年产10000吨味精工厂设计毕业论文.doc 58页

'湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生毕业论文年产10000吨味精工厂设计THEPLANTDESIGNOF10,000TONSMONOSODIUMGLUTAMATE 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作者签名：　　　　　日　期：　　　　　指导教师签名：　　　　　日　　期：　　　　　使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名：　　　　　日　期：　　　　　 湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生毕业论文（设计）诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文（设计）是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。毕业论文（设计）作者签名：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12 2.6.2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153.1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25 6.1.2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 年产10000吨味精工厂设计学生：凌志钢指导老师：林元山(湖南农业大学东方科技学院，长沙410128)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ThePlantDesignOf10,000TonsMonosodiumGlutamateStudent:ZhiGang-LingTutor:YuanShan-Lin(OrientalScience&TechnologyCollegeofHunanAgriculturalUniversity,Changsha410128)Abstract:Thisbachelordesignof“theplantdesignof10000tonsperyearmonosodiumglutamate”wasperformedaccordingtoanalysisofdomaesticandforeignmarkets,appticationoffermentantion,purificationofcrystalliationprocess,materialbalance,waterbalance,heatbalance,equipmentselection,encironmentalprotection.Thetechnologywasreliableandprogramwasfeasible[1].Keywords:MonosodiumGlutamate;Design;Productionprosess1总论味精是一种常用的食品添加剂，日常生活中有很多食品，如食面、薯条、虾片、酒楼点心等都含有味精。其实人类使用味精的历史并不长，1908年一名日本科学家吃晚餐时，在汤面里加了点海藻，发觉美味无比，经过多年的努力，终于发现当日使汤面变得美味的原因是一种氨基酸的钠盐－谷氨酸（HCOOCH2CH2CH(NH2)COONa）[2]-51- 。谷氨酸钠很易溶于水中，水里只要含有万分之儿的谷氨酸钠，我们就能尝到鲜味，所以味精的调味效率十分的高。味精所以能够使食物变得美味，是因为它能增强味蕾的敏感度，使人更容易感觉到食物的味道[3]。另外，味精中的谷氨酸钠除了调味，还具有治疗慢性肝炎、肝昏迷、神经衰弱、癫痫病、胃酸缺乏等病的作用[4]。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。1.1工厂设计总概括本设计主要是进行年处理10000吨味精工厂设计。在对全球和我国味精生产的现状进行充分调研的基础上，分析了我国味精的生产和贸易现状，拟定在湖南浏阳生物医药园投资味精生产工厂。第一，依据拟定的产量对生产车间进行了物料、热量衡算；第二，依据国际市场要求进行了车间的工艺设计，进行了主要的设备选型；第三，对公用事业、土建等方面也作了一个初步的设计方案，并且对水、电、汽的用量和费用也进行了估算；最后，本设计还作了必要的技术经济分析5]。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。1.2设计任务毕业设计要求我们综合运用所学过的基础知识和专业知识，设计系统的、完整的味精工厂。设计侧重点在味精工厂的发酵车间工艺流程、物料衡算和发酵罐的设计。1.3设计的特点本设计严格按照微生物发酵工厂的要求，严格注意周围环境的清洁卫生，注意工厂车间对防火、卫生的影响，充分注意“三废”的影响和处理，保护环境。工厂的设计采用现代化的生产工艺，能实现自动化、连续化、高效率的生产。1.4设计范围本设计为味精工厂方面的初步设计，其主要内容为：-51- 以玉米为主要原料生产味精的工艺流程的选择及论证，工艺流程包括淀粉的制取、味精生产；全厂的物料衡算；全厂水、电、汽、冷及压缩空气用量的计算；主要设备的选型和计算；发酵车间平面布置图；全厂平面布置图；全厂的技术经济指标及经济效益的计算[6]。1.5建设规模⑴年产量：1万吨味精⑵本项目总投资大概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%)1.6经济技术指标生产规模：1万吨/年生产方法：以工业淀粉为原料、双酶法糖化、流加糖发    酵，低温浓缩、等电提取生产规格：纯度为99%的味精生产天数：300天／年    倒罐率：0.5%发酵周期：40-42小时    生产周期：48-50小时种子发酵周期：8-10小时种子生产周期：12-16小时发酵醪初糖浓度：  15%(W/V)    流加糖浓度：45%(W/V)发酵谷氨酸产率：10%    糖酸转化率：56%淀粉糖转化率：98%    谷氨酸提取收率：92%味精对谷氨酸的精制收率：112%原料淀粉含量：86%  发酵罐接种量：10%发酵罐填充系数：75%发酵培养基(W/V)：  水解糖：15%，糖蜜：0.3%，玉米浆：0.2%，MgS04  0.04%，KCl：0.12%，Na2HP04：0.16%，尿素：4%，消泡剂：0.04%种子培养基(W/V)：  水解糖：2.5%，糖蜜：2%，玉米浆：l%，MgS040：04%，K2HP04：0.1%，尿素：0.35%，消泡剂：0.03%[7]1.7工作制度及定员-51- ⑴工作制度工厂每年生产300天，其余时间作为开机前、开机后的维修、保养时间。对于行政人员，全年按每天8小时的工作时间，不实行倒班制，每周休息两天。对于生产人员，生产时间里，则实行倒班制，各小组按白班、中班、夜班轮换，每7天轮换一班；在停产进行设备大检修时，按8小时工作制度。⑵定员年产1万吨味精工厂定员见表1:表1　劳动定员Table1Workandpersonnel序号部门工业生产人员（人）非生产人员（人）合计（人）生产工人技术员职员1公共关系部662财务部443企业文化部444企业管理部15155生产技术部40406企业发展部667直销部558销售部559供应部281010工程部6611物业管理部4101412运输2101213贸易部8814包装车间6615机修车间5035316发酵车间150415417动力车间150315318保卫科4040合计543-51- 1.8、公用工程及辅助工程主要是变电所、冷冻机房、水泵房、锅炉房、机修房、仓库、食堂、袋箱堆场等。1.9、三废处理⑴废气：锅炉产生的烟尘可通过加高烟囱高度和采用旋风除尘器等干式除尘器办法来解决。⑵废渣：炉渣和煤渣可用于铺路、做建筑保温材料，玉米渣和糖渣可做饲料。