湘潭大学化工学院专业课程设计说明书
题目：年产5000吨味精工厂糖化车间设计
专业：生物工程
学号：2008651201
姓名：罗开花
指导教师：张小云
完成日期：2012.2.24
湘潭大学化工学院
专业课程设计任务书
设计题目：年产5000吨味精工厂糖化车间设计
学号：2008651201 姓名：罗开花专业：生物工程
指导教师：张小云系主任：陶能国
一、主要内容及基本要求
主要内容：拟设计年产5000吨味精工厂，以糖化工序为主体做初步设计，完成糖化车间工艺流程选择、物料衡算、设备选型的相关计算，绘制车间平面和立面布置图、车间设备布置图、带控制点的生产工艺流程图及主要单件设备图等；按相关要求编写设计说明书1份
基本要求：生产方案和平面布局合理，工艺流程设计和设备选择及生产技术经济指标具有先进性与合理性，工艺计算正确，绘图规范
二、进度安排
三、应收集的资料及主要参考文献
味精生产工艺和设备相关的文献；味精工厂设计相关文献；工厂设计所需各类工具书等。6参考文献
[1] 吴思方．发酵工厂工艺设计概论[M]．北京：中国轻工业出版社，2006.7．
[2] 陈宁．氨基酸工艺学[M]．北京：中国轻工业出版社，2007.1．
[3] 梁世中．生物工程设备[M]．北京：中国轻工业出版社，2006.9．
[4] 刘振宇．发酵工程技术与实践[M]．上海：华东理工大学出版社，2007.1
[5] 王志魁．化工原理[M] ．北京：化学工业出版社，2004.10．
[6] 李功样，陈兰英，崔英德．常用化工单元设备设计[M]．广州：华南理工大学
出版社，2003.4．
[7] 俞俊堂，唐孝宣．生物工艺学（上册）[M]．上海：华东理工大学出版社，2003.1．
[8] 张克旭．氨基酸发酵工艺学[M]．北京：中国轻工业出版社，2006.2．
[9] 蒋迪清, 唐伟强. 食品通用机械与设备[M]．广州：华南理工大学出版社,2003.7
[10]刘玉德. 食品加工设备选用手册[M]．北京：化学工业出版社，2006，8
[11] 于信令主编. 味精工业手册[M].北京：中国轻工业出版社，2005
目录
前言 (5)
1.味精的主要理化性质 (5)
2.主要介绍任务内容、工厂特点、产品等 (6)
第1章味精工厂糖化工艺 (8)
1.1淀粉质原料蒸煮糖化的目的 (8)
1.2设计方案的确定 (8)
1.2.1 糖化方法的选择论证 (8)
1.3糖化工艺流程 (10)
1.3.1淀粉的液化（糊化） (10)
1.3.2糊化和糖化的控制 (12)
第2章工艺计算 (13)
2.1味精生产糖化阶段工艺流程 (13)
2.2糖化的主要工艺参数如下表2-1 (13)
2.3物料的计算 (13)
2.3.1 味精厂的总物料衡算 (13)
2.3.2主要工艺参数及经济指标 (14)
2.3.3 原料消耗的计算 (14)
2.3.4 蒸煮醪量的计算 (15)
第3章相关设备的计算与选型 (16)
3.1蒸煮设备 (16)
3.2糊化设备 (16)
3.3糖化设备 (17)
3.4车间设备数量 (18)
设计体会 (19)
参考文献 (19)
前 言
味精是利用微生物发酵生产的一个具有代表性的产品，生产工艺涉及种子培养、发酵、提取、脱色、离心和干燥等重要的单元操作和工程概念。通过对谷氨酸车间的工艺设计，可以加强对自己对所学知识的综合利能力。通过本毕业设计训练，可以提高自己理论联系实际的能力和工程设计方面的能力。
1. 味精的主要理化性质
味精又名麸氨酸钠，化学名称为L-谷氨酸一钠（C 5H 8NO 4Na·H 2O ）[1]，是氨基酸的一种，也是蛋白质的最终分解产物。现多采用微生物发酵的方法由粮食制成。从发酵液中提取得到的谷氨酸仅仅是味精生产中的半成品。谷氨酸盐与适量的碱进行中和反应，生成谷氨酸一钠，其溶液经过脱色、除铁、除去部分杂质，最后通过减压浓缩、结晶及分离，得到较纯的谷氨酸一钠的晶体，不仅酸味消失，而且有很强的鲜味（阈植为0.3 %）。 ① 味精的物理性质
味精是无色至白色的柱状结晶或白色的结晶性粉末。晶系结构为斜方柱状八面体。味精易容易水，不溶于乙醚、丙酮等有机溶剂，难溶于纯酒精。谷氨酸钠在水中的溶解度随温度的变化而改变（表1）。其相对密度为1.635[1]，视相对密度为0.80～0.83。比旋光度[a]20D =+24.8°～+25.3°，氮含量为7.48 %，熔点为195 ℃（在125 ℃以上易失去结晶水），常温易脱湿，100～120 ℃稳定；120～130 ℃失去结晶水；130～170 ℃稳定；170～250 ℃分子内脱水；240～280 ℃热分解；280 ℃炭化。
表1-1谷氨酸钠在水中的溶解度
② 味精的化学性质
温度/℃ 谷氨酸钠/（g/100mlH 2O ） 温度/℃ 谷氨酸钠/（g/100mlH 2O ） 0 62.73 10 66.84 20 70.47 30
75.71
40 82.08
50 89.75 60 99.0 70 110.30 80 124.11
味精的相对分子质量为187.13g/mol，易溶于水。与酸盐反应生成谷氨酸盐，与碱反应生成谷氨酸二钠盐，主要的反应式如下：
C5H8NO4N a+HCl→C5H9O4N+NaCl (1)
C5H8NO4Na+NaOH→C5H7O4NNa2+H2O (2)
纯的味精外观为一种白色晶体状粉末。当味精溶于水（或唾液）时，它会迅速电离为自由的钠离子和谷氨酸盐离子（谷氨酸盐离子是谷氨酸的阴离子，谷氨酸则是一种天然氨基酸）。要注意的是如果在100 ℃以上的高温中使用味精，经科学家证明，味精在100 ℃时加热半小时，只有0.3％[2] 的谷氨酸钠生成焦谷氨酸钠，对人体影响甚微。还有如果在碱性环境中，味精会起化学反应产生一种叫谷氨酸二钠的物质。所以要适当地使用和存放。
2. 主要介绍任务内容、工厂特点、产品等
本设计是以精制淀粉（纯度为86%）为原料进行设计，使用一次喷射双酶法为糖化工艺，以实际工作日30天计算，日产味精60吨。对全厂物料、热量就行衡算，对糖化工段的罐体如调浆罐、储浆罐、维持罐、层流罐、糖化罐、储糖罐以及一些标准设备如液化喷射器、板框过滤机、板式换热器和泵等进行了详细计算，以确定它们的参数，便于设备布置图的绘制。下面详细表述：
1．任务内容：5000吨味精厂的设计。设计的内容主要包括设计方案，工艺计算，设备选型，成本预算，厂的总平面设计，各车间设备布置图及说明书。
2．工厂特点：味精是人们的日常用品，由于味精生产没有季节限制，所以工厂可以实现全年生产，但考虑到设备要进行维修，所以基本选定年生产天数为30天。工厂生产受环境和原料的限制比较大，所以选址要严格按照标准来进行。
3．味精特点：味精是谷氨酸的一种钠盐C5H8NO4Na ，为有鲜味的物质，学名叫谷氨酸钠，又叫麸氨酸钠，是氨基酸的一种，也是蛋白质的最后分解产物。有固体味精和液体味精两种。液体味精是未经炼成颗粒的味精原液，饮食业中以用固体味精为常见。味精是鲜味调味品类烹饪原料，以小麦、大豆等含蛋白质较多的原料经水解法制得或以淀粉为原料经发酵法加工而成的一种粉末状或结晶状的调味品，也可用甜菜、蜂蜜等通过化学合成制作。除含有谷氨酸钠外还含有少量的食盐，以含谷氨酸钠的多少(99%、95%、90%、80%)，分成各种规格。全国各地均有生产。据研究，味精可以增进人们的
食欲，提高人体对其他各种食物的吸收能力，对人体有一定的滋补作用。因为味精里含有大量的谷氨酸，是人体所需要的一种氨基酸，96％能被人体吸收，形成人体组织中的蛋白质。它还能与血氨结合，形成对机体无害的谷氨酰胺，解除组织代谢过程中所产生的氨的毒性作用。又能参与脑蛋白质代谢和糖代谢，促进氧化过程，对中枢神经系统的正常活动起良好的作用。
