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1、毕业设计（论文）开题报告题 目：年生产120000吨味精生产工厂工艺设计学生姓名：张淞真 学号：051628110专 业：食品科学与工程指导教师：牟德华教授2009年03月11日1.结合毕业设计（论文）课题情况，根据所杳阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：1.1味精产业的现状1.1.1中国味精生产的现状我国味精生产历史比较悠久，最早使用的生产工艺是谷皖水解法，但该法会产生大 量废水并对环境造成极大污染。上世纪50年代初日本率先发明用工业微生物发酵法生 产谷氨酸的新工艺，并以此取代了谷脫水解法老工艺。我国直到1965年才实现谷氨酸 的发酵法生产新途径。我国作为世界第一粮食生产大国，淀
2、粉在国内不仅价格低廉而且 能确保供应，而且淀粉作为生产谷氨酸的起始原料，其价格远远低于谷皖粉，因此，该 新法在我国的普及还是有较大优势的。此后几年，利用“短谷氨酸棒状杆菌”为工业微生物和淀粉为起始原料的发酵法生 产谷氨酸的新工艺在全国迅速推广。据国内发酵协会专家的报道，在过去40年里，我 国味精工业的年平均增长率竟高达17%。从全国味精产量来看，在1965年前我国味精 总产量不过区区几千吨，而2005年我国味精总产量已达惊人的118万吨，40年间整整 增长了近300倍之多。即使在世界味精发祥地的日本也没有这样高的增长速度。据国内 有关部门估计，至2005年，我国味精产量及谷氨酸发酵能力均占全球
3、同类产品产量的 3/4的份额。做强须另辟蹊径，由于味精为微利产品，只有生产规模越大，厂家才能真正盈利， 而规模在2万吨以下的规模则很难盈利。在2002年时，全国共有140家谷氨酸发酵厂, 其中大多数企业的谷氨酸年发酵能力在2万吨以下；经过这几年的大浪淘沙，如今全国 谷氨酸生产企业已减至不到50家，其中12家大公司的谷氨酸产量合计占国内谷氨酸发 酵能力的89%。1.1.2世界味精行业的现状数据显示，目前我国谷氨酸总发酵能力已接近160万吨，约占全球谷氨酸产能的 75%；而日本的谷氨酸产能，即包括日本味之素株式会社在本土和海外分公司产能在内 的合计只有不到60万吨；韩国的谷氨酸发酵能力在20万25
4、万吨。再加上我国台湾地 区的谷氨酸发酵能力，可以认为，亚洲谷氨酸厂商基本上主宰了国际谷氨酸市场。与此同时，我国也已取代日本成为全球最大的味精（谷氨酸钠）出口国。而西方国 家逐渐改变对味精使用的观念，估计对今后的谷氨酸市场将是一大利好。1.2味精的简介味精是谷氨酸的一种钠盐C5H8N04Na,为有鲜味的物质，学名叫谷氨酸钠，亦称味素。 此外还含有少量食盐、水分、脂肪、糖、铁、磷等物质。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。味精易溶于水, 具有吸湿性，味道极为鲜美，
5、溶于3000倍的水中仍具有鲜味，其最佳溶解温度为70C 90Co味精在一般烹调加工条件下较稳定，但长时间处于高温下，易变为焦谷氨酸钠， 不显鲜味且有轻微毒性；在碱性或强酸性溶液中，沉淀或难于溶解，其鲜味也不明显甚 至消失。它是既能增加人们的食欲，又能提供一定营养的家常调味品。1.3味精生产的趋势1.3. 1制糖工艺的进展作为味精生产的一个主要过程，制糖的效率和方法对生产的经济性有很大影响。制糖工艺是以淀粉或大米为原料首先要制备葡萄糖，其工艺方法进展历程：酸法水 解一酶酸法水解一双酶法水解。现主要采用双酶法制糖，糖液质量好（含糖量高，透光 率高），淀粉转化率高，有利于发酵和提取。目前水平：透光率