⑶噪音：可用减震器或吸声罩等办法来降低噪音。⑷废水：循环利用①废液提取单细胞；②废液生产饲料酵母；③厌氧-好氧二段生物处理；④废液制造有机肥料；⑤废液制造杀菌剂和职务生长剂[7]。1.10、产品的质量、卫生、质检措施及防火1.10.1产品的质量：味精容易出现的质量安全问题是：谷氨酸含量未达到产品要求；成品中铅、锌、硫酸盐等超标，所以在生产味精时一定处理好这两个问题。1.10.2味精卫生标准味精系指以粮食为原料经发酵提纯的谷氨酸钠结晶。⑴感官指标：　　具有正常味精色泽、滋味，不得有异味及夹杂物。⑵理化指标：麸酸钠符合产品规格铅（mg/kg，以Pb计）≤1砷（mg/kg，以As计）≤0.5锌（mg/kg，以Zn计）≤51.10.3质检措施要有必备的出厂检验设备：旋光仪；分光光度计；分析天平（0.1mg）；干燥箱；酸度计；紫外分光光度计；味精质量标准是按国家轻工业部颁发的味精质量标准来进行的。味精的验收规则：在工厂的成品库内随机抽取发证检验样品，所抽样品须为同一批次保质期内的合格产品；抽样基数：同一批次的味精不少于50kg；抽样数量：不少于5kg；抽样方法：从不同部位选取4个或4个以上的大包装，分别取出相应数量的小包装样品；样品分成2份，1份检验，1份备查[9]。-51- 1.10.4防火锅炉房、原料仓库、变电站等是味精厂内防火重地，应重点防范，同时，对以上这些工段的操作工人要严格考核，方能录用。2味精的发展历程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2表2世界味精工业发展历程Table2DevelopmenthistoryofMSGintheworld时期年代内容起源∧初期∨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（KillunaeIkeda）从呈味成分的梅带煮出汁(约38kg}提取到谷氨酸钠(约30g)*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1923年上海天国味精厂水解法生产佛手牌味精转换期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（KyowaHakkoCo，Ltd）在防府工场最先以淀扮，糖蜜为原料发肺法生产味精1959~1960年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。1964~1965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。1974-51- 期年印甩与韩国合资以糖蜜生产味精。1975年美国Staruffer化学公司San..Jose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，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1.6～1.8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[10-11]。-51- 表3中国味精产量与世界味精产量的比例Table3ThechineseMSGproductionandtheproportionofworldMSGyield年份世界味精产量（万吨）我国味精产量（万吨）占（%）1965100.44196829.62.06.8198035.03.078.8198545.06.1513.7198755.812.8823.4199292.634.0236.71996100.053.8853.881999115.065.1056.62002150.0110.073.02004160.0115.072.02.3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、转换和发展三个历史阶段。详见表4[12]。表4中国味精的发展沿革Table4DevelopmenthistoryofMSGinchina时期年代沿革内容原料工艺创建期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1939年沈阳、天津、青岛味精厂建立大豆粕水解法转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-51- 换期1964年发酵法成功，上海厂采用发酵新工艺投产淀粉发酵法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⑴福建、广东等省〔市)部分企业用甘蔗塘蜜生产味精⑵原料多样化⑶工艺装各水平不断改进提高⑷产量剧增，跃居世界首位⑸句向大型化集团化方向发展⑹向国外出口技术，1984年在缅甸建设的600t/aMSG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5[13]。表5我国味精工艺和装备技术的进展Table5TheprogressoftechniquesandequipmenttechnologyofMSGinchina年代内容1949年以前⑴酸水解法，生产粉状味精⑵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⑴应用品种法，生产结晶味精⑵逐步采用机械化⑶防腐技术应用于味精生产60年代中后期⑴发酵新工艺投产。一次性投糖发酵，产酸4.5~6%⑵提取工艺:等电;等电一离交;离交和浓缩水解，其收率为70~90%⑶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⑴锌盐法应用于谷氨酸提取，提取率为85%-51- ⑵甜菜糖蜜(加抑制剂法)发酵生产谷氨酸投产，产酸率6~8%,转化率50~60%⑶酶酸法应用大米搪化工艺⑷树脂脱铁.颗粒炭脱色工艺投产⑸连续低糖流加发酵工艺中试成功⑹150m3发醉罐投运⑺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⑻不锈钢叶滤罐应用于脱色生产⑼自动包装机投运。⑽振动式味精干燥投运80年代至90年代初⑴甘蔗糖蜜流加发酵法投产，产酸率9~10%，转化率50~52%⑵中糖发酵及后期补糖工艺投产。产酸率7~9%，转化率50%。⑶双酶法制糖工艺投产。转化率为96~98%，糖纯度98%⑷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⑸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⑹纯生物素用于糖质发酵生产⑺硫酸(代盐酸)应用干生产⑻液氨（代尿素）应用于生产⑼10~25m3强制内循环结晶罐投运⑽MBF型防腐密压机投运⑾XZ-1000(W)自动下卸料味精离心机投运⑿100m3外循环气升式发酵罐试验完成⒀板式或螺旋板式换热器应用于生产⒁NF型金属微孔薄膜管式高效气体过滤器应用于空气净化⒂JLS一W型金属过滤器用于空气净化⒃200m3溢流脉冲反应器用于味精废水处理⒄GZQ型振动流化床干燥机投运⒅絮凝法除菌体工艺和膜分离技术处于试验阶段⒆一些味精厂从国外引进的设备仪表有:日本NITIVANENG.Co，LTD，生产的NEV一4E一10t/h四效降膜蒸发器;日本YEWPACKMARKU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（7m3/h）;瑞典ALFA-51- LAVAL生产的FESX512S一31C向速离心机（10m3/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DomnicirHunter公司生产的Bio-X空气过滤器;日本DENKIKAGAKUKEIKICo.，LTD.