【正文】 年在實(shí)驗(yàn)室用化學(xué)方法合成氨基酸 .以前 1866 年德國(guó)人 Ritthansen 利用硫酸水解小麥面筋 .最先分離出谷氨酸 .1872 年 Dittener 推斷出氨基酸的結(jié)構(gòu)。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 1 頁(yè) 共 63頁(yè) 年產(chǎn) 6 萬(wàn)噸味精廠 緒論 氨基酸的制造是從 1820 年水解蛋白質(zhì)開(kāi)始的。味精俗名又叫味素，英文為 Mono Sodium Glutamte 簡(jiǎn)稱(chēng) MSG。 1908 年日本人因菊君與鈴木合作從海帶中提取谷氨酸成功 ,并開(kāi)始制造味之素產(chǎn)品 .1910 年日本味之素公司用 水解發(fā)生生產(chǎn)谷氨酸 .1936 年美國(guó)人從甜菜中提取谷氨酸 ,直到 1956 年和協(xié)發(fā)酵公司開(kāi)始以淀粉糖蜜為原料采用發(fā)酵法生產(chǎn)谷氨酸成功 .1957 年發(fā)酵法味精投入工業(yè)化生產(chǎn) .1966 年采用醋酸發(fā)酵法生產(chǎn)谷氨酸 .60 年代后期各國(guó)味精工業(yè)興起 ,均用發(fā)酵法生產(chǎn)味精 . 我國(guó)味精生產(chǎn)開(kāi)始于 1923 年 ,由吳蘊(yùn)初先生創(chuàng)辦了上海天廚味精廠 .該廠首先采用鹽酸水解面筋生產(chǎn)味精 .同年沈陽(yáng)味精廠開(kāi)始用豆粕水解生產(chǎn)味精 .從 1958 年開(kāi)始我國(guó)的味精生產(chǎn)進(jìn)入轉(zhuǎn)換期 .開(kāi)始研究發(fā)酵法制 GLU 的工藝 .1964 年上海天廚味精廠以黃色短桿菌 617為生產(chǎn)菌株 ,采用發(fā)酵法生產(chǎn) GLU中型實(shí)驗(yàn) ,獲得成功 ,接著投入工業(yè)化生產(chǎn) .杭州味精廠與中科院微生物研究所等單位協(xié)作進(jìn)行北京短棒桿菌 As,2PP 發(fā)酵法生產(chǎn)谷氨酸發(fā)酵實(shí)驗(yàn) 1965 年獲得成功并投入工業(yè)生產(chǎn) . 由發(fā)酵法生產(chǎn)味精并獲得成功 .原料由原來(lái)的植物性蛋白改變?yōu)榈矸圪|(zhì)原料 .我國(guó)淀粉資源豐富 ,為我國(guó)味精工業(yè)的發(fā)展開(kāi)拓奠定了廣闊的前景 ,并使得我國(guó)的味精工業(yè)迅速發(fā)展起來(lái) ,產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的 %,我國(guó)成為世界上產(chǎn)味精最多的國(guó)家之一 . 當(dāng)前我國(guó)味精行業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益的發(fā)展對(duì)策是 :合理利用原料 ,采用高產(chǎn)酸新品種 ,采用新工藝 ,新技術(shù) ,新設(shè)備 ,提高生產(chǎn)水平 ,防止噬菌體傳染防止染雜菌 ,節(jié)能降耗 ,逐步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 ,全面降低成本 ,參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng) ,同時(shí)搞好廢水處理 ,提高環(huán)境與社會(huì)效益 . 味精分子式與 L 型 ,分子量 比重 無(wú)色晶體 ,有特殊鮮味 ,味精作為調(diào)味品除了能增加食物的美味外 ,它在人體中具有特別的生理作用 ,活躍蛋白質(zhì)代謝 ,維持細(xì)胞機(jī)能降低血液中的氨 ,防止氨中毒等作用 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 2 頁(yè) 共 63頁(yè) 國(guó)內(nèi)味精規(guī)格有數(shù)種 .