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1、 本科毕业设计说明书（论文） 第 6 页 共 63页绪论 氨基酸的制造是从1820年水解蛋白质开始的。味精俗名又叫味素，英文为Mono Sodium Glutamte 简称MSG。其化学名称是a_氨基戊二酸.1950年在实验室用化学方法合成氨基酸.以前1866年德国人Ritthansen利用硫酸水解小麦面筋.最先分离出谷氨酸.1872年Dittener推断出氨基酸的结构。1908年日本人因菊君与铃木合作从海带中提取谷氨酸成功,并开始制造味之素产品.1910年日本味之素公司用水解发生生产谷氨酸.1936年美国人从甜菜中提取谷氨酸,直到1956年和协发酵公司开始以淀粉糖蜜为原料采用发酵法生产谷氨酸
2、成功.1957年发酵法味精投入工业化生产.1966年采用醋酸发酵法生产谷氨酸.60年代后期各国味精工业兴起,均用发酵法生产味精.我国味精生产开始于1923年,由吴蕴初先生创办了上海天厨味精厂.该厂首先采用盐酸水解面筋生产味精.同年沈阳味精厂开始用豆粕水解生产味精.从1958年开始我国的味精生产进入转换期.开始研究发酵法制GLU的工艺.1964年上海天厨味精厂以黄色短杆菌617为生产菌株,采用发酵法生产GLU中型实验,获得成功,接着投入工业化生产.杭州味精厂与中科院微生物研究所等单位协作进行北京短棒杆菌As,2PP发酵法生产谷氨酸发酵实验1965年获得成功并投入工业生产.由发酵法生产味精并获得成
3、功.原料由原来的植物性蛋白改变为淀粉质原料.我国淀粉资源丰富,为我国味精工业的发展开拓奠定了广阔的前景,并使得我国的味精工业迅速发展起来,产量占世界总产量的35.1%,我国成为世界上产味精最多的国家之一. 当前我国味精行业提高经济效益的发展对策是:合理利用原料,采用高产酸新品种,采用新工艺,新技术,新设备,提高生产水平,防止噬菌体传染防止染杂菌,节能降耗,逐步实现自动化控制提高劳动生产率,全面降低成本,参与国际竞争,同时搞好废水处理,提高环境与社会效益. 味精分子式与L型,分子量187.13比重1.65无色晶体,有特殊鲜味,味精作为调味品除了能增加食物的美味外,它在人体中具有特别的生理作用,活
4、跃蛋白质代谢,维持细胞机能降低血液中的氨,防止氨中毒等作用国内味精规格有数种.以谷氨酸钠的含量分类有99%,95%,90%,80%四种.其中三种分别加如了景致的食盐以外观形状可分为结晶味精与粉状味精环境，环境问题是不可忽略的，味精行业是高污染的行业，废液的排出可能会对环境造成污染，污染类型可分为自然环境，生物环境和社会环境，环境是人类和生物赖以生存和发展的所有要素及条件的综合。人类与其它生物一样，通过新陈代谢与周围环境不断的进行物质和能量的交换，现代工业的发展虽然创造了巨大的物质财富，同时人类的环境又为之付出了相当大的代价。人类的自然环境是由生物圈所构成并保持着动态平衡物质世界，人类是环境的产
5、物，又是环境的制造者，要把生产观点与生态观点有机结合起来，控制环境污染，保护和改善环境，认真执行“综合防治，以防为主”的青工环保方针最后,本设计是经过检阅了大量的参考资料，结合所学知识与在山东 味精集团实习所的实践经验。并在阮南老师的精心指导下，历时5个月完成的。本设计根据我国的实际情况，尽量适当采用工业生产中的先进工艺和高科技成果，并结合运用所学理论知识有所创新。第一部分 设计总论毕业设计课题“年产6万吨味精厂初步设计”重点车间：发酵车间一.设计任务和要求1.年产99%规格的味精占年产量的80%,80%的占20%.采用84%的工业淀粉为原料,生产天数为每年320天,连续生产.2.气候条件;在
