【正文】 2020 年 6 月 指導(dǎo)教師： 簽字 年 月 日 年產(chǎn) 4 萬噸味精 工廠初步 工藝設(shè)計(jì) 摘 要 味精，學(xué)名“谷氨酸鈉（ C5H8NO4Na）”。 沈 陽 化 工 大 學(xué) 科 亞 學(xué) 院 本科畢業(yè)論文 題 目： 年產(chǎn) 4 萬噸味精工廠初步工藝設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 生物工程 班 級(jí)： 0901班 學(xué)生姓名： 葉乃瑋 指導(dǎo)教師： 朱建星 論文提交日期： 年 月 日 論文答辯日期： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 生物工程 專業(yè) 0901 班 學(xué)生： 葉乃瑋 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：年產(chǎn) 4 萬噸味精工廠初步工藝設(shè)計(jì)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容： 味精生產(chǎn)工藝流程的物料橫算，熱量橫算，水橫算以及味精生產(chǎn)主要工藝流程工序的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)味精生產(chǎn)的主要設(shè)備（發(fā)酵罐）的設(shè)計(jì)。谷氨酸是氨基酸的一種，也是蛋白質(zhì)的最后分解產(chǎn)物。 味精是采用微生物發(fā)酵的方法由糧食制成的現(xiàn)代調(diào)味品。以及 相關(guān)設(shè)備進(jìn)行計(jì)算，設(shè)計(jì)出一個(gè)具有高產(chǎn)量，低能耗，污染小的現(xiàn)代化味精生產(chǎn)工廠。通過物料橫算，熱量橫算，水平衡計(jì)算，以及設(shè)備選型部分。 本次設(shè)計(jì) 采用 公稱容積為 300 立方米 的機(jī)械攪拌式發(fā)酵罐 8 臺(tái) 進(jìn)行發(fā)酵， 每 天運(yùn)轉(zhuǎn) 7 臺(tái) 。 每日 總蒸汽量 1115t/d， 每小時(shí)平均量 ，高峰時(shí)用量 59t/h。從而完成了年產(chǎn) 4 萬噸味精工廠初步工藝設(shè)計(jì)。 發(fā)酵罐 。 To hydrolysis of corn starch as raw materials to generate glucose, glutamic acid producing bacteria to use carbon metabolism, biosynthesis of glutamic acid , glutamic acid and alkali to form a sodium glutamate or MSG is the main process, for material balance calculation , heat balance calculation, water balance calculation and the selection calculation of fermentor, and mapped the structure of fermentation tank, fermentation process with control point map, the factory floor plan , saccharification process map and the process map of extraction and purification . The result of the design and the destination of the process is to conceive a high yield, low energy consumption and the production of small pollution MSG plant modernization. This design is to get the feasible data through the four phase calculation, including the material balance calculation , heat balance calculation, water balance calculation and the selection calculation of fermentor, based on which we chose the factory of suitable fermentation production equipment and the reasonable technological processes to produce, in order to improve the quality and output and to low the