以谷氨酸鈉的含量分類(lèi)有 99%,95%,90%,80%四種 .其中三種分別加如了景致的食鹽以外觀形狀可分為結(jié)晶味精與粉 狀味精 環(huán)境，環(huán)境問(wèn)題是不可忽略的，味精行業(yè)是高污染的行業(yè)，廢液的排出可能會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，污染類(lèi)型可分為自然環(huán)境，生物環(huán)境和社會(huì)環(huán)境，環(huán)境是人類(lèi)和生物賴(lài)以生存和發(fā)展的所有要素及條件的綜合。人類(lèi)的自然環(huán)境是由生物圈所構(gòu)成并保持著動(dòng)態(tài)平衡物質(zhì)世界，人類(lèi)是環(huán)境的產(chǎn)物，又是環(huán)境的制造者，要把生產(chǎn)觀點(diǎn)與生態(tài)觀點(diǎn)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，控制環(huán)境污染，保護(hù)和改善環(huán)境，認(rèn)真執(zhí)行“綜合 防治，以防為主”的青工環(huán)保方針 最后 ,本設(shè)計(jì)是經(jīng)過(guò)檢閱了大量的參考資料，結(jié)合所學(xué)知識(shí)與在山東 味精集團(tuán)實(shí)習(xí)所的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。本設(shè)計(jì)根據(jù)我國(guó)的實(shí)際情況，盡量適當(dāng)采用工業(yè)生產(chǎn)中的先進(jìn)工藝和高科技成果，并結(jié)合運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)有所創(chuàng)新。在極端情況下 ,最高 42 最低 23 ,一般氣溫條件下 1025 .主導(dǎo)風(fēng)向 ,西北較多 . ,工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 ,水電氣耗用量的計(jì)算及安全防火 ,經(jīng)濟(jì)核算 . 二 .設(shè)計(jì)要求 ,技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) . (一 ) 本設(shè)計(jì)根據(jù)不也設(shè)計(jì)中的任務(wù)要求進(jìn)行的 ,在設(shè)計(jì)注意對(duì)畢業(yè)實(shí)習(xí)中縮減的新工藝新設(shè)備的合理采用 . 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 3 頁(yè) 共 63頁(yè) (二 ) 對(duì)廠址的選擇 廠址選擇得當(dāng)與否 ,直接關(guān)系到投資費(fèi)用和投資后的生產(chǎn)成本等 ,還直接影響工農(nóng)關(guān)系 ,城鄉(xiāng)關(guān)系并影響基建速度等 .對(duì)于職工的勞動(dòng)環(huán)境 ,廠區(qū) 衛(wèi)生條件 ,產(chǎn)品質(zhì)量也都有影響 ,所以選擇廠址時(shí)應(yīng)全面考慮 ,慎重仔細(xì) .廠址選擇應(yīng)在當(dāng)?shù)亟ㄎ统墙ㄒ?guī)劃部門(mén)的統(tǒng)籌安排下 ,由建設(shè)單位負(fù)責(zé)并組織力量進(jìn)行 。 (1) 建廠盡量靠近原料產(chǎn)地和交通方便的地方 ,廠址選擇應(yīng)積極利用坡地 ,瘠地 ,不占或盡量少占良田 ,同時(shí)要留有廠區(qū)進(jìn)行擴(kuò)建的余地 . (2) 根據(jù)味精廠的生產(chǎn)特點(diǎn) ,廠址應(yīng)選在周邊的自然環(huán)境良好 ,大氣的含塵量低的地區(qū) ,同時(shí)盡可能選在城市主導(dǎo)風(fēng)向的上風(fēng)側(cè) . (3) 廠址盡量靠近電廠或電線(xiàn)輸送網(wǎng) ,以 保證生產(chǎn)用電 . (4) 要有充足的水源 ,水質(zhì)必須符合生產(chǎn)飲水標(biāo)準(zhǔn) . (5) 要有合理的 三廢 處理設(shè)施 . (6) 除生產(chǎn)協(xié)作外 ,一般應(yīng)考慮以下協(xié)作項(xiàng)目 。 (一 ) 生產(chǎn)規(guī)模 年產(chǎn)兩萬(wàn)噸商品味精工廠 其中 99%的味精占 80%,80%的味精占 20% (二 )產(chǎn)品規(guī)格 99%的味精占 80%,質(zhì)量符合 GB896788. 80%的味精占 20%,質(zhì)量符合 GB150092 四 .生產(chǎn)方法 .工作制度 ,工作車(chē)間組成 ,工作時(shí)間 . 采用玉米淀粉為原料 (1)制糖車(chē)間 :采用一次噴射 ,雙酶法制糖工藝 . (2)發(fā)酵車(chē)間 :亞適量流加糖發(fā)酵工藝 . (3)提取車(chē)間 :去除菌體 ,低溫等電 ,離子交換法 . 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 4 頁(yè) 共 63頁(yè) (4)精制車(chē)間 :采用管式結(jié)晶罐進(jìn)行真空濃縮結(jié)晶 . (二 ).工作制度 全年生產(chǎn) 320 天 ,三班作業(yè) ,連續(xù)液化 . (三 ) 工作組成 : B 糖化 C 過(guò)濾 :A 種子 B 連消 C 發(fā)酵 D 空氣凈化 :A 等電點(diǎn)提取 B 離心分離 C 離子交換 :A 中和 脫色 ,除鐵過(guò)濾 B 結(jié)晶 C 干燥篩分 D 包裝 :動(dòng)力車(chē)間 ,修理車(chē)間 ,水渠 ,泵房 ,化驗(yàn)室 ,凈化系統(tǒng) . :現(xiàn)選用塑料袋 塑料袋的材料有聚乙烯 .BOPP 多膜聚乙烯符合 QB445684規(guī)定 . 現(xiàn)選用機(jī)械包裝 。10g, 25g, 100g, 250g, 1kg, 10kg, 25kg. 允許偏差符合 GB8896788 和 QB150092 規(guī)定 . 第二部分 全廠工藝計(jì)算設(shè)計(jì)方案選擇論證 第一章 制糖工藝 一 、 制糖的作用 目前為止 ,所發(fā)現(xiàn)的谷氨酸產(chǎn)生菌都不能直接利用淀粉 ,也不能利用糊精作為碳源 .因此 ,以淀粉為原料時(shí) ,必須先將淀粉轉(zhuǎn)化為葡萄糖 ,才能供發(fā)酵使用 . 在工業(yè)生產(chǎn)上將淀粉水解為葡萄糖的過(guò)程稱(chēng)為 39。,所得 的糖液稱(chēng)為淀粉水解糖 .淀粉水解糖液中 ,主要的糖類(lèi)是葡萄糖 ,此外根據(jù)水解的條件不同 ,尚有數(shù)量不等的麥芽糖及其他一些二糖 ,低聚糖等復(fù)合糖類(lèi) .除此之外 ,原料帶來(lái)的物質(zhì)如蛋白質(zhì) ,脂肪等在發(fā)酵中易被谷氨酸產(chǎn)生菌利用 ,而一些復(fù)合糖類(lèi)雜質(zhì)不能被利用 ,它們的存在不僅降低了淀粉的利用率 ,增加糧耗 ,而且常影響到糖液的質(zhì)量 ,降低糖液的可發(fā)酵營(yíng)養(yǎng)成分 ,在谷氨酸發(fā)酵中 ,淀粉糖濃度的高低 ,往往直接關(guān)系到谷氨酸產(chǎn)生菌的生長(zhǎng)速度及在味精的生產(chǎn)中谷氨酸的積累 .如何保證谷氨酸的質(zhì)量以滿(mǎn)足發(fā)酵產(chǎn)酸的要求 ,是一個(gè)不可忽視的重要環(huán)節(jié) . 