年產(chǎn)10萬噸味精工廠設(shè)計[借鑒類別]

1、年產(chǎn)10萬噸味精設(shè)計一.文獻綜述1.1味精的性質(zhì)1味精是谷氨酸的一種鈉鹽，為有鮮味的物質(zhì)，學(xué)名叫谷氨酸鈉，亦稱味素?；瘜W(xué)名-氨基戊二酸一鈉，是一種由鈉離子與谷氨酸根離子形成的鹽，是一種無嗅無色的晶體，對光和熱穩(wěn)定，無吸濕性，在232時解體熔化。其中谷氨酸是一種氨基酸，而鈉是一種金屬元素。生活中常用的調(diào)味料味精的主要成分就是谷氨酸鈉。摩爾質(zhì)量169.111gmol-1 ，白色或近白色結(jié)晶性粉末 ， 熔點225 ，易溶于水，谷氨酸鈉的水溶性很好，在100毫升水中可以溶解74克谷氨酸鈉。微溶于乙醇。1.2味精的作用與功能2 味精是一種增鮮味的調(diào)料，炒菜、做餡、拌涼菜、做湯等都可使用。一般用量為0.2

2、%0.5%。也可用作生化試劑。中國菜里用的最多，也可用于湯和調(diào)味汁。 味精對人體沒有直接的營養(yǎng)價值，但它能增加食品的鮮味，引起人們食欲，有助于提高人體對食物的消化率。另外,味精中的主要成分谷氨酸鈉還具有治療慢性肝炎、肝昏迷、神經(jīng)衰弱、癲癇病、胃酸缺乏等病的作用。味精雖能提鮮，但如使用方法不當(dāng)，就會產(chǎn)生相反的效果，會對人體有害。它在消化過程中能分解出谷氨酸，后者在腦組織中經(jīng)酶催化，可轉(zhuǎn)變成一種抑制性神經(jīng)遞質(zhì)。當(dāng)味精攝入過多時，這種抑制性神經(jīng)遞質(zhì)就會使人體中各種神經(jīng)功能處于抑制狀態(tài)，從而出現(xiàn)眩暈、頭痛、嗜睡、肌肉痙攣等一系列癥狀；有人還會出現(xiàn)焦躁、心慌意亂；部分體質(zhì)較敏感的人甚至?xí)X得骨頭酸痛、肌

3、肉無力。長期過量食用味精可能導(dǎo)致視網(wǎng)膜變薄、視力下降，甚至失明。另外，過多的抑制性神經(jīng)遞質(zhì)還會抑制人體的下丘腦分泌促甲狀腺釋放激素，妨礙骨骼發(fā)育，對兒童的影響尤為顯著。1.3味精行業(yè)發(fā)展史31.3.1味精的發(fā)現(xiàn) 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 。1907 年 ，日本東京帝國大學(xué)的研究員池田菊苗發(fā)現(xiàn)了一種，昆布（海帶）湯蒸發(fā)后留下的棕色晶體，即谷氨酸。這些晶體，嘗起來有一種難以描述但很不錯的味道。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。池田教授將這種味道稱為“鮮味”。繼而，他為大規(guī)模生產(chǎn)谷氨酸晶體的

4、方法申請了專利。1.3.2世界味精的發(fā)展第一階段：1866年德國人HRitthasen(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 2 東北電力大學(xué)生物工程課程設(shè)計為麩酸或谷氨酸（因為面筋是從小麥里提取出來的）。1908年日本東京大學(xué)池田菊苗 試驗，從海帶中分離到L谷氨酸結(jié)晶體，這個結(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。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。這個方法消耗大，成本高，勞動強度大，對設(shè)備要求高，需耐酸設(shè)備。第三階段：隨著科學(xué)的進步及生物技術(shù)的發(fā)展，使味精生產(chǎn)發(fā)生了革命性

5、的變化。1965年以后我國味精廠都自采用以糧食為原料（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，為市場上增加了一種安全又富有營養(yǎng)的調(diào)味品，用了它以后使菜肴更加鮮美可口。1.3.3我國味精工業(yè)發(fā)展史1925年，吳蘊初將自己的生產(chǎn)工藝公開，以做好向歐美行銷的 準(zhǔn)備。19261927年吳蘊初還將“佛手牌”味精的配方、生產(chǎn)技術(shù)等，向美、法等化學(xué)工業(yè)發(fā)達國家申請專利，并獲批準(zhǔn)。這也是中國歷史上，中國的化學(xué)產(chǎn)品第一次在國外申請專利 。1926年，佛手牌味精獲得美國費城世界博覽會金獎。1930年，1933年，吳蘊初的味精繼續(xù)在世界博覽會上連續(xù)獲得獎項，佛