6、极端情况下,最高42 最低-23 ,一般气温条件下10-25 .主导风向,西北较多.3.主要工艺流程的选择舆论正尤其是新工艺要有重点的论证全厂的物料衡算,工艺设计计算,水电气耗用量的计算及安全防火,经济核算.二.设计要求,技术经济指标.(一) 本设计根据不也设计中的任务要求进行的,在设计注意对毕业实习中缩减的新工艺新设备的合理采用.(二) 对厂址的选择1.选择依据厂址选择得当与否,直接关系到投资费用和投资后的生产成本等,还直接影响工农关系,城乡关系并影响基建速度等.对于职工的劳动环境,厂区卫生条件,产品质量也都有影响,所以选择厂址时应全面考虑,慎重仔细.厂址选择应在当地建委和城建规划部门的统筹
7、安排下,由建设单位负责并组织力量进行;也必须严格遵守党和国家的基本建设方针政策,服从全国的工业布局.应考虑以下几点;(1) 建厂尽量靠近原料产地和交通方便的地方,厂址选择应积极利用坡地,瘠地,不占或尽量少占良田,同时要留有厂区进行扩建的余地.(2) 根据味精厂的生产特点,厂址应选在周边的自然环境良好,大气的含尘量低的地区,同时尽可能选在城市主导风向的上风侧.(3) 厂址尽量靠近电厂或电线输送网,以保证生产用电.(4) 要有充足的水源,水质必须符合生产饮水标准.(5) 要有合理的三废处理设施.(6) 除生产协作外,一般应考虑以下协作项目;修理,动力,给排水,运输,施工,消防,公共仓库,公共福利,
8、场地工程准备,设施,费料的堆存和处理设施.三.生产规模和产品规格;(一) 生产规模年产两万吨商品味精工厂 其中99%的味精占80%,80%的味精占20%(二)产品规格99%的味精占80%,质量符合GB8967-88.80%的味精占20%,质量符合GB1500-92四.生产方法.工作制度,工作车间组成,工作时间.1.生产方法采用玉米淀粉为原料(1)制糖车间:采用一次喷射,双酶法制糖工艺.(2)发酵车间:亚适量流加糖发酵工艺.(3)提取车间:去除菌体,低温等电,离子交换法.(4)精制车间:采用管式结晶罐进行真空浓缩结晶.(二).工作制度全年生产320天,三班作业,连续液化.(三) 工作组成 1.糖
9、化车间:A.液化 B 糖化 C 过滤2.发酵车间:A 种子 B 连消 C 发酵 D 空气净化 3.提取车间:A 等电点提取 B 离心分离 C 离子交换4.精制车间:A 中和脱色,除铁过滤 B 结晶 C 干燥筛分 D 包装5.辅助车间:动力车间,修理车间,水渠,泵房,化验室,净化系统.6.包装形式:现选用塑料袋塑料袋的材料有聚乙烯.BOPP多膜聚乙烯符合QB4456-84规定.现选用机械包装;包装规格;10g, 25g, 100g, 250g, 1kg, 10kg, 25kg.允许偏差符合 GB88967-88和QB1500-92规定.第二部分 全厂工艺计算设计方案选择论证第一章 制糖工艺一、
10、制糖的作用目前为止,所发现的谷氨酸产生菌都不能直接利用淀粉,也不能利用糊精作为碳源.因此,以淀粉为原料时,必须先将淀粉转化为葡萄糖,才能供发酵使用.在工业生产上将淀粉水解为葡萄糖的过程称为淀粉的糖化,所得的糖液称为淀粉水解糖.淀粉水解糖液中,主要的糖类是葡萄糖,此外根据水解的条件不同,尚有数量不等的麦芽糖及其他一些二糖,低聚糖等复合糖类.除此之外,原料带来的物质如蛋白质,脂肪等在发酵中易被谷氨酸产生菌利用,而一些复合糖类杂质不能被利用,它们的存在不仅降低了淀粉的利用率,增加粮耗,而且常影响到糖液的质量,降低糖液的可发酵营养成分,在谷氨酸发酵中,淀粉糖浓度的高低,往往直接关系到谷氨酸产生菌的生长