二 制糖的方法 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 5 頁(yè) 共 63頁(yè) 目前制糖的方法有四種 。 用酸解法生產(chǎn)葡萄糖，具有生產(chǎn)簡(jiǎn)易，由淀粉逐步水解為葡萄糖的整個(gè)化學(xué)過(guò)程僅僅在一個(gè)高壓容皿中 進(jìn)行，對(duì)設(shè) 備要求簡(jiǎn)單，水解時(shí)間短，設(shè)備生產(chǎn) 能力大等特點(diǎn)。淀粉乳濃度也不易過(guò)高，濃度高，轉(zhuǎn)化率低。 用酸酶水解淀粉制糖，具有酸液化速度快，切糖化是由酶來(lái)進(jìn)行的，對(duì)液化液要求不高，可采用較高淀粉乳濃度，提高生產(chǎn)效率。 （三）酶酸法 是將淀粉先用γ 淀粉酶液化到一定程度，然后用酸水解成葡萄糖的工藝，能采用粗原料淀粉，淀粉濃度較酸純高，生產(chǎn)較易控制，時(shí)間短，而且酸水時(shí) PH 稍高，可以減少淀粉水解副反應(yīng)的發(fā)生，糖液色澤較淺。 （四）雙酶法 雙酶法是用淀粉酶將淀粉水解為葡萄糖，雙酶法制葡萄糖可分為二步：第一步是利用γ 淀粉酶將淀粉液化轉(zhuǎn)為糊精及低聚糖，使淀粉的可溶性增加，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為“ 液化 ” 。在生產(chǎn)上稱(chēng)為 “ 糖化 ” ，淀粉的 “ 液化 ” 和 “ 糖化 ” 都是在微生物酶的作用下進(jìn)行 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 6 頁(yè) 共 63頁(yè) 的，故也稱(chēng)為雙酶水解法。 （ 2）微生物酶作用的專(zhuān)一 性 強(qiáng)，淀粉的水解副反應(yīng)少，而且水解的糖液純度高，淀粉轉(zhuǎn)化率高。Be185。 （ 4）由 于微生物酶制劑中菌體細(xì)胞的自溶，糖液營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富，可使發(fā)酵培養(yǎng)基簡(jiǎn)化。 缺點(diǎn)：時(shí)間長(zhǎng)，社別多，易造成過(guò)濾困難。 項(xiàng)目 糖化方法 雙酶法 酶酸法 酸法 糖液 DE 值 98 95 90 葡萄糖含量（ %干基） 97 93 86 灰分（ %） 蛋白質(zhì)（ %） 羥甲基糠醛（ %） 顏色 （在 2176。 2節(jié)、工藝流程及工藝控制 一 、工藝流程 淀粉 +水 +γ 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(chē)間 二、工藝控制 調(diào)漿 淀粉乳濃度調(diào)為 17186。 PH=（加碳酸鈉）， Ca2+超過(guò) 50mg/l 不再加Cacl2，加入 γ 淀粉酶。 糖液含湯量 ℅kg/l 第二章 發(fā)酵工藝 第一節(jié) 工藝選擇 選用亞適量生物素流加糖發(fā)酵工藝，該工藝具有產(chǎn)酸高，轉(zhuǎn)化率高，周期短，糖耗速率快等特點(diǎn)。 耐高溫，前期控制在 3234℃ ，中后期可控制在 3638℃ 。 發(fā)酵周期短，對(duì)營(yíng)養(yǎng)要求粗放。 （ 2） 斜面凝固后防于 37℃ 下恒溫 48h，檢查無(wú)雜菌繁殖。 （ 4） 3233℃ ，恒溫培養(yǎng) 2226h 作生產(chǎn)用培養(yǎng) 48h 保存。 