4．我国味精生产发展状况：我国的味精生产，近十年来得到很大的发展。1992年我国全国产味精34万吨[3]，2001年味精产量达71.4万吨，味精产量以每年10%速度递增。目前，我国的味精总产量居世界第一位，但人均消费水平仍然较低，随着我国人民生活水平的提高，味精消费量将会持续增长。按年人均消费600克计算，估计每年需求72万吨。随着糖蜜味精生产技术的日益成熟，生产成本进一步下降。至本世纪八十年代，糖蜜味精已成为世界味精生产发展的主趋势，并占领和垄断了世界味精市场。
第1章味精工厂糖化工艺
1.1淀粉质原料蒸煮糖化的目的
薯类和谷类以及野生植物原料经过加压蒸煮，淀粉糊化成为溶解状态，但是还不能直接被酵母菌利用进行发酵。因此，经过蒸煮以后的糊化醪，在发酵前必须加入一定量的糖化剂，使溶解状态的淀粉，变为酵母能够发酵的糖类，这一个由淀粉转变为糖的过程，称为糖化。糖化过程是淀粉酶或酸水解的作用，把淀粉糖化变成可发酵性糖。
将淀粉质原料进行蒸煮的第一个目的就是；原料吸水后，借助于蒸煮时的高温高压作用，使原料的淀粉细胞膜和植物组织破裂，即破坏原料中淀粉颗粒的外皮，使其内容物流出，呈溶解状态变成可溶性淀粉，以便糖化剂作用，使淀粉变成可发酵性糖。这个过程叫糊化，采用的方法是用加热蒸汽加热蒸煮。蒸煮的第二个目的是借助蒸汽的高温高压作用，把存在于原料中的大量微生物进行灭菌，以保证发酵过程中原料无杂菌污染，使酒精发酵能顺利进行。
1.2 设计方案的确定
1.2.1 糖化方法的选择论证
糖化工段主要有酸解法、酶酸法、双酶法这三种方法。酸解法是传统的制糖方法，它是利用无机酸为催化剂，在高温高压条件下，将淀粉转化为葡萄糖。酶酸法是将淀粉乳先用α-淀粉酶液化[4]，然后用酸水解成葡萄糖。双酶法是通过淀粉酶液化和糖化酶糖化将淀粉转化为葡萄糖。三种糖化工艺，各有其优缺点。从糖液质量、收得率、耗能以及对粗淀粉原料的适应情况看，双酶法最佳、酶酸法次之、酸解法最差。但双酶法生产周期长，糖化设备较庞大。从糖浆的黏度来看，双酶法最低、酸解法最高。双酶法制糖工艺可根据升温方式的不同分为升温液化法、喷射液化法。喷射液化法又依所用加热设备的不同分为一次喷射液化法和二次喷射液化法。一次喷射液化法由于能耗低，设备少，糖液质量好而获得广泛的应用[5]。所以本次设计采用一次喷射双酶法。2.2 液化工艺条件的论证
α-淀粉酶能能水解淀粉及其产物内部的α-1，4糖苷键，不能水解α-1，6糖苷键，
但能越过α-1，6糖苷键继续水解α-1，4糖苷键，而将α-1，6糖苷键[3]留在水解产物中。
（1）淀粉液化条件
淀粉是以颗粒状态存在的，具有一定的结晶性结构，不容易与酶充分反应,如淀粉酶水解淀粉颗粒和水解糊化淀粉的比例为1﹕20000[2]。因此必须先加热淀粉乳，使淀粉颗粒吸水膨胀，使原来排列整齐的淀粉层结晶结构被破坏，变成错综复杂的网状结构。这种网状会随温度的升高而断裂，加之淀粉酶的水解作用，淀粉链结构很快被水解为糊精和低聚糖分子，这些分子的葡萄糖单位末端具有还原性，便于糖化酶的作用。由于不同原料来源的淀粉颗粒结构不同，液化程度也不同，薯类淀粉比谷类淀粉易液化。
淀粉酶的液化能力与温度和pH值有直接关系。每种酶都有最适的作用温度和pH值范围，而且pH和温度是互相依赖的，一定温度下有较适宜的pH值。在37℃时，酶活力在pH值5.0～7.0范围内较高，在pH值6.0时最高，过酸过碱都会降低酶的活性。α-淀粉酶一般在pH值6.0～7.0较稳定。
酶活力的稳定性还与保护剂有关，生产中可通过调节加入的CaCl2的浓度，提高酶活力的稳定性。一般控制钙离子浓度0.01mol / L。钠离子对酶活力稳定性也有作用，其适量浓度为0.01mol / L左右。
现在研究发现当物料pH大于5.7后，在最终糖液中即有可能生成麦芽酮糖。研究还发现，随着液化pH的不断升高，麦芽酮糖的含量也在同步增长。在液化pH低于5.6时，即可避免在糖化过程中产生麦芽酮糖。
工业生产上，为了加速淀粉液化速度，多采用较高温度液化，例如85～90℃或者更高温度，以保证糊化完全加速酶反应速度。但是温度升高时，酶活力损失加快。因此，在工业上加入Ca2+或Na+,使酶活力稳定性提高。
（2）液化程度的控制
淀粉经液化后，分子量逐渐减少，黏度下降，流动性增强，给糖化酶的作用提供了条件。但是，如果让液化继续下去，虽然最终水解物也是葡萄糖和麦芽糖等，但这样所得糖液葡萄糖DE值低；而且淀粉的液化是在较高温度下进行的，液化时间加长，一部分已经液化的淀粉又会重新结合成硬束状态，使糖化酶难以作用，影响葡萄糖的产率，因此必须控制液化进行程度。
淀粉液化的目的是为了给糖化酶的作用创造条件，而糖化酶水解糊精及低聚糖等分
子时，需先与底物分子生成络合结构。这就要求被作用的底物分子有一定的大小范围，才有利于糖化酶生成这种结构，底物分子过大或过小都会妨碍酶的结合和水解速度。根据发酵工厂的生产经验，在正常液化条件下，控制淀粉水解程度在葡萄糖值为10～20之间为好（即此时保持较多量的糊精及低聚糖，较少量的葡萄糖）。而且，液化温度较低时，液化程度可偏高些，这样经糖化酶糖化后糖化液的DE值较高。淀粉酶液化终点常可以典液显色来控制。
1.3 糖化工艺流程
糖化工艺流程图如下图1.1所示。
图1.1 一次喷射双酶法制糖工艺流程图
1.3.1淀粉的液化（糊化）
1．淀粉液化的目的
是为了给糖化酶的作用创造条件，而糖化酶水解糊精及低聚糖等分子时，需先与底物分子生成络合结构，然后才发生水解作用，使葡萄糖单位逐个从糖苷键中裂解出来，这就要求被作用的底物分子有一定的大小范围，才有利于糖化酶生成这种结构，底物分子过大或过小都会妨酶的结合和水解作用速度。液化达到终点后，酶活力逐渐丧失，为避免液化酶对糖化酶的影响，需对液化液进行灭酶处理，一般液化结束，升温至100 ℃保持10 min即可完成，然后降低温度，供糖化用。
2．淀粉液化的方法
（1）水解动力的不同：酸法、酶法、酸酶法、机械液化法
（2）工艺的不同：间歇式、半连续式、连续式
（3）设备的不同：管式、罐式、喷射式
（4）加酶方式的不同：一次加酶、两次加酶、三次加酶
（5）原料的精粗不同：淀粉质原料直接液化、精制淀粉液化
本设计糖化工段的主要工艺是连续操作，双酶法。
3．酶法液化
（1）连续操作
连续操作是指从淀粉进入蒸煮罐，经过整个糖化阶段，到糖化醪出车间，液体在罐体中或者在管道中都是保持流动的状态。
连续液化的优点是液化操作连续进行，产量大，料液与蒸汽混合均匀，液化质量有保证。特别是喷射式液化，料液与蒸汽的接触、混合是在喷射器内瞬间完成的，并通过在高温下短时间的停留达到彻底糊化的目的。连续液化的另一个优点是液化温度高，所以溶液中蛋白质凝聚好，结团好，料液过滤速度快，糖液透光率高。
连续糖化工艺与间歇糖化工艺不同，前者的糖化过程中，进料、加曲、降温是同时在不同的设备中进行，且不断地从上面加料，不断地从下面出料，整个过程连续化。连续糖化时间会缩短。
（2）双酶法[6]
双酶法生产葡萄糖工艺，是以作用专一的酶制剂作为催化剂，反应条件温和，复合分解反应较少，因此采用双酶法生产葡萄糖，提高了淀粉等原料的转化率和糖液浓度，改善了糖液的质量，是目前最为理想的制糖方法。
双酶法具有很多优点：双酶法是在酶的作用下进行的，反应条件较温和，不需要耐高温高压或而酸腐蚀的设备；酶作为催化剂的特点是专一性强，副反应少，故水解糖液纯度高，淀粉转化率高；可在较高的淀粉乳浓度下水解。用双酶法制得的糖液较纯净、颜色浅、无苦味、质量高，有利于糖液的充分利用。但双酶法反应时间较长，设备要求较多，且酶是蛋白质，易引起糖液过滤困难。当然，随着酶制剂生产及应用技术的提高，双酶法制糖将逐渐取代酸解法制糖。
酶解法液化、糖化淀粉常用的酶是α-淀粉酶，其作用是将淀粉迅速水解为糊精及少
量麦芽糖，对淀粉的作用，可将长链从内部分裂成若干短链的糊精，所以也称内切淀粉酶。淀粉受到α-淀粉酶的作用后，遇碘呈色很快反应，如下表现：
