年产1.5万吨谷氨酸发酵车间设计说明.doc

. . . . PAGE / NUMPAGES 年产1.5万吨味精工厂发酵车间设计说明书 引言 味精是人们熟悉的鲜味剂，是L—谷氨酸单钠盐(Mono sodium glutamate)的一水化合物(HOOC-CH2CH(NH2)-COONa·H20)，具有旋光性，有D—型和L—型两种光学异构体。味精具有很强的鲜味(阈值为0. 03%)，现已成为人们普遍采用的鲜味剂，其消费量在国外均呈上升趋势。1987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［1］。早期味精是由酸法水解蛋白质进行制造的，自从1956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。 谷氨酸发酵是通气发酵，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［2］。该生产工艺和设备具有很强的典型性，本文对味精发酵生产工艺与主要设备作简要介绍，以期有助于了解通气发酵工艺和主要设备的有关知识。 设计容为，了解味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、热量衡算与设备的选择。最后，画出发酵工段的工艺流程图和平面布置图。 整个设计容大体分成三部分，第一部分主要是味精生产的工艺和设备选择；第二部分包括发酵罐、种子罐与空气分过滤器的设计与选型；第三部分是工艺流程和平面布置图。 由于我的水平有限，加之对先进设计的了解甚少，设计中有好多不足的地方敬请各位老师和同学批评指正。 1 味精生产工艺 1.1 味精生产工艺概述 味精生产全过程可划分为四个工艺阶段:(1)原料的预处理与淀粉水解糖的制备;(2)种子扩大培养与谷氨酸发酵;(3)谷氨酸的提取;(4)谷氨酸制取味精与味精成品加工。 与这四个工艺阶段相对应味精生产厂家一般都设置了糖化车间、发酵车间、提取车间和精制车间作为主要生产车间。另外，为保障生产过程中对蒸汽的需求，同时还设置了动力车间，利用锅炉燃烧产生蒸汽，并通过供气管路输送到各个生产需求部位。为保障全厂生产用水，还要设置供水站。所供的水经消毒、过滤系统处理，通过供水管路输送到各个生产需求部位［4］。 味精发酵法生产的总工艺流程见图1。 空气菌种原料 空气 菌种 原料 空气压缩机预处理斜面培养 空气压缩机 预处理 斜面培养 摇瓶扩大培养冷却水解 摇瓶扩大培养 冷却 水解 除铁离心沉淀发酵配料过滤 除铁 离心 沉淀 发酵 配料 过滤 气液分离种子罐扩大培养过滤 气液分离 种子罐扩大培养 过滤 淀粉水解糖 淀粉水解糖 过滤除菌脱色 过滤除菌 脱色 浓缩结晶 浓缩结晶 离心 离心 等电点调节 等电点调节 过滤干燥大结晶干燥母液小结晶粗谷氨酸 过滤 干燥 大结晶 干燥 母液 小结晶 粗谷氨酸 拌盐粉碎粗谷氨酸 拌盐粉碎 粗谷氨酸 成品味精粉状味精离子交换处理溶解 成品味精 粉状味精 离子交换处理 溶解 粗谷氨酸溶液中和制味精 粗谷氨酸溶液 中和制味精 图1 味精生产总工艺流程图 1.2 原料预处理与淀粉水解糖制备 1.2.1原料的预处理 此工艺操作的目的在于初步破坏原料结构，以便提高原料的利用率，同时去除固体杂质，防止机器磨损。用于除杂的设备为筛选机，常用的是振动筛和转筒筛，其中振动筛结构较为简单，使用方便。 用于原料粉碎的设备除盘磨机外，还有锤式粉碎机和辊式粉碎机。盘磨机广泛用于磨碎大米、玉米、豆类等物料，而锤式粉碎机应用于薯干等脆性原料的中碎和细碎作用，辊式粉碎机主要用于粒状物料的中碎和细碎［3］。 1.2.2淀粉水解糖制备 在工业生产上将淀粉水解为葡萄糖的过程称为淀粉的糖化，所制得的糖液称为淀粉水解糖。由于谷氨酸生产菌不能直接利用淀粉或糊精作碳源，因而必须将淀粉水解为葡萄糖，才能供发酵使用。目前，国许多味精厂采用双酶法制糖工艺。 1.3 种子扩大培养与谷氨酸发酵 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