8000吨晶体味精发酵车间设计

年产8000吨味精工厂发酵车间设计说明书

目 录

前 言 .................................................................... 3 第一章 全厂工艺论证 .................................................... 7

1.1 味精生产工艺 ..................................................... 7 1.1.1味精生产工艺概述................................................. 7 1.1.2味精生产全厂工艺流程图........................................... 8 1.2原料预处理......................................................... 9 1.3淀粉水解糖制备..................................................... 9 1.4淀粉的液化......................................................... 9 1.5淀粉的糖化........................................................ 10 1.6种子扩大培养...................................................... 10 1.7谷氨酸的发酵...................................................... 11 1.8谷氨酸的提取...................................................... 12 1.9谷氨酸制取味精 ................................................... 12 第二章 物料衡算及热量衡算 ............................................... 13

2.1味精工厂发酵车间的物料衡算 ....................................... 14 2.1.1工艺技术指标及基础数据 ......................................... 14 2.1.2谷氨酸发酵车间的物料衡算 ....................................... 15 2.1.3 8000t/a味精厂发酵车间的物料衡算结果 ........................... 16 2.1.4谷氨酸提取车间的物料衡算 ....................................... 16 2.1.5 8000t/a味精厂提取车间物料衡算表 ............................... 17 2.2 谷氨酸提取车间热量衡算........................................... 18 2.2.1提取车间热量衡算的意义和具体计算 ............................... 18 2.2.2 提取车间热量衡算表............................................. 19 第三章 设备的设计与选型 ............................................... 20

3.1 发酵罐 ........................................................... 20 3.1.1发酵罐的选型.................................................... 20 3.1.2生产能力、数量和容积的确定...................................... 20 3.1.3主要尺寸的计算.................................................. 21 3.1.4冷却面积的计算.................................................. 21 3.1.5搅拌器计算...................................................... 22 3.1.6搅拌轴功率的计算................................................ 23 3.1.7设备结构的工艺计算.............................................. 24 3.1.8设备材料的选择.................................................. 26 3.1.9发酵罐壁厚的计算................................................ 26 3.1.10接管设计....................................................... 27 3.1.11支座选择....................................................... 28 3.2 种子罐 .......................................................... 28 3.2.1二级种子罐容积和数量的确定...................................... 28 3.2.2一级种子罐...................................................... 34 3.3 空气分过滤器 .................................................... 34

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3.3.1二级种子罐分过滤器.............................................. 35 3.3.2一级种子罐分过滤器.............................................. 35 3.3.3发酵罐分过滤器.................................................. 36 3.4 味精厂发酵车间设备一览表 ........................................ 37 参考文献 ................................................................ 37 致谢 .................................................................... 38

前言

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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：C5H8NO4Na·H2O 相对分子质量：187.13 c.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0.80～0.83 e.比旋光度：[a]20D=+24.8°～+25.3°

f.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） 0 10 20 30

62.73 66.84 70.47 75.71

温度/℃ 谷氨酸钠/（g/100mlH2O）

50 89.75

60 99.0 70 110.30 80 124.11

40 82.08

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

酒精含量（体积分数） 谷氨酸一钠量

/（%） /（g/100mL酒精） /（%） /（g/100mL酒精）

99.95 97.95

0.0720 0.1052

73.12 2.2019 64.91 3.4102

3

87.32 0.2204 56.08 6.9270

g.PH：7.0 h.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；100～120℃稳定；120～130℃失去结晶

水；130～170℃稳定；170～250℃分子内脱水；240～280℃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 C5H8O4NNa·H2O 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 C5H9O4N·HCl

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

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（味の素）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

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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H·Ritthasen(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）。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. 烹调条件对味精呈鲜效果影响

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