蓝→紫→红→浅红→不显色(即碘原色)[8]
淀粉在糊化之前，α-淀粉酶是难以直接进入淀粉颗粒内部与淀粉分子发生作用的。淀粉原料的预处理，例如原料的粉碎细度、配水比例等都将影响淀粉的糊化效果酶制剂的种类、酶制剂的使用量、液化温度、液化pH等又将最终影响淀粉的液化质量。
糖化酶：作用于淀粉的l，4-糖苷键相结合，能从葡萄糖键的非还原性末端起将葡萄糖单位一个一个的切断，因为是从链的一端逐渐地一个个地切断为葡萄糖，所以称为外切淀粉酶。使用糖化酶的优点：糖化酶对设备没有腐蚀性，使用安全。工艺简单、性能稳定、有利于各厂的稳定生产。对淀粉水银比较安全，可提高出酒率，麸曲法能减少杂菌感染，节约粮食可降低劳动强度，改善劳动条件。有利于生产机械化，有利于实现文明生产。
1.3.2糊化和糖化的控制
本设计采用自动化设备对液化糖化过程进行控制，主要控制回路有调浆罐温度及pH值控制、一次喷射温度控制、糖化温度控制。调浆罐定容可采用流量或液位测量方式;调浆罐温度用进入盘管的蒸汽量控制在30 ℃；pH值用纯碱溶液控制在4.2。这些系统均采用单回路PID控制，只要控制器参数调整适宜，都能满足控制要求。制糖过程的另一个重要控制系统是糖化罐的温度控制，要在整个糖化时间内保持稳定的温度，以利于液化淀粉转换成葡萄糖。因为糊化及糖化属于原料处理阶段，所以卫生及自动化要求可以相对低一些。
第2章工艺计算
2.1味精生产糖化阶段工艺流程
淀粉浆—预蒸—糊化—气液分离—真空冷却—糖化—压虑
2.2糖化的主要工艺参数
糖化的主要工艺参数如下表2-1所示[4]。
表2-1 糖化的主要工艺参数
液化来料DE值：15～19 %
糖化前pH值： 4.2±0.1
加酶量：100-300 u/g淀粉
糖化温度：58-60 ℃
糖化时间：60min
糖化结束pH值： 4.8～5.0
灭酶温度：75-80 ℃后
灭酶保温时间：30 min
2.3 物料的计算
糖化工段物料衡算如图2.1所示。
图2.1 制糖工序物料衡算图
2.3.1 味精厂的总物料衡算
味精厂的总物料衡算如下表2-2所示。
表2-2 味精厂的总物料衡算
原料消耗的计算：主要原料为淀粉，其他原料有α－淀粉酶、糖化酶、尿素中间产品：蒸煮醪、糖化醪、发酵醪量等。
成品、副产品以及废气、废水、废渣等
生产工艺采用双酶法糖化、间接发酵和等电点结晶、流化床干燥。
2.3.2主要工艺参数及经济指标
味精主要工艺参数及经济指标如下表2-3。
表2-3 味精主要工艺参数及经济指标
生产规模（t/a）80000 t/a味精
生产方法双酶法糖化间接发酵等电点结晶
生产天数每年30天
味精日产量60t
产品质量味精纯度99％
原料淀粉80％，水份12％
α－淀粉酶8u/g原料，
糖化酶150u/g原料
尿素204.59kg/t味精
2.3.3 原料消耗的计算
1．淀粉原料生产味精的总化学反应式为：
糖化：（C6H10O5）n + n H2O→ n C6H12O6
发酵：C6H12O6＋NH3＋1.5O2→ C5H9NO4＋CO2+ 3H2O
2．生产1吨味精的理论淀粉消耗量1.6096 t
3．α-淀粉酶消耗量：应用酶活力为2000 u/g的α－淀粉酶使淀粉液化，促进糊化，可减少蒸汽消耗。α-淀粉酶的用量按8 u/g原料计算。
用酶量为：
3
1.6096108
6.4384()
2000
kg
??
=
4．糖化酶消耗量：若所用糖化酶的活力为20000 u/g，使用量为150 u/g原料，则糖化
酶消耗量为：
3
1.609610150
12.072()
20000
kg
??
=
5．尿素的用量：204.59 kg/t味精
2.3.4 蒸煮醪量的计算
生产5000吨味精大米原料消耗量：根据基础数据给出，大米原料含淀粉80%[11]，故5000吨味精耗大米量为：
5000×1.6096×103/80%=1.006×107 kg/a
根据生产实践，淀粉原料连续蒸煮的粉料加水比为1：3，故粉浆量为：
1.006×107×（1+3）＝4.024×107 kg/a
蒸煮过程使用直接蒸汽加热，在后熟器和汽液分离汽减压蒸发、冷却降温。在蒸煮过程中，蒸煮醪量将发生变化，故蒸煮醪的精确计算必须与热量衡算同时进行，因而十分复杂。为简便计算，可近似求解。
已知蒸煮醪比热容为3.62 [kJ/(㎏·K)],水的比热容为4.18 [kJ/(㎏·K)],假定蒸煮醪的比热容在整个蒸煮过程维持不变。
1.经蒸煮柱加热后蒸煮醪量为：
4.024× 107×3.62 ×(88 ? 50)/（2748.9 ? 88 × 4.18）+ 4.024×107= 4.256×107 kg/a
式中2748.9——蒸煮柱和后熟器加热蒸汽的焓（kJ/K)
2.后熟器出来的蒸煮醪量为：
4.024×107 + 4.024×107× 3.62 × (84 ? 50)/2288.3 = 4.24 ×107 kg/a
式中2288.3——后熟器的温度为84℃下饱和蒸汽的汽化潜热（kJ/K)
3.经后熟器后的蒸煮醪为：
4.24 ×107 + 4.24 ×107× 3.62 × (115 ? 84) / (2748.9 ? 115 × 4.18)= 4.45×107kg/a
式中115——灭酶温度（℃）
2748.9——饱和蒸汽的焓（kJ/K)
4.经汽液分离器后的蒸煮醪量：
4.45×107 + 4.45×107× 3.62 × (115 ? 104.3) / 2245=4.53×107 kg/a
式中2245——104.3℃下饱和蒸汽的汽化潜热（kJ/K)
5.经真空冷却器后最终蒸煮醪液量为：
4.53×107+4.53×107× 3.62 × (104.3 ? 63) / 2351=4.82×107 kg/a
式中2351——真空冷却温度为63℃下的饱和蒸汽的汽化潜热（kJ/K)
第3章 相关设备的计算与选型
3.1蒸煮设备
在我国发酵厂，将喷射加热器与后熟器、糖化罐组成了连续蒸煮糖化流程，提高了生产能力和出酒率，降低了煤耗，改善了劳动条件。后来又实现了蒸煮醪液的真空混合，蒸煮糖化使用了仪表自动控制。
本设计采用罐式连续蒸煮糖化。其特点为： a) 采用喷射加热器连续加热，节省能耗； b) 操作容易控制；
c) 设备结构简单，为大中型工厂广泛采用； d) 采用真空冷却器冷却，提高效率，降低费用 本设计的煮沸锅的型号为A411-003[10]。
3.2糊化设备
糊化锅是用于加热煮沸大米或其他辅料粉，使淀粉糊化和液化的设备。我国行业标准ZBY99030。锅体型式：由圆柱形锅身，球形底或圆锥形底，和弧形顶盖或锥形顶盖组成。锅身直径与高度之比1.5:1~2:1，有效容量系数58%~60%，锥底角度以α＜120°为宜。
加热方式：夹套间接蒸汽加热，夹套蒸汽压力为0.3~0.6MPa [9]。 升温速度：不低于1.5 ℃/min 。
搅拌装置：为了防止物料沾锅和提高传热效果，在靠近锅底处设有桨式搅拌器。搅拌器的转速一般在20~50r/min ，圆周速度3~4m/s 。
材质：锅身、锥底和顶盖宜采用不锈钢。球底宜采用紫铜。 净空高度：不小于500mm 。
排气管截面积与锅身截面积之比：1/30~1/50[5]。
需设附件：人孔门，照明灯，液位、温度测量装置，清洗装置，安全装置，排气管蝶阀。
表面要求：锅盖、锅身和锅底内表面焊缝应磨平抛光，应作耐腐蚀的酸性钝化处理。外露表面抛光，不应有碰伤、划伤痕迹。
本设计采用10立方米的糊化锅：
3
1006η?有效总==.=6 m V V
设圆柱高H=2D ，圆锥角α= 60°，则：
锥高： h=
2tan
2
D α
2
2
2
2
3
3
1=
h 4
3
4
=24
12
2tan 30 =
2
24tan 30V D H D D D D D D
D ππππππ+
?
