【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 是蛋白質(zhì)水解法。此方法要耗用大量的含蛋白質(zhì)的糧食，而且原料來源少，價(jià)格高，收率較低，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，濃鹽酸耗最大，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，勞動(dòng)強(qiáng)度大，勞動(dòng)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(shí)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(diǎn)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(xiǎn)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(dòng)強(qiáng)度小，可自動(dòng)化、連續(xù)化生產(chǎn)、收率高、成本比水解法低 30～50％等優(yōu)點(diǎn)。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(shí)，發(fā)生消旋，稱為 DL型。在動(dòng)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(zhǎng) a≠b≠c；（3）密度 粒子相對(duì)密度 ，視相對(duì)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(diǎn)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(zhǎng)時(shí)間受熱會(huì)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(guó)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(gè)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(guó)味精工業(yè)像其它工業(yè)一樣，與國(guó)外技術(shù)與世隔絕，生產(chǎn)長(zhǎng)期落后，瀕臨破產(chǎn)的狀態(tài)。直到 1939 年我國(guó)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(guó)成立后，味精生產(chǎn)如雨后春筍般的成長(zhǎng)。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(yàn)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)酵法生產(chǎn)味精。特別是經(jīng)過無產(chǎn)階級(jí)文化大革命，味精生產(chǎn)迅速發(fā)展。目前全國(guó)大部分省(市) 都有了味精生產(chǎn)，1967 年全國(guó)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(dòng)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(guó)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(guó)，產(chǎn)量達(dá) 34 萬 t。2022 年我國(guó)味精年產(chǎn)量將近 100 萬 t，占世界味精年產(chǎn)量的 47﹪。我國(guó)味精產(chǎn)量不斷增加的同時(shí)，生產(chǎn)技術(shù)水平也不斷得到提高。據(jù)了解，現(xiàn)今我國(guó)味精生產(chǎn)的各項(xiàng)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(shí)現(xiàn)了集約化經(jīng)營(yíng)。90 年代初，我國(guó)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(guó)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(guó)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(guó)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(guó)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(guó)糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織宣布，取消對(duì)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(píng)價(jià)其每日容許攝入量 [2]。消費(fèi)者可以放心食用味精。（1）國(guó)際味精需求市場(chǎng)分析在國(guó)際市場(chǎng)上，味精的消費(fèi)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(zhǎng)勢(shì)頭，國(guó)際市場(chǎng)對(duì)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(guó)、東南亞等國(guó)家和地區(qū)人均味精消費(fèi)較高，如日本 2022 年人均年消費(fèi)味精 ，香港為 ，而我國(guó)僅為 。（2）國(guó)內(nèi)味精需求市場(chǎng)的分析隨著我國(guó)人民生活水平的提高和膳食結(jié)構(gòu)的改變，以及對(duì)味精產(chǎn)品認(rèn)識(shí)的普遍提高，味精的需求量不斷增大，人均消費(fèi)水平逐年提高，華東、中南、東南、 西南、華南地區(qū)人均年消費(fèi)量已上升為 左右。就國(guó)內(nèi)市場(chǎng)來講，味精的主要消費(fèi)群體在城市，城市居民年消費(fèi)量占到總產(chǎn)量的70%以上，農(nóng)村市場(chǎng)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(chǎng)對(duì)味精的需求量會(huì)逐步增加。（3）西北地區(qū)味精需求市場(chǎng)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(fèi)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(fèi)也已增長(zhǎng)到現(xiàn)在的人均 克左右。總的來看，我國(guó)及全世界的味精消費(fèi)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(jì)原則（1）遵守國(guó)家法則，貫徹黨的基本建設(shè)方針，實(shí)事求是，因地制宜；（2）合理利用國(guó)家資源和財(cái)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、現(xiàn)代化，提高產(chǎn)品的科技含量，提高產(chǎn)品的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力；（4）輕化工業(yè)產(chǎn)品批量小、品種多的特點(diǎn)，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(dòng)環(huán)境，以利于勞動(dòng)工人的身心健康。 