【正文】 精的要求扶搖直上。 2 改善和加強(qiáng)食品的自然風(fēng)味 味精和強(qiáng)力味精使食品原味更濃郁、協(xié)調(diào)、圓潤并可抑制異味。對年產(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。 本說明書敘述了味精的發(fā)展 ， 概括了味精生產(chǎn)的整個工藝流 程及“三廢”治理。我國的味精生產(chǎn)和消費(fèi)居世界第一，具有較大的生產(chǎn)潛力。6000 噸 /年 味精 中和車間 工藝 設(shè)計 發(fā)酵工業(yè)，是生物工程的一個分支，而味精是三大發(fā)酵產(chǎn)品之一，味精是我國新興的發(fā)酵工業(yè)中規(guī)模最大的產(chǎn)品，在食品的生物技術(shù)領(lǐng)域中有重要地位。味精在食品、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、工業(yè)上都有廣泛應(yīng)用。目前國內(nèi)外味精生產(chǎn)一般都采用發(fā)酵生產(chǎn)，味精發(fā)酵生產(chǎn)法的生產(chǎn)工藝已經(jīng)比較成熟，但由于味精在許多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，故味精生產(chǎn)的工藝仍需不斷更新以降低成本，提高質(zhì)量，適應(yīng)社會主義市場經(jīng)濟(jì)的需求。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。 2 概述 2． 1 產(chǎn)品用途及發(fā)展?fàn)顩r 2． 1． 1 產(chǎn)品用途 （一）在食品方面的應(yīng)用 1 烹飪調(diào)味 吃中國菜給人最重要和最直接的感覺是“味道”，而味精是決定味道好壞的重要因素因而成為家庭和餐館不可缺少的增新調(diào)味品。 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。 （二） 在醫(yī)藥方面的應(yīng)用 1 谷氨酸鈉、谷氨酸鉀注射液和谷氨酸片可用來防止肝昏迷、解氨毒、保護(hù)肝臟。故用來作為神經(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。谷氨酰胺可治療綜合性胃潰瘍、十二指腸潰瘍、神經(jīng)衰弱等。此外，谷氨酸鈣可與維生素 P 合用以增強(qiáng)吸收。 2 潤膚劑 焦谷氨酸（ PCA— Na）具有極強(qiáng)的吸濕性，能保持皮膚濕潤，防止干裂，并增強(qiáng)皮膚和毛發(fā)的柔軟和彈力。其廣泛的用于化妝品和醫(yī)藥品的增濕劑，潤膚劑。其洗凈、起泡、乳化、分散等性能較好，對皮膚及粘膜無刺激，可用于洗滌劑及化妝品。 2 用于植物生長調(diào)節(jié)劑?？芍瞥筛探墼鎏饎劝彼峥稍黾痈探酃麑嵉暮橇?，降低酸度。 3 用作微肥載體。用氨基酸作微肥載體，如有機(jī)螯合劑、緩沖劑等。 2． 1． 2 發(fā)展?fàn)顩r （一）中國味精工業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r 中國味精生產(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 三個歷史階段。 1923 年，吳蘊(yùn)初先生創(chuàng)辦的上海天廚味精廠成為我國味精工業(yè)的開端，而后又在重慶、香港等地設(shè)立分廠。到 1939 年沈陽、天津、青島味精廠也紛紛建立。一般以手工作業(yè)為主，少量使用機(jī)械設(shè)備。 1958年有關(guān)科研單位、院校和企業(yè)合作進(jìn)行發(fā)酵法制谷氨酸的實驗研究工作并以糖質(zhì)為原料。上海味精廠以淀粉為原料采用發(fā)酵的新工藝正式投入生產(chǎn)。到了 70 年代，北京等廠試用醋酸生產(chǎn)味精沒能成功。此期間生產(chǎn)開始用計算機(jī)控制。目前，我國有味精生產(chǎn)廠家 200多個，成為世界味精主要產(chǎn)區(qū)之一。其發(fā)展同樣經(jīng)歷了起源期、轉(zhuǎn)換期、發(fā)展期三個歷史時期。 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世。 2 轉(zhuǎn)換期（ 1936~1968）在這一時期，生產(chǎn)工業(yè)由水解法、抽出法轉(zhuǎn)為發(fā)酵法生產(chǎn)味精。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。世界上許多國家包括韓國、法國、中國、朝鮮、印尼、美國、泰國、意大利、巴西、馬來西亞等國的味精工業(yè)也逐步興起而且均采用發(fā)酵法生產(chǎn)味精。據(jù)統(tǒng)計， 1992年的世界味精產(chǎn)量均為 萬噸，重點(diǎn)產(chǎn)區(qū)集中在亞洲，占總產(chǎn)量的 92%左右。 1 規(guī)模小 日本味之素和韓國的味元年產(chǎn)味精 6 萬噸，而國內(nèi)除河南周口味精產(chǎn)達(dá) 4 萬噸外，大多數(shù)為 1 萬噸或數(shù)千噸。國內(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。 3 生產(chǎn)過程自動化程度低，勞動生產(chǎn)率低。 5 經(jīng)營管理機(jī)制不適應(yīng)當(dāng)前形勢，影響技術(shù)水平的發(fā)揮和生產(chǎn)穩(wěn)定。如采用高生物素添加青霉素流加糖工藝。 （ 2） 改進(jìn)提取工藝，提高提取收率。應(yīng)繼續(xù)研究突破絮凝除菌，并研制新型沉降式離心機(jī)分離菌體，結(jié)合膜濃縮的研究會大大提高提取收率。 （ 1） 實現(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。 