6、手牌味精打入了歐洲等海外市場。日本“味之素”在 東南亞的市場也被中國產(chǎn)品取代。按照北洋政府的專利法，吳蘊初的味精專利可以享有5年的專利保護。1926年，吳蘊初宣布，放棄味精的國內(nèi)的專利，希望全國各地大量仿造生產(chǎn)。此后，國內(nèi)各地先后出現(xiàn)了 十幾個味精品牌 ，國貨味精市場極大繁榮，日本3東北電力大學(xué)生物工程課程設(shè)計的“味之素”除了在日本關(guān)東軍占領(lǐng)的我國東北地區(qū)外，在中國的其他地區(qū)再也難見蹤影。1926年佛手牌味精參加在西班牙舉辦的國際博覽會上，獲得金獎。1930年，“佛手”味精赴比利時列日產(chǎn)業(yè)科學(xué)世界博覽會，又獲大獎。1933年，美國芝加哥世博會，主題為“一個世界進步”。吳蘊初緊扣主題制作了“百年

7、中國調(diào)味品也之進步”的宣傳手冊，以及紅木的展示臺。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。 之后，味之素公司成立，致力于味精的生產(chǎn)與產(chǎn)品在日本市場的銷售。味之素意味著味覺的元素。1947年，味精登陸美國市場，命名為:Accent flavor enhancer。 現(xiàn)代的味精商業(yè)化生產(chǎn)是通過淀粉，甜菜，甘蔗培養(yǎng)基發(fā)酵生產(chǎn)的。2001年，味精的銷售量達到大約有150萬噸，比上年增長了4%。在歐美國家老一套的看法中，味精總是與中餐館的食物聯(lián)系到一起。而事實上，現(xiàn)在在美國銷售的許多種普通食品中都能找到味精的蹤跡： 大多數(shù)美國產(chǎn)罐裝湯，如美國湯品生產(chǎn)商金寶湯公司的湯類產(chǎn)品（部分低鈉產(chǎn)品除外

8、） ,大多數(shù)美國產(chǎn)肉雞肉牛產(chǎn)品，如史云生（部分低鈉產(chǎn)品除外） ,大多數(shù)美國產(chǎn)薯條產(chǎn)品，其它的許多零食產(chǎn)品，眾多的冷凍食物，快餐產(chǎn)品，如各種調(diào)味品。二味精生產(chǎn)工藝概述42.1味精的加工工藝發(fā)展其實味精的歷史不長，從發(fā)現(xiàn)至今還不到百年，和源遠(yuǎn)流長的油、鹽、醬、醋、酒等調(diào)味品相比，味精只能算是個蹣跚學(xué)步的幼兒。 味精早期生產(chǎn)是利用蛋白質(zhì)水解法制取。將面粉制成含蛋白質(zhì)較多的面筋，或用豆餅加鹽酸溶液加熱，使蛋白質(zhì)完全水解生成含谷氨酸的溶液，再濃縮使之結(jié)晶。 五十年代起人們采用糖和氮肥（硫銨、氨水、尿素等）為原料，利用細(xì)菌發(fā)酵法制谷氨酸。該法衛(wèi)生又經(jīng)濟, 每百斤糖可制谷氦酸五十多斤，因而迅速推廣成為目前生

9、產(chǎn)味精的主要方法。2.2味精生產(chǎn)全過程可劃分為糖化、發(fā)酵、提取谷氨酸晶體、精制得谷氨酸鈉晶體四個工藝階段:2.2.1調(diào)漿糖化工藝淀粉、水 調(diào)漿（加Na2CO3和淀粉酶） 噴射液化 保溫滅菌 過濾 層流罐 貯罐 冷卻 糖化2.2.2發(fā)酵提取谷氨酸晶體工藝?yán)鋮s 發(fā)酵罐發(fā)酵 冷卻 等電點中和 谷氨酸晶體 加水溶解 二次中和 得谷氨酸鈉溶液 2.2.3精制得谷氨酸鈉晶體工藝活性炭脫色 過濾 離子交換脫金屬離子 濃縮 蒸發(fā)結(jié)晶 分離出濕味精 干燥 得晶體味精 篩選 分裝三總物料衡算年產(chǎn)10萬噸（99%占80%，80%占20%），原料為24%葡萄糖液，產(chǎn)酸率為10.2g/dl，糖酸轉(zhuǎn)化率54%，谷氨酸提取