?+??
?
+
?
总
由于 V 总=10 m 3，
所以 3
3
10=224t a n 30
D
D π
π+
? 得： D=1.8 m
本设计的糊化锅选型如下表3-1[9]。
表3-1 糊化锅选型表
型号 JA7005-0Z
有效容积()3m 6 直径()mm 1800
总高()mm 3600 加热面积()2m 7
工作压力 锅内常压，夹层
0.3Mpa 主要材料 1Cr 18Ni 9Ti 、T2
主电动机功率()kW
7
重量()kg
7000
用途
年产5千吨圆形味精
糖化设备
3.3糖化设备[11]
本设计采用的糖化设备具有搅拌器和冷却器，底呈弧形，是一个矮而肥的圆柱形。上面有轻便的盖子。一般糖化锅的容积有9、12/和19立方米的，但是要根据工厂的生产规模来决定，一般以不小于3立方米为宜，因为容积太小，不易保持糖化的温度，太大则后冷却较慢，容易引起杂菌污染。
本设计采用9立方米的糖化锅：
3
9087η?==.=7.83m V
V
有效
总
设圆柱高H=2D ，则：
2
2
3
=
4
=24
=
2
V D H
D D D
πππ?总
由于 V= 9m 3， 所以 3
9=
2D π
得： D=1.79 m
本设计的糖化锅选型如下表3-2[7]。
表3-2 糖化锅选型表
设备名称 糖化锅
设备型号 J47101-0Z
主要技术参数 有效容积：7.83立方米，直径：1790 mm ，总高：3580 mm ，加热面积：6平方米，主要材料：Cr 18Ni 9Ti
配套动力（kW ） 7 设备重量(kg)
3500
（4）全自动快开式压滤机
型号DR ?A1500，过滤面积1.70?(N-1)，滤板厚度75mm ，铝板数量N ，滤室容积32?(N-1)，滤板尺寸1500?1500 mm ，整体外观尺寸2nx +1985+2050+2840 mm/LWH ，油压泵浦10 HP ，功率1.5 KW 。
3.4车间设备数量
糖化一天所生产的味精质量：
m=
5000310
=16.13 t
取糖化液的密度为1.01 t/m 3,并忽略糖化液与蒸煮醪液的密度差，可得一天糖化的糖化液总体积：
V 糖=
16.11.01
=15.9 m
3
糖化锅的数量：)1/15.97.83 2.03n V V ==÷=有效糖个 因此需糖化锅3台。
一天所需糊化的淀粉为4102452.3?kg=32.45 t
淀粉的密度为1.5 g/cm 3=1.5 t/m 3
V 糊=
32.451.5
=21.6 m 3
糊化锅的数量：()1/21.6/6 3.6n V V ===糊有效个 因此需糊化锅4台。
设计体会
我的设计任务是《年产5000吨味精糖化车间设计》，对于该设计书，我从前期是查找资料然后开始着手设计。该任务书主要分为总论、糖化工段、工艺计算、设备选型等几部分，刚开始设计的时候我有点不知道怎么下手，但是随着看书以及在网上查找资料，我开始对工厂车间设计有了自己的理解，并进行了认真的设计。在这个过程中让我学会了，做任何事情都不要被自己想象出来的困难吓倒，拿到题目要用心的去分析、思考，相信任何问题都有解决的办法，其实我对工厂设计没有全面的了解很充分，因为我主要设计的内容是糖化车间，因此我对糖化车间进行了相对仔细的学习与了解。而且，这对于我们的将来也有很大的帮助。以后，不管有多苦，我想我们都能变苦为乐，找寻有趣的事情，发现其中珍贵的事情。就像中国提倡的艰苦奋斗一样，我们都可以在实验结束之后变的更加成熟，会面对需要面对的事情。由于本人所学的还相对较浅，难免有所错误和纰漏，还望老师批评指正。
参考文献
[1] 吴思方．发酵工厂工艺设计概论[M]．北京：中国轻工业出版社，2006.7． [2] 陈宁．氨基酸工艺学[M]．北京：中国轻工业出版社，2007.1． [3] 梁世中．生物工程设备[M]．北京：中国轻工业出版社，2006.9． [4] 刘振宇．发酵工程技术与实践[M].上海：华东理工大学出版社，2007.1 [5] 王志魁．化工原理[M]. 北京：化学工业出版社，2004.10．
[6] 李功样，陈兰英，崔英德．常用化工单元设备设计[M]．广州：华南理工大学出版
社，2003.4．
[7] 俞俊堂，唐孝宣．生物工艺学（上册）[M]．上海：华东理工大学出版社，2003.1． [8] 张克旭．氨基酸发酵工艺学[M]．北京：中国轻工业出版社，2006.2．
[9] 蒋迪清,唐伟强. 食品通用机械与设备[M]. 广州：华南理工大学出版社,2003.7.
[10] 刘玉德.食品加工设备选用手册[M]. 北京：化学工业出版社，2006，8.
[11] 于信令主编.味精工业手册[M]. 北京：中国轻工业出版社，2005.
35000吨味精工厂发酵车间设计
武汉轻工大学 《发酵(制药)工厂设计》课程计 说明书 设计题目：年产35000吨味精工厂发酵车间工艺设计 姓名 学号 10021 院 (系) 生物与制药工程学院 专业生物工程 指导教师陶兴无 2014 年 1月 10 日 35000吨味精工厂发酵车间工艺设计 xxx (武汉轻工大学生物与制药工程学院武汉430023)
摘要: 味精，学名“谷氨酸钠（C5H8NO4Na）”。谷氨酸是氨基酸的一种，也是蛋白质的最后分解产物。我们每天吃的食盐用水冲淡400 倍，已感觉不出咸味，普通蔗糖用水冲淡200 倍，也感觉不出甜味了，但谷氨酸钠，用于水稀释3000倍，仍能感觉到鲜味，因而得名“味精”。味精是采用微生物发酵的方法由粮食制成的现代调味品。本设计为年产味精厂35000吨味精工艺设计；以玉米淀粉为原料水解生成葡萄糖、利用谷氨酸生产细菌进行碳代谢、生物合成谷氨酸、谷氨酸与碱作用生成谷氨酸钠即味精为主体工艺，进行物料衡算、热量衡算、水衡算和设备选型计算，并绘制了发酵车间连续消毒工序流程图以及设备布置图。 关键词:味精，发酵车间，连消工序，工艺设计
Abstract: The design is an annual output of 40000 tons of monosodium glutamate for material balance calculation ， heat balance calculation， water balance calculation and the selection calculation of fermentor， process design; 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 . Key words: MSG， fermentation workshop， continuous disinfection processes，process design
年产1.5万吨味精生产工艺初步设计 摘要 我国味精生产虽然发展很快，但还有生产效率低、生产成本高、脱色效果不理想、污水处理不彻底等缺陷，与国际先进水平相比仍有很大差距，造成了很大的浪费。本设计在生产流程的各个方面加以完善，尤其在味精脱色、污水处理等方面摒弃了传统不十分理想的方法，采用了新技术，进一步消除了因脱色和污水处理不彻底造成的资源浪费。味精脱色采用XSX-8吸附树脂，具有脱色好、投资省、处理成本低的优势；污水处理采用两步生物处理法酵母反应器和活性污泥的连续系统处理味精废水，可以去除味精废水中95%的COD，达到节能环保的要求。 关键词：味精；新技术；脱色；污水处理
A PRELIMINARY DESIGN OF TECHNOLOGICAL PROCESS FOR MSG PRODUCTION 15,000 TONS PER YEAR Abstract Although the production of monosodium glutamate in China has developed rapidly, poor colour and lustre, low productivity, high production cost and bad treatment system of wastewater, which still have a big gap compared with the international advanced level, result in lots of waste. The design improve various aspects of production processes, especially in bleaching of MSG, treatment of wastewater and so on. Those rejecte traditional method which are not good and use new technology. Therefore it saves lots of money in bleaching and treatment of wastewater. XSX - 8 polymeric adsorbent is used in MSG decoloring,which has good decoloration efficiency. It can save investment and make low cost .Wastewater treatment by two-step method of biological treatment of activated sludge and yeast reactor system, can remove monosodium glutamate wastewater treatment in 95% of COD monosodium glutamate wastewater, energy conservation and environmental protection requirement. KEY WORDS：monosodium glutamate（MSG）; new technique ;decolor; treatment of wastewater
