【正文】 特點(diǎn) :此工藝收率高 ,但流程長(zhǎng)而復(fù)雜 ,堿酸耗量 大 ,設(shè)備要求勞動(dòng)強(qiáng)度大 . 5 滲透膜分離法 根據(jù)滲透膜對(duì)各種離子的選擇滲透性不同 ,將谷氨酸分離 .如電析法 ,要求滲析液清 ,耗電多 ,且滲透膜質(zhì)量不穩(wěn)定 . 6 溶劑抽提方法 谷氨酸在有機(jī)劑中溶解度小 ,可在除菌的 Glu 中加某種有機(jī)劑而提純 Glu 但此法對(duì)有機(jī)劑的選擇和產(chǎn)品食用的安全性尚在研究中 . 三 提取方法選擇 綜上所述聯(lián)系實(shí)際 ,現(xiàn)選用一次等電點(diǎn) ,離子交換 ,全母回流洗脫工藝 .本工藝操作簡(jiǎn)單 ,設(shè)備要求不高 .提取收率高 ,對(duì)環(huán)境污染小優(yōu)點(diǎn) ,所以 選擇此新工藝 ,產(chǎn)生廢水少 ,改變了以從沖工藝中產(chǎn)生大量廢水的弊端 . 2 節(jié) 工藝流程 及工藝控制 一 . 工藝流程敘述 二 . 工藝控制 1 除菌體 采用碟片式離心機(jī) ,處理量為每臺(tái) 15Mamp。/h,4臺(tái)一組 ,洗水量 4Mamp。/h,菌體分離濃度 50%. 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 13 頁(yè) 共 65頁(yè) 2 等電液 離心后的發(fā)酵液打入等電罐中 ,先使用高流分調(diào) PH約為 ,緩慢調(diào)酸至 ,維持穩(wěn)定 ,攪拌 10h 以上 ,靜止 78h后放料 3 上柱母液 用硫酸將上清液調(diào)到 PH為 ,準(zhǔn)備上柱 . 4 上柱 上柱量 10mamp。/h, mamp。/h. 5 水洗 用 4560℃水正洗樹(shù)脂可除去部分雜質(zhì)和升高樹(shù)脂溫度 . 6 反沖 用等電母液從下部反沖樹(shù)脂使樹(shù)脂稀疏 . 7 洗脫劑配置 洗脫劑使用液氨 +水 +后流分配制 ,調(diào) PH 值約為 — 12,洗脫時(shí) 10mamp。/h, mamp。/h. 8 洗脫劑的處理 前流 :泵回到等電罐或上清液儲(chǔ)罐 ,以備下次重新上柱 . 高流 :調(diào) PHWEI 以供下次等電液調(diào)酸使用 . 9 上柱廢液的處理 廢液泵到廢水處理廠 ,經(jīng)處理后可制氮肥 . 10 離心機(jī) 離心機(jī)處理量 810mamp。/h,采用 4臺(tái)并聯(lián)法 ,每次加 Glu 體積 20%的洗水 ,清洗麩酸 . 第四章精制工藝 工藝流程 : 1 中和 2 脫色除鐵 3 K15 炭柱脫色 ,4 結(jié)晶濃縮 ,5干燥分離 工藝說(shuō)明及論證 從發(fā)酵液中提取到的谷氨酸 ,僅僅是味精生產(chǎn)中的半成品 ,谷氨酸與適量的堿進(jìn)行中和反應(yīng) ,生產(chǎn)谷氨酸鈉 ,其溶液經(jīng)過(guò)脫色 ,除鐵 ,除去部分雜質(zhì) ,最后經(jīng)過(guò)減壓 ,濃縮 ,結(jié)晶及分離 ,得到較純的 谷氨酸鈉的警惕 ,不僅酸味消失 ,而且有很強(qiáng)的鮮味 ,谷氨酸鈉的商業(yè)名是味精或味之素 . 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 14 頁(yè) 共 65頁(yè) 1 節(jié) 工藝論證 一 . 中和 Glu+NaOH → Glu? Na+H2O 在 Glu 的中和操作中，先把谷氨酸加如入水中， 成為飽和溶解液 PH 為 ，然后加堿進(jìn)行中和，溶液的 PH 逐漸升高谷氨酸的電離平衡逐漸發(fā)生移動(dòng)。 的形式時(shí)，即為中和生成谷氨酸鈉的等電點(diǎn)。 谷氨酸在常溫下溶解度很小，因此中和時(shí)先底水，加熱到 65℃堿液加入在谷氨酸之后；如果先加堿后加谷氨酸，若中和溫度高會(huì)影響谷氨酸 鈉的形成，故必須嚴(yán)格控制條件。 