10、率93%，谷氨酸鈉收率94%，發(fā)酵周期40-44h。3.1生產(chǎn)過程的總物料衡算3.1.1生產(chǎn)能力此次設(shè)計的味精精制車間工藝設(shè)計的生產(chǎn)能力為年產(chǎn)量10萬噸，99%規(guī)格的味精占80%，即80000（t/d）；80%的味精占20%，即20000（t/d）。（1）折算為100%味精為：80000*99%+20000*80%=95200（t/d）（2）全年生產(chǎn)日為320天，則日產(chǎn)商品味精：100000/320=312.5（t/d）（3）日產(chǎn)100%MSG的量：95200/320=297.5（t/d）3.1.2總物料衡算本設(shè)計以24%葡萄糖液為原料，以1000kg葡萄糖液為例計算。（1）1000kg葡萄糖

11、理論產(chǎn)100%MSG的含量：1000*81.7%*1.272=1039.22（kg）式中：81.7%糖酸理論轉(zhuǎn)化率； 1.272精制理論收率。（2）依照本設(shè)計的生產(chǎn)指標(biāo)，1000kg24%葡萄糖液實際產(chǎn)100%MSG：1000*93%*54%*94%*1.272*24%=144.11（kg）式中：54%發(fā)酵時糖酸轉(zhuǎn)化率； 93%谷氨酸提取率； 94%谷氨酸鈉收率。（3）生產(chǎn)味精時葡萄糖單耗1t100%MSG消耗葡萄糖量：1000/144.11=6.94(t)24%葡萄糖液的密度為1.09kg/L，則實際消耗24%葡萄糖液體積：6.94/1.09=6.37（m3）3.1.3生產(chǎn)過程中所用的工業(yè)原

12、料及中間品計算（1）葡萄糖液用量297.5*6.49=2064.65t/d）100%葡萄糖量：297.5*6.94*24%=495.45（t/d）（2）發(fā)酵液量495.45*54%=267.55（t/d）折算為10.2g/dl的發(fā)酵液為：267.55/10.2%=2623.00（m3），2623.00*1.05=2754.15（t） （1.05為發(fā)酵液的相對密度）（3）提取谷氨酸的量純谷氨酸量：267.55*93%=248.82（t/d）折算為90%的谷氨酸量為：248.82/90%=276.47（t/d）（4）谷氨酸廢母液量（采等點離回收法，以排出之廢母液含谷氨酸0.3g/dl 計算）（26

13、7.55-248.82）/0.3% =6243.33（m3）3.1.4總物料衡算結(jié)果表表3-1 年產(chǎn)10萬噸味精總物料衡算結(jié)果列匯總原料項目24%葡萄糖液原料日投料量糖液（24%）t6.942064.65谷氨酸（90%）t0.93276.47MSG（100%）t1.00297.50.3%谷氨酸廢母液（m3）20.996243.333.2連續(xù)滅菌和發(fā)酵工序的物料衡算3.2.1發(fā)酵培養(yǎng)基（1）1000kg 24%葡萄糖液，得到24%的糖化液1895.08kg。發(fā)酵初始糖濃度16.4g/dl ，其數(shù)量為： 1895.08*24%/16.4%=2773.28 (L)16.4g/dl的糖相對密度為1.0

14、6，所以2773.28*1.06=2939.68 (kg)（2）發(fā)酵培養(yǎng)基的配料要求按放罐發(fā)酵液的體積計算：2773.28*16.4%*54%/10.2%=2407.86（L）玉米漿：2407.86*0.2%=4.82 (kg) 甘蔗糖蜜：2407.86*0.3%=7.22 (kg)無機鹽（P，Mg，K等）：2407.86*0.2%=4.82(kg)配料用水：向24%的糖液中加水量為（配料時培養(yǎng)基的含糖量不低于19%）：1895.08*24%/19%-1895.08=498.71 (kg)（3）滅菌過程中加入蒸汽量及補水量2939.68-1895.08-498.71-4.82*2-7.22=5

15、29.03 (kg)（4）發(fā)酵零小時數(shù)量驗算：1895.08+7.22+4.82*2+498.71+529.03=2939.68(kg)其體積為：2939.68/1.06=2773.28（L） 與以上結(jié)果計算一致。3.2.2接種量接種量為發(fā)酵液體積的1%，則為：2773.28*1%=27.73（L）2773.28*1.06=29.38 (kg)3.2.3發(fā)液氨的量發(fā)酵過程加液氨數(shù)量，為發(fā)酵液體積的2.8%，則液氨的量為：2773.28*2.8%=77.65 (kg)液氨比重為0.62kg/L，則液氨的體積為：77.65/0.62=125.24 (L)3.2.4消泡劑的量加消泡劑量為發(fā)酵液的0.

