【正文】 湯和調(diào)味汁。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。 味精的生產(chǎn)歷史悠久 ,生產(chǎn)方法也不盡相同 ,但是隨著社會的發(fā)展 ,人們對味精的需求量也在不斷上升 ,但是味精的生產(chǎn) 必然 會造成一定的環(huán)境壓力 ,為了調(diào)節(jié)好味精 大批量 生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)二者之間的關(guān)系 ,我們有必要探索一條既有較低的生產(chǎn)成本 ，從而實(shí)現(xiàn)較高的經(jīng)濟(jì)價值， 又能夠取得較好的環(huán)境保護(hù)效果的 現(xiàn)代化 味精生產(chǎn)之路 ,以 滿足現(xiàn)代社會對味精的需求 ,實(shí)現(xiàn)可 綠色的 持續(xù)發(fā)展。 由于我們的水平有限，加之由于對先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)的了解程度有限，本設(shè)計(jì)中有許多不盡如人意的地方懇請各位老師和同學(xué)們批評指正。沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 1 文 獻(xiàn)綜述 2 1． 文獻(xiàn)綜述 盡管味精廣泛存在于日常食品中，但谷氨酸以及其它胺基酸對于增強(qiáng)食物鮮味的作用，在 20 世紀(jì)早期，才被人們科學(xué)地認(rèn)識到。這些晶體，嘗起來有一種難以描述但很不錯的味道。池田教授將這種味道稱為 “ 鮮味 ” ，為大規(guī)模生產(chǎn)谷氨酸晶體的方法申請了專利 [1]。其發(fā)展大致有三個階段： 第一階段： 1866 年德國人里德豪森博士從面筋中分離到氨基酸，他們稱谷氨酸，根據(jù)原料定名為麩酸或谷氨酸 (因?yàn)槊娼钍菑男←溊锾崛〕鰜淼?)。 第二階段：以面筋或大豆粕為原料通過用酸水解的方法生產(chǎn)味精，在 1965年以前是用這種方法生產(chǎn)的。 第三階段：隨著科學(xué)的進(jìn)步以及生物技術(shù)的發(fā)展，使味精生產(chǎn)發(fā)生了革命性的變化。 味精的理化性質(zhì) 主要成分為谷氨酸鈉 。C 以上的高溫中使用味精，鮮味 劑谷氨酸鈉會轉(zhuǎn)變?yōu)榻构劝彼徕c，焦谷氨酸鈉雖然對人體無害，但是焦谷氨酸鈉沒有鮮味，會使味精鮮味喪失。所以要適當(dāng)?shù)厥褂煤痛娣?[3]。是一種無嗅無色的晶體，在 232176。谷氨酸鈉的水溶性很好，溶解度為 74 克谷氨酸鈉 [4]。H2O 摩爾質(zhì)量 mol1 味精生產(chǎn)常用設(shè)備及常用菌種 常用設(shè)備 : (1) 糖 化設(shè)備：水解鍋 糖化罐 連續(xù)液化噴射器 (2) 培養(yǎng)基連消設(shè)備：維持罐 連消塔 熱交換器 (3) 空氣凈化除菌設(shè)備：空氣壓縮機(jī) 空氣換熱器 氣液分離器 空氣過濾器 (4) 發(fā)酵罐 (5) 等電點(diǎn)罐 (6) 中和脫色槽 樹脂交換柱 (7) 真空結(jié)晶罐 (8)常用容器設(shè)備：整體玻璃鋼制容器 [4] 味精的生產(chǎn)方法 蛋白質(zhì)水解法 以蛋白質(zhì)水解法為例 ： 以植物蛋白，如面筋等為原料，加入酸后進(jìn)行水解，使原料中的植物蛋白水解成多種氨基酸，然后分離出谷氨酸，再制成味精，此法為傳統(tǒng)工藝 [5]。 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、危險等。故生產(chǎn)上很少使用 [6]。