目录 摘要 (1) 前言 (2) 一．工艺方法 (4) 1.1原料的预处理和淀粉水解制备 (4) 1.2谷氨酸发酵 (4) 1.3种子扩大培养与谷氨酸的提取 (5) 1.4谷氨酸制取味精及味精成品加工 (5) 二．工艺计算 (6) 2.1. 味精工厂工艺技术指标 (6) 2.1.1 主要经济技术指标 (7) 2.1.2主要原材料质量指标 (7) 2.1.3二级种子培养基 (7) 2.1.4发酵培养基 (7) 2.1.5接种量 (7) 2.2 谷氨酸发酵车间的物料衡算 (7) 2.3发酵车间的物料衡算结果 (8) 三．味精生产过程中的污水处理 (8) 3.1 污水处理工艺总流程 (9) 四．味精厂发酵车间设备一览表 (9) 结束语 (10) 参考文献 (10)
摘要 本设计是年产两万吨味精工艺设计，以薯干原料及淀粉水解成葡萄糖。利用谷氨酸生产菌进行碳代谢、生物生成谷氨酸、谷氨酸与碱作用生成谷氨酸钠，即味精主体工艺。再进行工艺计算、物料衡算、热量衡算、设备选型，并绘制了等电点罐结构图，发酵工序带控制点图，糖化工序图，工厂平面布置图。生产工艺流程设计是工艺设计的基础，所涉及面很广，是味精工厂设计的核心和重要部分。在设计中必须做到技术先进、经济合理、成熟可靠；在保证产品质量条件下，力求工艺流程简化，生产管理方便；把各个生产过程按一定顺序、要求组合起来，编制成工艺流程图等来完成工艺流程设计。因为工艺流程设计的质量直接决定车间的生产产品质量、生产能力、操作条件、安全生产、三废治理、经济效益等一系列根本性问题。 关键词：味精、发酵、工艺设计
前言 本设计是年产两万吨味精工艺设计。通过发酵法生产及等电点—离子交换法提取工艺生产谷氨酸钠。 味精即谷氨酸钠，是L-谷氨酸的单钠盐，又称味素，学名α-氨基戊二酸钠，含有一分子的结晶水，分子式为NaC5H8O4N·H2O，分子量为187.13。谷氨酸钠是一种胺基酸谷氨酸的钠盐。是一种无颜色无气味的晶体，在232℃时解体熔化。谷氨酸钠的水溶性很好，在100毫升水中可以溶解74克谷氨酸钠。味精的主要作用是增加食品的鲜味，在中国菜里用的最多，也可用于汤和调味汁。 目前工业上应用的谷氨酸产生菌有谷氨酸棒状杆菌、乳糖发酵短杆菌、散枝短杆菌、黄色短杆菌、等。我国常用的菌种有北京棒状杆菌、纯齿棒状杆菌等。谷氨酸的生物合成途径大致是：葡萄糖经糖酵解(EMP途径)和己糖磷酸支路(HMP途径)生成丙酮酸，再氧化成乙酰辅酶A，然后进入三羧酸循环，生成α-酮戊二酸。α-酮戊二酸在谷氨酸脱氢酶的催化及有NH+4存在的条件下，生成谷氨酸。我国现有生产谷氨酸的菌种有3种：1）生物素亚适量型；2)高生物素及表面活性剂型；3)温度敏感型。现在全国味精行业 82 家生产厂所用的生物素亚适量菌种为Ｓ9114 和ＦＭ415两种，尚处生产试验阶段；生物素亚适量型菌种是谷氨酸发酵较为普遍使用的菌种，其特点是产酸稳定、提取收率高、发酵周期短、不易染菌、放罐体积小和经济效益好。生物素亚适量菌种发酵周期为 30ｈ，产酸率为 10.5％，糖酸转化率 60％以上，提取收率达 96％。生物素亚适量菌种工艺路线是液化、糖化、发酵、提取和精制，为等电加离交的提取工艺。温度敏感型菌种是现在一种新兴的菌种，此菌种的优点是发酵产酸率高和糖酸转化率高。温度敏感型菌种的产酸率在 14％-16 ％，糖酸转化率 64 ％左右，提取收率达 85％，发酵时间为 36ｈ。 当前也使用谷氨酸的连续离交技术于味精生产工艺。首先原料在高pH值下发酵,原料可用甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜、大米、淀粉等。发酵后pH下降，然后在结晶器内生成谷氨酸结晶，经离心机和母液分离，所得谷氨酸结晶重新溶解，加入氢氧化物，脱色后在结晶器内生成MSG结晶，分离后经干燥、包装得到产品。从发酵液中分离谷氨酸的方法较多，有等电点法、离子交换法、等电点—离子交换法、连续等点—转晶法、锌盐法、钙盐法、溶剂萃取法、电渗析法等。国内味精生产厂采用的提取工艺主要是：等电点—离交法、连续等电—转晶法、
年产一万吨味精发酵工厂设计 摘要：味精是一种家常调味品，它采用面筋或淀粉用微生物发酵的方法制成。别名又叫：味素、味粉、谷氨酸钠。味精又称味素，是调味料的一种，主要成分为谷氨酸钠。 一．设计的任务及主要设计内容 1.生产工艺阶段 味精生产全过程可划分为四个工艺阶段：（1）.原料的预处理及淀粉水解糖的制备（2）.种子扩大培养及谷氨酸发酵（3）.谷氨酸的提取（4）.谷氨酸制取味精及味精成品加工 2.设计内容 主要设计内容包括（1）.工艺流程设计（2）.物料衡算（3）.设备的设计与选型（4）.车间布置设计及物料管道设计 二．工艺流程设计
三．物料衡算 1.计算指标 主要技术指标见下表 （1）主要原材料质量指标 淀粉原料的淀粉含量为80%。含水14% （2）二级种子培养基（g/L ）：水解糖50m ，糖蜜20，磷酸二铵钾1.0，硫酸镁0.6，玉米浆8，泡敌0.6，生物素0.02mg ，硫酸锰2mg/L ，硫酸亚铁2mg/L 。 （3）发酵初始培养基（g/L ）：水解糖150，糖蜜4，硫酸镁0.6，氯化钾 0.8，磷酸0.2，生物素2μg ，泡敌1.0，接种量为8%。 2.物料衡算 首先计算生产1000Kg 纯度为100%的味精需耗用的原材料及其他物料量。 （1）设发酵初糖和流加高浓糖最终发酵液总糖浓度为220kg/m 3，则发酵液量为： 31 6.55m 122% 99.8%95%60%2201000 v =????= （2）发酵液配置需水解糖量 以纯糖计算：)(1441220m 11kg V == （3）二级种液量）（312m 0.5248%v v ==
（4）二级种子培养液所需水解糖总量）（kg 26.250v m 22== （5）生产1000kg 味精需水解糖总量）（kg 1467.2m m m 21=+= （6）耗用淀粉原料量 理论上，100kg 淀粉转化生成葡萄糖量为111kg ，故耗用淀粉量为： ） （淀粉kg 1529.9111% 108%80%1467.2 m =??= （7）液氨耗用量 发酵过程用液氨调pH 和补充氮源，耗用260-280kg ；此外，提取过程耗用160-170kg ，合计每吨味精消耗420-450kg 。 （8）甘蔗糖蜜耗用量 二级种液耗用糖蜜量为：）（kg 10.4820v 2= 发酵培养基耗糖蜜量为：）（kg 26.24v 1= 合计耗糖蜜36.68kg （9）氯化钾耗量)(24.58.0m 1k cl kg v == （10）磷酸镁用量）（kg 0.5241.0V m 23== （11）硫酸镁用量）（）（kg 4.24v v 0.621=+ （12）消泡剂（泡敌）耗用量）（kg 6.551.0V 1= （13）玉米浆耗用量（8g/L ））（kg 4.198V m 24== （14）生物素耗用量）（g 0.02360.002V 0.02V m 125=+= （15）硫酸锰耗用量）（g 1.0480.002V m 26== （16）硫酸亚铁耗用量）（g 1.0480.002V m 27==
年产1.5万吨味精工厂发酵车间设计说明书 引言 味精是人们熟悉的鲜味剂，是L—谷氨酸单钠盐(Mono sodium glutamate)的一水化合物(HOOC-CH2CH(NH2)-COONa·H20)，具有旋光性，有D—型和L—型两种光学异构体。味精具有很强的鲜味(阈值为0. 03%)，现已成为人们普遍采用的鲜味剂，其消费量在国内外均呈上升趋势。1987年3月，联合国粮农组织和世界卫生组织食品添加剂专家联合委员会第十九次会议，宣布取消对味精的食用限量，再次确认为一种安全可靠的食品添加剂［1］。早期味精是由酸法水解蛋白质进行制造的，自从1956年日本协和发酵公司用发酵法生产以后，发酵法生产迅速发展，目前世界各国均以此法进行生产。 谷氨酸发酵是通气发酵，也是我国目前通气发酵产业中，生产厂家最多、产品产量最大的产业［2］。该生产工艺和设备具有很强的典型性，本文对味精发酵生产工艺及主要设备作简要介绍，以期有助于了解通气发酵工艺和主要设备的有关知识。 设计内容为，了解味精生产中的原料预处理、发酵、提取部分的生产方法和生产流程，根据实际情况来选择发酵工段合适的生产流程，并对流程中的原料进行物料衡算、热量衡算及设备的选择。最后，画出发酵工段的工艺流程图和平面布置图。 整个设计内容大体分成三部分，第一部分主要是味精生产的工艺和设备选择；第二部分包括发酵罐、种子罐及空气分过滤器的设计与选型；第三部分是工艺流程和平面布置图。 由于我的水平有限，加之对先进设计的了解甚少，设计中有好多不足的地方敬请各位老师和同学批评指正。 1 味精生产工艺 1.1 味精生产工艺概述 味精生产全过程可划分为四个工艺阶段:(1)原料的预处理及淀粉水
年产3万吨谷氨酸发酵罐的设计 目录 前言 第一章年产3万吨谷氨酸的发酵罐 2.1 生产规模及计算 2.2通用发酵罐的系列尺寸 2.3发酵罐主要设计条件 2.4 发酵罐的型式 2.5发酵罐的用途 2.6冷却水及冷却装置 2.7设计压力罐内0.4MPa；夹套0.25 MPa 第二章谷氨酸生产工艺流程 3.1谷氨酸发酵工艺技术参数 3.2谷氨酸生产原料及处理 3.3谷氨酸生产工艺流程图 第三章工艺计算 4.1主要工艺技术参数 4.2总物料衡算 第四章发酵罐选型及工艺计算 5.1 发酵罐空罐灭菌蒸汽用量计算 5.1.1发酵罐体加热用蒸汽量 5.1.2 填充发酵罐空间所需蒸汽量 5.1.3 灭菌过程的热损失 5.1.4 灌壁附着洗涤水升温所需蒸汽量 5.2发酵罐的设计与选型 5.2.1发酵罐的选型 5.2.2生产能力，数量和容积的确定 5.2.3主要尺寸的计算 5.2.4冷却面积的确定 5.2.5 搅拌器的设计 5.2.6搅拌器功率的确定 5.2.7设备结构的工艺设计 5.2.8竖直蛇管冷却装置设计 5.2.9设备材料的选择 5.2.10发酵罐厚壁计算 5.2.11接管设计 第六章发酵罐设计图
