作，得到高純度的晶體粉末或粉末味精。這個生產(chǎn)過程稱為“ 制造 味精”，精制得到的味精稱為“散味精” 。 谷氨酸制造味精生產(chǎn)工藝流程如圖 5 谷氨酸制取味精及味精成品加工 精制車間加工的谷氨酸產(chǎn)品為谷氨酸單鈉，即味精。粗品經(jīng)提純、加工、包裝，得到成品。 味精中和液的脫色過程，除使用碳柱外，還可 使用離子交換柱，利用離子交換樹脂的吸附色素。味精的干燥過程，國內(nèi)許多廠家還采用箱式烘房干燥，設(shè)備簡單，投資低，但操作條件差，生產(chǎn)效率低，不適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)的要求。也有的廠家使用唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 10 氣流干燥技術(shù)，生產(chǎn)量大，干燥速度快，干燥時間短，但干燥過程對味精光澤和外形有影響，同時廠房建筑要求較高，這樣均不如振動式干燥床應(yīng)用效果更好些。 圖 5 精生產(chǎn)工藝流程 圖 4 工藝計算 物料衡算是根據(jù)質(zhì)量守恒定律而建立起來的。物料衡算是進入系統(tǒng)的全部物料重量等于離開該系統(tǒng)的全部物料重量 ，即 ： ∑ F=∑ D+W 式中 F—— 進入系統(tǒng)的物料量（ kg） D—— 離開系統(tǒng)的物料量（ kg） 濕味精 味精母液 篩選 包裝 晶體味精 粉碎 包裝 粉體味精 混鹽 報裝 含鹽味精 谷氨酸中和 谷氨酸中和 脫色除鐵 濃縮結(jié)晶 分離 干燥 次品味精 食鹽 谷氨酸 水 純堿 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 11 W—— 損失的物料量（ kg） 生產(chǎn)過程總物料衡算 生產(chǎn)能力 以年產(chǎn)商品 MSG10000t 為實例。折算為 100%MSG9900t/a 日產(chǎn)商品 MSG： 10000/320=（ t/d） 日產(chǎn) 100%MSG： 9900/320=（ t/d） 總物料衡算 （ 1） 1000kg 純淀粉理論上產(chǎn) 100%MSG 量： 1000 % =（ kg） （ 2） 1000kg 純淀粉實際上產(chǎn) 100%MSG 量： 1000 98% 50% 86% 92% =（ kg） （ 3） 1000kg 工業(yè)淀粉（含 86%的玉米淀粉）產(chǎn) 100%MSG 量： 86%=（ kg） （ 4）淀粉單耗 1） 1t100%MSG 消耗純淀粉量： 1000/=（ t） 2） 1t100%MSG 實際消耗工業(yè)淀粉量： 1000/=（ t） 3） 1t100%MSG 理論上消耗純淀粉量： 1000/=（ t） 4） 1t100%MSG 理論上消耗工業(yè)淀粉量： （ t） （ 5）總收率計算 實際產(chǎn)量（ kg） /理論產(chǎn)量（ kg） 100%= 100%=% （ 6）淀粉利用率： 100%=% （ 7）生產(chǎn)過程總損失： 100%－ %=% 物料在生產(chǎn)過程中損失原因： a 糖化轉(zhuǎn)化率低。 b發(fā)酵過程中部分糖消耗于長菌體及呼吸代謝；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精制加工過程損耗及生產(chǎn)焦谷氨酸鈉等。 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 12 （ 8）原料及中間計算： 1）淀粉用量： =（ t/d） 2）糖化液量： 純糖 86% 98%=（ t/d）折算為 24%的糖液： （ t/d） 3)發(fā)酵液量： 純 Glu 量： 50%=（ t/d）；折算為 8g/dl 的發(fā)酵液。 =(t)( 為發(fā)酵液的相對密度 ) 4）提取 Glu 量： 純 Glu 量 86%=（ t/d）；折算為 90%的 Glu 量： /90%=（ t/d） 5） Glu 廢母液量（采用等 電點 離子回收法，以排 出 廢母液含 /dl 計算）： （ － ） /%=（ m3/d） 總物料衡算結(jié)果 由上述生產(chǎn) 10000t 味精廠全廠的物料衡算結(jié)果，可求得 80000t/a 味精廠全廠的物料平衡衡算結(jié)果。工業(yè)原料，淀粉含量 86%。 