〔DKK)制造的COD,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%，1960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67100t，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61965-2005味精的增长情况Table6GrowthofMSGfrom1965to2005inchina年份产量（吨）年增长率（%）年份产量（吨）年增长率（%）19654000平均10.41989152000-15.219726900199022308546.81973860024.6199127100021.5197493008.1199234016425.519751230032.2199339054714.819761390013.019943977311.819771620016.5199552371731.619782185034.919965388412.9197920600-5.7199763128417.219803070049.019986323450.219813965129.1199972719415.01982397000.1200084504416.219835049927.220019128358.01984530004.92002110283020.819856150016.0200311897517.91986671009.120041148900-3.4198712880091.5200512000004.3198817930039.2-51- 2.6中国味精工业现状与发展对策2.6.1中国味精工业概况⑴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]。⑵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78~80%;若采用等电一离交新工艺，提取收率90~96%[14]。技术进步的主要原因是：①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，优越于国外的一些菌种。②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0.5～1.0个百分点，转化率提高1~2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200kg蒸汽，节约3.8t水；节省了山液氨生产尿素的一切费用，从而获得较大社会效益。生产It(理论)谷氨酸约可节约液氨48kg，二氧化碳450kg，蒸汽1t，水124m3，电33kwh；③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；④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：-51- 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600m3罐6只;大多数为200m3，大多数为60~150m3，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Table7ComparsionofproductiontechnologyofMSGbetweeninchinaandintheworld项目世界先进水平国内产酸（%）转化率（%）提取率(%)精制收率(%)单耗(%)电（KWh/t）标煤(t/t)单位发酵罐产量〔t/m3·a}〕实物劳动生产率〔t/(人·a)〕甜菜糖蜜12~l4廿蔗糖蜜10~l3淀粉糖50~55甜菜糖蜜60~65甘蔗糖蜜50~55淀粉糖50~55去茵体浓缩等电点88~90带菌体浓缩等电点85~8894~96甜菜搪蜜（50%）3甘蔗搪蜜(50%)3.6~4..0淀粉（85%）2.24液氨（99%）0.26盐酸（32%)1.1液碱{45%)0.6纯碱(98%)1800~200016~2020~509~118~118~1055~6050~5550~55低温等电点78~80等电点离交90~9688~95（含糖45%）4~4.5（含糖46%）4.01.9~2.30.29~0.321.1~1.50.32~0.342000~30002~312~1810~25-51- 2.6.3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。⑴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。⑵采用新工艺、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1~2%。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；改进提取工艺，提高提取收率[5].⑶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；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]。⑷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]。⑸深化改革，降低产品成本，参与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。-51- ⑹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。⑺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，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1.6～1.8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-51- 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，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)⑴工厂设备费用：8000万元（占60%）⑵工程建筑费用：2400万元（占20%）⑶各种安装费用：1200万元（占10%）⑷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本厂，市水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：16～30℃；平均湿度：78%；最高湿度：90%；主导风向：北风4.3厂区规划⑴利用现有平地修建仓库存放原材料及产品。⑵利用工厂旁边的平地，修建住房及标准化办公室。⑶在仓库附近修建发酵塔及工厂车间⑷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、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17～20毫米圆孔，第二层筛面直径12～15毫米圆孔，除去大、中杂，第三层筛面选用直径2-51- 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中的泥土、灰尘。经过清理后玉米的灰分可降低0.02～0.6%[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，酸性过大，对玉米浸泡并没有多大好处，相反地会抑制乳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50～55℃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0.15～0.2%，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0.01～0.02%，pH值为3.9～4.1；浸泡水温度为50～55℃；浸泡时间为40～60-51- 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4～6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2×0.24毫米。