第一章前言 谷氨酸是一种氨基酸, 其用途非常广泛,可用于食品、医学、化妆品等。谷氨酸生产，始于1910年日本的味之素公司用水解法生产谷氨酸。1956年日本协和发酵公司分离得到谷氨酸棒杆菌，使发酵法生产谷氨酸成为可能，由于发酵法生产氨基酸具有生产能力大、成本低、设备利用率高等特点，使氨基酸工业得到突飞猛进的发展[1]。我国1958年开始研究，1965年在上海天厨味精厂投产。目前我国谷氨酸的年产量已达170万吨，产销量占世界第一位[2]。经过几十年的发展，在该行业诸多工程人员的努力研究下，使我国谷氨酸生产四大收率指标（糖化收率、发酵糖酸转化率和产酸率、提取收率、精制收率）均达到历史最好水平。其质量已达国际领先水平。但是，在谷氨酸生产中仍然存在原料利用率低，生产成本高，自动化控制水平低，环境污染日趋严重等问题。因此，目前对谷氨酸行业的研究方向主要集中在提高自动化生产程度，改进生产工艺，处理三废，解决环境污染等方面。 第二章年产3万吨谷氨酸的发酵罐 2.1生产规模及计算 2.1.1生产规模：年产3万吨谷氨酸 2.1.2生产规格：纯谷氨酸 2.1.3生产制度：全年生产日320天；2~3班作业，连续生产。 2.1.4生产能力 日产量：30000t÷320d=93.75t／d 发酵周期：48h(包括发酵罐清洗、灭菌、进出物料等辅助操作时间) 发酵罐个数： 需要200 m3发酵罐25个 2.2 通用发酵罐的系列尺寸 表--通用发酵罐的系列尺寸
年产2万吨味精工艺设计 XXX （陕西理工学院化学学院化工专业061班，陕西汉中723001） 指导教师：XXX [摘要]：本设计是年产2万吨味精工艺设计；以玉米淀粉为原料水解生成葡萄糖、利用谷氨酸生产菌进行碳代谢、生物合成谷氨酸、谷氨酸与碱作用生成谷氨酸一钠即味精为主体工艺，进行工艺计算、物料衡算、热量衡算、设备选型，并绘制了等电罐结构图，发酵工序带控制点图，糖化工序图，工厂平面布置图。 [关键词]：味精；发酵；工艺设计
Annual production capacity of 20000 tons of monosodium glutamate process design WANG Xiao-fei (Grade06, Class 1, Major of Chemical Engineering and Technique College of Chemical and environment science of Shaanxi University of Technology,Hanzhong 723001,Shaanxi) Tutor: LI Zhi-zhou ABSTRACT：The design is an annual output of 20,000 tons of monosodium glutamate process design; 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 process calculation, material balance calculation,heat balance calculation, equipment selection,and mapped the structure of isoelectric tank, fermentation processes with control point map, the factory floor plan, saccharification process map. Key Words：MSG, Fermentation, Process Design
目录 第一章总论 第一节设计依据和围 第二节设计原则 第三节建设规模和产品方案 第四节项目进度建议 第五节厂址概述 第二章总平面布置及运输 第一节总平面布置 第二节工厂运输 第三章劳动定员第四章车间工艺第一节工艺流程及相关工艺参数 第二节物料衡算 第三节车间设备选型 第五章经济技术指标 参考文献
第一章总论 1.1 设计依据和围 1.1.1 设计依据 根据科技大学生命科学与工程学院2012届毕业任务书的要求，结合我国味精行业发展状况和市场行情，在老师的悉心指导下，本着理论联系实际的思想，认真参考了《氨基酸工艺学》《生物工程设备》《发酵工厂设计》《味精工业手册》等文献，提出了年产10万吨味精厂发酵车间的设计。 1.1.2 设计围 1.味精的生产工艺设计 2.物料衡算 3.设备选型 4.生产车间设计及布置 5.全厂人员编制及经济效益分析 1.2 设计原则 （a）生产规模要在盈亏平衡点之上； （b）产品方案符合国家产业政策，产品质量符合国家标准 （c）各项技术指标达到国中上水平； （d）工厂三废综合利用，并适当留有发展余地。 1．3建厂规模和产品方案 1．3．1 建厂规模 本设计为10万吨味精厂发酵车间设计，以淀粉乳为原料，采用三班倒制，每班八小时，年工作日为330天。 本设计全年11个月生产：每年的7月份进行机器检修； 日产量为100000／330=303吨； 班产量303／3=101吨； 1.3.2 生产方案 味精生产全过程可划分为四个工艺阶段：（1）原料的预处理及淀粉水解糖的制备；（2）种子扩大培养及谷氨酸发酵；（3）谷氨酸的提取；（4）谷氨酸制取味精及味精成品加工。 与这四个工艺阶段相对应味精生产厂家一般都设置了糖化车间、发酵车间、提取车间和精制车间作为主要生产车间。另外，为保障生产过程中对蒸汽的需求，同时还设置了动力车间，利用锅炉燃烧产生蒸汽，并通过供气管路输送到各个生产需求部位。为保障全厂生产用水，还要设置供水站。所供的水经消毒、过滤系统处理，通过供水管路输送到各个生产需求部位。
湘潭大学化工学院专业课程设计说明书 题目：年产5000吨味精工厂糖化车间设计 专业：生物工程 学号：2008651201 姓名：罗开花 指导教师：张小云 完成日期：2012.2.24
湘潭大学化工学院 专业课程设计任务书 设计题目：年产5000吨味精工厂糖化车间设计 学号：2008651201 姓名：罗开花专业：生物工程 指导教师：张小云系主任：陶能国 一、主要内容及基本要求 主要内容：拟设计年产5000吨味精工厂，以糖化工序为主体做初步设计，完成糖化车间工艺流程选择、物料衡算、设备选型的相关计算，绘制车间平面和立面布置图、车间设备布置图、带控制点的生产工艺流程图及主要单件设备图等；按相关要求编写设计说明书1份 基本要求：生产方案和平面布局合理，工艺流程设计和设备选择及生产技术经济指标具有先进性与合理性，工艺计算正确，绘图规范 二、进度安排 三、应收集的资料及主要参考文献 味精生产工艺和设备相关的文献；味精工厂设计相关文献；工厂设计所需各类工具书等。6参考文献 [1] 吴思方．发酵工厂工艺设计概论[M]．北京：中国轻工业出版社，2006.7．
[2] 陈宁．氨基酸工艺学[M]．北京：中国轻工业出版社，2007.1． [3] 梁世中．生物工程设备[M]．北京：中国轻工业出版社，2006.9． [4] 刘振宇．发酵工程技术与实践[M]．上海：华东理工大学出版社，2007.1 [5] 王志魁．化工原理[M] ．北京：化学工业出版社，2004.10． [6] 李功样，陈兰英，崔英德．常用化工单元设备设计[M]．广州：华南理工大学 出版社，2003.4． [7] 俞俊堂，唐孝宣．生物工艺学（上册）[M]．上海：华东理工大学出版社，2003.1． [8] 张克旭．氨基酸发酵工艺学[M]．北京：中国轻工业出版社，2006.2． [9] 蒋迪清, 唐伟强. 食品通用机械与设备[M]．广州：华南理工大学出版社,2003.7 [10]刘玉德. 食品加工设备选用手册[M]．北京：化学工业出版社，2006，8 [11] 于信令主编. 味精工业手册[M].北京：中国轻工业出版社，2005
年产22万吨味精工厂初步工艺设计设计
沈阳化工大学本科毕业设计 题目：年产2.2万吨味精工厂初步工艺设计 院系：环境与生物工程学院 专业：生物工程 论文提交日期： 2011 年6月 24 日 论文答辩日期： 2011年 6月 29 日
毕业设计（论文）任务书 生物工程专业07-02班学生：吴皓 毕业设计（论文）题目：年产2.2万吨味精工厂初步工艺设计。 毕业设计（论文）内容：味精生产工艺流程的物料衡算、热量衡算、水衡算以及味精生产主要工艺流程工序的设计、设计味精生产的主要设备（发酵罐）的设计。 毕业设计（论文）专题部分：味精生产的工艺设计和发酵罐的设计。 起止时间： 2011年 3月---2011年 6月 指导教师：签字年月日 教研主任：签字年月日 学院院长：签字年月日
年产2.2万吨味精工厂初步工艺设计 摘要 本设计是年产2万吨味精工艺设计；以玉米淀粉为原料水解生成葡萄糖、利用谷氨酸生产细菌进行碳代谢、生物合成谷氨酸、谷氨酸与碱作用生成谷氨酸一钠即味精为主体工艺，进行物料衡算、热量衡算、水衡算和发酵罐选型计算,并绘制了发酵罐结构图，发酵流程图，全厂平面布置图糖化流程图，提取与精制流程图. 设计的结果和目的主要是通过工艺流程及相关设备进行计算，设计出一个具有高产量，低能耗，污染小的现代化味精生产工厂。 本次设计是通过对味精生产的四个工艺流程的物料、热量和水进行了衡算和发酵罐选型计算，得到可行的数据，并且据此选取了合适的发酵生产设备以及合理的工艺流程进行味精的工厂生产，从而提高味精生产的质量和产量，降低了生产的成本,既为味精的工厂化生产的进步提供合理的理论依据,又为环境保护和可持续发展提供重要的数据支持,因此此次味精工厂初步工艺设计是较为必要的.