具體計算結(jié)果如表 1 表 1 總物料衡算結(jié)果 物料名稱 生產(chǎn) 1t 味精（ 99%）的物料量 生產(chǎn) 80000t味精（ 99%）的物料量 每日物料量 工業(yè)原 料（ t） 5256800 糖液（ t） 20503200 谷氨酸（ 90%）（ t） 2351200 MSG(100%)（ t） 2475200 7735 排除含 %谷氨酸廢母液（ m3） 49178400 谷氨酸發(fā)酵車間物料衡算 谷氨酸發(fā)酵工藝流程圖 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 13 谷氨酸發(fā)酵采用淀粉原料，雙酶法糖化，中糖發(fā)酵，一次等電點提取工藝，其工藝流程示意圖如圖 6所示 圖 6 谷氨酸發(fā)酵工藝流程示意圖 ． 2 工藝技術(shù)指標及基礎(chǔ)數(shù)據(jù) （ 1）查《發(fā)酵工廠工藝設(shè)計概論》 P326 表 3 味精行業(yè)國家企業(yè)標準 ［ 3］ ，選用 主 要指標如表 2 （ 2）主要原材料質(zhì)量指標 淀粉原料的淀粉含量為 80%，含水 14%。 （ 3）二級種子培養(yǎng)基（ g/L） 水解糖 25，糖蜜 20，尿素 ，磷酸氫二鉀 ，硫酸鎂 ，玉米漿 5～ 10，泡敵 ，硫酸鎂 ，硫酸亞鐵 。 （ 4）發(fā)酵培養(yǎng)基（ g/L） 水解糖 150，糖蜜 4，硫酸鎂 ，氯化鉀 ，磷酸氫二鈉 ，硫酸亞鐵 ，硫酸錳 ，尿素（總尿） 40，泡敵 ，植物油 。 （ 5）接種量為 2% 。 谷氨酸發(fā)酵車間的物料衡算 首先計算生產(chǎn) 1000kg 純度為 100%的味精需耗用的原輔材料及其他物料量。 水解糖 預(yù)熱器 連消塔 維持罐 冷卻器 空氣 壓縮機 過濾除菌 滅菌培養(yǎng)基 無菌空氣 成熟發(fā)酵液 發(fā)酵罐 滅菌 滅菌 尿素 消泡劑 等電點罐 分離機 谷氨酸 母液 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 14 表 2 味精發(fā)酵工藝技術(shù)指標 指標名稱 單位 指標數(shù) 生產(chǎn)規(guī)模 t/a 80000（味精） 生產(chǎn)方法 中糖發(fā)酵，一次等電點提取 年生產(chǎn)天數(shù) d/a 320 產(chǎn)品日產(chǎn)量 t/a 250 產(chǎn)品質(zhì)量 純度 % 99 倒灌率 % 發(fā)酵周期 h 48 發(fā)酵初糖 Kg/m3 150 淀粉糖轉(zhuǎn)化率 % 95 糖酸轉(zhuǎn)化率 % 48 麩酸谷氨酸含量 % 90 谷氨酸提取率 % 80 味精對谷氨酸產(chǎn)率 % 112 （ 1）發(fā)酵液量 V1 ? ?? ?31 %112%99%80%481501 0 0 0mV? ?????? 式中 150—— 發(fā)酵培養(yǎng)基初糖濃度（ kg/m3） 48%—— 糖酸轉(zhuǎn)化率 80%—— 谷氨酸提取率 99%—— 除去倒灌率 1%后的發(fā)酵成功率 112%—— 味精對谷氨酸的精制產(chǎn)率 （ 2）發(fā)酵液配制需水解糖量 G1 以純糖算， )(234915011 kgVG ??? （ 3）二級種液量 V2 ? ?312 3 1 %2 mVV ?? 式中 2%—— 接種量 （ 4）二級種子培養(yǎng)液所需水解糖量 G2 ? ?322 mVG ?? 式中 25—— 二級種液含糖量（ kg/m3） 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 15 （ 5）生產(chǎn) 1000kg 味精需水解糖總量 G 為： ? ?kgGGG 3 5 621 ??? （ 6）耗用淀粉原料量 理論上， 100kg 淀粉轉(zhuǎn)化生成葡萄糖量為 111kg，故理論上耗用的淀粉量 G 淀粉為： ? ?? ? 7 9 3 %1 1 1%95% 3 5 6? ????淀粉G 式中 80%—— 淀粉原料含純淀粉量 95%—— 淀粉糖轉(zhuǎn)化率 （ 7）尿素耗用量 二級種液耗尿素量為 V3 ? ?kgVV 23 ?? 式中 為尿素含量（ kg/m3） 發(fā)酵培養(yǎng)基耗尿素為 V4 ? ?kgVV 2 640 14 ?? 故共耗尿素量為 （ 8）甘蔗糖蜜耗用量 二級種液耗用糖蜜量 V5 ? ?kgVV 25 ?? 發(fā)酵培養(yǎng)基耗糖蜜量 V6 ? ?kgVV 16 ?? 合計耗 糖蜜 （ 9）氯化鉀耗量 GKCl ? ?kgVG KCl 1? （ 10）磷酸氫二鈉（ Na2HPO4 7H2O）耗量 G3 ? ?kgVG 13 ?? （ 11）硫酸鎂（ MgSO4 7H2O）用量 G4 ? ? ? ?kgVVG 214 ??? （ 12）消泡劑（泡敵）耗用量 G5 ? ?kgVG 15 ?? （ 13）植物油耗用量 G6 ? ?kgVG 16 ?? 