生產(chǎn)原料原因，特別是設(shè)備腐蝕游離出較多的鐵離子，此外中和液中還含有錳，鋅等離子，一同除去。 硫化堿的加入要適量，不能過(guò)多或過(guò)少。 除鐵檢測(cè)方法： A. 取加過(guò)量的硫化鈉的中和液滴加硫化鈉溶液，若無(wú)黑色沉淀說(shuō)明鐵已除凈。 中和除鐵液泵入板框過(guò)濾機(jī)，經(jīng)過(guò)濾除去雜質(zhì)及沉淀以達(dá)到除鐵的目的。此種吸附特點(diǎn)速度快，吸附量與溫度成正比，吸附熱小，容易吸附，另一種化學(xué)吸附，吸附速度慢，其速度與溫度成正比，吸附熱大，吸附 具有選擇性。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 15 頁(yè) 共 65頁(yè) 四 濃縮結(jié)晶 結(jié)晶是提取的有效方法，只有同類分子或離子才能結(jié)合成晶體。 結(jié)晶原理：固體物質(zhì)溶于溶液中達(dá)到飽和，就處于一個(gè)相平衡。不僅包括物質(zhì)分子的凝結(jié)，而且包括這些分子有規(guī)律的排列成晶格，這種排列與分子表面化學(xué)鍵力有關(guān)，即要結(jié)晶就要有表面張力作功，當(dāng)溶液濃度達(dá)到一定飽和度時(shí)，使得溶質(zhì)能相互 吸引自然聚在一起形成一種微細(xì)顆粒，即晶核，晶核表面吸附溶質(zhì)分子。因此采用減壓真空濃縮法。 本設(shè)計(jì)采用晶種起晶法這種起晶法可以控制晶體數(shù)目和大小。作為晶種投入溶質(zhì)不會(huì)被溶解，也不會(huì)產(chǎn)生刺激起晶，全部作為晶核而不產(chǎn)生新晶核，從而達(dá)到 控制晶體數(shù)量的目的。 粗頭大片，＞ 8 目粉碎，制晶種或打粉摻入 80%味精 812目 作晶種 粉碎成 1230 目 1230 目 成品 99%MSG 30 目以上 作為晶種或用結(jié)晶鍋重新結(jié)晶 生產(chǎn)工藝采用直接混合，加食鹽得 80%MSG 2 節(jié) .工藝控制 一 . 中和 的控制 操作 中，先將 Glu 加到升溫至 65℃的底水中，成為飽和溶液，酸度接近 ，溶液中的谷氨酸大部分以 GLu177。 減少， GLUamp。177。若 PH 超過(guò) 7， GLuamp。逐漸增多，即 PH 越高，生成谷氨酸鈉越多，而谷氨酸鈉有很強(qiáng)的鮮味，谷氨酸二鈉卻沒(méi)有，此時(shí) PH 超過(guò) 7后，還會(huì)促進(jìn)消旋反應(yīng)的發(fā)生， LGluNa 向 DLGluNa 轉(zhuǎn)變，若 PH 低于 7，則溶液中的 GLuamp。+離子百分率高 ，造成 Glu 溶液不徹底，影響精制收率，還造成過(guò)濾困難，使后面操作不易進(jìn)行。 2 中和的速度 中和的速度不應(yīng)太快，要緩慢進(jìn)行。而且加堿過(guò)快，導(dǎo)致局部 PH 過(guò)高，發(fā)生消旋反應(yīng)，影響收率和產(chǎn)品質(zhì)量。 環(huán)化反應(yīng)如下： 4 中和加水 中和過(guò)程加水過(guò)多，中和液濃度低，給結(jié)晶帶來(lái) 困難。ordm。sup1。 二脫色 1 粉碳脫色控制操作： ⑴溫度 在一定范圍內(nèi)，溫度升高，分子運(yùn)動(dòng)加快，溶液黏度降低，有利于吸附，當(dāng)溫度高時(shí)分子運(yùn)動(dòng)加劇，反而使解析色素速度增大，綜合溫度對(duì)吸附解吸的影響，一般控制在 65℃左右。 ⑶時(shí)間 色素分子向活性炭表面擴(kuò)散及吸附均需一定量時(shí)間，只有充分接觸，才能充分發(fā)揮脫色效力。那樣就影響了設(shè)備的利用率，生產(chǎn)中控制加碳后攪拌 30 分鐘達(dá)脫色飽和。吸附效果差，經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為進(jìn)料為碳體積的 23倍，效果好，速度 23Mamp。