一般是用四级连续操作。筛分粗、细渣需要清水量，按100公斤干物质计算，筛分粗渣需230～250升，细渣需10～130升，水温为45～55℃，含有0.05%二氧化硫，pH约为4.3～4.5为宜[2]。-51- 5.1.7蛋白质分离和淀粉清洗分离粗、细渣后的淀粉乳浓度为6～8波美度，含干物质约11～14%。这里的淀粉化学组成分析如表8：表8淀粉组成化学分析Table8chemicalanalysisofstarch成分含量（%）成分含量（%）淀粉88~92水溶性物质2.5~4.5蛋白质6~10二氧化硫0.035~0.045脂肪0.5~10细渣0.05~0.1克/升灰分0.2~0.4从上表可以看出，淀粉乳中干物质除了淀粉以外，主要是蛋白质和水溶性物质，所以必须进行蛋白质分离和淀粉清洗。分离蛋白质一般采用流槽分离，因占地大，分离效率低，现在逐步改用离心机分离。但要求淀粉乳中含渣子要少，防止碟片内喷嘴堵塞，造成机械振动。分离蛋白质后的粗制淀粉乳必需进行清洗。淀粉清洗大都在清洗池内进行，但清洗时间长，淀粉损失大。现代玉米淀粉厂淀粉清洗采用旋液分离器进行清洗，一般用9～14级旋液分离器处理。根据测定，从离心机出来的淀粉乳蛋白质含量不超过2.5%，经过9级旋液分离器处理，成品淀粉中蛋白质含量可降至0.35%。5.1.8离心分离和干燥淀粉乳含水78%，用离心机脱水，使水分降至45%，得到湿淀粉。湿淀粉干燥处理，过去采用滚筒真空干燥，现在大多采用气流干燥，经干燥后的淀粉，水分为12%，便得成品。-51- 5.2味精生产工艺流程原料（淀粉）预处理斜面种子空气（水解）配料摇瓶种子空气净化系统种子培养基种子罐分过滤器发酵培养基发酵罐分过滤器尿素贮罐等电点沉淀粗谷氨酸中和脱色浓缩结晶成品味精图1味精发酵工艺流程图Fig1FlowchartofMSGbyfermentation-51- 1α淀粉酶氧化钙酸液淀粉2回流354667891110一一糖化酶13一1415161718蒸汽水图2双酶法制糖工艺流程图Fig2Flowchartofprocesssugarbymethodoftwoanzymes-51- 1—调降配料槽2、8—过滤器3、9、14、17—泵4、10—喷射加热器5—缓冲器6—液化层流罐7—液化液储槽11—灭酶罐12—板式换热器13—糖化罐15—压滤机16—糖化暂储槽18—储糖槽[18]5.2.1淀粉的糖化工艺本设计采用酶解法制糖，酶解法也称双酶法。因为它是用淀粉酶和糖化酶两种酶将淀粉转化为葡萄糖的工艺。双酶法制葡萄糖可分两个过程。第一是液化过程，即利用一淀粉酶将淀粉液化，转化为糊精及低聚糖，使蛋自质分离。第二是糖化过程，即利用糖化酶将液化了的糊精及低聚塘进一步水解转化为葡萄糖。双酶法制糖工艺流程：淀粉→调浆→液化→灭酶→塘化→灭酶→压滤→糖液由于耐高温一淀粉酶、高转化率糖化酶以及蒸汽喷射液化器、板式换热器等在双酶制糖中的开发应用，使液化彻底，过滤速度加快，液化设备减少，节约能源。而且糖质好、得率高、对发酵和提取都有利。因此双酶法正在逐步取代传统的酸法制糖。⑴双酶法制糖工艺技术要点A.调浆配料将淀粉乳调成15~20°Bé。用水溶液调pH6.4~6.5。用量为淀粉的0.15~0.3%；如果水超过50mg/L,也可不加。-淀粉酶加量按10~12单位（U）/g干淀粉计算。B.喷射液化喷射液化器规格选定，工作气压力0.4MPa，淀粉乳供料泵压力0.2~0.4MPa。喷射温度100~105℃，层流罐维持95~100℃,液化时间60min，以碘色反应呈棕红色即可。然后液化液经130~140℃灭酶5~10min，再经板式换热器冷却至70℃以下，进入糖化罐。从换热器出来的热水供配料和洗滤渣用。C.糖化糖化温度60±1℃，pH4.0~4.4，糖化酶加量按100~120U/g干淀粉计算。D.过滤糖液先用水溶液调Ph4.8~5.0,不加或少量加助滤剂（珍珠岩或活性炭），然后过滤[2]。E.防止糖液贮存中发酵变质等。⑵糖化液质级的控制要点A.根据发酵初糖浓度的要求，正确控制淀粉乳浓度。B.糖液要清，色泽要淡，保持较高的透光率。C.糖液中不含糊精。因为糊精不能被谷氨酸菌利用，它的存在会使发酵过程泡沫增加，容易逃液，引起污染的可能。D.糖液要新鲜，可现做现用，放置时间不宜过长，以免发酵变质口一时不用的塘液可加热至60℃贮存。-51- E.糖液贮存容器一定要保持清洁甲经常清洗，防止酵母菌等侵人滋生。⑶糖化液的质量要求色泽：淡黄色透明液；糊精反应：无；还原糖含量：25~38%；DE值：95~98%a透光率：60%以上；pH值：4.6~5.6；淀粉转化率淀粉糖：95~98%[16]；-51- 5.2.2种子扩大培养及谷氨酸的发酵培养基的配制上罐实消冷却接种固体斜面培养三角瓶培养OD值pH发酵过程参数的控制发酵温度搅拌速度还原糖的测定发酵过程参数测定菌体形态观察菌体浓度测定发酵液谷氨酸的测定图3谷氨酸发酵的工艺流程简图Fig3FlowchartofMSGbyfermentation种子扩大培养为保证谷氨酸发酵过程所需的大量种子，发酵车间内设置有种子站，完成生产菌种的扩大培养任务。从试管斜面出发，经活化培养，摇瓶培养，扩大至一级乃至二级种子罐培养，最终向发酵罐提供足够数量的健壮的生产种子。谷氨酸发酵开始前，首先必须配制发酵培养基，并对其作高温短时灭菌处理。用于灭菌的工艺除采用连消塔—维持罐一喷淋冷却系统外，还可采用喷射加热器—维持管—真空冷却系统或薄板换热器灭菌系统。但由于糖液粘度较大，流动性差，容易将维持管堵塞，同时真空冷却器及薄板加热器的加工制造成本较高，因而应用较少。发酵设备，国内味精厂大多采用机械搅拌通风通用式发酵罐，罐体大小在50m3到200m3-51- 之间。对于发酵过程采用人工控制，检测仪表不能及时反映罐内参数变化，因而发酵进程表现出波动性，产酸率不稳定。由于谷氨酸发酵为通风发酵过程，需供给无菌空气，所以发酵车间还有一套空气过滤除菌及供给系统。首先由高空采气塔采集高空洁净空气，经空气压缩机压缩后导入冷凝器、油水分离器两级处理，再送入贮气罐，进而经焦炭、瓷环填充的主过滤器和纤维分过滤器除菌后，送至发酵罐使用。在北方地区由于空气湿度小、温度低，还可采用空气压缩、冷却过滤流程，省去一级冷却设备[17]。5.2.3谷氨酸的提取谷氨酸的提取一般采用等电点—离子交换法，国内有些味精厂还采用等电点—锌盐法、盐酸水解—等电点法及离子交换膜电渗析法提取谷氨酸。但存在废水污染大，生产成本高，技术难度大等问题，应用上受到限制18]。5.2.4谷氨酸制取味精及味精成品加工精制车间加工的谷氨酸产品为谷氨酸单钠，即味精。粗品经提纯、加工、包装，得到成品。味精中和液的脱色过程，除使用碳柱外，还可使用离子交换柱，利用离子、换树脂的吸附色素。味精的干燥过程，国内许多厂家还采用箱式烘房干燥，设备简单，投资低，但操作条件差，生产效率低，不适应大规模生产的要求。也有的厂家使用气流干燥技术，生产量大，干燥速度快，干燥时间短，但干燥过程对味精光泽和外形有影响，同时厂房建筑要求较高，这样均不如振动式干燥床应用效果好[19]。6全厂物料衡算6.1物料衡算物料衡算是根据质量守恒定律而建立而来的。物料衡算是进入系统的全部物料重量等于离开该系统的全部物料重量，即∑F=∑D+W式中F——进入系统物料量（㎏）D——离开系统的物料量（㎏）W——损失的物料量（㎏）6.1.1生产过程的总物料衡算㈠生产能力本设计一年生产味精10000t为实例。这算为100%味精9520t/a。