cost at the same time, both giving the reasonable theory base to the progress of factory production of monosodium glutamate and providing the data support to the environment protection and sustainable development .So, the factory preliminary process design is parative necessary. After a series of calculation, we gain the following important data required for this design: the mass of the 100% MSG with corn starch as raw material is t, the mass of 86% corn starch is , the number of tank needed to work is 4, which demands of 4times of filling. This design adopts 3mechanical agitated fermentor with the nominal of 300m179。 Fermentation 。 Fermentor。 是 日常生活中不可缺少的一種調(diào)味料 ，主要成分為谷氨酸鈉。 成品為白色柱狀結(jié)晶體或結(jié)晶性粉末，是目前國內(nèi)外廣泛使用的增鮮調(diào)味品之一。 味精從 1909 年以商品的形式問世以來有 100多年的歷史了 ,味精的制法多種多樣 ,但對(duì)于人們來說對(duì)其需求是一樣的 ,是生活必需品。 味精是以糧食為原料經(jīng)糖化、發(fā)酵、谷氨酸提取、精制等工序制得，在谷氨酸發(fā)酵制取過程中只有約 3/5 的原料轉(zhuǎn)化為味精及副產(chǎn)品，而 2/5 的原料進(jìn)入廢液中，從而造成資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。 上述的原料利用率底 ,廢水污染嚴(yán)重的問題。 想要實(shí)現(xiàn)味精的低成本低污染， 就必須實(shí)現(xiàn) 規(guī)模化工廠生產(chǎn)，實(shí)際經(jīng)驗(yàn)表明，只有萬噸 級(jí) 以上的味精工廠生產(chǎn)，才能實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，因此本設(shè)計(jì)進(jìn)行 年產(chǎn) 4 萬噸味精 工廠初步工藝設(shè)計(jì)就是為了在理論上和對(duì)現(xiàn)實(shí)模擬的基礎(chǔ)上給出數(shù)據(jù)和理論支持，因此該設(shè)計(jì)具有一定的用價(jià)值和環(huán)保意義。共同學(xué)習(xí)共同進(jìn)步沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 文獻(xiàn)綜述 1 第一章 文獻(xiàn)綜述 味精是鮮味調(diào)味，以小麥 、大豆等含蛋白質(zhì)較多的原料經(jīng)水解法制得或以淀粉為原料經(jīng)發(fā)酵法加工而成的一種粉末狀或結(jié)晶狀的調(diào)味品 ， 普遍應(yīng)用于生活。 1907 年，日本東京帝國大學(xué)的 研究員菜田菊苗 發(fā)現(xiàn)了一種，昆布湯蒸發(fā)后留下的棕色晶體，即谷氨酸。這種味道，池田在許多食物中都能找到蹤跡，尤其是在海帶中。繼而，他為大規(guī)模生產(chǎn)谷氨酸晶體的方法申請(qǐng)了專利 [1]。這種風(fēng)靡整個(gè)日本的 “ 味之素 ” ，很快傳入中國，改名叫 “ 味精 ” 。 味精，又名 “ 味之素 ” ，學(xué)名 “ 谷氨酸 鈉 ” 。1908 年日本東京大學(xué)池田菊苗實(shí)驗(yàn)，從海帶中分離到 L谷氨酸結(jié)晶體，這個(gè)結(jié)晶體和從蛋白質(zhì)水解得到的 L谷氨酸是同樣的物質(zhì)，而且都是有鮮味的。這個(gè)方法消耗大，成本高，勞動(dòng)強(qiáng)度大，對(duì)設(shè)備要求高，需耐腐酸設(shè)備。自 1965 年以后我國味精廠都采用以糧食為原料（玉米淀粉、大米、小麥淀粉、甘薯淀粉）通過微生物發(fā)酵、提取、精制而得到符合國家標(biāo)準(zhǔn)的谷氨酸鈉，為市場(chǎng)上增加了一種安全又富有營養(yǎng)的調(diào)味品，用了它以后是菜肴更加鮮美可口 [2]。H2O ，分子量為 。當(dāng) D型與 L型相等時(shí)，發(fā)生消旋，稱為 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。 