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1、味精工厂发酵车间设计目 录前 言3第一章 全厂工艺论证71.1 味精生产工艺71.1.1味精生产工艺概述71.1.2味精生产全厂工艺流程图81.2原料预处理91.3淀粉水解糖制备91.4淀粉的液化91.5淀粉的糖化101.6种子扩大培养101.7谷氨酸的发酵111.8谷氨酸的提取121.9谷氨酸制取味精12第二章 物料衡算及热量衡算132.1味精工厂发酵车间的物料衡算142.1.1工艺技术指标及基础数据142.1.2谷氨酸发酵车间的物料衡算152.1.3 8000t/a味精厂发酵车间的物料衡算结果162.1.4谷氨酸提取车间的物料衡算162.1.5 8000t/a味精厂提取车间物料衡算表172
2、.2 谷氨酸提取车间热量衡算182.2.1提取车间热量衡算的意义和具体计算182.2.2 提取车间热量衡算表19第三章 设备的设计与选型 203.1 发酵罐203.1.1发酵罐的选型203.1.2生产能力、数量和容积的确定203.1.3主要尺寸的计算213.1.4冷却面积的计算213.1.5搅拌器计算223.1.6搅拌轴功率的计算233.1.7设备结构的工艺计算243.1.8设备材料的选择263.1.9发酵罐壁厚的计算263.1.10接管设计273.1.11支座选择283.2 种子罐283.2.1二级种子罐容积和数量的确定283.2.2一级种子罐343.3 空气分过滤器343.3.1二级种子罐
3、分过滤器353.3.2一级种子罐分过滤器353.3.3发酵罐分过滤器363.4 味精厂发酵车间设备一览表37参考文献37致谢38前言1.味精的主要性质味精是L-谷氨酸一钠，带有一个分子的结晶水。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%）。谷氨酸一钠的商品名就是味精或味素。1.1味精的物理性质a.性状：味精是无色至白色的柱状结晶或白色的结晶性粉末。b.分子式：C5H8NO4NaH2O 相对分子质量：
4、187.13c.结晶系：斜方晶系柱状八面体d.密度：粒子相对密度1.635，视相对密度0.800.83e.比旋光度：a20D=+24.8+25.3f.溶解度：味精易溶于水，不溶于乙醚、丙酮等有机溶剂，难溶于纯酒精。表1谷氨酸钠在水中的溶解度 温度/ 谷氨酸钠/（g/100mlH2O）温度/ 谷氨酸钠/（g/100mlH2O）0 62.7310 66.8420 70.4730 75.7140 82.08 50 89.75 60 99.0 70 110.30 80 124.11表2谷氨酸钠在酒精中的溶解度酒精含量（体积分数）谷氨酸一钠量 /（%） /（g/100mL酒精）酒精含量（体积分数） 谷氨
5、酸一钠量/（%） /（g/100mL酒精）99.95 0.072097.95 0.105287.32 0.220473.12 2.201964.91 3.410256.08 6.9270g.PH：7.0h.全氮：7.48%i.熔点：195（在125以上易失去结晶水）j.热稳定性：常温100脱湿；100120稳定；120130失去结晶水；130170稳定；170250分子内脱水；240280热分解；280炭化。1.2 味精的化学性质味精的化学名称：谷氨酸钠（C5H8NO4Na），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。味精是采用微生物发酵的方法由粮食制成的现代调味品。IUPAC英
6、文名 sodium (2S)-2-amino-5-hydroxy-5-oxo-pentanoate CAS号 142-47-2 PubChem 85314 SMILES C(CC(=O)O)C(C(=O)O-)N.Na+ 化学式 C5H8O4NNaH2O 摩尔质量 187.13g mol-1 外观 白色结晶粉末 熔点 225 在水中的溶解度: 易溶于水a.与酸、碱反应与盐酸作用生成谷氨盐酸盐：C5H8NO4Na+HCl C5H9O4N+NaCl +HCl C5H9O4NHCl与碱作用生成谷氨酸二钠盐：C5H8O4NNa+NaOH C5H7O4NNa2+H2O b.味精等电点: pI=6.96
7、主要成分：谷氨酸钠是一种氨基酸谷氨酸的钠盐。是一种无嗅无色晶体，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。味精于1909年被日本味之素（味素）公司所发现并申请专利。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味精的发