日产味精：10000/320=31.25（t/d）㈡总物料衡算-51- ⑴1000㎏纯淀粉理论上产100%味精量：1000×1.11×81.7%×1.272=1153.5（㎏）⑵1000㎏纯淀粉实际产100%味精：1000×1.11×98%×50%×86%×92%×1.272=547.4（㎏）⑶1000㎏工业淀粉（含量86%的玉米淀粉）产100%味精量：547.4×86%=470.8（㎏）⑷淀粉单耗①1t100%味精消耗纯淀粉量：②1t100%味精实际消耗工业淀粉量：③1t100%味精理论上消耗纯淀粉量：④1t%味精理论上消耗工业淀粉量：⑸总收率：⑹淀粉利用率：⑺生产过程总损失:100%-47.45%=52.55%物料在生产过程中损失的原因：①搪化转化率稍低。②发酵过程中部分糖消耗于长菌体及呼吸代谢;残糖高;灭菌损失，产生其他产物。③提取收率低。④精制加工过程损耗及产生焦谷氨酸钠等[20]。⑻原料及中间品计算-51- ①淀粉用量：29.75×2.124=63.19（t/d）②糖化液量：纯糖63.19×86%×1.11×98%=59.15（t/d）：这算为24%的糖液：③发酵液量纯谷氨酸量：59.15×50%=29.58（t/d）；折算为8g/dl的发酵液：29.58/8%=369.8（m3）;369.8×1.05=388.3(t)(1.05为发酵液的相对密度)④提取谷氨酸量：纯谷氨酸量：29.58×86%=25.44（t/d）;折算为90%的谷氨酸量；25.44/90%=28.27（t/d）㈢总物料衡算结果衡算结果列汇总如表9。工业原料，淀粉含量80%，糖蜜含量50%表9总物料衡算结果（年产万吨味精）Table9Totalmaterialbalance原料项目淀粉质原料（玉米）糖蜜（甜菜糖蜜）生产1t100%味精t/d生产1t100%味精t/d工业原料(t)糖液（24%）（t）谷氨酸（90%）（t）味精（100%）（t）排除0.7%谷氨酸废母液（m3）排除含1.0%谷氨酸母液（m3）2.1248.280.951.019.8763.19246.428.2729.755918.970.971.021.8411828.8729.756506.1.2制糖工序的物料衡算⑴淀粉浆量及加水：淀粉加水比例为1:2.5，1000㎏工业淀粉产淀粉浆1000×（1+2.5）=3500（㎏）；加水量为2500㎏⑵粉浆干物质浓度-51- ⑶液化酶量：使用液体ɑ-淀粉酶3500×0.017%=0.6（㎏）⑷CaCl量：3500×0.043%=1.5（㎏）⑸糖化酶量：用液体进化酶3500×0.043%=1.5（㎏）⑹糖化液产量（㎏）24%糖液的相对密度为1.093898/1.09=3576（L）⑺加珍珠岩量：为糖液的0.15%3898×0.15=5.85（㎏）⑻滤渣产量：含水70%废珍珠岩5.85/（1-70%）=19.5（㎏）⑼生产过程进入的蒸汽和洗水量3898+19.5-3500-（8.75×3）-5.85=385.4（㎏）⑽衡算结果（年产万吨味精）：根据总物料衡算，日投入工业淀粉63.19t，物料衡算汇总列入下表10表10制糖工序物料衡算汇总表Table10Summaryofmaterialbalanceforsugarprocess进入系统离开系统项目物料比例（㎏）日投料量（㎏）项目物料之比（㎏）日产料量（㎏）工业淀粉配料水液化酶CaCl糖化酶珍珠岩洗水和蒸汽累计100025000.61.51.55.854083917.5631901579753895953702574247547糖液滤渣累计389819.53917.5246315123224754-51- 6.1.3连续灭菌和发酵工序的物料衡算⑴发酵培养基数量①1000㎏工业淀粉，得到24%的糖液3898㎏。发酵初始糖浓度16.4g/dl，起数量为：16.4g/dl的糖液相对密度为1.06，5704×1.06=6046（㎏）②配料按发酵罐发酵液体积计算：5704×=5847（L）玉米浆：5847×0.2%（W/V）=11.7（㎏）甘蔗糖蜜：5847×0.3%（W/V）=17.5（㎏）无机盐（P、Mg、K等）：5847×0.2%（W/V）=11.7（㎏）配料用水：配料时培养基中的含糖量不低于19%。向25%的糖液加水量为：-3898=1026（㎏）③灭菌过程中加入蒸汽量及补水量6046-3898-1026-11.7-17.5-11.7=1081（㎏）④发酵零小时数量验算3898+11.7+17.5+11.7+1026+1081=6046（㎏）其体积为：6046/1.06=5704（L）⑵接种量5847×1%（W/V）=58.5（L）58.5×1.06=62（㎏）⑶发酵过程加液氨数量，为发酵液体积的2.8%：5847×2.8%（W/V）=164（㎏），液氨容量重为0.62㎏/L，164/0.62=265（L）⑷加消泡剂量：为发酵液的0.05%。5847×0.05%（W/V）=2.9（㎏），消泡剂的相对密度为0.8，2.9/0.8=3.6（L）⑸发酵过程从排风带走的水分【20】进风25℃，相对湿度λ=100%，水蒸汽分压27mmHg。进罐空气的压力位1.5大气压（表压）（1大气压=1.01325×10Pa），排风0.5-51- 大气压（表压）。出进空气的湿度含量差：X-X=0.622-0.622=0.0149-0.0042=0.01（kg水/kg干空气）通风比：1:0.2，带走水量：5847×0.2×60×36×1.157×0.001×0.01=29（kg）式中1.157为32℃时干空气密度（kg/m）过程分析放罐残留及其他损失52/kg⑹发酵终止时的数量6046+62+164+2.9-29-52=6194（kg）⑺衡算结果汇总：年产万吨商品味精日投工业淀粉63.19t。连续灭菌和发酵工序的物料衡算汇总列入下表11表11连续灭菌和发酵工序物料衡算汇总表Table11Summaryofmaterialbalanceforcontinuoussterilizationandfermentationprocess进入系统离开系统项目1t工业淀粉之匹配物料（kg）t/d项目1t工业淀粉之匹配物料（kg）t/d24%糖液玉米浆甘蔗糖蜜无机盐配料水灭菌过程进蒸汽种量液氨消泡剂累计389811.717.511.710261.081621642.96275246.30.7391.1060.73964.83683.9210.360.18396发酵液空气带走水量过程分析、放罐残留及损失6194295262753911.83.3396.16.1.4谷氨酸提取工序的物料衡算采取冷冻等电及其新离交回收工艺（按1000kg工业淀粉之匹配量计）⑴发酵液数量：5847L；6194kg。⑵加98%硫酸量：为发酵液的3.6%（W/V）-51- 5843×3.6%=210(kg)98%HSO的相对密度1.84，故：210/1.84=114（L）⑶谷氨酸产量①分离前谷氨酸量：100%谷氨酸量：5843×8%（W/V）=467.4（kg）②分离后谷氨酸量纯谷氨酸：476.4×86%=402（kg）90%的谷氨酸：402/90%=446.6（kg）式中86%——是谷氨酸的提取率⑷母液数量：母液含谷氨酸0.7g/dl⑸谷氨酸分离洗水量：466.6×20%=89（L）⑹母液回收过程中用水以及酸、碱等数量9343-5843-114-89=3297（L）=3297（kg）⑺物料衡算结果根据以上计算，在乘以63.19（日投工业淀粉数）即使出每日之物料量，汇总列入下表12表12谷氨酸提取工序物料衡算汇总表Table12Summaryofmaterialbalanceforglutamateextractionprocess进入系统离开系统项目1t工业淀粉及匹配物料（kg）t/d项目1t工业淀粉及匹配物料（kg）t/d发酵液HSO分利用洗水回收加水等累计61942108932979790391.413.35.6208618.398%谷氨酸母液446.693439789.628.20590618.26.1.5精制工序的物料衡算⑴谷氨酸数量100%谷氨酸402kg；90%谷氨酸446.6kg⑵NaCO量-51- 446.6×33.6%=116（kg）⑶加活性炭量446.6×3.1%=14（kg）⑷中和液数量：1278×1.16=1482(kg)式中1.16——含40%（W/V）味精溶液的相对密度（20°Bé）⑸中和加水量1482-446.6-14-161=874（kg）⑹产味精量产100%味精量：精制收率92%，产100%量为：402×1.272×92%=470（kg）⑺产母液量：母液平均含味精量25%（W/V）.402×1.272×8%/25%=164(L),母液的相对密度1.1，则：164×1.1=180.4（kg）⑻废湿活性炭数量：湿炭含水75%14/（1-0.75）=56（kg）⑼味精分离调水洗水量470.5×5%=24（kg）⑽中和脱色液在结晶蒸发过程中蒸发出的水量1482+24-470.5-180.4-5.4=850（kg）⑾物料衡算汇总，列入下表13表13精制工序物料衡算汇总表Table13Summaryofmaterialbalanceforrefinedprocess进入系统离开系统项目1t工业淀粉及匹配物料（kg）t/d项目1t工业淀粉及匹配物料（kg）t/d90%谷氨酸NaCO活性炭中和加水分离洗水累计446.61611487462155728．