1、课程设计任务书专业 班级 学生姓名 发题时间： 年 月 日1、课题名称年产10000吨味精工厂（以液氨为氮源）的生产工艺设计2、课题条件（文献资料、仪器设备、指导力量）目前国内外的味精生产工艺较成熟，各类文献资料翔实，工厂生产数据丰富，本系配备电脑和各类制图用工具，具备一定的设计硬件条件。且指导教师指导过多次设计，经验丰富。3、设计任务（含实验、分析、计算、绘图、论述等内容） 各主要生产单元的物料衡算：要求说明具体计算过程和结果；每生产单元计算完毕要给出进出此单元的物料平衡表，并给出生产工艺的物料衡算总表。 要生产单元的能量衡算，计算蒸汽消耗量和冷却水消耗量。 物料衡算、热量衡算的基础上绘制生
2、产工艺流程图。4、设计所需技术参数生产周期48h，每年生产日=300天，年产MSG的量：10000t(含8000吨98%MSG，2000吨82%MSG)据工厂生产数据取工艺参数如下：表1 主要工艺技术指标序号 生产工序 参数名称 技术指标（%）12345双酶法制糖发酵发酵提取精制淀粉糖化收率产酸率糖酸转化率提取收率精制收率98%8.0（g/100ml）50%80%90%5、设计说明书内容 目录 中文摘要、关键词 英文摘要、关键词 前言 设计依据 总工艺技术指标 工艺设计基础 设计说明书 结论 参考文献 附录6、进度计划准备设计有关事宜，查资料：2014 年 12月29日 至 2014年 12月
3、31 日确定总工艺路线及物料衡算：2015 年 01月01日 至 2015年 01月04日能量衡算及设备选型： 2015 年 01月05日 至 2015年 01月08日绘制工艺流程图： 2015 年 01月09日 至 2015年 01月12日编制设计说明书： 2015 年 01月13日 至 2015年 01月15日验收及答辩： 2015 年 01月16日 指导教师签名： 教研室主任签名： 年 月 日 年 月 日目 录摘 要 .1关键词 .11 总论. 11.1 工厂设计总概括 21.2 设计任务 21.3 设计的特点 21.4 设计范围 21.5 建设规模 31.6 经济技术指标 31.7 工
4、作制度及定员 31.8、公用工程及辅助工程 51.9、 三废处理 .51.10、产品的质量、卫生、质检措施及防火 .51.10.1 产品的质量： .51.10.2 味精卫生标准 .51.10.3 质检措施 .51.10.4 防火 .62 味精的发展历程 62.1 世界味精工业的发展历程 62.2 中国味精产量与世界味精产量的比例 72.4 我国味精工艺和 装备技术的进展 92.5 我国味精生产量的增长 .112.6 中国味精工业现状与发展对策 .122.6.1 中国味精工业概况 .122.6.2 国内、外味精生产技术水平比较与分析 .122.6.3 发展对策 .143 市场分析与建设规模 .1
5、53.1 味精用途的调查 .153.2 国外市场调查 .153.3 国内需求预测 .153.4 建设规模 .164 建设条件与厂址选择 .164.1 厂址选择 .164.3 厂区规划 .165 工艺流程 .165.1 淀粉的制取 .165.1.1 清理玉米中含有各种尘芥、有机和无机杂质 .165.1.2 浸泡 .175.1.3 玉米粗碎 .185.1.4 胚芽分离 .185.1.5 玉米磨碎 .185.1.6 淀粉筛分 .185.1.7 蛋白质分离和淀粉清洗 .195.1.8 离心分离和干燥 .195.2 味精生产工艺流程 .205.2.1 淀粉的糖化工艺 .225.2.2 种子扩大 培养及谷
6、氨酸的发酵 .245.2.3 谷氨酸的提取 .255.2.4 谷氨酸制取味精及味精成品加工 .256 全厂物料衡算 256.1 物料衡算 .256.1.1 生产过程的总物料衡算 .256.1.2 制糖工序的物料衡算 .276.1.3 连续灭菌和发酵工序的物料衡算 .286.1.4 谷氨酸提取工序的物料衡算 .306.1.5 精制工序的物料衡算 .316.1.5 味精生产过程物料衡算 .336.2 热量衡算 .346.2.1 液化工序热量衡算 .356.2.2 糖化工序热量衡算 .366.2.3 连续灭菌和发酵工序热量衡算 .376.2.4 谷氨酸提取工序冷量横算 .406.2.5 谷氨酸钠溶液