6 跳出單一產(chǎn)品模式，開發(fā)多品種，提高企業(yè)抗風(fēng)險能力。采用電子計算機(jī)及各種傳感器控制發(fā)酵生產(chǎn)過程。 2． 2 中和車間概括及特點(diǎn) 2． 2． 1 車間設(shè)計規(guī)格 本車間布置設(shè)計是以工藝為主導(dǎo)，并在其他專業(yè)如繪圖、土建、設(shè)備安裝、電力、暖風(fēng)、外觀等密 切配合下完成的。 2． 2． 2 車間設(shè)備布置原則 本次設(shè)計設(shè)備布置基本按流程順序排列依次為中和罐、中和脫色罐、過濾機(jī)、貯罐、 K15 炭柱。 車間設(shè)備布置總原則： （ 1） 滿足生產(chǎn)工藝對設(shè)備布置的要求 （ 2） 滿足安全技術(shù)對設(shè)備布置的要求 （ 3） 滿足操作條件對設(shè)備的要求，為操作人員創(chuàng)造一個良好的操作條件 （ 4） 滿足設(shè)備安裝、檢修對設(shè)備布置 的要求 （ 5） 滿足廠房建筑對設(shè)備的要求 （ 6） 合理安排車間輔助室及生活室的布置 （ 7） 車間布置整齊美觀 詳細(xì)的車間布置見中和車間平、立面布置圖。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。 K15 炭柱較高，將其布置在廠房一邊，既是工藝流程的需要，同時與二樓相對立，廠房建筑比較美觀。一方面因為設(shè)備高大，另一方面是采光性好，避免光線太暗。氫氧化鈉與谷氨酸反應(yīng)不會產(chǎn)生氣泡，反應(yīng)迅速，設(shè)備利用率高。 2． 2． 5 其他說明 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。其對比如下表： 表 2— 1 粉狀活性炭和顆?；钚蕴刻厣珜Ρ? 粉狀活性炭 顆粒狀活性炭 顆粒小、表面積大、單位重量吸附量高 在過濾除炭渣的同時除去料液中不溶性雜質(zhì) 顆粒大、表面積小、單位重量吸附量低，且不能除去料液中不溶性雜質(zhì) 操作環(huán)境差、勞動強(qiáng)度大、存在加炭 卸炭 洗炭等煩瑣的勞動 操作環(huán)境好、勞動強(qiáng)度小、操作過程只需調(diào)節(jié)閥門即可 間歇操作，設(shè)備一次性投資低 連續(xù)操作，適合于大規(guī)模生產(chǎn)設(shè)備一次性投資高 活性炭一次性使用，操作費(fèi)用高，但不耗用鹽酸、燒堿 活性炭經(jīng)再生處理可以反復(fù)使用、操作費(fèi)用低、但再生時需耗用一定量鹽酸、燒堿、水 中和脫色罐中加硫化鈉，其作用有兩方面：一方面硫化鈉是弱堿可調(diào)節(jié) PH值，另一方面 Na2S + Fe2+ → FeS↓ + 2Na+， FeS 在中性或弱堿性溶液中呈難溶性，幾乎 不溶于水，經(jīng)過濾除去可達(dá)到除鐵目的。 K15 炭柱裝添顆粒炭和通用 1 號樹脂。脫鐵液透光率高，產(chǎn)物無異味。1019）經(jīng)過濾除去，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，濃度高時導(dǎo)致中毒 （ 2） 間歇操作 （ 3） 除鐵效果較樹脂差，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 殘留時有異味，對質(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， 且操作過程耗用酸、堿、水費(fèi)用高，排放廢水對環(huán)境有一定的影響 （ 5） 產(chǎn)品中無 Na2S 殘留，無異味 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。 中和車間三廢問題主要包括：沖洗、洗滌的中濃度有機(jī)廢水，中和脫色所產(chǎn)生的廢活性炭。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 。而且其吸收脫色效果已經(jīng)變差。 2 廢液、貯罐殘液及洗罐水、稀份水等作為水加入中和罐中。 3 K15 炭柱再生時用到的大量酸、堿、水。酸濃度很低與大量水混和稀釋后排放，污染程度很低。只有 L– 型具有鮮味。 兩種同分異構(gòu)體分子結(jié)構(gòu)式為： O O ‖ ‖ CONa178。 HO │ │ H2NC﹡ H HC﹡ NH2 │ │ HCH HCH │ │ HCH HCH │ │ C=O C=O │ │ OH OH L谷氨酸鈉 D谷氨酸鈉 其中 C﹡ — 是不對稱碳 通常在動植物體中存在的谷氨酸，用蛋白質(zhì)水解法及發(fā)酵液產(chǎn)生的谷氨酸都是 L型，而有些化學(xué)法合成的谷氨酸則 為 DL– 型。 Na+178。純凈的谷氨酸一鈉晶體幾乎沒有潮解性。 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 在水溶液中長時間加熱可部分脫水生成吡咯烷酮羧酸鈉（即焦谷氨酸鈉，簡寫為 ）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） （式 ） 4 在水溶液中解離 HOOCCH2CH2CHCOOH Glu+ │ NH3+ H+ OH K1 HOOCCH2CH2CHCOO Glu+ │ NH3+ H+ OH K2 OOCCH2CH2CHCOO Glu │ NH3+ H+ OH K3 OOCCH2CH2CHCOO Glu= │ NH2 其中 PK1=（ α COOH） PK2=（ γ COOH） PK3=（ α NH3+） ∴ 谷氨酸鈉的等電點(diǎn)為 PI1=（ +） /2= 谷氨酸的等電點(diǎn)為 PI2=（ +） /2= 3． 4． 3 產(chǎn)品味精的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 標(biāo)準(zhǔn)號 GB896788，本標(biāo)準(zhǔn)適用于發(fā)酵碳水化合物（淀粉、糖蜜、糖質(zhì)等原料）或水解植物蛋白