2210.20.8955.239.298.4100%谷氨酸母液废炭蒸发水量累计470.5180.45.6850155729.7311.43.5453.798.4-51- 6.1.5味精生产过程物料衡算以投产1000kg工业淀粉为基准，所得各部中间物料及其匹配辅料量的衡算结果汇总于下图1，按年产万吨味精衡算结果（以每日量为基准）汇总于图4图5。86%工业淀粉1000kg液体液化酶0.6kgCaCl1.5kg液体糖化酶1.5kg珍珠岩5.85kg滤渣20kg24%糖液3898kgCSL11.7kg糖蜜17.50kg无机盐11.7kg种母62kg液氨184kg消泡剂3kg8g/dlGlu发酵液6194kgH2SO4210kg含0.7g/dl母液90%谷氨酸447kg9343kgNa2CO3161kg活性炭14kg废炭5.4kg40g/dl中和液1482kg25g/dl母液180kg100%MSG471kg图4味精生产过程物料衡算图-51- Fig4FlowchartofmaterialbalanceforMSGprocess（以1000kg工业淀粉为基准）86%工业淀粉63t/d液体液化酶38t/dCaCl295t/d液体糖化酶95t/d滤渣1.2t/d1%糖液246t/d珍珠岩0.37t/d玉米浆0.74t/d糖蜜1.1t/d无机盐0.71t/d种母3.9t/d液氨104t/d消泡剂0.2t/d8g/dlGlu发酵液391t/dH2SO413t/d含0.7g/dl母液90%谷氨酸28t/d590t/dNa2CO310t/d活性炭0.9t/d废炭0.31t/d40g/dl中和液94t/d25g/dl母液11t/d100%MSG30t/d图5味精生产过程物料衡算图Fig5FlowchartofmaterialbalanceforMSGprocess6.2热量衡算热量衡算是根据能量守恒定律建立起来的，热平衡表示如下：式中Q——物料带入的热量（J）Q——蒸汽热量（J）Q——各种热效应，入发酵热、稀释热、熔解热（J）Q——物料带走热量（J）-51- Q——消耗于设备上热量（J）Q——设备向外界散失热量（J）汽水1234水51-调浆罐2-喷射器3-维持罐4-板式换热器5-糖化罐图6液化工序流程图Fig6Flowchartofliquefucetionprocess2-6.2.1液化工序热量衡算液化工序流程图㈠液化加热蒸汽量加热蒸汽消耗量（D），可按下式计算：式中G——淀粉浆量（kg/h）C——淀粉浆比热容{Kj/(kg.K)}t——浆料初温（20+273=293K）t——液化初温（90+273=363K）I——加热蒸汽焓.2738kJ/kg(0.3MPa,表压)——加热蒸汽凝结水的焓，在363K时为377kJ/kg⑴淀粉浆量G：根据物料衡算，日投工业淀粉63.19t；连续液化，63.19/24=2.63（h/t）。加水为1:2.5，粉浆量为：2630×3.5=9205（kg/h）⑵粉浆干物质浓度⑶粉浆比热C可按下式计算：-51- 式中C——淀粉质比热容，取1.55Kj/(kg.K)X——粉浆干物质含量，24.6%C——水的比热容，4.18kJ/(kg.K)⑷蒸汽用量D=㈡灭酶用蒸汽量灭酶时奖液化又90℃加热至100℃，在100℃时的为419kJ/kg.D=要求在20min内使液化由90℃加热至100℃，则蒸汽高峰量为：140以上两项合计，平均量为963+140=1103（kg/h）；每日用量1.1×24=26.4（t/d）高峰量：963+420=1383（kg/h）㈢液化液冷却用水量本设计使用板式换热器，将物料由100℃降至65℃，使用二次水，冷却水进口温度20℃，出水温度58.7℃，需冷却水量（W）：即189（t/d）6.2.2糖化工序热量衡算日产24%的糖液246t，即：246/1.09=225.7（m3）。糖化操作周期30h，其中糖化时间25h。糖化罐100m3，装料75m3，需糖化罐量：，取4台使用板式换热器，使糖化液（经灭酶后）由85℃降至60℃，用二次水冷却，冷却水进口温度20℃，出口温度45℃，平均用水量为：式中10308为糖化液量（液化液+蒸汽冷凝水=9205+1103）要求在2h把75m3糖液冷却至40℃，高峰用水量为：-51- 每日糖化罐同时运转：每投（放）料罐次：每日冷却水用量：2×34.5×3.13=216（t/d）6.2.3连续灭菌和发酵工序热量衡算㈠培养基连续灭菌用蒸汽量发酵罐200m3装料系数0.7，每罐产100%味精量：200×0.7×8%×86%×92%×1.272=11.27（t）年产万吨商品味精。日产100%味精29.75t。发酵操作时间48h（其中发酵时间38h），需发酵罐台数：每日投（放）料罐次：日运转：每罐初始体积140m3，糖浓度16.4g/dl，灭菌前培养基含糖19%，其数量：灭菌加热过程中用104MPa蒸汽（表压）I=2743Kj/kg,使用板式换热器将物料由20℃预热至75℃，在加热至120℃。冷却水由20℃升至45℃。如图7流程所示：每罐灭菌时间3h，输料流量：消毒灭菌用蒸汽量（D）式中3.7为糖液的比热容{kJ/(kg.K)}每天用蒸汽量：3.2×3×3=28.8（t/d）高峰量：3.2t/d平均量：28.8÷24=1.2（t/h）-51- 30℃80℃20℃45℃冷却水120℃生培养液120℃—75℃蒸汽34120℃21——板式换热器（冷却段）2——板式换热器（预热段）3——连消塔4——维持罐图7板式换热器灭菌流程Fig7Flowchartofplateheatexchanger㈡培养基冷却用水量参照应用板式换热器灭菌流程，120℃热料通过与生料热交换，降至80℃，再用水冷却至35℃。冷却水由20℃升至45℃，计算冷却水量（W）全天用水量：69×3×3=621（t/d）㈢发酵罐空罐灭菌蒸汽用量⑴发酵罐体加热：200m3，不锈钢的发酵罐体重34.3t，冷却排管重6t，不锈钢的比热容kJ/(kg.K),用0.2MPa（表压）蒸汽灭菌，使发酵罐在0.15MPa（表压）下，由20℃升至127℃。其蒸汽量为：⑵填充发酵罐空间所需的蒸汽量:因200m3发酵罐的全容积大于200m3，，考虑到罐内之排管、搅拌器等所占之空间，罐之自由空间仍按200m3计算。填充空间需蒸汽量:式中V——发酵罐自由空间即全部容积（m3）-51- ——加热蒸汽的密度（kg/m3）,0.2MPa的表压时为1.622⑶灭菌过程的热损失：辐射与对流联合给热系数，罐外壁温度70℃。