生产规模： 80,000吨／年；生产规格：纯度为99％的味精 生产方法：以工业淀粉为原料、双酶法糖化、流加糖发酵，低温浓缩、等电提取 生产天数： 310天／年倒罐率： 0.3％ 发酵周期：45小时生产周期：51小时 种子发酵周期：8小时；种子生产周期：15小时 发酵醪初糖浓度： 15％(W／V) ；流加糖浓度：55％(W／V) 发酵谷氨酸产率： 11％糖酸转化率： 62％ 淀粉糖转化率： 105％谷氨酸提取收率： 95％ 味精对谷氨酸的精制收率：115％ 原料淀粉含量：80％含水量：12%；发酵罐接种量： 10％ 发酵罐填充系数： 75％ 发酵培养基(W/V)：淀粉水解糖：16％，糖蜜：0.4％，玉米浆：0.25%，MgSO4 0.04％，KCl 0.14％，Na2HPO4：0.15%，尿素：3％，消泡剂：0.03％ 种子培养基(W/V)：淀粉水解糖：3.0％，糖蜜：1.5％，玉米浆：l.5 %，MgSO4 0.04％，K2HPO4：0.15％，尿素：0.4％，消泡剂：0.04％ 目录 1总论 (2) 2糖化工段 (2) 2.1淀粉质原料蒸煮糖化的目的 (2) 2.2淀粉的液化 (2) 2.3糊化和糖化的控制 (3) 3工艺计算 (4) 3.1味精生产糖化阶段工艺流程 (4) 3.2糖化的主要工艺参数 (4) 3.3物料的计算 (4) 3.3.1味精厂的总物料衡算 (4) 3.3.2主要工艺参数及经济指标 (4) 3.3.3 原料消耗的计算 (4) 3.3.4 蒸煮醪量的计算 (5) 3.4热量平衡计算 (5) 3.4.1糖化用水耗热量Q1 (5) 3.4.2米醪煮沸耗热量Q2 (6) 3.4.3洗槽水耗热量Q3 (6) 3.4.4糖化总耗热量Q总 (6) 3.4.5糖化耗用蒸汽量D (6) 3.4.6蒸汽单耗 (6) 4设备选型 (7)
沈阳化工大学本科毕业设计 题目：年产2.2万吨味精工厂初步工艺设计 院系：环境与生物工程学院 专业：生物工程 论文提交日期： 2011 年6月 24 日 论文答辩日期： 2011年 6月 29 日
毕业设计（论文）任务书 生物工程专业07-02班学生：吴皓 毕业设计（论文）题目：年产2.2万吨味精工厂初步工艺设计。 毕业设计（论文）内容：味精生产工艺流程的物料衡算、热量衡算、水衡算以及味精生产主要工艺流程工序的设计、设计味精生产的主要设备（发酵罐）的设计。 毕业设计（论文）专题部分：味精生产的工艺设计和发酵罐的设计。 起止时间：2011年3月---2011年6月 指导教师：签字年月日 教研主任：签字年月日学院院长：签字年月日
年产2.2万吨味精工厂初步工艺设计 摘要 本设计是年产2万吨味精工艺设计；以玉米淀粉为原料水解生成葡萄糖、利用谷氨酸生产细菌进行碳代谢、生物合成谷氨酸、谷氨酸与碱作用生成谷氨酸一钠即味精为主体工艺，进行物料衡算、热量衡算、水衡算和发酵罐选型计算,并绘制了发酵罐结构图，发酵流程图，全厂平面布置图糖化流程图，提取与精制流程图. 设计的结果和目的主要是通过工艺流程及相关设备进行计算，设计出一个具有高产量，低能耗，污染小的现代化味精生产工厂。 本次设计是通过对味精生产的四个工艺流程的物料、热量和水进行了衡算和发酵罐选型计算，得到可行的数据，并且据此选取了合适的发酵生产设备以及合理的工艺流程进行味精的工厂生产，从而提高味精生产的质量和产量，降低了生产的成本,既为味精的工厂化生产的进步提供合理的理论依据,又为环境保护和可持续发展提供重要的数据支持,因此此次味精工厂初步工艺设计是较为必要的. 通过一系列计算,我们得出了此次毕业设计所需的重要数据:玉米淀粉为原料日产100% MSG 68.75吨，每日消耗的86%的玉米淀粉质量为102.12吨，日运转糖化罐2罐，投放料2罐次。
年产1.5万吨味精工厂发酵车间设计 说明书 1 2020年4月19日
年产1.5万吨味精工厂发酵车间设计说明书 引言 味精是人们熟悉的鲜味剂,是L—谷氨酸单钠盐(Mono sodium glutamate)的一水化合物(HOOC-CH2CH(NH2)-COONa·H20),具有旋光性,有D—型和L—型两种光学异构体。味精具有很强的鲜味(阈值为0. 03%),现已成为人们普遍采用的鲜味剂,其消费量在国内外均呈上升趋势。1987年3月,联合国粮农组织和世界卫生组织食品添加剂专家联合委员会第十九次会议,宣布取消对味精的食用限量,再次确认为一种安全可靠的食品添加剂［1］。早期味精是由酸法水解蛋白质进行制造的,自从1956年日本协和发酵公司用发酵法生产以后,发酵法生产迅速发展,当前世界各国均以此法进行生产。 谷氨酸发酵是通气发酵,也是中国当前通气发酵产业中,生产厂家最多、产品产量最大的产业［2］。该生产工艺和设备具有很强的典型性,本文对味精发酵生产工艺及主要设备作简 2 2020年4月19日
要介绍,以期有助于了解通气发酵工艺和主要设备的有关知识。 设计内容为,了解味精生产中的原料预处理、发酵、提取部分的生产方法和生产流程,根据实际情况来选择发酵工段合适的生产流程,并对流程中的原料进行物料衡算、热量衡算及设备的选择。最后,画出发酵工段的工艺流程图和平面布置图。 整个设计内容大致分成三部分,第一部分主要是味精生产的工艺和设备选择;第二部分包括发酵罐、种子罐及空气分过滤器的设计与选型;第三部分是工艺流程和平面布置图。 由于我的水平有限,加之对先进设计的了解甚少,设计中有好多不足的地方敬请各位老师和同学批评指正。 1 味精生产工艺 1.1 味精生产工艺概述 3 2020年4月19日
武汉工程大学 化工与制药学院 课程设计任务书 年产9000吨味精工厂（以液氨为氮源）的生产工艺设计 专业 班级 学生姓名 学号 日期年月日 书面整理与设计： 物料计算： 绘图部分：
目录 摘要： (4) Abstract: (5) 前言： (6) 设计依据与主要工业设计参数 (7) 1设计依据 (7) 1.1设计任务 (7) 1.2工艺流程 (7) 1.3基础数据 (7) 1.4原（辅）料及动力单耗 (8) 2.物料衡算 (8) 2.1生产过程的总物料衡算 (8) 2.1.1生产能力 (8) 2.1.2总物料衡算 (9) 2.1.3淀粉的单耗： (9) 2.1.4原料及中间体的计算 (10) 2.1.5总物料衡算结果 (10) 2.2制糖工序物料衡算 (11) 2.2.1淀粉浆量及加水量 (11) 2.2.2液化酶用量 (11) 2.2.3CaCl2的加入量 (11) 2.2.4糖化酶用量 (11) 2.2.5糖化液量 (11) 2.2.6加珍珠岩量和滤渣量 (11) 2.2.7生产过程进入的蒸汽和洗水量 (12) 2.2.8衡算结果 (12) 2.2.9糖化过程衡算图 (12) 2.3连续灭菌和发酵过程物料衡算 (13) 2.3.1发酵培养的糖液量 (13) 2.3.2配料 (13) 2.3.3衡算结果汇总 (14) 2.3.4发酵过程衡算图 (15) 2.4谷氨酸提取工序的物料衡算 (15) 2.4.1发酵液数量 (15) 2.4.2加98%硫酸量 (15) 2.4.3谷氨酸产量 (15) 2.4.4母液数量 (15) 2.4.5谷氨酸分离洗水量 (16) 2.4.6母液回收过程中用水以及酸、碱等数量 (16) 2.4.7物料衡算结果 (16) 2.5精制工序的物料衡算 (16) 物料衡算汇总表 (17) 3热量衡算 (18)
生物工程专业课程设计说明书 年产3万吨味精工厂糖化工段 设计说明书 （教师参考用） 桂林理工大学化学与生物工程学院 2011年9月
摘要 谷氨酸是利用微生物发酵生产的一个具有代表性的产品，生产工艺涉及种子培养、发酵、提取、脱色、离心和干燥等重要的单元操作和工程概念。通过对谷氨酸车间的工艺设计，可以加强对自己对所学知识的综合利能力。通过本毕业设计训练，可以提高自己理论联系实际的能力和工程设计方面的能力。 本设计是以商品淀粉（纯度为86%）为原料进行设计，使用一次喷射双酶法为糖化工艺，以年实际工作日300天计算，日产味精90吨。对全厂物料、糖化工段物料进行衡算，对糖化工段的罐体如调浆罐、储浆罐、维持罐、层流罐、糖化罐、储糖罐以及一些标准设备如液化喷射器、板框过滤机、板式换热器和泵等进行了详细计算，以确定它们的参数，便于设备布置图的绘制。 关键词：谷氨酸钠；糖化；工艺计算