7、浓缩结晶过程的热量横算 .406.2.6 干燥过程的热量衡算 .426.2.7 生产过程耗用蒸汽横算汇总及平衡图 .436.3 水平衡 .446.3.1 糖化工序用水量 .446.3.2 连续灭菌工序用水量 .446.3.3 发酵工序用水量 .456.3.4 提取工序用水量 .456.3.5 中和脱色工序用水量 .456.3.6 精制工序用水量 .456.3.7 动力工序用水量 .456.3.8 用水量汇总及水平衡图 .457 环境保护与劳动安全 .487.1 采用的环境保护标准 .487.2 防治措施 .488 企业组织和劳动定员 .498.1 人员培训 .49参考文献 50致谢 51- 1
8、 -年产 10000 吨味精工厂设计学 生：张雯婧指导老师：户业丽摘 要：本设计为“年产 10000 吨味精工厂设计”本设计从味精产品国内外分析入手，采用发酵生产工艺，经分离纯化结晶等工艺流程并进行物料平衡、水平衡、热平衡计算；设备选型；环境保护等方面进行的设计结果为年产 10000 吨。技术可靠，方案可行。关键词：味精；设计；生产工艺- 2 -The Plant Design Of 10,000 Tons Monosodium GlutamateStudent:ZhiGang-Ling Tutor:YuanShan-Lin(Oriental Science Design;Production
9、 prosess- 3 -1 前言味精是人们熟悉的鲜味剂, 是 L 一谷氨酸单纳盐( Mono sodium glutamate) 的一水化合物( HOOC-CH2CH(NH2)-COONaH2O ),或命名为 -氨基戊二酸单纳一水化合物。其分子式为 C5H6O4NaH2O, 具有旋光性, 有 D 一型和 L 一型两种光学异构体。味精具有很强的鲜味( 闭值为0.03%), 现已成为人们普遍采用的鲜味剂, 其费量在国内外均呈上升趋势。1 9 8 7 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。早期
10、味精是由酸法水解蛋白质进行制造的, 自从1 9 5 6 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。实际上发酵法在生物发酵阶段, 主要是获得谷氨酸, 制造味精是后续加工艺完成的。谷氨酸发酵是通气发酵, 也是我国目前通气发酵业中, 生产厂家最多、产品产量最大的产业图。该生产工艺和设备具有很强的典型性。 1我国味精生产已经有80 多年的生产历史，1923 年从我国面筋水解法生产味精到1958 年利用淀粉糖发酵法生产味精研究开始， 我国利用发酵法生产味精，已经走过了50 年的历程，使发酵产酸发生了很大变化， 味精发酵生产技术也在不断变革，80 年代以前，
11、 我国大部分味精厂采用淀粉糖发酵法， 一般发酵工艺采用生物素亚适量进行发酵控制，发酵产酸一般在5%6左右，糖酸转化率在50左右，70 年代开始新疆石河子味精厂首先利用甜菜甜蜜，采用高生物素、大种量、高通风的发酵技术进行发酵生产， 使发酵产酸达到85左右， 糖酸转化率在60%65，90 年代后期， 我国部分味精厂在淀粉味精发酵行业开始进行以适量高生物素、大种量、高通风的发酵技术实验， 加上我国大专院校、科研机构对淀粉制糖工艺、发酵菌种以及工艺控制方法及装备水平进行大量研究和改进,发酵产酸率和糖酸转化率都发生了巨大变化,发酵产酸一般12%14%左右，糖酸转化率在56%60%，逐步缩小了与国际的差距
12、。 2近年来，随着科学技术的不断进步，味精生产技术也在不断变革，由创建之初的以面筋、豆粕为原料水解法生产工艺改变为现在以糖质为原料发酵法生产工艺，发酵- 4 -法制造味精的生产技术进步较大，尤其近几年进展更快，无论菌种还是工艺方法及装备水平，逐步缩小与国际间的差距。又由于我国农工业副产品数量庞大以及品种的多样性和可选择性，那么开发与利用既能替代现有味精品种、又能降低成本的多种味精资源不但有极其重要的意义，且具有极大的可行性。2 设计依据本设计主要是进行年处理 10000 吨味精工厂设计。第一，依据拟定的产量对生产车间进行了物料衡算；第二，依据拟定的产量对生产车间进行了热量衡算；第三，绘制工艺流