8、现尽管味精广泛存在于日常食品中，但谷氨酸以及其它胺基酸对于增强食物鲜味的作用，在20世纪早期，才被人们科学地认识到。 1907年，日本东京帝国大学的研究池田菊苗发现了一种，昆布（海带）汤蒸发后留下的棕色晶体，即谷氨酸。这些晶体，尝起来有一种难以描述但很不错的味道。这种味道，池田在许多食物中都能找到踪迹，尤其是在海带中。池田教授将这种味道称为“鲜味”。继而，他为大规模生产谷氨酸晶体的方法申请了专利。味精，学名谷氨酸钠。其发展大致有三个阶段：第一阶段：1866年德国人HRitthasen(里德豪森)博士从面筋中分离到氨基酸，他们称谷氨酸，根据原料定名为麸酸或谷氨酸（因为面筋是从小麦里提取出来的）。
9、1908年日本东京大学池田菊苗试验，从海带中分离到L谷氨酸结晶体，这个结晶体和从蛋白质水解得到的L谷氨酸是同样的物质，而且都是有鲜味的。第二阶段：以面筋或大豆粕为原料通过用酸水解的方法生产味精，在1965年以前是用这种方法生产的。这个方法消耗大，成本高，劳动强度大，对设备要求高，需耐酸设备。第三阶段：随着科学的进步及生物技术的发展，使味精生产发生了革命性的变化。自1965年以后我国味精厂都采用以粮食为原料（玉米淀粉、大米、小麦淀粉、甘薯淀粉）通过微生物发酵、提取、精制而得到符合国家标准的谷氨酸钠，为市场上增加了一种安全又富有营养的调味品，用了它以后使菜肴更加鲜美可口。3.谷氨酸的来源天然来源谷
10、氨酸是一种普遍的氨基酸：人体自产谷氨酸，它主要以络合状态存在于富含蛋白质的食物中，如蘑菇、海带、西红柿、坚果、豆类、肉类，以及大多数奶制品。部分食物中的谷氨酸以自由形态存在；并且只有这种自由形态的谷氨酸盐能够增强食物的鲜味。西红柿、发酵的大豆制品、酵母提取物、某些尖奶酪，以及发酵或水解蛋白质产品（如酱油或豆酱）所能带来的调味作用中，部分归功于谷氨酸的存在。亚洲菜向来用天然海草，比如海带的清汤，提高汤中的鲜味。诸如味之素等味精制造商，使用经过挑选的谷氨酸微球菌菌株，在培养基中生产谷氨酸。这些细菌通过其所能分泌谷氨酸的能力进行筛选。之后谷氨酸从液体培养基中被分离出来，提纯，制成其钠盐，谷氨酸钠。4
11、. 烹调条件对味精呈鲜效果影响 4.1食盐对味精呈鲜效果的影响谷氨纳的鲜味在有食盐存在的情况下才能显示出，食盐是味精的助鲜剂，谷氨酸钠之所以要在有食盐存在的情况下才显示鲜味，这是因为谷氨酸钠溶于水后电离出谷氨酸离子和钠离子，谷氨酸离子虽然有一定的鲜味，但如果不与钠离子结合，其鲜味并不明显，在这里钠离子起辅助增鲜作用，而且要在定量的钠离子包围阴离子的情况下，才能显示出其特有的鲜味，这定量的钠离子仅靠谷氨酸一钠中电离出来的钠离子是不够的，必须靠食盐的电离来供给。所以说食盐对谷氨酸钠的鲜味有很大的影响，而且二者的不同添加量之间存在着定量关系，一般谷氨酸钠的添加量与食盐添加量成反比。 4.2菜肴酸碱度
12、对味精的呈鲜效果如前所述，谷氨酸钠的鲜味是在溶液中有大量的钠离子存在，并且包围着谷氨酸阴离子时所呈现的，而溶液的酸碱性直接影响着阴离子的存在，实验证明，当介质的ph在67之间时，谷氨酸钠的鲜味最强。4.3其他鲜味剂对味精呈鲜效果的影响由于呈味协同作用的研究和应用，在上世纪60年代初把肌苷酸钠与普通味精谷氨酸钠相结合，制成了高鲜度的鲜味调料特鲜味精。所谓协同作用是指把呈味相同的两种或两种以上的物质混合后，呈味作用达到倍增的效果，即呈味强度不是简单的加和，而是具有相乘的作用，特鲜味精就是在这个协同效应的基础上研制成功的。它以极少量的鸟苷酸钠或肌苷酸钠与普通味精相混合，便可以得到数倍的呈鲜效果，而且
13、，特鲜味精的性能更加稳定。5生产方法首先由发酵法制得谷氨酸，谷氨酸与纯碱成盐后精制得到味精。谷氨酸发酵生产包括斜面种子培养、摇瓶扩大培养和种子培养及发酵等阶段，从发酵液中提取谷氨酸，将谷氨酸用碳酸钠和，硫化钠除铁，活性炭脱色，过滤，滤液进行真空浓缩，加入晶种使之结晶，过滤后即得产品l谷氨酸钠，将它铺成薄薄的一层，进烘房，在80下干燥10小时，干燥后的味精即可包装。谷氨酸发酵属于通气发酵，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。其生产工艺和设备都是非常典型的，本文对味精的生产工艺和主要设备作简要介绍，希望有助于了解通气发酵工艺和主要设备的相关关知识。设计的主要类容为，了解味
14、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。整个设计内容分成了三个部分：1 味精生产的工艺设备和选择；2 发酵罐、种子罐及空气分过滤器的设计与选型；3 发酵车间的工艺流程和平面布置图。由于本人水平有限，加之对先进设计的了解甚少，设计中有很多不足的地方敬请各位老师和同学批评指正。第一章 全厂工艺论证1 味精生产工艺1.1味精生产工艺概述味精的整个生产过程可以分为四个工艺阶段：(1)原料的预处理和淀粉水解糖的制备；(2)种子的扩大培养与谷氨酸的发酵；(3)谷氨酸的提取；(4)谷氨酸制取味精以及味精成品加工。由这四个工