Abstract Glutamate is produced by microbial fermentation of a representative of the products, production processes involved in seed culture, fermentation, extraction, bleaching, centrifugation and drying unit operations and other important engineering concepts.Through the workshop process design glutamate, can enhance their knowledge of the comprehensive profitability.Graduate training through the design, can improve their ability to integrate theory with practice and engineering design capabilities. The design is based on refined starch (86% purity) as raw materials for the design, the use of a jet of two enzymes for the saccharification process, the actual working days to 300 days calculated at 90 tons of monosodium glutamate production.The whole plant material, the heat balance on the line for sugar chemical segment, such as mixing tanks tank, slurry storage tank, the maintenance tank, laminar flow tank, saccharification tanks, storage sugar and some standard equipment such as liquid jet, framefilter, plate heat exchanger and pump a detailed calculation, to determine their parameters, to facilitate the drawing of equipment layout. Key words:glutamate;saccharification;process calculation
谷氨酸钠的生产工艺 学生：张欣舒，指导教师：李永丽 内蒙古工业大学化工学院，呼和浩特，010051 摘要 味精是调味料的一种，主要成分为谷氨酸钠。味精的主要作用是增加食品的鲜味，在中国菜里用的最多，也可用于汤和调味汁。中国自1965年以来已全部采用糖质或淀粉原料生产谷氨酸，然后经等电点结晶沉淀、离子交换或锌盐法精制等方法提取谷氨酸，再经脱色、脱铁、蒸发、结晶等工序制成谷氨酸钠结晶。现在随着工业的发展的，味精的加工规模、设备等也向着大型化发展。本文论述了味精生产的发展过程、生产设备与生产配料选择等内容。 关键词：谷氨酸；发展过程；生产工艺；生产设备；配料选择
引言 1861年,德国的一位教授从小麦的面筋当中,第一次提取出味精的组成成分谷氨酸。1908年，日本池田菊苗教授采用水提取和结晶的 方法，从海带中分离出谷氨酸，制成一种新型的调味品，并将其味道命名为umami（鲜味），即谷氨酸钠，申请了专利并起名“味之素”。日本的味之素传入中国后，引起一位名叫吴蕴初的化学工程师的兴趣，买了一瓶来研究，后来他独立发明出一种生产谷氨酸钠的方法，称之为味精。在小麦麸皮（面筋）中，谷氨酸的含量可达40%，他先用34%的盐酸加压水解面筋，得到一种黑色的水解物，经过活性炭脱色，真空浓缩，就得到白色结晶的谷氨酸。再把谷氨酸同氢氧化钠反应，加以浓缩、烘干，就得到了谷氨酸钠。他是世界上最早用水解法来生产味精的人[1]。用水解法生产味精很不经济，因为这种方法要耗用很多粮食，每生产1吨味精，至少要花费40吨的小麦。而且，在提取 谷氨酸钠时要放出许多味道不好的气体，使用的盐酸也易腐蚀机器设备，还会产生许多有害污水。因此，味精公司不得不继续进行研究工作，以便用更好的方法生产出更好的产品来[2]。1956年，日本协和发酵公司宣布，发现找到了短杆菌。谷氨酸钠的发酵法生产就此诞生。科学家们用糖、水分和尿素等配制成培养液，再用高温蒸汽灭菌法将那些杂菌统统杀死，然后把培育好的纯种短杆菌在最有利的环境下接种进去，让它们繁衍后代。短杆菌把绝大部分的糖和尿素转变为谷氨
武汉轻工大学 《发酵（制药）工厂设计》课程设计 说明书 设计题目：年产32000吨味精工厂发酵车间工艺设计 姓名 学号10021 院（系）生物与制药工程学院 专业生物工程 指导教师陶兴无江贤君 2014 年1月10 日 1
32000吨味精工厂发酵车间工艺设计 （武汉轻工大学生物与制药工程学院武汉430023） 摘要： 味精，学名为谷氨酸钠（C5H8NO4Na）。谷氨酸是氨基酸的一种，也是蛋白质的最后分解产物。我们每天吃的食盐用水冲淡400 倍，已感觉不出咸味，普通蔗糖用水冲淡200 倍，也感觉不出甜味了，但谷氨酸钠，用于水稀释3000倍，仍能感觉到鲜味，因而得名“味精”。 本文对味精发酵生产工艺及主要设备作简要介绍，以期有助于了解通气发酵工艺和主要设备的有关知识。 本设计为年产32000吨味精厂的生产工艺，设计内容为，了解味精生产中的原料预处理、发酵、提取部分的生产方法和生产流程，根据实际情况来选择发酵工段合适的生产流程，并对流程中的原料进行物料衡算、热量衡算及设备的选择。最后，画出发酵工段的工艺流程图和平面布置图。 整个设计内容大体分成三部分，第一部分主要是味精生产的工艺的物料衡算和热量衡算；第二部分设备的设计与选型；第三部分是工艺流程和平面布置图。 关键词：谷氨酸钠，发酵车间，工厂设计
Process Design of 32，000 tons Monosodium Glutamate Factory Fermentation Workshop Abstract： Monosodium glutamate （MSG）is the sodium salt of the non-essential amino acid glutamic acid，which is the final resolve product from protein. If we dilute the salt with 400 times water，we can’t taste salty any more. If we dilute the sucrose with 200 times water，we can’t taste sweetness too. But even if 3000 times water，Monosodium glutamate still taste flavor. In this paper，MSG fermentation process and a brief introduction of major equipment ，in order to help understand the fermentation process and the main ventilation equipment knowledge . According to the actual situation to choose the appropriate section in the production process of fermentation designed annual production capacity of 32，000 tons of the monosodium glutamate factory production process，design content ，understanding raw material pretreatment MSG production ，fermentation，extraction production methods and production processes part ，and the raw material for the process to select the material balance ，heat balance and equipment. Finally ，draw the fermentation section of the flow chart and floorplan . The whole design content roughly divided into three parts，the first part is mainly MSG production technology and equipment selection ; second part consists of fermentation tanks，seed tank and air filter of the design and selection ; third part is the process and floorplan . Key words：Sodium glutamate，fermentation workshop，plant desig