13、程图。整个设计充分考虑了目前的经济状况和今后发展的需要，从节能的角度出发选择设备。生产流程尽量提高机械化、自动化水平，同时力求技术上先进，质量上可靠，布局上合理、规范。2.1 世界味精工业的发展历程1909 年味精作为商品问世以来已有 83 年历史，起发展历程如表 1表 1 世界味精工业发展历程时期年 代 内 容1861 年 德国的立好生Ritthaus公司从小麦面筋(醇可溶部幻硫酸分解物之酸性氦基酸中最先单离出谷氨酸1872 年 Dittmcr 推定出谷氮酸结构1890 年 乌尔夫（Wolff）幻利用 4 一酮戊酸合成消旋谷氨酸1908 年 日本东大教授池田菊苗（Killunae Ikeda
14、）从呈味成分的梅带煮出汁(约 38 kg提取到谷氨酸钠(约 30 g)*创造了新的人工调味料，获得专利1909 年 池田与铃木三郎助合作工业化生产十味之素公司的商品味精何世，从此诞生了味精-r_业起源初期 1923 年 上海天国味精厂水解法生产佛手牌味精1936 年 美国国际化学药品公司以甜菜废撼液(Steffen)废脚为原料.抽出法生产味精1939 年 中国沈阳味精厂以脱脂大豆粕生产味精1956 年 韩国的味元(Mtwan以面筋制造味精1958 年 日本木下祝郎（SKINOSHITA）等以发酵法制谷奴酸研究成功。协和发醉公司（Kyowa Hakko Co，Ltd）在防府工场最先以淀扮，糖蜜为
15、原料发肺法生产味精转换 19591960 中国台湾省的味全等厂商，以甘蔗糖蜜为原料.发酵法生产味精- 5 -年1962 年 日木味之素公司的东海仁场以丙烯睛为原料合成法生产味精期1966 年 日本以附酸原料发醉法制造味精。此法以及.允述的合成法由于;受到公众典论的压力而被迫停产。以后改为糖蜜原料发展期60 年代至今1962 年韩国的味元和第一触错公司以发酵法生产味精，1963 年法国的奥桑（ORSAN）哪公司以甜菜糖蜜原料生产味精。19641965 年中国的上海、沈阳、天津等厂以淀粉原料发酵生产味精。1972 年朝鲜平壤味精厂用粗砂糖为原料发酵法生产味精。1974 年印甩与韩国合资以糖蜜生产味
16、精。1975 年美国 Staruffer 化学公司 SanJose 工厂以糖蜜为原料制造味精，1983 年停产。此外。泰国、意大利、法国、巴西、马来西亚等国的味精厂在 60 年代后也逐步兴起，均用发酵法生产昧精。2.2 中国味精产量与世界味精产量的比例目前，全球味精总产量估计在 150 万 t/a，亚洲味精生产与销售居世界首位。据CMR 统计，亚洲味精产销量约占世界味精总产量的 84%：中、日、韩 3 国为世界最大的味精生产国；美国、欧洲味精产量合计占世界总产量约 10%12%，其他国家和地区仅占 3%4%。美国在 90 年代初一度受“味精综合症”(又名“中华餐馆综合症”)影响而销路不畅，此后
17、，经美国 FDA 组织的试验证实，味精按正常用量对人体无任何不良影响，近几年来，美国市场上味精销量再度回升，年平均增长率为 2%3%。亚洲各国已逐渐走出金融危机阴影，随着经济的复苏，亚洲食品工业对味精的需求增长率已恢复至 5%6%。由于亚洲 3 大生产国的味精生产能力过剩，大量味精涌向欧美市场，导致美国味精价格猛跌。2000 年美国的味精平均价格为 1.61.8 美元/kg，比 10 年前下降了 15%，相比之下，日本国内市场上味精销售价格反而大大高于出口价格，如2000 年日本市场上味精平均售价为 3.45 美元/kg，1999 年为 3.82 美元/kg。中国生产的味精具有价格优势，故对欧
18、美出口近几年来持续增长。味精在亚洲国家主要用于家庭与餐馆的烹调，而欧美国家的普通家庭很少用味精来调味，只在食品工业才使用味精(如加工西式火腿、灌肠等肉食品、方便面、汉堡包、速食汤料等等)。据国外食品专家估计，到 2004 年，全球味精需求年增长率平均可达 4.1%，味精将与水解植物蛋白、酶提取物等一起构成调味品市场的中坚力量 3。2.3 我国味精工业的发展史1992 年中国味精产量(不含台湾省)已达 34 万吨，跃居世界首位，占全世界年产量（约 95.2 万吨)的 35.7%。中国已成为当今世界味精的主要产区之一 5。中国味精生产始于 1923 年，至今已有 70 年历史。它经历了创建、转换和