而且設(shè)備一般，腐蝕性低，勞動強(qiáng)度小，可自動化、連續(xù)化生產(chǎn)、收率高、成本比 水解法低 30～ 50%等優(yōu)點(diǎn)。上世紀(jì) 50 年代初日本率先發(fā)明用工業(yè)微生物發(fā)酵法生產(chǎn)谷氨酸的新工藝，并以此取代了谷脘水解法老工藝 [8]。我國作為世界第一糧食生產(chǎn)大國，淀粉在國內(nèi)不僅價格低廉而且能確保供應(yīng)，而且淀粉作為生產(chǎn)谷氨酸的起始原料，其價格遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于谷脘粉，因此，該新法在我國的普及還是有 較大優(yōu)勢的 [9]。即使在世界味精發(fā)祥地的日本也沒有這樣高的增長速度。 想要 做 精做 強(qiáng) ,須另辟蹊徑，由于味精為微利產(chǎn)品，只有生產(chǎn)規(guī)模越大，廠家才能真正盈利，和產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，是我國味精生產(chǎn)更有競爭 力 [11]。工藝是要不斷創(chuàng)新、不斷尋求更高效合理的生產(chǎn)途徑及更環(huán)保的生產(chǎn)方法的，而原有味精生產(chǎn)工藝在某些方面不夠理想，因此在這里加以改進(jìn)，并在原有味精生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)上開發(fā)結(jié)合新工藝、新技術(shù)，使味精的生產(chǎn)在某些方面達(dá)到一個突破，使整個流程更加完善 [12]。 (2)與上述工序配套的設(shè)備、自控、電氣、土建、給排水管道等 [13]。 ⑵ 理化要求 理化要求符合表 1 規(guī)定 表 1 味精理化要求 項(xiàng)目 指標(biāo) 含量 (%) ≥ 透光率 (%) ≥98 比旋光度 [α]D20 +176。 氯化物 (以 Cl 計(jì) ) ≤ PH ～ 干燥失重 (%) ≤ 砷 (As)(mg/kg) ≤ 重金屬 (以 Pb計(jì) )(mg/kg) ≤10 鐵 (Fe)(mg/kg) ≤5 鋅 (Zn)(mg/kg) ≤5 硫酸鹽 (以 SO4 計(jì) )(%) ≤ ⑶ 味精衛(wèi)生國家標(biāo)準(zhǔn) GB 2720－ 8 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2 全場設(shè)計(jì)概論 7 ⑷ 產(chǎn)品規(guī)格 味精按種類可分為 : 含鹽味精和特鮮 (力 )味精。 味精工廠設(shè)計(jì)的主要技術(shù)參數(shù) 萬 噸商品味精產(chǎn)品中，純度為 99%味精占 80%純 度為 80%味精占 20% 表 2 味精工廠設(shè)計(jì)的主要技術(shù)參數(shù) 序號 生產(chǎn)工序 參數(shù)名稱 指標(biāo) 1 制糖 (雙酶法 ) 淀粉糖化轉(zhuǎn)化率 % 96 2 發(fā)酵 產(chǎn)酸率 g/dl 3 發(fā)酵 糖酸轉(zhuǎn)化率 % 4 谷氨酸提取 提取收率 % 94 5 精制 收率 % 95 6 發(fā) 酵 操作周期 h 4248 7 發(fā)酵 倒灌 (發(fā)酵失敗 )率 % 味精生產(chǎn)預(yù)采用的工藝流程 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2 全場設(shè)計(jì)概論 8 玉米淀粉 水 淀粉乳 液化酶 調(diào)漿 一次噴射液化 承受罐 閃冷 包裝 層流罐液化 過篩 冷卻 濕味精 糖化酶 三足分離機(jī) 滅酶 