武汉轻工大学《发酵（制药）工厂设计》课程设计说明书设计题目：年产32000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江贤君2014 年1月10 日132000吨味精工厂发酵车间工艺设计（武汉轻工大学生物与制药工程学院武汉430023）摘要：味精，学名为谷氨酸钠（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”。
本文对味精发酵生产工艺及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。
本设计为年产32000吨味精厂的生产工艺，设计内容为，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、热量衡算及设备的选择。
最后，画出发酵工段的工艺流程图和平面布置图。
整个设计内容大体分成三部分，第一部分主要是味精生产的工艺的物料衡算和热量衡算；第二部分设备的设计与选型；第三部分是工艺流程和平面布置图。
关键词：谷氨酸钠，发酵车间，工厂设计Process Design of 32，000 tons Monosodium GlutamateFactory Fermentation WorkshopAbstract：Monosodium glutamate （MSG）is the sodium salt of the non-essential amino acid glutamic acid，which is the final resolve product from protein. If we dilute the salt with 400 times water，we can’t taste salty any more. If we dilute the sucrose with 200 times water，we can’t taste sweetness too. But even if 3000 times water，Monosodium glutamate still taste flavor.In this paper，MSG fermentation process and a brief introduction of major equipment ，in order to help understand the fermentation process and the main ventilation equipment knowledge .According to the actual situation to choose the appropriate section in the production process of fermentation designed annual production capacity of 32，000 tons of the monosodium glutamate factory production process，design content ，understanding raw material pretreatment MSG production ，fermentation，extraction production methods and production processes part ，and the raw material for the process to select the material balance ，heat balance and equipment. Finally ，draw the fermentation section of the flow chart and floorplan .The whole design content roughly divided into three parts，the first part is mainly MSG production technology and equipment selection ; second part consists of fermentation tanks，seed tank and air filter of the design and selection ; third part is the process and floorplan .Key words：Sodium glutamate，fermentation workshop，plant desig1总论1.1概述1.1.1产品名称、性质味精又称味素，是调味料的一种，主要成分为谷氨酸钠。
要注意的是如果在100℃以上的高温中使用味精，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。
文献报道，焦谷氨酸钠对人体无害。
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。
谷氨酸钠是一种氨基酸的钠盐。
是一种无色无味的晶体，在232°C时解体熔化。
谷氨酸钠的水溶性很好，20℃时的溶解度为74克（即20℃时，在100毫升水中最多可以溶解74克谷氨酸钠）。
外观：白色结晶粉末，颗粒状大小熔点：232℃溶解性：易溶于水，20℃时溶解度为71.7g/100ml，微溶于无水乙醇。
谷氨酸钠是一种氨基酸谷氨酸的钠盐。
是一种无嗅无色的晶体，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72克谷氨酸钠。
1.1.2产品应用范围、市场谷氨酸是一种氨基酸，其用途非常广泛，可用于食品、医学、化妆品等。
谷氨酸生产，始于1910年日本的味之素公司用水解法生产谷氨酸。
现在味精生产企业主要分布在山东和内蒙古、东北等地区，其中呼和浩特市的阜丰和通辽市的梅花产量最大。
国内味精目前产能大约有120万吨，阜丰和梅花两家占50%以上。
其他大的企业有河南莲花，山东济宁的菱花、圣花，聊城的三九、信乐，德州的华茂等。
1.1.3产品的各种生产方法味精生产大致经历了三个大的阶段：第一阶段：最早的味精制造方法就是从天然的食物材料中抽取，例如：将海带以热水煮过，取其汤液浓缩后即可得到含有味精的浓缩液或调味粉。
第二阶段：最早商业化制造味精的原料是面筋。
面筋即是面粉中的蛋白质，采用的方法是蛋白质水解法，因为面筋的来源丰富，且含有高达23%的麸胺酸，最适合做为制造味精的原料。
第三阶段：1958年利用微生物生产味精的发酵技术开发成功，主要是利用葡萄糖、果糖或蔗糖为糖源，经特别筛选的味精生产菌种吸收代谢后，合成大量的麸胺酸，是属于生物合成的天然胺基酸。
这些特别筛选的微生物会将糖蜜中的糖转变成麸胺酸。
每消耗一公斤的糖，约可产生0.5公斤的麸胺酸，生产效率非常高。
1.1.3产品质量标准味精系指以粮食为原料经发酵提纯的谷氨酸钠结晶。
1.感官指标：具有正常味精色泽、滋味，不得有异味及夹杂物。
2.理化指标见下表：项目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）≤51.2设计任务本次设计为32000吨味精工厂发酵车间工艺设计。
1.2.1 工艺计算本次设计工艺计算应完成工艺流程各过程的物料衡算，能量衡算，主要设备的工艺条件、工艺参数计算。
1.2.2设备设计和计算本次设计的主要设备设计，在满足工艺条件的前提下，进行主要设备的机械设计，包括强度设计、刚度计算、稳定性计算和结构设计。
典型辅助设备设计选型，包括典型设备主要结构尺寸计算和设备型号规格的选定。
1.2.3工艺流程图设计工艺流程图，按工艺流程图绘制要求完成有一定控制点的流程详图，包括设备、物料管线、主要管件、控制仪表等内容。
主体设备结构详图，按化工设备结构图的要求绘制完成。
1.2.4设备布置图设计设备布置图设计应包括以下两个方面：（1）确定车间的结构型式及主要尺寸，并对生产区、辅助区、行政生活区位置进行布局；（2）确定车间所有设备在车间建筑平面和空间的相对位置。
2生产方案和生产流程的确定选择的主要依据有：原料来源、种类和性质；产品的质量和规格；生产规模；技术水平；建厂地区的自然环境；经济合理性。
保证产品质量符合国家标准，外销产品还必须满足销售地区的质量要求；尽量采用成熟的、先进的技术和设备；尽量减少三废排放量，有完善的三废治理措施；确保安全生产，以保证人身和设备的安全；生产过程尽量采用机械化和自动化，实现稳产、高产。
确定由原料到成品的各个生产过程顺序，即说明生产过程中物料和能量发生的变化及流向，应用了哪些生物反应或化工过程及设备，绘制工艺流程图。
味精生产发酵工艺流程图见附件一3生产流程简述味精生产全过程可划分为四个工艺阶段：（1）原料的预处理及淀粉水解糖的制备；（2）种子扩大培养及谷氨酸发酵；（3）谷氨酸的提取；（4）谷氨酸制取味精及味精成品加工。
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工艺计算4.1设计依据与主要工艺技术参数4.1.1生产规模及产品规格生产规模：年产32000吨味精生产规格：纯度为99%的味精4.1.2生产工作制度全年生产320天，2~3班作业，连续生产。
4.1.3主要工艺技术参数及基础数据日产量：32000/320=100（t）倒罐率：0.3％发酵周期：38-40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： 90％ 味精对谷氨酸的精制收率：110％ 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%，MgSO4 0.04％，KCl 0.12％，Na2HPO4 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 %，MgSO4 0.04％，K2HPO4 0.1％，尿素 0.35％，消泡剂 0.03％ 4.2物料衡算4.2.1发酵车间的物料衡算首先计算生产1000kg 纯度为100%的味精需耗用的原辅材料及其他物料量。