料 / Mamp。碳 .h ⑵上柱液 質(zhì)量對(duì)碳柱影響 若透光率低，色素雜質(zhì)多，碳交換量顯著下降，因此一般先粉碳脫色除去大部分雜質(zhì)，透光率達(dá) 60%以上再上柱。洗脫劑和再生劑濃度低時(shí)，效果增加不明顯，造成浪費(fèi)。 NaOH 和 HCL 溶液再生較為理想。sup2。sup2。 晶核形成有三種方法：自然起晶法，刺激起晶法，晶種起晶法 b 影響結(jié)晶速度的因素： 過(guò)飽和度，液膜厚度，溶液黏度，溶液濃度，溫度，真空度；稠度，晶種質(zhì)量 ⑶結(jié)晶工藝條件控制 投入結(jié)晶罐內(nèi)一定量脫色液進(jìn)行濃縮，達(dá)到濃度后，加入晶種。當(dāng)出現(xiàn)假晶時(shí)加溫水殺晶。sup2。ordm。sup1。. 投種后整晶，蒸汽操作壓力 。 放罐濃度：放罐前用結(jié)晶水調(diào)整 amp。Beamp。成品得率 50% 第五章 空氣凈化系統(tǒng) Glu 發(fā)酵液態(tài)深層好氣性發(fā)酵 ,產(chǎn)生菌是好氧性微生物 ,在培養(yǎng)過(guò)程中需要大量無(wú)菌壓縮空氣 ,一般工業(yè)生產(chǎn)以大氣中空氣作氧源 ,但空氣中喊有多種微生物及灰塵 ,泥土等 ,在適宜條件下 ,其中的雜菌也會(huì)大量繁殖 ,消耗大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) ,產(chǎn)生各種代謝產(chǎn)物 ,影響發(fā)酵正常進(jìn)行 ,因此凈化是一相當(dāng)重要的環(huán) 節(jié) . 一般考慮以下幾條 : 1 減少進(jìn)口空氣雜菌數(shù)目 :采風(fēng)口應(yīng)設(shè)在主導(dǎo)風(fēng)上方 。 采用進(jìn)空壓機(jī)前粗過(guò)濾手段 。物料衡算是進(jìn)入系統(tǒng)的全部物料重量等于離開(kāi)該系統(tǒng)的全部物料重量，即∑ F = ∑ D + W 式中 F— 進(jìn)入系統(tǒng)物料量（ kg） D— 離開(kāi)系統(tǒng)的物料（ kg） W— 損 失的物料量 生產(chǎn)過(guò)程中總物料衡算 （一） 生產(chǎn)能力 年產(chǎn) 6萬(wàn)噸 MSG， 99%的 MSG 占 80%， 80%的 MSG 占 20%，工作日為 320 天 1折合 100%的味精 60000 80%99%+ 60000 20%80%= 57120t/年 2日產(chǎn)商品 MSG 60000／ 320= 80%=150t/d 80%的 20%=3日產(chǎn) 100%的 MSG： 57120/320=（二） 總物料衡算 1. 1000Kg 純淀粉理論上產(chǎn) 100%的 MSG 的量： 淀粉 111%→葡萄糖 %→谷氨酸 %→ MSG（理論值） 1000111%%%= 2. 1000kg 純淀粉實(shí)際產(chǎn) 100%的 MSG 參數(shù)確定：糖酸轉(zhuǎn)化率： 58%；粉糖轉(zhuǎn)化率： 98%；提取收率； 95%；精制收率： %； 100098%58%95%%%= 3. 1000kg 工業(yè)淀粉（含量 84%的玉米淀粉）產(chǎn) 100%的 MSG： 84%= 4. 淀粉單 耗 1000kg100%的 MSG 實(shí)際消耗純淀粉量 1000/= 1000kg100%的 MSG 實(shí)際消耗工業(yè)淀粉量 1000/= 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 20 頁(yè) 共 65頁(yè) 1000kg100%的 MSG 理論上消耗純淀粉的量 1000/115305= 1000kg100%的 MSG 理論上消耗工業(yè)淀粉量 100%=% 6淀粉利用率 247。 C． %的糖液的相對(duì)密度：查附表 4— 1 P= ⑷提取 GIU 量 A純 GLU量： 95%= B 折算成 90%的 GLU的量： ⑸ GLU 費(fèi)母液量（ ） 247。