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武汉轻工大学

《发酵(制药)工厂设计》课程计

说明书

设计题目：年产35000吨味精工厂发酵车间工艺设计

姓 名 学 号 10021 院 (系) 生物与制药工程学院 专 业 生物工程 指导教师 陶兴无

2014 年 1月 10 日

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35000吨味精工厂发酵车间工艺设计

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(武汉轻工大学 生物与制药工程学院 武汉430023)

摘要:

味精，学名“谷氨酸钠（C5H8NO4Na）”。谷氨酸是氨基酸的一种，也是蛋白质的最后分解产物。我们每天吃的食盐用水冲淡400 倍，已感觉不出咸味，普通蔗糖用水冲淡200 倍，也感觉不出甜味了，但谷氨酸钠，用于水稀释3000倍，仍能感觉到鲜味，因而得名“味精”。 味精是采用微生物发酵的方法由粮食制成的现代调味品。 本设计为年产味精厂35000吨味精工艺设计；以玉米淀粉为原料水解生成葡萄糖、利用谷氨酸生产细菌进行碳代谢、生物合成谷氨酸、谷氨酸与碱作用生成谷氨酸钠即味精为主体工艺，进行物料衡算、热量衡算、水衡算和设备选型计算，并绘制了发酵车间连续消毒工序流程图以及设备布置图。

关键词: 味精，发酵车间，连消工序，工艺设计

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Abstract:

The design is an annual output of 40000 tons of monosodium glutamate for material balance calculation ， heat balance calculation， water balance calculation and the selection calculation of fermentor， process design; To hydrolysis of corn starch as raw materials to generate glucose， glutamic acid producing bacteria to use carbon metabolism， biosynthesis of glutamic acid ， glutamic acid and alkali to form a sodium glutamate or MSG is the main process， for material balance calculation ， heat balance calculation， water balance calculation and the selection calculation of fermentor， and mapped the structure of fermentation tank， fermentation process with control point map， the factory floor plan ， saccharification process map and the process map of extraction and purification .

Key words: MSG， fermentation workshop， continuous disinfection processes，

process design

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1总论

1.1概述

1.1.1产品名称、性质

味精即谷氨酸钠，是L-谷氨酸的单钠盐，又称味素，学名α-氨基戊二酸钠，含有一分子的结晶水，分子式为NaC5H8O4N?H2O，分子量为187.13。

味精和谷氨酸都有旋光性，有D-型及L-型二种光学异构体。当D-型与L-型相等时，发生消旋，称为DL-型。在动植物体中存在的谷氨酸都是L-型，用蛋白质水解法及发酵法生产的谷氨酸钠也都是L-型，而用化学合成法生产的谷氨酸为DL-型[3]。

味精的主要物理性质：

（1）性状：味精是无色至白色的柱状晶体或白色的结晶性粉末；

（2）结晶系：斜方晶系，柱状八面体。轴角α=β=γ=90o，轴长a≠b≠c； （3）密度：粒子相对密度1.635，视相对密度0.80～0.83；

（4）溶解度及其他：不溶于酒精、乙醚及丙酮等有机溶剂，易溶干水，比重为1.65；熔点为195℃；在120℃以上逐渐失去分子中的结晶水；pH为7.0。

味精的主要化学性质是：

（1）与酸作用，生成谷氨酸或谷氨酸盐酸盐；

（2）与碱作用，生成谷氨酸二钠盐，加酸后又生成单钠盐； （3）长时间受热会引起分子内失去水生成焦谷氨酸钠； （4）水溶液中解离。 1.1.2产品应用范围、市场

味精不但是人民生活中的主要调味品，而且是食品工业中的一种高利税产品，尤其是受原材料市场充裕，价格便宜的诱发，自80年代以来，它吸引着国内许许多 多生产者，整个行业呈现突飞猛进的势态。80年我国味精产量只

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有 3.1 万吨到 91 年已经发展到 200 多家企业，味精产量达到 27.16 万吨。年发展速度达到 121.81%。 在以味精、啤酒、白酒、糖、卷烟、五项农产品为原种的工业品中，味精发展速度 最快。最近几年随着社会主义经济由计划向市场经济的转变一方面，由于原材料供应纳入市场调节，原材料价格翻番上涨，导致味精生产成本价格急剧上升；另一方面，由于同行业竞争激烈，致使市场疲软，产品严重积压，从而给整个味精行业带来严峻考验，一些规模较小，效益较低的味精厂面临停产、转产的危机。 1.1.3产品的各种生产方法

(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

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