16、05%，則為：2773.28*0.05%=1.39 (kg)消泡劑的相對密度為0.8，其體積為：1.39/0.8=1.73 (L)3.2.5發(fā)酵過程從排風(fēng)帶走的水分 進風(fēng)25 相對濕度為70% ，水蒸汽分壓18mmHg ,排風(fēng)32，相對濕度為100%，水蒸汽分壓 27mmHg。進罐空氣的壓力為1.5 大氣壓（表壓），排風(fēng)0.5大氣壓(表壓)。進出空氣的濕含量差為： X出-X進= =0.0149-0.0042=0.01 (kg水/kg干空氣)通風(fēng)比: 1：0.2， 則帶走水量：2773.28*0.2*60*36*1.157*0.001*0.01=12.32 (kg)式中：1.15732時干空氣密

17、度(kg/m3)過程分析：放殘留及其他損失52kg3.2.6發(fā)酵終止時的數(shù)量2939.68+29.38+77.65+1.39-12.32- 52=2983.78（kg）3.2.7年產(chǎn)10萬噸商品味精廠得連續(xù)滅菌和發(fā)酵工序的物料衡算表3-2 連續(xù)滅菌和發(fā)酵工序的物料衡算進入系統(tǒng)離開系統(tǒng)項目1t24%葡萄糖液之匹配物料（kg）t/d項目1t24%葡萄糖液之匹配物料（kg）t/d24%糖液1895.082064.65發(fā)酵液2983.783250.75玉米漿4.825.25空氣帶走水量12.3213.42甘蔗糖蜜7.227.87過程分析放罐殘留及其他損失5256.65無機鹽4.825.25配料水498

18、.71543.33滅菌過程進汽水529.03576.36接種量29.3832.01液氨77.6584.60消泡劑1.391.51累計3047.13048.1累計3047.13048.13.3谷氨酸提取工序的物料衡算3.3.1按1000 kg24%葡萄糖液計算 發(fā)酵液的體積為2773.28L，總質(zhì)量為2983.78kg3.3.2消耗硫酸質(zhì)量用98%硫酸來調(diào)節(jié)pH，用量為發(fā)酵液的3.6%（W/V），質(zhì)量為：2773.28*3.6%=99.84（kg）98%硫酸的相對密度為1.84，故其體積為：99.84/1.84=54.26（L）3.3.3谷氨酸的產(chǎn)量（1）分離前，發(fā)酵液中100%谷氨酸量：277

19、3.28*10.2%（W/V）=282.87 (kg)（2）分離后谷氨酸量：100%純谷氨酸量: 282.87*93%=263.07(kg)90%谷氨酸: 263.07/90%=292.30 (kg)式中：93%谷氨酸提取率3.3.4母液含谷氨酸0.3g/dl ，則母液的體積為： （282.87-263.07）/0.3%=6600（L），因其基本是水，故母液質(zhì)量近似為6600kg3.3.5谷氨酸分離洗水量292.30*20%=58.46（L），顧分離洗水量為58.46kg3.3.6母液回收過程中用水以及酸堿等數(shù)量 6600+292.30-2983.78-99.84-58.46=3750.22（

20、kg），因其基本是水，故可看成用水量為3750.22L3.3.7物料衡算結(jié)果根據(jù)以上計算，再乘以2064.65（日投24%葡萄糖量）即得出每日之物料量，匯總列入表中表3-3 谷氨酸提取工序物料衡算匯總表進入系統(tǒng)離開系統(tǒng)項目1t24%葡萄糖液之匹配物料(kg)t/d項目1t24%葡萄糖液之匹配物料(kg)t/d發(fā)酵液2983.786160.4690%谷氨酸292.30603.50硫酸99.84206.13母液660013626.69分離用洗水58.46120.70回收加水等3750.227742.89累計6892.36892.3累計6892.36892.33.4精制工序物料衡算3.4.1提取出來

21、谷氨酸的數(shù)量100%谷氨酸：263.07 kg， 90%谷氨酸：292.30kg3.4.2利用Na2CO3進行中和所用量：292.30*36.6%=106.98 （kg）3.4.3加活性炭量292.30*0.3%=0.88(kg)3.4.4中和液數(shù)量263.07*1.272/40%=836.56（L） 836.56*1.16=970.41 (L)式中：1.16含40%（W/V）MSG溶液的相對密度（20）3.4.5中和加水量970.41-292.30-0.88-106.98=570.25 (kg)3.4.6產(chǎn)100%谷氨酸鈉量（精制收率為94%） 263.07*1.272*94%=314.55（kg）3.4.7產(chǎn)母液量 母液平均含谷氨酸鈉量25%（W/V），則 263.07*1.272*（1-0.94）/25%=80.31（