助晶槽 冷卻 待用 結(jié)晶母液 結(jié)晶罐 過濾 脫色液 葡萄糖液 反洗 一次脫色 調(diào) ～ KCl KH2PO4 MgSO4 配料 玉米漿 糖蜜 生物素 正洗 顆粒炭柱 滅菌 低流分 樹脂柱除鐵 液氨 無菌空氣 無菌濃縮糖 高流分 上氨水 前流分 二次脫色 發(fā)酵 二級種子 一級種子 斜面 上柱吸附 去環(huán)保 一次脫色 發(fā)酵液 液 雙效換熱 母液 一步中和 上清 臥式離心機(jī) 晶種 沉降 谷氨酸 育晶 谷氨酸 錐蘭分離機(jī) 母液 谷氨酸 中和 二步中和 降溫?cái)嚢? 堿 蒸汽 水 圖 1 味精生產(chǎn)工藝流程示意圖 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2 全場設(shè)計(jì)概論 9 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 3 基礎(chǔ)恒算 9 物料恒算 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(jìn)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[7] 式中 ： F－進(jìn)入系統(tǒng)物料量 (kg) D－離開系統(tǒng)的物料量 (kg) W－損失的物料量 (kg) 生產(chǎn)過程的總物料衡算 ⑴ 生產(chǎn)能力的計(jì)算 本設(shè)計(jì)的要 求是年產(chǎn)量為 萬噸商品味精生產(chǎn)，折算為 100%的 MSG 的量為：99%80%+80%20%=(萬噸 ) 全年生產(chǎn)日為 320 天，則的日產(chǎn)量為： 22020/320 = 噸 /天 ) 日產(chǎn) 100% MSG 的量： ＝ (噸 /天 ) ⑵ 總物料衡算 本設(shè)計(jì)以淀粉為主要原料進(jìn)行生產(chǎn)，以 1000kg 純淀粉為例進(jìn)行計(jì)算。 ⅱ 發(fā)酵過程中部分糖消耗于生長菌體及呼吸代謝，殘?zhí)歉撸瑴缇鷵p失，產(chǎn)生其他物質(zhì)。 折算為 24%的糖液 ： =(t/d) ⅲ 發(fā)酵液量 ： ： 純 Glu 量： 65%=(t/d) 折算為 11g/dl 的發(fā)酵液： =(t/d) = 其中： — 為發(fā)酵液的相對密度 ⅳ 日提取 Glu 量： 純 Glu 量 ： 94%=(t/d) 折算為 90%的 Glu 量： (t/d) ⅴ 日排出廢母液量 (采等電 離回收法，以排出之廢母液含為 %計(jì)算 ) ()/%=(t/d) 〔 3〕總物料衡算結(jié)果 表 3 年產(chǎn) 萬噸味精總物料衡算結(jié)果列匯總 (工業(yè)原料中淀粉含量 86%) 項(xiàng)目 每噸 100%MSG 的原料及中間品 日用量 工業(yè)原料 (t) 糖液 (24％ ) (t) 谷氨酸 (90％ )(t) MSG(100％ )(t) 1/0 排出 ％谷氨酸廢母液 18 制糖工序的物料衡算 ⑴ 淀粉漿量及水量 ： 淀粉加水比例為 1:， 1000kg 工業(yè)淀粉產(chǎn)淀粉漿 1000(1＋ )=3500(kg)，加水量為 25530kg。C ， 相對濕度 ? =70%，水蒸汽分壓 18 ㎜ Hg(1mmHg=)排風(fēng)32176。C 時干空氣密度 (kg/m3) 過程分析 ： 放殘留及其他損失 ： 5300kg. ⑹ 發(fā)酵終止時的數(shù)量 ： ＋ ＋ ＋ － － 5300=(kg) ⑺ 衡算結(jié)果匯總 ： 年產(chǎn) 萬噸商品味精日投工業(yè)淀粉 噸 ， 連續(xù)滅菌和發(fā)酵工序的物料衡算總列見表 5：