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。 2 從甜菜糖蜜提取法 甜菜中的谷氨酸一般是以谷氨酰胺按的形式存在，在制造過程中，用石灰處理時(shí)轉(zhuǎn)化為焦谷氨酸。 該法的優(yōu)點(diǎn)是不用糧食，采用石油廢氣，但生產(chǎn)過程中需用高壓 (200 大氣壓 )、高溫 (120176。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。故生產(chǎn)上很少使用 [6]。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)。 1926～ 1927 年吳蘊(yùn)初還將“佛手牌”味精的配方、生產(chǎn)技術(shù)等，向英、美、法等化學(xué)工業(yè)發(fā)達(dá)國家申請(qǐng)專利，并獲得批準(zhǔn)。1926 年，佛手牌味精獲得美國費(fèi)城世界博覽會(huì)金獎(jiǎng)。 日本“味の素”在東南亞的市場(chǎng)也被中國產(chǎn)品取代 [8]。 1926 年，吳蘊(yùn)初宣布，放棄味精的國內(nèi)的專利，希望全國各地大量仿造生產(chǎn)。 1925 年，因有了聲勢(shì)浩大的五卅運(yùn)動(dòng)相助，日貨更受抵制，本來無力與味精競(jìng)爭(zhēng)的“味の素”更趨于頹萎，連南洋的華僑也棄日貨“味の素”，改用了國貨味精。 1926 年，“佛手”味精由中國選送至美國費(fèi)城和賓州世界博覽會(huì)參展，即以純正沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 文獻(xiàn)綜述 5 的中國制造和典型的東方藝術(shù)色彩包裝贏得了參觀者的青睞 [10]。 1926 年佛手牌味精參加在西班牙舉辦的國際博覽會(huì)上獲得金獎(jiǎng)。 1933 年美國芝加哥世博會(huì)，主題為“一個(gè)世紀(jì)的進(jìn)步”。由于產(chǎn)品品質(zhì)優(yōu)異，加上宣傳到位，“佛手”味精再獲大獎(jiǎng)。目前，各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)已達(dá)到或接近世界先進(jìn)水平。 20202020 年間，我國味精行業(yè) CR10 占有率由 44%提升到 78%；截至 2020 年末，具有生產(chǎn)能力的企業(yè)將從原有的 100多家急劇縮減， 75%的味精由 4萬噸以上的 12家企業(yè)供應(yīng)。從行業(yè)發(fā)展規(guī)律來看，經(jīng)過近 90 年的發(fā)展，我國味精已經(jīng)形成大的味精巨頭，味精行業(yè)的集中度也在穩(wěn)步提高。 本設(shè)計(jì)的意義及目標(biāo) 意義 基于味精需求量之大、前景之好，本畢業(yè)設(shè)計(jì)選題為年產(chǎn) 萬噸味精生產(chǎn)工藝初步設(shè)計(jì)。 目標(biāo) 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 文獻(xiàn)綜述 6 通過對(duì) 上述研究?jī)?nèi)容的探索與研究，達(dá)到對(duì)味精工廠初步工藝設(shè)計(jì)關(guān)于如下方面的了解： (1)原料粉碎、液化、糖化、擴(kuò)培、發(fā)酵、提取、精制、污水處理。 沈陽化 工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 二 章 全場(chǎng)設(shè)計(jì)概論 7 第二章 全場(chǎng)設(shè)計(jì)概論 味精的設(shè)計(jì)依據(jù)及主要技術(shù)參數(shù) 味精的產(chǎn)品規(guī)格 ⑴ 外觀和感觀要求 味精為無色～白色柱狀晶體或白色結(jié)晶性粉末，有光澤，無肉眼可見雜質(zhì)，具有特殊鮮味，無異味 [12]?！?+176。 味精 按大小可分為 :80 目、 50 目、 30 目。 ① 1000kg 純淀粉理論上產(chǎn) 100% MSG 的量 1000%＝ (kg) 其中： — 淀粉水解理論轉(zhuǎn)化率 %— 糖酸理論轉(zhuǎn)化率 — 精制理論收率 ② 1000kg 純淀粉實(shí)際產(chǎn) 100% MSG 的量 1000111%98%65%94%95%(－ ) = (kg) 其中： 98%— 淀粉糖化轉(zhuǎn)化率 65%— 發(fā)酵糖酸轉(zhuǎn)化率 94%— 谷氨酸提取率 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 基礎(chǔ)恒算 11 95%— 精制收率 — 倒灌率 % ③ 1000kg 工業(yè)淀粉 (86%玉米淀粉 )生產(chǎn) 100% MSG 的量 86%＝ (kg) ④ 淀粉單耗 ⅰ 生產(chǎn) 1000kg100% MSG 理論上消耗純淀粉量： 1000＝ (t)