設(shè)計(jì)任務(wù)味精廠的設(shè)計(jì)范圍：生產(chǎn)工藝及裝置的設(shè)計(jì)；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(jì)；總平面設(shè)計(jì)；三廢治理設(shè)計(jì)；熱能動(dòng)力、供電照明、給排水、采暖通風(fēng)等設(shè)計(jì)。其中，味精生產(chǎn)的工藝流程布置及設(shè)計(jì)，主要設(shè)備的計(jì)算和選型為本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。此外，還根據(jù)實(shí)際要求畫出等電罐結(jié)構(gòu)圖，發(fā)酵工序帶控制點(diǎn)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(zhǎng)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(dòng)定員表序號(hào) 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(jì) 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(jì) 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(zhǎng)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(yùn)作成本。根據(jù)各行業(yè)發(fā)展的需求，以及國(guó)際市場(chǎng)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(jí)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(fèi)，并且能夠做到產(chǎn)品統(tǒng)一規(guī)格。 指導(dǎo)方針 （1）遵守國(guó)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(duì)環(huán)境不會(huì)造成威脅；（5）合理利用資源；（6）帶動(dòng)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展；（7）節(jié)約投資，留有余地。 選廠經(jīng)過廠址選擇是味精廠建設(shè)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié) [3]，是一項(xiàng)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(guó)家工業(yè)布局和城市規(guī)劃的要求，遵守國(guó)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(duì)于中小型味精廠應(yīng)盡可能利用社會(huì)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(duì)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(chǎng)以及散發(fā)大量粉塵和有害空氣的工廠、倉儲(chǔ)、堆場(chǎng)等區(qū)域。如不能遠(yuǎn)離有嚴(yán)重空氣污染區(qū)時(shí)，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(yùn)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(yùn)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(yùn)距。并靠近儲(chǔ)運(yùn)、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(cái)富，使人類的環(huán)境又為它付出了巨大的代價(jià)。隨著世界特別是我國(guó)環(huán)境的明顯惡化，國(guó)民的環(huán)境保護(hù)意識(shí)逐步提高，人類從嚴(yán)酷的事實(shí)中提高了對(duì)人類活動(dòng)與環(huán)境之間關(guān)系的認(rèn)識(shí)。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、H 2S、NH H 2SO3 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(yùn)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 m 3 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—造粒包裝，變廢為寶，厭氧、曝氣處理廢水等成果。但就全國(guó)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 萬噸的低濃度廢水，可見排放的污染物負(fù)載量是十分驚人的。在國(guó)家環(huán)保法公布和味精工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)公布之后，企業(yè)今后通過清潔生產(chǎn)地管理和綜合治理，堅(jiān)決實(shí)行節(jié)能排放，堅(jiān)決使廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，改善環(huán)境，促進(jìn)生產(chǎn)。味精行業(yè)對(duì)廢水治理展開較早并做了大量研發(fā)工作，提出不少治理方案。其中主要有：高濃度廢液濃縮制生物發(fā)酵肥法；廢液制取飼料酵母（SCP）法；厭氧—好氧二段生化法；生物轉(zhuǎn)盤法；氧化塘（溝）法等。很多方法已經(jīng)在生產(chǎn)中應(yīng)用并取得很好的效果。對(duì)污染源、廢水、廢氣、廢渣、噪音粉塵煙等的具體防止和處理方法主要依據(jù)《環(huán)境保護(hù)法》及相應(yīng)的可行性研究、環(huán)保報(bào)告和初審意見來確定。 工藝流程設(shè)計(jì) 工藝流程設(shè)計(jì)的重要性（1）生產(chǎn)工藝流程設(shè)計(jì)是工藝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，所涉及面很廣，是味精工廠設(shè)計(jì)的核心和重要部分。在設(shè)計(jì)中必須做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、成熟可靠；在保證產(chǎn)品質(zhì)量條件下，力求工藝流程簡(jiǎn)化，生產(chǎn)管理方便；把各個(gè)生產(chǎn)過程按一定順序、要求組合起來，編制成工藝流程圖等來完成工藝流程設(shè)計(jì)。因?yàn)楣に嚵鞒淘O(shè)計(jì)的質(zhì)量直接決定車間的生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)能力、操作條件、安全生產(chǎn)、三廢治理、經(jīng)濟(jì)效益等一系列根本性問題。