11、速度及在味精的生产中谷氨酸的积累.如何保证谷氨酸的质量以满足发酵产酸的要求,是一个不可忽视的重要环节.二 制糖的方法目前制糖的方法有四种;酸法 酶酸法 酸酶法 双酶法,其基本原理为：在催化剂的作用下淀粉的颗粒结构被破坏r-1.4及r-1.6糖苷键被切断,转变成葡萄糖(一) 酸解法酸解法又称酸糖化法，它是以酸（无机酸或有机酸）为催化剂，在高温高压下将淀粉水解转化为葡萄糖的方法。用酸解法生产葡萄糖，具有生产简易，由淀粉逐步水解为葡萄糖的整个化学过程仅仅在一个高压容皿中进行，对设备要求简单，水解时间短，设备生产能力大等特点。 由于水解作用是在高温高压及一定酸浓度条件下进行的，因此酸解法要求有耐腐、耐
12、高温、高压的设备，况且淀粉在酸水解过程中所发生的化学变化是很复杂的，除了淀粉的水解反应外，尚有副反应的发现，这将造成葡萄糖的损失而使淀粉转化率降低，酸水解法对淀粉原料要求严格，淀粉颗粒不易过大，大小要均匀，颗粒大，易造成水解不彻底。淀粉乳浓度也不易过高，浓度高，转化率低。（二）酸酶法即事先将淀粉酸水解成糊精或低聚糖，然后再用糖化酶将其水解为葡萄糖的工艺。 用酸酶水解淀粉制糖，具有酸液化速度快，切糖化是由酶来进行的，对液化液要求不高，可采用较高淀粉乳浓度，提高生产效率。此法用酸量较少，产品颜色浅，糖液质量高。（三）酶酸法 是将淀粉先用-淀粉酶液化到一定程度，然后用酸水解成葡萄糖的工艺，能采用粗原
13、料淀粉，淀粉浓度较酸纯高，生产较易控制，时间短，而且酸水时PH稍高，可以减少淀粉水解副反应的发生，糖液色泽较浅。 总之酶酸法也存在不足之处。（四）双酶法 双酶法是用淀粉酶将淀粉水解为葡萄糖，双酶法制葡萄糖可分为二步：第一步是利用-淀粉酶将淀粉液化转为糊精及低聚糖，使淀粉的可溶性增加，这个过程称为“液化”。第二步是利用糖化酶将糊精或低聚糖进一步水解，转变为葡萄糖的过程。在生产上称为“糖化”，淀粉的“液化”和“糖化”都是在微生物酶的作用下进行的，故也称为双酶水解法。优点：（1）淀粉水解是在酶的作用下进行的，酶解的反应条件温和，因此耐高温高压耐腐蚀的设备，便于就地取材，易上马。（2）微生物酶作用的专
14、一性强，淀粉的水解副反应少，而且水解的糖液纯度高，淀粉转化率高。（3）可在较高淀粉乳浓度下水解30-23Be，可用粗原料。（4）由于微生物酶制剂中菌体细胞的自溶，糖液营养物质丰富，可使发酵培养基简化。（5）用酶法制的糖液颜色浅，较纯净，无苦味，质量高，有利于糖液的精制。缺点：时间长，社别多，易造成过滤困难。本设计工艺制糖采用的是双酶法制糖，由下表可知双酶法制糖的优越性。项目 糖化方法双酶法酶酸法酸法糖液DE值989590葡萄糖含量（%干基）979386灰分（%）0.10.41.6蛋白质（%）0.10.080.08羟甲基糠醛（%）0.030.080.3颜色（在2Be浓度下）0.20.310.0淀
15、粉对糖转化率（%）989590工艺条件/能耗温和/少加压高温/多加压高温/多副产物少中多生产周期长中短设备规模/防腐要求大/一般中/中小/较高原料适应情况各种淀粉，大米大米淀粉是否有利于发酵和提取有利中差三、工艺选择现在综合考虑水解糖液的质量及降低糖耗，提高原料利率等方面考虑，则是双酶法最好，故本设选用双酶法制糖工艺。2节、工艺流程及工艺控制一 、工艺流程淀粉+水+-淀粉酶调浆罐一次喷射层流维持罐闪蒸罐糖化罐灭酶压滤糖化液贮罐发酵车间二、工艺控制1、 调浆 淀粉乳浓度调为17Be，PH=6.-6.2（加碳酸钠），Ca2+超过50mg/l不再加Cacl2，加入-淀粉酶。2、 一次喷射 105 0.4Mpa（表）蒸汽3、 层流维持 100 维持90min4、 灭酶 130 25min5、 闪蒸 906、 糖化 57-6