19、发展三- 6 -个历史阶段。详见表 412。表 4 中国味精的发展沿革Table4 Development history of MSG in china时期年代 沿革内容 原料 工艺1923 年 吴蕴刊先生创办上海天厨味精厂。此为我国味精工厂之开端。后在重庆香港建立分厂面筋 水解法1925 年 上海一等味精厂相继兴起 面筋 水解法1929 年 大连设立味精生产厂。1937 年左右停产 面筋 水解法创建期1939 年 沈阳、天津、青岛味精厂建立 大豆粕 水解法1958 年 有关科研单位、院校和企业合作进行发酵法制谷氨酸的实验研究工作糖质 发酵法1964 年 发酵法成功，上海厂采用发酵新工艺投产
20、 淀粉 发酵法1965 年 沈阳、天津、杭州等厂相继完成原料（淀粉、大米）和工艺的转换。并采用优良的 ASI299 和 ASI542 菌种投入发酵生产淀粉大米发酵法转换期70 年代 北京等厂用醋酸生产味精后因原料困难.设备腐蚀严重等原因而停产。新疆、黑龙江等省.区部分工厂采用甜菜糖蜜生产味精（谷氨酸）醋酸甜菜糖蜜发酵法发展期80 年代至90 年代福建、广东等省市)部分企业用甘蔗塘蜜生产味精原料多样化工艺装各水平不断改进提高产量剧增，跃居世界首位句向大型化集团化方向发展向国外出口技术，1984 年在缅甸建设的 600 t/a MSG 工厂投产甘蔗糖蜜淀粉大米糖蜜葡萄糖母液粗砂糖玉米粉发酵法2.4
21、 我国味精工艺和装备技术的进展我国味精工业在发酵法投产之后，工艺和装备方面变化较大，进展较快，现选一些较重要的进展列如下表 513。- 7 -表 5 我国味精工艺和装备技术的进展Table 5 The progress of techniques and equipment technology of MSG in china年代 内容1949 年以前酸水解法，生产粉状味精手工作业，作坊式生产，使用少量机械设备50 年代60 年代初期应用品种法，生产结晶味精逐步采用机械化防腐技术应用于味精生产60 年代中后期发酵新工艺投产。一次性投糖发酵，产酸 4.56 %提取工艺:等电;等电一离交;离交和浓
22、缩水解，其收率为 7090%部分企业用自控仪表对发酵罐的温度、压力、风量等进行自动调节70 年代 锌盐法应用于谷氨酸提取，提取率为 85%甜菜糖蜜(加抑制剂法)发酵生产谷氨酸投产，产酸率 68% ,转化率 50 60%酶酸法应用大米搪化工艺树脂脱铁.颗粒炭脱色工艺投产连续低糖流加发酵工艺中试成功150 m 3发醉罐投运部分工厂应用电子计算机于发酵和精制工序。检测参数:温 度、压力、风量、PH 值、DO.二氧化碳和氧气,氧化一还原电位、消沫、浓度、液位、真空度等不锈钢叶滤罐应用于脱色生产自动包装机投运。振动式味精干燥投运甘蔗糖蜜流加发酵法投产，产酸率 910%，转化率 5052%中糖发酵及后期补
23、糖工艺投产。产酸率 79%，转化率 50%。双酶法制糖工艺投产。转化率为 9698%，糖纯度 98%连续离交法从等电母液中回收谷氨酸新工艺成功。提取率达 90%以上谷氨酸废液制单细胞蛋白工艺投产。为废液的综合利用和废水冶理开辟了新途径纯生物素用于糖质发酵生产硫酸(代盐酸)应用干生产液氨（代尿素）应用于生产- 8 -80 年代至 90年代初1025 m 3强制内循环结晶罐投运MBF 型防腐密压机投运XZ-1000(W)自动下卸料味精离心机投运100m 3外循环气升式发酵罐试验完成板式或螺旋板式换热器应用于生产NF 型金属微孔薄膜管式高效气体过滤器应用于空气净化JLS 一 W 型金属过滤器用于空气
24、净化200 m 3溢流脉冲反应器用于味精废水处理GZQ 型振动流化床干燥机投运絮凝法除菌体工艺和膜分离技术处于试验阶段一些味精厂从国外引进的设备仪表有:日本 NITIVAN ENG.Co，LTD，生产的 NEV 一 4E 一 10 t/h 四效降膜蒸发器;日本 YEWPACK MARKU 集散型柱制系统;日本巴 I 业生产的 P 一 3400SHARPLES 卧式沉降离心机（7m 3/h）;瑞典 ALFA LAVAL 生产的FESX512S 一 31C 向速离心机（10m 3/h）;瑞典 ALFA-LAVAL 生产的 AM10-HX 板式换热器;日本丸菱生产的30L 自控发醉装置;英国 Dom
25、nicir Hunter 公司生产的 Bio-X 空气过滤器;日本 DENKI KAGAKU KEIKI Co.，LTD.DKK)制造的 C OD,BPD、pH、DO，菌体浓度仪等检测仪表2.5 我国味精生产量的增长解放前全国味精产量不足 500t，解放后我国味精生产有所发展。1957 年产量达到 1000t 占世界产量的 0.33 %，196 0 年达到 2000t；I965 年达到 4000t（世界产量的 4%)。由于发酵法被采用，味精生产量也得到较快发展：1977 年产量 16200t，进人80 年代，在改革开放政策的正确方针指引下，味精工业获得高速发展的良机，1986年产量上升到 67
