年产10万吨味精工厂设计

年产10万吨味精设计

一.文献综述

1.1味精的性质[1]

味精是谷氨酸的一种钠盐，为有鲜味的物质，学名叫谷氨酸钠，亦称味素。化学名α-氨基戊二酸一钠，是一种由钠离子与谷氨酸根离子形成的盐，是一种无嗅无色的晶体，对光和热稳定，无吸湿性，在232℃时解体熔化。其中谷氨酸是一种氨基酸，而钠是一种金属元素。生活中常用的调味料味精的主要成分就是谷氨酸钠。

摩尔质量169.111gmol-1 ，白色或近白色结晶性粉末，熔点225 ℃，易溶于水，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。微溶于乙醇。

1.2味精的作用与功能[2]

味精是一种增鲜味的调料，炒菜、做馅、拌凉菜、做汤等都可使用。一般用量为0.2%～0.5%。也可用作生化试剂。中国菜里用的最多，也可用于汤和调味汁。

味精对人体没有直接的营养价值，但它能增加食品的鲜味，引起人们食欲，有助于提高人体对食物的消化率。另外,味精中的主要成分谷氨酸钠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。

味精虽能提鲜，但如使用方法不当，就会产生相反的效果，会对人体有害。

它在消化过程中能分解出谷氨酸，后者在脑组织中经酶催化，可转变成一种抑制性神经递质。当味精摄入过多时，这种抑制性神经递质就会使人体中各种神经功能处于抑制状态，从而出现眩晕、头痛、嗜睡、肌肉痉挛等一系列症状；有人还会出现焦躁、心慌意乱；部分体质较敏感的人甚至会觉得骨头酸痛、肌肉无力。长期过量食用味精可能导致视网膜变薄、视力下降，甚至失明。另外，过多的抑制性神经递质还会抑制人体的下丘脑分泌促甲状腺释放激素，妨碍骨骼发育，对儿童的影响尤为显著。

1.3味精行业发展史[3]

1.3.1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员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。

1.3.2世界味精的发展

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2 东北电力大学生物工程课程设计为麸酸或谷氨酸（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。1965年以后我国味精厂都自采用以粮食为原料（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。

1.3.3我国味精工业发展史

1925年，吴蕴初将自己的生产工艺公开，以做好向欧美行销的准备。1926～1927年吴蕴初还将“佛手牌”味精的配方、生产技术等，向美、法等化学工业发达国家申请专利，并获批准。这也是中国历史上，中国的化学产品第一次在国外申请专利。

1926年，佛手牌味精获得美国费城世界博览会金奖。1930年，1933年，吴蕴初的味精继续在世界博览会上连续获得奖项，佛手牌味精打入了欧洲等海外市场。日本“味之素”在东南亚的市场也被中国产品取代。按照北洋政府的专利法，吴蕴初的味精专利可以享有5年的专利保护。1926年，吴蕴初宣布，放弃味精的国的专利，希望全国各地大量仿造生产。此后，国各地先后出现了十几个味精品牌，国货味精市场极大繁荣，日本3东北电力大学生物工程课程设计的“味之素”除了在日本关东军占领的我国东北地区外，在中国的其他地区再也难见踪影。

1926年佛手牌味精参加在西班牙举办的国际博览会上，获得金奖。1930年，“佛手”味精赴比利时列日产业科学世界博览会，又获大奖。1933年，美国芝加哥世博会，主题为“一个世界进步”。吴蕴初紧扣主题制作了“百年中国调味品也之进步”的宣传手册，以及红木的展示台。由于产品品质优异，加上宣传到位，“佛手”味精再获大奖。之后，味之素公司成立，致力于味精的生产与产品在日本市场的销售。「味之素」意味着「味觉的元素」。1947年，味精登陆美国市场，命名为:Ac'cent flavor enhancer。

现代的味精商业化生产是通过淀粉，甜菜，甘蔗培养基发酵生产的。2001年，味精的销售量达到大约有150万吨，比上年增长了4%。在欧美国家老一套的看法中，味精总是与中餐馆的食物联系到一起。而事实上，现在在美国销售的许多种普通食品中都能找到味精的踪迹：大多数美国产罐装汤，如美国汤品生产商金宝汤公司的汤类产品（部分低钠产品除外）,大多数美国产肉鸡肉牛产品，如史云生（部分低钠产品除外）,大多数美国产薯条产品，其它的许多零食产品，众多的冷冻食物，快餐产品，如各种调味品。