第四節(jié) 谷氨酸生物合成途徑 第五節(jié) 合成 Glu Glu： γ 酮戊二酸 +NH3+NADHGlu+H2O+NADP 轉(zhuǎn)氨酶催化：γ 酮戊二酸 +γ 氨基酸 —— Glu+γ 酮酸 Glu 合成酶： γ 酮戊二酸 + Glu—— 2 Glu 第六節(jié) 菌種選育模型 生物素缺陷型 油酸缺陷型 甘油缺陷型 溫度敏感突變株 第七節(jié) 發(fā)酵工藝 一次性高糖發(fā)酵 亞適量生物素流加糖發(fā)酵工藝 高生物素加青霉素流加糖工藝 溫度敏感型 本設(shè)計(jì)采用亞適量生物素流加糖發(fā)酵工藝 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 9 頁(yè) 共 63頁(yè) 第 8 節(jié) 工藝控制 一、 微生物發(fā)酵動(dòng)力學(xué) 分批培養(yǎng)：是一種非恒態(tài)的培養(yǎng)法。 優(yōu)點(diǎn)：（ 1）解除底物的抑制，產(chǎn)物反饋抑制和葡萄糖分解阻遏效應(yīng) （ 2）減少菌體生成長(zhǎng)量，提高有用產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率。風(fēng)量一般前期，后期小，中間大，提高溶氧效果。 操作前必須先洗手，換上無(wú)菌 衣帽和鞋子，戴上口罩，用 75℅ 酒精擦雙手。 接種要充分利用火焰滅菌，盡可能保持在焰口操作，動(dòng)作迅速，時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)。 室內(nèi)無(wú)菌空氣檢查，每周一次，方法采取在接種操作的同時(shí)打開(kāi)平板 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 10 頁(yè) 共 63頁(yè) 10min，經(jīng) 37℃ 無(wú)菌培養(yǎng) 24h，菌落不超過(guò) 2 個(gè)。 2） PH 值：發(fā)酵前期控制 PH=， 8h 后提高到，以保持一定的 NH4+/GA 比，放罐時(shí)PH=，以利于提取。 4） 定容控制：開(kāi)始時(shí)定容 4550℅ ，以便留出較大的流加糖室間，最后定容 75℅ 5） CO2 的控制 6） 泡沫控制：加消泡劑進(jìn)行控制，加入量與時(shí)間以產(chǎn)生泡沫量為依據(jù)。 （二） 發(fā)酵罐滅菌 （三） 種子罐滅菌 三 空氣除菌 加熱滅菌 介質(zhì)過(guò)濾除菌 靜電除塵 現(xiàn)介紹介質(zhì)過(guò)濾除菌 第 10節(jié) 工業(yè)發(fā)酵染菌防治 一、 染菌的危害 （一） 種子培養(yǎng)期染菌：染菌后將造成發(fā)酵罐染菌。 （三） 發(fā)酵中期染菌：將嚴(yán)重干擾生產(chǎn)菌的代謝，影響產(chǎn)物的生成 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 11 頁(yè) 共 63頁(yè) （四） 發(fā)酵后期染菌：影響產(chǎn)量，產(chǎn)物提取和產(chǎn)品質(zhì)量。 （二） 解決方法： 種子培養(yǎng)期染菌：棄去，并對(duì)種子罐，管通進(jìn)行檢查和徹底滅菌。發(fā)酵中期染菌：可加大風(fēng)量，加速產(chǎn)酸，降低 PH值 發(fā)酵后期染菌：提前放罐。 廢液 味精企業(yè)的廢水分為低，中，高三種濃度，其中谷氨酸母液屬高濃度有機(jī)廢水是味精廠主要污染源，冷卻水是低濃度廢水，其它為濃度有機(jī)廢水。等電點(diǎn)法 .離子交換法 .鋅鹽法 .鹽酸法 .滲透膜分離法 .溶劑提取法 . 1 等電點(diǎn)法 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 12 頁(yè) 共 63頁(yè) 將發(fā)酵液和硫酸調(diào) PH值到 Glu的等電點(diǎn) ,使其析出其收率可達(dá) 50%80%,一般有常溫等電法 ,低溫等電法及濃縮等電法 . 其特點(diǎn) 。sup2。二是等電提取后 ,以上清夜加入鋅 . 特點(diǎn) :工藝簡(jiǎn)單 ,操作方法提取收率穩(wěn)定 ,但對(duì)環(huán)境不利 . 4鹽酸法 谷