26、100t，1992 年达到 340000t，占世界产量的 35.7 %，成为全世界产味精最多的国家之一。中国是出口味精较早的国家，但出口量不多，最高年份只有 1万吨 2。表 6 1965-2005 味精的增长情况Table 6 Growth of MSG from 1965 to 2005 in china年份 产量（吨） 年增长率（%） 年份 产量（吨） 年增长率（%）1965 4000 1989 152000 -15.21972 6900平均 10.41990 223085 46.81973 8600 24.6 1991 271000 21.51974 9300 8.1 1992 3401
27、64 25.5- 9 -1975 12300 32.2 1993 390547 14.81976 13900 13.0 1994 397731 1.81977 16200 16.5 1995 523717 31.61978 21850 34.9 1996 538841 2.91979 20600 -5.7 1997 631284 17.21980 30700 49.0 1998 632345 0.21981 39651 29.1 1999 727194 15.01982 39700 0.1 2000 845044 16.21983 50499 27.2 2001 912835 8.01984
28、53000 4.9 2002 1102830 20.81985 61500 16.0 2003 1189751 7.91986 67100 9.1 2004 1148900 -3.41987 128800 91.5 2005 1200000 4.31988 179300 39.22.6 中国味精工业现状与发展对策2.6.1 中国味精工业概况产量发展快我国味精产量发展很快，1985 年为 1975 年的 6.7 倍，1990 年为 1980 年的 8 倍。1991.年全国味精产量为 27 万吨，是 1965 年的 64.7 倍；1992 年年产量已达 34 万吨。河南周口味精厂，1992 年年产
29、味精 4 万吨；沈阳味精厂、上海天厨味精厂、张家港味精总厂、广州味精厂、广东肇庆味精厂、济宁味精厂、杭州味精厂、武汉味精厂、青岛味精厂等厂生产规模也都达万吨或万吨以上 6。技术水平提高快我国谷氨酸发酵产酸水平曾长期徘徊于 6%左右，近两年提高很快，不少厂家产酸已达 8%以上，转化率 50%以上，一次冷冻等电收率 7880%;若采用等电一离交新工艺，提取收率 9096%14。技术进步的主要原因是：采用优良菌种。 目前国内大多数厂家使用的菌株是天津工微所选育的 T613 菌株及其突变株，突变株如复旦大学育得的 FM 一 415，华南理工大学诱变选育的S9114，浙江工学院激光育得的 LS168,天
30、津轻工业学院诱变育得的 TG931 等菌株，均是优良的谷氨酸生产菌，具有高产酸、高转化率等特点，在许多方面，优越于国外的- 10 -一些菌种。更新了原料。 采用液氨代替尿素，它是原料利用问题，也是发酵工艺控制问题，具有以下优点:发酵过程 pH 值控制稳定，有利于提高产酸率和转化率一般产酸率提高 0.51.0个百分点，转化率提高 12 个百分点；发酵液中含氨量较低，有利于提取，一般提取率提高 2 个百分点左右；提高发酵液装量.提高单罐产量；节约氨源成本；节省了尿素溶液灭菌所需蒸汽和冷却水，生产 lt(理论)谷氨酸约节约 200 kg 蒸汽，节约 3.8 t 水；节省了山液氨生产尿素的一切费用，从
31、而获得较大社会效益。生产 It(理论)谷氨酸约可节约液氨 48 kg，二氧化碳 450 kg，蒸汽 1t，水 12 4 m3，电 33 kwh；改进工艺 采用双酶法代替酸法水解糖，提高糖液质量，提高糖的收得率。产酸率一般可提高 1 个百分点，由于残糖低，提取收率可提高 1 一 2 个百分点。双酶法制糖比酸法制糖可降低成本；强化企业管理 提高技术管理和组织管理水平，减少噬菌体和稳定发酵水平 9。2.6.2 国内、外味精生产技术水平比较与分析目前国内味精生产技术与世界先进水平比较主要存在以下问题：规模小 日本味之素和韩国的味元年产味精 6 万吨，印尼的味元 5.4 万吨。我国台湾省味丹年产 7 万