=33.9+0.19（70-20）=43.4{kJ/(m2.h.K)}200m3发酵罐的表面积为201m2，耗用蒸汽量：⑷罐壁附着洗涤水升温的蒸汽消耗式中0.001——附壁水平均厚度（1mm）⑸灭菌过程蒸汽渗漏，取总汽消耗的5%，空罐灭菌蒸汽消耗量为：每空罐灭菌1.5h，用蒸汽量：1632×1.5=2448（kg/罐）每日用蒸汽量：2448×3=7344（kg/d），平均量7344/24=306（kg/h）㈣发酵过程产生的热量及冷却用水量发酵过程热量计算有下列几种方法：⑴通过计算生化反应热来计算总发酵热=生物合成热+搅拌热-汽化热生物合成热可通过下列方程计算搅拌热=860×4.18×P（P——搅拌热功率，kW）汽化热=空气流量（m3/h）×（）式中——进出之空气热焓（kJ/kg干空气）——空气密度（kg/m3）⑵通过发酵液的温度升高进行计算关闭冷却水，观察罐内发酵液温度升高，用下式计算QQ式中G——发酵液重量（kg）-51- C——发酵液比热容{kJ/(kg.K)}t——1h内发酵液温度升高数（K）G——设备筒体的重量（kg）C——设备筒体的比热容{kJ/(kg.K)}V——发酵液体积（m3）根据市场和经验数，谷氨酸的发酵热高峰值约3.0×104{kJ/(kg.h)}200m3发酵罐，装料量140m3，使用新鲜水，冷却水进口温度10℃，出口温度20℃。冷却水用量（W）：日运转4.2台，高峰用水量：100×4.2=420（t/h）日用水量:420×0.8×24=8064(t/d)平均用水量：式中0.8——各罐发热状况均衡系数6.2.4谷氨酸提取工序冷量横算等电罐200m3，装液量146m3。相对密度1.06，由30℃降至5℃，降温速度2℃/h。其冷量为：146×103×1.06×2×3.97=1.2×106（kJ/h）式中3.97——发酵液比热容{kJ/(kg.K)}中和时，对水的熔解热为92kJ/mol，6h加98%5100kg，其熔解热为：每天运转4.2台罐，总制冷量：6.2.5谷氨酸钠溶液浓缩结晶过程的热量横算年产万吨商品味精，日产100%味精29.75t，选用25m3强制内循环结晶罐，浓缩结晶操作周期24h，其中辅助时间4h。每罐产100%10t，需结晶罐台数：式中1.6——每罐投入的晶种量（t）-51- ㈠热平衡与计算加热蒸汽量每罐投入40g/dl的中和脱色液（俗称原液）23m3，流加30g/dl母液23m3，过程中加水6m3，在70℃下真空蒸发结晶，浓缩3h，育晶17h。放料数量20m3⑴热量横算①来料带入热量：进料温度35℃，比热为3.5{kJ/(kg.K)}②加水带入热量;(kJ)③晶种带入热量：味精比热容1.67{kJ/(kg.K)}④结晶放热：味精结晶热为12.7Kj/mol⑤母液带走热量：分离母液12m3，这算为相对密度1.26时15t，比热容为2.83{kJ/(kg.K)}⑥随二次蒸汽带走热量：式中20——结晶罐放罐时的结晶液量（m3）⑦随结晶味精带走热量：需外界供给热量：=（3.0×106+1.077×108+1.17×106）-(7.7×106+8.8×105+5.3×104+5.7×105)=9.5×107⑵就算蒸汽用量每罐次用汽量：热损按5%计算每罐浓缩结晶时间20h，每小时耗蒸汽高峰量：45830/20=2292（kg/h）4台罐（实际是3.5台）同时运转，高峰用蒸汽量：-51- 3.5×2292=8022（kg/h）每日用蒸汽量：3.5×45830=160405（kg/d）=160（t/d）每小时平均用蒸汽量：160/24=6.7（t/h）㈡冷却二次蒸汽所消耗冷却水量⑴二次蒸汽数量，即水蒸发速度⑵冷却水用量：使用循环水，进口温度30℃，出口温度45℃,70℃水蒸汽焓2626.8（kJ/kg），需冷却水量（W）4台罐，高峰用水量：80×4=320（t/h）全日用水量：80×20×3.5=5600（t/d）平均用水量：5600/24=233（t/d）为保证循环水温不高于30℃，需加进二次水4000t/d。6.2.6干燥过程的热量衡算分离后湿味精含水2%，干燥后达到0.2%，进加热器的空气为18℃，相对湿度=70%，通过加热器使空气升至80℃，从干燥器出来的空气为60℃。年产万吨商品味精，日产湿味精30.4t，二班生产，即30.4/16=1.9（t/d）。干燥水分量：18℃空气湿含量=70%，=0.009kJ/kg干空气，I=41.8kJ/kg，=104.5kJ/kg干空气用公式：式中——空气经过干燥后的热量变化（kJ/kg）；——出空气加热器的空气热焓（kJ/kg）；——出干燥器的空气热焓（kJ/kg）；I——冷空气的热焓（kJ/kg）；——空气湿含量（kJ/kg）；——进干燥器的空气湿含量（kJ/kg干空气）；——出干燥器的空气湿含量（kJ/kg干空气）；Q——物料初始温度时的物料中每1kg水的热含量（kJ/kg）；Q——加热物料所耗热量{kJ/（kg.K）}；Q——损失热量，通常为有效热量的10%。Q=1.9×103×(60-18)×0.4×4.18/34=3924（kJ/kg水）-51- Q=0.1（595×4.18+0.47×60×4.18+3924-18×4.18）=645（kJ/kg水）=18×4.18-3924-645=-4494（kJ/kg水）设=0.0108=+（-）=104.5+（-4494）（0.0108-0.009）=96.4（kJ/kg水）空气耗量为：34/0.0108-0.009=18888（kg/h）80℃时空气的比容0.83m3/kg实际消耗空气量为：18888×0.83=15677（m3/h）耗用蒸汽量（D）：使用0.1MPa（表压）蒸汽加热，热损失按15%计算：每日用蒸汽量：618×16=9888（kg/d）平均每小时用蒸汽量：9888/24=412（kg/h）6.2.7生产过程耗用蒸汽横算汇总及平衡图横算结果：每日用蒸汽量为t/d，每小时平均量为14.1t/h，高峰量为19.2t/h100%味精单耗蒸汽量[22]：338/29.75=11.4（t/t）以上计算不包括采暖及生活用蒸汽。蒸汽衡算汇总列入表14以及蒸汽平衡图8。表14生产过程耗用蒸汽汇总表Table20Summaryofsteamconsuptedinprocess生产工序日用量（t/d）平均量（t/h）高峰量（t/h）液化糖化连消发酵罐空消精制干燥中和脱色空气净化及其他累计26.428.87.31609.99.6963381.11.20.36.70.40.4414.11.43.21.66.00.60.449.2-51- 338t/d311.6282.8275.5179.5169.99.9P=0.4MPa空二消气级泡净种剂化子酵(表压)9626.426.87.39.6160干燥精制中和脱色取发酵连消糖液化提取单位：t/d图8年产10000t商品味精蒸汽平衡图Fig8SteambalanceofcommercialMSGforannual100000tons6.3水平衡6.3.1糖化工序用水量⑴配料用水量：日投工业淀粉63.19t，加水比1:2.5，用水量为：63.19×2.5=158（t/d）因连续生产，平均水量=高峰水量=158/24=6.6（t/h）（用新鲜水）⑵液化液冷却用水量：平均=高峰量=7.9t/h，189t/d（二次水）⑶糖液冷却水用量（使用二次水）：每日用冷却水量216t/h，平均量：216/24=9（t/d），高峰量：34.5t/h。6.3.2连续灭菌工序用水量⑴配料用水：糖液含糖24%，加水配成19%糖液120.8t，每罐料需加水：每日投料按3罐次计算，需水量：3×25.4=76（t/d）平均量：76/24=3.2（t/h），需求在0.5h内加入25.4t水，所以高峰量：⑵-51- 冷却水用量（使用二次水）：前面已经计算出，高峰量69t/h；每日用量621t/h平均量：621/24=26（t/h）6.3.3发酵工序用水量前面已经算出，日用水量8064t/d，平均量336t/h，高峰量420t/h。（使用新鲜水）6.3.4提取工序用水量用于谷氨酸分离及冲洗水，每日用量50t/d，平均量2.08t/h，高峰量20t/h。使用新鲜水。6.3.5中和脱色工序用水量⑴配料用水(使用回收的结晶罐的蒸汽冷凝水)：日产100%谷氨酸：29.75/1.72×92%=25.4（t），配成40%浓度，需加水量：⑵洗交换柱用水：使用二次水。配稀酸碱用水150t/d，洗低流分用水100t/d，在生处理柱用水600t/d。合计为850t/d。⑶洗废炭用水：30t/d。使用二次水以上两项合计为880t/d。6.3.6精制工序用水量⑴结品过程加水:使用回收结品罐加热蒸汽冷凝水，4台罐每台加水6t.共为24t/d⑵冷却水:使用循环水。