6、85%以上，含糖30%以 上（淀粉原料），糖纯度98%以上，转化率95%上皿。酸解法：淀粉用水和酸调浆淀粉乳糖化酸解液冷却加活性炭和碱 中和液过滤水解糖液酶解法：先用淀粉酶将淀粉水解成糊精和低聚糖，然后再用糖化酶将糊精和低聚糖 进一步水解成葡萄糖的方法。虽然酶解法有很多优点，但在国内，它的应用远不及酸解 法广泛。酸酶法：采用酸解法水解淀粉，葡萄糖发生复合反应会生成多量的非发酵性糖，而 对于玉米，小麦等淀粉颗粒坚实的原料，淀粉酶很难在短时间内发生液化。针对这种情 况，可以先用酸解法将淀粉水解成糊精和低聚糖，然后再用，糖化酶将酸解产物糖化成 葡萄糖。酶酸法：先用水洗净原料，然后粉碎，加入淀粉酶和氯
7、化钙调整pH值。开始液化, 液化结束后再调节pH值和压力，直至糖化完全口匕1.3.2发酵工艺的进展发酵类型：亚适量生物素水平一改良型亚适量生物素水平一高生物素水平（添加青 霉素、表面活性剂、采用温度敏感型菌株，），我国目前许多味精厂仍是采用亚适量生物 素水平。投糖方式：一次投糖发酵（中、高糖）一中糖及中后期补糖发酵一中糖或低糖及中 后期连续流加糖发酵。一次高糖发酵：国内味精厂较多采用一次中糖发酵，初糖为12%13%时，产谷氨酸 5%6%。如果采用初糖为15%20%的高糖发酵，不仅谷氨酸产量增加，而且设备利用率 提高，提取工艺也可以简化。不同的菌株有不同的工艺条件要求。发酵后期流加糖工艺：采用中
8、糖和适当增加生物素用量，并在细菌进入平衡期后期 开始流加糖液的方法，可提高谷氨酸产量和对糖转化率。一般谷氨酸产量可达6. 5% 7. 0%,对糖转化率到50%左右于目前一次中糖发酵相比，生产率有较大幅度提高。在使 用不同的菌株时，对温度接种量通风量以及发酵罐大小等条件有不同要求。蜜糖原料发酵生产谷氨酸：他不同于其他发酵方法，因为他不需要预先进行水解， 但是蜜糖含高浓度生物素，且胶体物质较多粘度大色素和钙盐也较多，因此需采用特殊 生产工艺。蜜糖的澄清处理蜜糖的脱钙处理蜜糖原料的谷氨酸发酵。HJ1.3.3提取工艺的进展生产工艺直接等电点方法（少数锌盐法）一等电离交方法一浓缩连续等电点法（少 数厂家
9、采用）。等电点法还能分成常温、中低温、一次低温（盐酸、硫酸），带菌体浓液 一次等电点法。分离方式：间歇三足式离心机一连续锥兰式分离机、沉降式分离机、带式滤过机。水解等电法：谷氨酸发酵液经适当浓缩后，加入盐酸进行加压水解，此时菌体蛋白 质被水解，而发酵液中残糖等有机杂质遭破坏可过滤出去，滤液在经脱色和浓缩后，用 碱液中和至谷氨酸的等电点，在低温下放置，让谷氨酸结晶析出。此法的有点在于菌体 蛋白质中谷氨酸得到了利用，并且发酵液中的谷氨酰胺和焦谷氨酸都变成了谷氨酸，所 以谷氨酸提取收率比较高，但是工艺复杂。流程如下：发酵液浓缩用盐酸水解过滤滤液脱色浓缩用碱 液中和浓缩液，控制PH值低温放置，析出晶体
10、。低温等电点法：当溶液的PH值等于谷氨酸等电点时，谷氨酸的溶解度最小。例如， 30C,溶解度为1.06, 5C,溶解度小于0.41,因此可以采用低温等电点法，将谷氨酸 从发酵液中提取结晶。流程如下：发酵液边冷却边用盐酸调节pH值pH值4.04. 5发酵液加晶种25C育晶2h边冷却便调节pH值pH3.03.2发酵液搅拌 16h 4C静置4h 谷氨酸晶体。低温连续等电点法：目前我国味精生产厂多数采用一次低温等电点法，对于谷氨酸 含量6. 5%& 0%的发酵液其提取收率为75%80%。优点是析出晶体颗粒粗易分离，大 小均匀，光泽度好适用于不正常发酵液谷氨酸的提取。具体操作如下：发酵液在等电点罐中采用