32、吨，而国内除周口味精厂 10 万吨外，大多厂为 1 万吨或数千吨。发酵罐规模味丹 600 m3罐 6 只;大多数为 200 m3，大多数为 60150 m3 ，操作费和设备费高；技术水平低 尽管我国发酵技术水平有了较大提高，但与世界先进水平比较，还有一定差距；生产过程白动程度低，劳动生产率低，国外已基本实现生产过程自动化，生产人员少，劳动生产率高；主要原燃材料价格提高，使生产成本增高；经营管理机制不适应改革开放形势，影响技术水平的发挥和生产稳定。表 7 国内、外味精生产技术水平比较Table7 Comparsion of production technology of MSG between
33、 in china and in the world项 目 世界先进水平 国 内产酸（%）转化率（%）甜菜糖蜜 12l4廿蔗糖蜜 10l3淀粉糖 5055甜菜糖蜜 60659118118105560- 11 -提取率(%)精制收率 (%)单耗 (%)电（KWh/t）标煤 (t/t)单位发酵罐产量t/m 3a实物劳动生产率t/(人a)甘蔗糖蜜 5055淀粉糖 5055去茵体浓缩等电点 8890带菌体浓缩等电点 85889496甜菜搪蜜（50%） 3甘蔗搪蜜(50%) 3.6 40淀粉（85%） 2.24液氨（99%）0.26盐酸（32%)1.1液碱45%) 0.6纯碱(98%)180020001
34、620205050555055低温等电点 7880等电点离交 90968895（含糖 45%）44.5（含糖 46%）4.01.92.30.290.321.11.50.320.342000300023121810252.6.3 发展对策当前我国味精行业提高经济效益的发展对策是：合理利用原材料；采用新菌种、新工艺、新技术、新设备，提高技术水平，防止噬菌体污染，节能降耗;逐步实现自动控制，提高劳动生产率，全面降低成本，参与国际竞争。同时要搞好废水治理，提高环境和社会效益。合理利用原材料精淀粉原料，双酶法比酸法搪液质量好，成本也略低；玉米加工制糖、大米和木薯粗粉双酶法制糖成本较低;最便宜为糖蜜。采用
35、新工艺、新技术，提高技术水平降低成本，增加经济效益的关键问题是提高技术水平。如提取收率不变，产酸提高 1 个百分点，转化率提高 2 个百分点，谷氨酸成本降低 12%。改进发酵工艺，提高发酵水平采用高生物素添加青霉素流加糖工艺，种量大，生物素丰富，菌体生长快，添加青霉素后，产酸快，产酸高，周期短。由于发酵前期菌体量多，又同步进人生产型，产酸速度很快，发酵后期虽然流加糖量人，但这时菌体浓度与生物素“亚适量”工艺的菌体浓度差不多，对产酸速度影响不大；改进提取工- 12 -艺，提高提取收率 5.生产设备大型化、自动化，关键设备先进化发酵罐大型化、自动化，达到稳定生产水平中提高效率，降低动力消耗和操作费
36、；发酵过程应实现自动控制。避免人工操作误差，是稳定生产的关键环节，尤其温度、pH、风量、罐压、流加搪等应自动控制；引进先进的空气过滤器，选用无油润滑的螺杆式空压机，改造传统的空气净化系统；选用板式热交换器于培养荃灭菌，三只一组。节约蒸汽和冷却水；引进日本或德国生产的较先进高速离心机，提高收率，谷氨酸含水可达 8%，连续操作，减轻劳动强度 14-15。加强废水治理和综合利用，提高环境效益味精废水排放标准(行业)已颁布，各厂应达标排放，提高环境效益。废液制酵母已有成功经验，要推广应用，其二次废水尚应研究处理办法。废液制肥料可以彻底治理废水，今后尚应研究如何降低能耗 5。深化改革，降低产品成本，参与
37、国际市场竞争强化企业内部改革，调动职工积极性彻底防止噬菌体污染，采用新工艺，节能降耗，使产品成本下降，提高竞争能力，扩大产品销售市场，特别是一些大企业应参与国际市场竞争，把国内市场让给中小型企业。跳出单一产品模式，开发多品种，提高企业抗风险能力国外有些味精企业除味精以外的产品已达几十种甚至上百种，其销售额的比重已超过味精。为提高企业的应变能力，我国味精企业也应跳出单一产品模式，开发与氨基酸相关联的食品、调味品、医药品、日用化工等多种产品。这是味精企业在面临市场激烈竞争的情况下，应该考虑的出路。也是味精企业生存发展的大计。发展高科技用重组 DNA 技术选育高产优良菌种；电子计算机和各种传感器控制
38、发酵生产过程；利用固定化微生物生产谷氨酸；以二氧化碳和氮气为原料，酶法合成谷氨酸。3 市场分析与建设规模3.1 味精用途的调查近年来，味精是以糖质为原料以发酵法生产的工艺,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，是食品进行加工调味的重要调味品，是调味产品市场的中坚力量。3.2 国外市场调查- 13 -目前，全球味精总产量估计在 150 万 t/a，亚洲味精生产与销售居世界首位。据CMR 统计，亚洲味精产销量约占世界味精总产量的 84%：中、日、韩 3 国为世界最大的味精生产国；美国、欧洲味精产量合计占世界总产量约 10%12%，其他国家和地区仅占 3%4%。美国在 9
39、0 年代初一度受“味精综合症”(又名“中华餐馆综合症”)影响而销路不畅，此后，经美国 FDA 组织的试验证实，味精按正常用量对人体无任何不良影响，近几年来，美国市场上味精销量再度回升，年平均增长率为 2%3%。亚洲各国已逐渐走出金融危机阴影，随着经济的复苏，亚洲食品工业对味精的需求增长率已恢复至 5%6%。由于亚洲 3 大生产国的味精生产能力过剩，大量味精涌向欧美市场，导致美国味精价格猛跌 7。2000 年美国的味精平均价格为 1.61.8 美元/kg，比 10年前下降了 15%，相比之下，日本国内市场上味精销售价格反而大大高于出口价格，如 2000 年日本市场上味精平均售价为 3.45 美元
40、/kg，1999 年为 3.82 美元/kg。中国生产的味精具有价格优势，故对欧美出口近几年来持续增长。味精在亚洲国家主要用于家庭与餐馆的烹调，而欧美国家的普通家庭很少用味精来调味，只在食品工业才使用味精(如加工西式火腿、灌肠等肉食品、方便面、汉堡包、速食汤料等等)。据国外食品专家估计，到 2004 年，全球味精需求年增长率平均可达 4.1%，味精将与水解植物蛋白、酶提取物等一起构成调味品市场的中坚力量 16。3.3 国内需求预测我国味精产量发展很快，1985 年为 1975 年的 6.7 倍，1990 年为 1980 年的 8 倍，1991 年全国味精产量为 27 万吨，是 1965 年的
41、64.7 倍，1992 年年产量已达 34 万吨，而 2006 年更是达到 170 多吨，由此可见味精的需求量在逐年攀升，国内市场需求量很大，市场前景良好。3.4 建设规模本工厂设计总投资大概 1.2 亿约(经验估算)工厂设备费用：8000 万元（占 60%）工程建筑费用：2400 万元（占 20%）各种安装费用：1200 万元（占 10%）及其他各项费用：1200 万元(占 10%)4 建设条件与厂址选择4.1 厂址选择湖南郴州石盖塘工业园，距郴州市 35 公里，是湖南省“19”经济走廊的核心区。交通十分便利，为原（辅）料以及产品的运输带来极大方便。万伏高压输电线路直达- 14 -本厂，市水
42、厂生活用水干线也直通厂部。工厂生产和生活用水也还可以直接采用地下水源供水，其水质均能符合国家生活用水标准。4.2 气候条件如下：最高温度：39；最低温度：1；一般气温：1630；平均湿度：78%；最高湿度：90%；主导风向：北风4.3 厂区规划利用现有平地修建仓库存放原材料及产品。利用工厂旁边的平地，修建住房及标准化办公室。在仓库附近修建发酵塔及工厂车间在车间旁修建一座 1000t 容量的供水池 17。5 工艺流程5.1 淀粉的制取5.1.1 清理玉米中含有各种尘芥、有机和无机杂质为了保证安全生产和产品质量，对玉米中存在的杂质必须进行清理。清理玉米的方法，主要采用筛选、风选等。清理设备有振动筛
43、、比重去石机、永磁滚筒和洗麦机等。振动筛是用来清除玉米中的大、中、小杂物。筛孔配备，第一层筛面用直径1720 毫米圆孔，第二层筛面直径 1215 毫米圆孔，除去大、中杂，第三层筛面选用直径 2 毫米圆孔除去小杂。比重去石机是用来除去玉米中的并肩石。由于玉米粒度较大，粒型扁平，比重也较大等特点，在操作时应将风量适当增大，风速适当提高，穿过鱼鳞孔的风速为 14 米/秒左右。鱼鳞孔的凸起高度也应适当增至 2 毫米，操作时应注意鱼鳞筛面上物料的运动状态，调节风量，并定时检查排石口的排石情况。永磁滚筒是用来清除玉米中的磁性金属杂质，应安置在玉米地入破碎机前面，防止金属杂质进入破碎机内。洗麦机可以清理玉米