前面一算出，高峰用水320t/h，平均用水233t/h，每日用循环水量5600t/d[23]。为保证循环水温不高于30℃，须采取不断补充二次水和和用凉水塔降温的办法。其高峰用冷却水量为320t/h,采用300t/h凉水塔可使水温降低5℃(温差)，即由45℃至40℃。尚须补充二次水量为:6.3.7动力工序用水量锅炉用新鲜水840t/d，空压机、冷冻机及其他用循环水4000t/d，为保证水温，出加进二次水717t/d外，还需采用200t/d凉水塔1台。6.3.8用水量汇总及水平衡图新鲜水只供配料和发酵冷却水用，由发酵冷却后的水称为二次水，供洗柱、配稀酸碱和补充循环水中。精制及动力冷却水采取循环用使用办法，耗水量计算汇总[24]：-51- 新鲜水高峰量：6.6+50.8+420+20=497.4（t/h）=500（t/h）新鲜水平均用量：6.6+3.2+336+2.08+35=383（t/h）日用新鲜水量：158+76+8064+50+840=9188（t/d）100%味精单耗新鲜水：9188/29.75=309（t/t）二次水总量为8253t/d，平均量344t/h循环水量9600t/d，平均量400t/h水重复（循环）利用率为65.8%凝结水量62t/d平均量2.6t/h排水量6843t/d，平均量285t/h表15水量汇总表Table15Summaryofwaterconsumption工序设备给水（t/d）排水（t/d）新鲜水（10℃）二次水（20℃）循环水（30℃）凝结水（50℃）配料液化冷却糖化冷却灭菌配料冷却发酵冷却提取、洗水中和、配料脱色、洗柱洗炭精制、产晶冷却动力、锅炉冷冻、空压站及其他累计15876806450740918818921662188030560052680645600400096003824621892168803050005286843-51- 新鲜水9188t/d90308954890840NNN168768064503824冷空冻压站锅炉精制中和脱色取提取发酵连消糖化4054056218064910X560056004000528X703861289105000XXX528X13156315X68431-糖化2-主发酵3-发酵（种槽）4-发酵、控压间5-提取6-冷冻间7-精制、包装、化验、成品库8-原料库9-地中衡10-门卫11-写字楼、餐厅12-糖液贮罐13-酸碱贮罐14-发酵液贮罐15-液氨罐区16-污水处理17-冷却水塔18-锅炉房19-洗手间20、21-车库22-机修23-变配电24-化粪池图9年产10000t商品味精的水平衡图Fig9Flowchartofwaterbalanceforannual1000tonsMSG-51- 表16主要设备的设计与选型Table16Thedesignandselectionofmainequipment设备名称规格、溶剂材质台数备注生产设备动力贮藏糖化罐板式换热器发酵罐等电罐离心机交换柱中和脱色罐结晶罐贮晶罐离心机干燥机蒸汽电力冷冻机空气压缩机凉水塔液氨贮罐浓硫酸贮罐100m360m3200m3200m312001400×600010m325m325m3XZ-100025th5100kW520kW60m3/min300t/h100m3100m3Q235-A,防腐1Cr18Ni9（不锈钢）1Cr18Ni91Cr18Ni91Cr18Ni9Q235-A,防腐1Cr18Ni91Cr18Ni91Cr18Ni98AS17L5.5-60/4凉水塔DBNL3-30016MnRQ235-A,防腐4266688424233222分离谷氨酸分离味精7环境保护与劳动安全7.1采用的环境保护标准⑴《城镇污水处理厂污染物排放标准》⑵《轻工业企业涉及卫生标准》⑶《室外排水设计规范》7.2防治措施-51- ⑴废气：锅炉产生的烟尘可通过加高烟囱高度和采用旋风除尘器等干式除尘器办法来解决。⑵废渣：炉渣和煤渣可用于铺路、做建筑保温材料，玉米渣和糖渣可做饲料[20]。⑶噪音：可用减震器或吸声罩等办法来降低噪音。⑷废水：循环利用①废液提取单细胞；②废液生产饲料酵母；③厌氧-好氧二段生物处理；④废液制造有机肥料；⑤废液制造杀菌剂和职务生长剂[21]。8企业组织和劳动定员8.1人员培训在工厂设计招聘的第一批职工需要进行培训，要求政治思想好，文化程度高（最低大专文化以上)事业心强。对他们培训采取送到湖南浏阳生物医药园投资味精生产工厂进行岗位培训，主要是在配电、机修、发酵、育种、管理等部门和重要工序进行培训，时间大约为三个月，学成后为今年车间技术骨干，并参加设备的安装和调试。劳动定员：见表1-51- 参考文献[1华东理工大学浙江大学,生物工程(技术)专业英语[M],化学工业出版社,1999:56[2]许赣荣,发酵生物技术专业英语[M],中国轻工业出版社,2004:42[3]英汉生物化学词典[M],科学出版社,1983:35[4]吴思方,生物工程工厂设计概论[M],北京:中国轻工业出版社,2009:47-6878-99[5]于信令,味精工业手册[M],北京:中国轻工业出版社,2009:125-200245-247289-435546-760[6]陈卓贤,味精生产工艺学[M],北京:中国轻工业出版社,1996:111-112169-190[7]韩冬冰,化工工艺学[M],北京:国石化出版社,2003:96-97156-182[8]王福源,现代食品发酵技术[M],北京:国轻工业出版社,1998:38-69[9]贠建民,调味品加工工艺与配方[M],北京:学工业出版社,2006:189-256[10]张克旭,氨基酸发酵工艺学[M],中国轻工业出版社,1992:25-56[11]张启先,我国发酵工业发展现状与对策科技导报[J],1992:36-77[12]高孔荣,发酵设备,中国轻工业出版[M],1991:169-270[13]王旭,禹郑超,味精发酵生产工艺及其主要设备[J],高等函授学报（自然科学版）1995:06：36-40[14]梁世中,生物工程设备[M],中国轻工业出版社,2002:89-190[15]黎润钟,发酵工厂设备[M],中国轻工业出版社,1991:45-96[16]姚玉英,化工原理[M],天津大学出版社,1999:126-227[17]何铭新,建筑制图[M],高等教育出版社,1994:36-87[18]何铭新,机械制图[M],高等教育出版社,1997:45-98[19]戴海平,曲永丽,张惠新,等.膜技术用于味精间接冷凝水处理回用[J],水处理技术,2007:06：5-14[20]卞文国,豆制品高浓度有机废水的处理[J],上海:境科学,1985:04：1-10[21]陈際平,TBAD法处理高浓度有机废水(中试)通过省级技术鉴定[J],环境污染与防治,1986:04：21-27[22]ChemicalEngineeringprogress[M],March,1976:63-64[23]LydersenB.K,D`eliaNelsonK.L.BioprocessEngineering:Systems,equipmentandfacilities,ed[M].johnWiley&Sons,INC,1994：NewYork：97-298[24]W.L.McCabeandJ.C.Smith,UnitOperationsofChemical-51- Engineering,3rded[M].NewYork:GcGraw-Hill,1976：Section4115-216致谢在上学期的学习中，承受林老师的关怀和教诲，老师用实践的经验，渊博的专业知识形象生动地给我们上课，以严谨的治学态度，精益求精的工作作风教育我们，您有诲人不倦的高尚师德。特别是严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。不仅使我树立了远大的学术目标、掌握了基本的研究方法，还使我明白了许多待人接物与为人处世的道理。在此，谨向老师表示崇高的敬意和衷心的感谢！同时，老师孜孜不倦的敬业精神将永远是学生学习的榜样。在毕业设计的写作过程中，参考了大量网上众多有关人士的评论及研究报告，由于篇幅所限，仅列部分，谨此一并致谢。2011年5月于长沙东湖-51-'