sup3。 106 二 . 制糖工序的物料衡算 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 21 頁(yè) 共 65頁(yè) 1 淀粉漿量及加水量 淀粉乳濃度為 17amp。Beamp。由附表 3 可得其干基淀粉濃度為 %，則 1000kg工業(yè)淀粉產(chǎn)淀粉乳： 100084%/%= 設(shè)淀粉與水比為 X則 100 （ 1+X） = X= 即淀粉加水比例為 1： 加水量為 = 2 加酶量 （ 1） 選高溫 γ 淀粉酶，活力 20210u/g 用量為 12u/g 干淀粉 100084%100012/20210=504g 中溫液化酶：活力 4000u/g ，用量 100084%10002）糖化酶，活力 100000u/g 用量 115u/g 干淀粉 100084%1000115/100000=966g 3 糖化液產(chǎn)量 100084%98%/%= %的糖液的相對(duì)密度為 ，糖液體積為： （ 504++966） 10amp。amp。 +70%= ： 1000 84%%= 6 純堿用量：按 7 加珍珠巖量：為糖液的 %， %= 8 濾渣產(chǎn)量：含水 70%的廢珍珠巖， 制糖工序物料衡算匯總表 進(jìn)入系統(tǒng) 離開(kāi)系統(tǒng) 項(xiàng)目 物 料 比 例（ kg） 日 投 料 量（ kg） 項(xiàng)目 物 料 比 例（ kg） 日 產(chǎn) 料 量（ kg） 工業(yè)淀粉 1000 289530 糖液 配料水 濾渣 糖化酶 液化酶 氯化鈣 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 22 頁(yè) 共 65頁(yè) 珍珠巖 洗水和蒸汽 125818 累計(jì) 累計(jì) 三 .發(fā)酵工序 和連續(xù)滅菌的物料衡算 1. 發(fā)酵培養(yǎng)基數(shù)量 ⑴ 1000kg 工業(yè)淀粉中，用于種子生長(zhǎng)的為 ，那么用于發(fā)酵產(chǎn)酸的工業(yè)淀粉： 1000*1000/（ 1000+） = 則其利用率為 %，可理解為其所選用淀粉為來(lái)發(fā)酵產(chǎn)酸的部分 ⑵放罐時(shí)發(fā)酵液量 1000*84%**98%*58%/%= 發(fā)酵液含 Glu 為 %的相對(duì)密度 P=質(zhì)量為 *= ⑶發(fā)酵過(guò)程中從排風(fēng)中帶走的水分 進(jìn)風(fēng) 25℃ ，相對(duì)濕度 ∮=70% ，水蒸氣分壓 18mmHg，排風(fēng) 32℃ ，相對(duì)濕度 ∮=100% ，水蒸氣分壓 27mmHg，進(jìn)罐空氣的壓力為 大氣壓（表壓 0，排器 大氣壓（表壓），出進(jìn)空氣的濕含量差 X 出 – X 進(jìn) =*27*100%/ （ *76027*100% ）*18*70%/（ *76018*70%） = 水 /kg 干空氣 通風(fēng)比 1： ，帶走水量 ： **60*36***= 2．設(shè) 1000kg 玉米淀粉能 得到最終發(fā)酵液的體積為 V 升，其中設(shè)處糖 V185。升 ∴產(chǎn)酸為 %，糖酸轉(zhuǎn)化率為 58% ∵最終糖液濃度： %/58%=% 1000kg 玉米淀粉制成純糖為：1000*84%**98%= 轉(zhuǎn)化成 %的糖液質(zhì)量： %*V= V= %的糖液密度 p=*= 甘蔗糖蜜： % V185。 液氨容重為 無(wú)機(jī)鹽： % V185。 消泡劑： %V 放罐殘留及其他損失為 %V 即 185。+%/ V178。 + V178。= V178。+ V185。= *= 即 4 種子耗量，接種量 10% ① 水解糖 %計(jì) *10%*= ② 需 31%的糖液： ③玉米漿： % *10%*%= ④磷酸氫二鉀： %計(jì) *10%*%=