44、中的泥土、灰尘。经过清理后玉米的灰分可降低 0.020.6% 11。5.1.2 浸泡玉米浸泡方法本设计采用金属罐几十只用管道连接组合起来，用水泵使浸泡水在各罐之间循环流动，逆流浸泡。在浸泡水中溶加浸泡剂经试用的结果表明，石灰水、氢氧化钠和亚硫酸氢钠都不及二氧化硫效果好，二氧化硫的含量不宜太高。因为含二氧化硫的浸泡水对蛋白质网的分散作用是随着二氧化硫含量增加而增强。当二氧化硫浓度为 0.2%时，蛋白质网分散作用适当，淀粉较易分离；而浓度在 0.1%时，不能发生足够的分散作用，淀粉分离困难。一般最高不超过 0.4%，二氧化硫的浓度过高，酸- 15 -性过大，对玉米浸泡并没有多大好处，相反地会抑制乳
45、酸发酵和降低淀粉粘度。浸泡温度对二氧化硫的浸泡作用具有重要的影响，提高浸泡水温度，能够促进二氧化硫的浸泡作用。温度过高，会使淀粉糊化，造成不良后果。一般以 5055为宜，不致于使淀粉颗粒产生糊化现象。浸泡时间对浸泡作用亦有密切的关系。在浸泡过程中，浸泡水不是从玉米颗粒的表皮各部分渗透到内部组织，而是从颗粒底部根幅处的疏松组织进入颗粒，通过麸皮底层的多孔性组织渗透到颗粒内部，所以必须保证足够的浸泡时间。玉米在 50浸泡 4 小时后，胚芽部分吸收水分达到最高值，8 小时后，胚体部分也吸收水分达最高值。这个时候玉米颗粒变软，经过粗碎，胚芽和麸皮可以分离开。但蛋白质网尚未被分散和破坏，淀粉颗粒还不能游
46、离出来。继续浸泡，能使蛋白质网分散。浸泡约 24 小时后，软胚体的蛋白质网基本上分散，约 36 小时后，硬胚体的蛋白质网也分散。蛋白质网的分散过程是先膨胀，后转变成细小的球形蛋白质颗粒，最后网状组织破坏。要使蛋白质网完全分散，需要 48 小时以上的浸泡时间。玉米浸泡条件,一般操作条件如下：浸泡水的二氧化硫浓度为 0.150.2%，pH 值为 3.5。在浸泡过程中，二氧化硫被玉米吸收，浓度逐渐降低，最的放出的浸泡水内含二氧化硫的浓度约为 0.010.02%，pH 值为 3.94.1；浸泡水温度为 5055；浸泡时间为 4060 小时。浸泡条件应根据玉米的品质决定。通常是贮存较久的老玉米含水分低和
47、硬质玉米都需要较强的浸泡条件，即要求较高的二氧化硫浓度、温度和较长的浸泡时间。玉米经过浸泡以后，含水分应达 40%以上。5.1.3 玉米粗碎粗碎的目的主要是将浸泡后的玉米破成 10 块以上的小块，以便分离胚芽。玉米粗碎大都采用盘式破碎机。粗碎可分两次进行。第一次把玉米破碎到 46 块，进行胚芽分离；第二次再破碎到 10 块以上，使胚芽全部脱落，进行第二次胚芽分离。5.1.4 胚芽分离目前国内胚芽分离主要是使用胚芽分离槽。优点是操作比较稳定，缺点是占地面积大，耗用钢材多，分离效率低，一般不超过 85%。国内外还有采用旋液分离器的玉米淀粉厂。这种分离器由尼龙制成，用 12 只分离器集中放在一个架子
48、上，总长度不超过 1 米，占地面积小，生产能力大，分离效率高，可达 95%以上。5.1.5 玉米磨碎经过分离胚芽后的玉米碎块和部分淀粉的混合物，为了提取淀粉，必须进行磨碎，破坏玉米细胞细胞，游离淀粉颗粒，使纤维和麸皮分开。磨碎作业的好坏，对淀粉的提取影响很大。磨得太粗，淀粉不能充分游离出来，因被粗细渣带走，影响淀粉- 16 -出度。太细，纤维分离不好，影响淀粉质量。为了有效地进行玉米磨碎，通常采用二次磨碎。第一次用锤碎机进行磨碎，经筛分淀粉乳后；第二次用砂盘淀粉磨进行磨碎。有的用万能磨碎机作第一次磨碎，经筛分淀粉乳后，再用石磨进行第二次磨碎。根据各地生产实践证明：金刚砂磨较石磨好，硬度高，磨纹不易磨损，磨面不需经常维修，磨碎效率也高。现已逐步以金刚砂磨代替石磨。5.1.6 淀粉筛分玉米碎块经过磨碎后，得到玉米糊，可以采用筛分的方法将淀粉和粗细渣分开。常用的筛分设备有六角筛、平摇筛、曲筛和离心筛等。筛分淀粉的筛孔应根据筛分设备的种类和淀粉质量要求决定。六角筛清洗粗渣筛孔直径为 0.6 毫米，细渣筛孔直径为 0.12 毫米，平摇筛筛分粗渣筛孔用 7号双料尼龙，筛分细渣筛孔用 12号双料尼龙，曲筛清洗粗、细渣使用六级的 120曲筛，筛长 1.6 米，第一级曲筛的筛缝宽 0.05 毫米，其余各级筛缝宽 0.075 毫米；离心筛的转子筛板筛孔为 20.24 毫米。一般