二．味精生产工艺概述[4]

2.1味精的加工工艺发展

其实味精的历史不长，从发现至今还不到百年，和源远流长的油、盐、酱、醋、酒等调味品相比，味精只能算是个蹒跚学步的幼儿。味精早期生产是利用蛋白质水解法制取。将面粉制成含蛋白质较多的面筋，或用豆饼加盐酸溶液加热，使蛋白质完全水解生成含谷氨酸的溶液，再浓缩使之结晶。

五十年代起人们采用糖和氮肥（硫铵、氨水、尿素等）为原料，利用细菌发酵法制谷氨酸。该法卫生又经济, 每百斤糖可制谷氦酸五十多斤，因而迅速推广成为目前生产味精的主要方法。

2.2味精生产全过程可划分为糖化、发酵、提取谷氨酸晶体、精制得谷氨酸钠晶体四个工艺阶段:

2.2.1调浆→糖化工艺

淀粉、水→调浆（加Na2CO3和淀粉酶）→喷射液化→保温灭菌→过滤→层流罐→贮罐→冷却→糖化

2.2.2发酵→提取谷氨酸晶体工艺

冷却→发酵罐发酵→冷却→等电点中和→谷氨酸晶体→加水溶解→二次中和→得谷氨酸钠溶液

2.2.3精制得谷氨酸钠晶体工艺

活性炭脱色→过滤→离子交换脱金属离子→浓缩→蒸发结晶→分离出湿味精→干燥→得晶体味精→筛选→分装

三．总物料衡算

年产10万吨（99%占80%，80%占20%），原料为24%葡萄糖液，产酸率为10.2g/dl，糖酸转化率54%，谷氨酸提取率93%，谷氨酸钠收率94%，发酵周期40-44h。

3.1生产过程的总物料衡算

3.1.1生产能力

此次设计的味精精制车间工艺设计的生产能力为年产量10万吨，99%规格的味精占80%，即80000（t/d）；80%的味精占20%，即20000（t/d）。（1）折算为100%味精为：80000*99%+20000*80%=95200（t/d）（2）全年生产日为320天，则日产商品味精：100000/320=312.5（t/d）（3）日产100%MSG的量：95200/320=297.5（t/d）

3.1.2总物料衡算

本设计以24%葡萄糖液为原料，以1000kg葡萄糖液为例计算。

（1）1000kg葡萄糖理论产100%MSG的含量：

1000*81.7%*1.272=1039.22（kg）

式中：81.7%——糖酸理论转化率；

1.272——精制理论收率。

（2）依照本设计的生产指标，1000kg24%葡萄糖液实际产100%MSG：1000*93%*54%*94%*1.272*24%=144.11（kg）

式中：54%——发酵时糖酸转化率；

93%——谷氨酸提取率；

94%——谷氨酸钠收率。

（3）生产味精时葡萄糖单耗

1t100%MSG消耗葡萄糖量：1000/144.11=6.94(t)

24%葡萄糖液的密度为1.09kg/L，则实际消耗24%葡萄糖液体积：

6.94/1.09=6.37（m3）

3.1.3生产过程中所用的工业原料及中间品计算

（1）葡萄糖液用量

297.5*6.49=2064.65t/d）

100%葡萄糖量：297.5*6.94*24%=495.45（t/d）

（2）发酵液量

495.45*54%=267.55（t/d）

折算为10.2g/dl的发酵液为：267.55/10.2%=2623.00（m3），2623.00*1.05=2754.15（t）（1.05为发酵液的相对密度）

（3）提取谷氨酸的量

纯谷氨酸量：267.55*93%=248.82（t/d）

折算为90%的谷氨酸量为：248.82/90%=276.47（t/d）

（4）谷氨酸废母液量（采等点—离回收法，以排出之废母液含谷氨酸0.3g/dl 计算）

（267.55-248.82）/0.3% =6243.33（m3）

3.1.4总物料衡算结果表

表3-1 年产10万吨味精总物料衡算结果列汇总