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 16 （ 14）谷氨酸（麩酸）量 發(fā)酵液谷氨酸含量為： ? ? ? ?kgG 1 1 6%11%481 ??? 實際生產(chǎn)的谷氨酸（提取率 80%）為： ? ?kg8 9 3% 1 1 6 ?? 80000t/a 味精廠發(fā)酵車間的物料衡算結(jié)果 由上述生產(chǎn) 1000kg 味精（ 99%純度）的物料衡算結(jié)果，可求得 80000t/a 味精廠 發(fā)酵車間的物料平衡計算。 具體計算結(jié)果如表 3 發(fā)酵車間無菌空氣用量衡算 谷氨酸發(fā)酵無菌空氣平衡示意圖如圖 7 所示 圖 7 谷氨酸發(fā)酵無菌空氣 平衡示意圖 谷氨酸發(fā)酵工藝技術(shù)指標及基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 80000t/a 味精發(fā)酵工藝技術(shù)指標物料平衡計算結(jié)果詳見 根據(jù)表 2和表 3給出的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及物料衡算結(jié)果，列出與空氣消耗有關(guān)的基本數(shù)據(jù)有：生產(chǎn) 1t 味精的 發(fā)酵液量為 （ m3） 二級種液： （ m3） 發(fā)酵時間： 34h 發(fā)酵周期（含清洗、滅菌等）： 48h 發(fā)酵罐公稱容積： 200（ m3）（ 50 個） 空氣 壓縮 過濾除菌 種子罐 發(fā)酵罐 滅菌培養(yǎng) 成熟發(fā)酵醪 送提取 滅菌消泡劑 滅菌尿素 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 17 發(fā)酵罐裝料系數(shù)： 70% 表 3 80000t/a 味精廠發(fā)酵車間的物料衡算 發(fā)酵過程無菌空氣用量計算 發(fā)酵車間無菌空氣消耗主要用于谷氨酸發(fā)酵過程通風(fēng)供氧， 其次為種子培養(yǎng)的通氣以及培養(yǎng)基的壓料輸送也需要壓縮空氣 。此外，因設(shè)備和管路、管件等的消毒吹干以及其他損耗構(gòu)成無菌空氣的消耗用量 。 物料名稱 生產(chǎn) 1t 味精（ 99%）的物料量 80000t/a 味精生產(chǎn)的物料量 每日物料量 發(fā)酵液（ m3） 105 783 二級種液（ m3） 4695 發(fā)酵水解用糖（ kg） 2349 107 105 二級種培養(yǎng)用糖（ kg） 105 水解糖總量（ kg） 107 105 淀粉 (kg) 107 105 尿素（或液氨） 106 104 糖蜜（ kg） 106 3495 氯化鉀（ kg） 105 磷酸氫二鈉（ kg） 104 硫酸鎂（ kg） 105 479 泡敵（ kg） 105 470 植物油（ kg） 105 1175 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 18 200 m3規(guī)模的通氣攪拌發(fā)酵罐的通氣速率 vvm=～ 取低限，如通風(fēng)量變大， Pg 會小，為安全。現(xiàn)取 進行計算。 單罐發(fā)酵過程空氣用量（常壓空氣） V=200 70% 60=924（ m3/h） 單罐年用氣量 Va=V 34 =290=9110640 （ m3） 式中 290—— 每年單罐發(fā)酵批次 二級種培養(yǎng)是在種子罐中進行的，可以根據(jù)接種量、通氣速率、培養(yǎng)時間等進行計算。但通常的設(shè)計習(xí)慣，是把種子用氣、培養(yǎng)基壓送及管路損失 等算作一次，一般取這些取這些無菌空氣消耗量之和約等于發(fā)酵過程空氣耗量的 25%。故這項無菌空氣耗量為： V、 =25%V=231（ m3/h） 每年用氣量為： V、 a=25%Va 50=25% 9110640 50=113883000（ m3/h） 式中 50—— 發(fā)酵罐的個數(shù) Vmax=50（ V+ V、 ） =50（ 924+231） =57900（ m3/h） Vt=50 290（ V+ V、 ） 34= 108（ m3） 發(fā)酵車間無菌空氣單耗 根據(jù)設(shè)計，實 際味精年產(chǎn)量為： G=230 50/（ 99% 2） 320=（ t/a） 故發(fā)酵車間無菌空氣單耗為： Vo=Vt/G=6873（ m3/t） 無菌空氣衡算表 根據(jù)以上計算