11、低温等电点法结晶，待析晶完全后以晶体 及母液作为种子，维持一定的温度和pH值，然后一边连续添加新发酵液一边放料，进 出料量保持一致，放出的物料在育晶罐中让晶体长大，育晶结束以后进行分离得到谷氨 酸晶体。离子交换树脂法：单柱法工艺流程图此外还有等点离子交换法、盐酸盐法、锌盐法、等电锌盐法等。a1.3. 4精制工艺的进展脱色除铁方式：全粉炭脱色、硫化碱除铁一颗粒炭脱色、树脂除铁。结晶方式：夹套式结晶罐-*内循环式结晶。顷谷氨酸钠溶液经过活性碳脱色及离子交换柱除去Ca2十、Mg2*、Fe离子，即可得到 高纯度的谷氨酸钠溶液。将纯净的谷氨酸钠溶液导入结晶罐，进行减压蒸发，当波美度达 到2915时放入晶
12、种,进入育晶阶段，根据结晶罐内溶液的饱和度和结晶情况实时控制谷 氨酸钠溶液输入量及进水量。经过十几小时的蒸发结晶，当结晶形体达到一定要求、物料积累到80%高度吋，将料液放至助晶槽，结晶长成后分离出味精，送去干燥和筛选。结晶 罐的基本操作条件为罐内真空度0. 0750. 085MPa ,温度为70 C,浓缩液浓度波美度为 3336，结晶时间1014 h，操作原则是争取最大的结晶速度和收率并获得均匀整齐的 晶型。nj工艺流程如下图：结晶操作的原则是要争取最大的结晶速度与收率，并获得均匀整齐的晶型。为了满 足上述要求，结晶过程可以采取图中所采取的方案。1.4我国与国外的差距原料：我国主要使用淀粉，但
13、国外主要为糖蜜，其生产成本降低。生产方式：我国提取、精制生产单元采用间歇生产方式，效率低、劳动强度高。而 国外采用连续生产方式，很大程度上提高了效率。装备水平：我国自动化程度低，主要是人工控制，而国外自动化程度高，广泛采用 计算机，机器装备先进，运行稳定，生产环境好。生产率：我国设备产能低，生产能力低，人员劳动生产率低，相同规模我国人员就 是国外的十倍。生产技术水平较：我国主要采用间歇式流加方式，发酵产酸1012%,转化率58 62%。而国外高生物水平、添加青霉素或采用温度敏感型菌株，低糖连续流加方式，发 酵产酸1416%转化率6267%。环保治理：我国资源化利用低，治理不彻底，而国外用于生产
14、液体肥料或固体肥料, 完全达标排放，并且有一定收益。1.5结束语在结合实际情况的条件下,我会合理的选择先进的生产技术。参考文献：1吴思方主编，发酵工厂工艺设计概论：中国轻工业出版社2国家医药管理局，上海医药设计院主编，化工工艺设计手册（上下册）：化学 工业出版社；3张克旭主编，氨基酸发酵工艺学：中国轻工业出版社；4于信令主编，味精工业手册：中国轻工业出版社；5刘新主编，淀粉糖品生产与应用手册：中国轻工业出版社；6化工设备设计手册：上海科技出版社；7高孔荣主编，发酵设备：中国轻工业出版社；8味精生产技术：江西人民出版社；9陈卓闲主编，味精生产工艺学：中国轻工业出版社。10李艳主编，发酵工业概论，
15、北京：中国轻工业出版社，1992.211王福源，现代食品发酵技术，20032.本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段及途径：设计方案一、任务年生产120000吨味精工厂工艺设计二、包装形式塑料包装.规格：100 克、200 克、400 克、500 克、908 克、1000 克、2000 克、2500 克三、生产工艺四、厂址内蒙通辽市五、物料衡算物料衡算包括原辅材料和包装材料的计算，根据工厂的规模，产品方案计算。六、设备选型根据味精生产工艺进行设备计算和选型。七、水，电，汽计算根据设备的生产能力进行水，电，汽计算。八、劳动力计算劳动力的计算主要根据生产单位重量的品种所需劳动工日来计算。九、公用系统公用系统包括给排水，供电，及仪表，供汽，制冷，采暖与通风等五项工程。十、经济核算最后进行经济核算，包括成本核算，利润估算，资金投入概算，投资回收期等。指导老师意见:
