三万吨谷氨酸工厂设计
工厂设计-年产3万吨味精工厂发酵车间设计

生化工厂设计概论课程设计题目:年产3万吨味精工厂发酵车间设计学院:生命科学学院专业:生物工程年级:06 级姓名:XXX学号:XXX指导教师:XXX时间:前言课程设计是普通高校本科教育中非常重要的一个环节,同时也是理论知识与实际应用相结合的重要环节。
本设计为年产3万吨味精厂的生产车间设计,通过双酶法谷氨酸中糖发酵以及一次等电点提取工艺生产谷氨酸钠。
谷氨酸单钠(monosodium glutamate),呈强烈鲜味,商品名为味精。
因味精具有肉类鲜味,现已成为人们普遍采用的鲜味剂,其消费量在国内外均呈上升趋势。
随着人们对味精的认识不断深入提高,对它的营养价值、安全性及如何正确使用都有了普遍的了解。
味精具有很强的鲜味(值为0.03%),现已成为人们普遍采用的鲜味剂,其消费量在国内外均呈上升趋势。
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。
味精是一种强碱弱酸盐,它在水溶液中可以完全电离变成谷氨酸离子(GA︱+︱)和钠离子。
味精进入胃后,受胃酸作用生成谷氨酸。
谷氨酸被人体吸收后,参与体内许多代谢反应,并于其他许多氨基酸一起共同构成人体组织的蛋白质。
味精可以增进人们的食欲,提高人体对其他各种食物的吸收能力,对人体有一定的滋补作用。
因为味精里含有大量的谷氨酸,是人体所需要的一种氨基酸,96%能被人体吸收,形成人体组织中的蛋白质。
它还能与血氨结合,形成对机体无害的谷氨酰胺,解除组织代谢过程中所产生的氨的毒性作用。
因此,谷氨酸能用来预防和治疗肝昏迷。
由于谷氨酸参与脑组织的蛋白质代谢和糖代谢,故而能促进中枢神经系统的正常活动,对治疗脑震荡和脑神经损伤有一定疗效。
从总体上说,味精行业的发展前景是比较广阔的,我国是世界上人口最多的国家,而我国的味精出口不足年产量的1%,绝大部分味精都在国内市场上消化了,随着人民生活水平的提高,人们对味精的需求会越来越大,况且国内外市场上对味精的消费不仅仅限于调味,而是广泛的作为一种原材料或香料表面活性剂应用于医药和化妆品生产行业。
年产2万吨谷氨酸发酵工厂的初步设计

第一章总论一、设计项目:(1)设计课题:年产2万吨谷氨酸发酵工厂的初步设计(2)厂址:内蒙古通辽市(3)重点工段:糖化(4)重点设备:糖化罐二、设计范围:(1)厂址选择及全厂概况介绍(地貌、资源、建设规模、人员);(2)产品的生产方案、生产方法、工艺流程及技术条件的制定;(3)重点车间详细工艺设计、工艺论证、设备选型及计算;(4)全厂的物料衡算;(5)全厂的水、电、热、冷、气的衡算;(6)车间的布置和说明;(7)重点设备的设计计算;(8)对锅炉、电站、空压站等提出要求及选型;(9)对生产和环境措施提出可行方案。
三、要完成的设计图纸:(1)全厂工艺流程图一张;(2)重点车间工艺流程图一张;(3)重点车间设备布置立面图一张;(4)重点车间设备布置平面图一张;(5)重点设备装配图一张。
四、设计依据:(1)批准的设计任务书和附件可行性报告,以及可靠的设计基础资料。
(2)我国现行的有关设计和安装的设计规范和标准(3)广东轻工职业技术学院食品系下达的毕业设计任务书五、设计原则:(1)设计工作要围绕现代化建设这个中心,为这个中心服务。
首先要有加速社会主义四个现代化早日实现的明确指导思想,做到精心设计,投资省,技术新,质量好,收效快,收回期短,使设计工作符合社会主义经济建设的总原则。
(2)要学会查阅文献,收集设计必要的技术基础资料,要善于从实际出发去分析研究问题,加强技术经济的分析工作。
(3)要解放思想,积极采用技术,力求设计上具有现实性和先进性,在经济上具有合理性,尽可能做到能提高生产率,实现机械化和自动化,同时兼顾社会和环境的效益。
(4)设计必须结合实际,因地制宜,体现设计的通用性和独特性相结合,工厂生产规模、产品品种的确定,要适应国民经济的需求,要考虑资金的来源,建厂的地点、时间、三废综合利用等条件,/chess95660/chess95660- 1 -并适当留有余地。
(5) 要注意到周围环境的清洁卫生,又要注意到工厂内车间之间的卫生、无菌、防火等条件的相互影响。
毕业设计年产5万吨中和精制谷氨酸钠

毕业设计年产5万吨中和精制⾕氨酸钠摘要味精,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。
本设计为年产味精⼚5万吨味精中和精制⼯段⼯艺设计;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⼀钠即味精为主体⼯艺,进⾏全⼚物料衡算,精制结晶⼯段热量衡算、选型计算,并绘制了全⼚物料流程图、精制结晶⼯段的带控制点的管道及仪表流程图和设备布置图。
中和精制得⾕氨酸钠晶体⼯艺流程:⾕氨酸中和→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。
通过设计明确味精⽣产的⼯艺流程,对⽣产所需的总物料,热量,⽔。
以及相关设备进⾏计算,设计出⼀个具有⾼产量,低能耗,污染⼩的现代化味精⽣产⼯⼚。
本设计的具体计算内容包括对对味精⽣产的四个⼯艺流程的所需的物料、热量和⽔进⾏了衡算和主要发酵选型计算,选取了合适的发酵⽣产设备以及合理的⼯艺流程进⾏味精的⼯⼚⽣产,通过⼀系列的计算从⽽提⾼味精⽣产的质量和产量,降低了⽣产原料成本,既为味精的⼯⼚化⽣产的进步提供合理的理论依据,⼜为环境保护和可持续发展提供重要的数据⽀持,因此此次味精⼯⼚初步⼯艺设计是较为必要的.关键词:味精;精制结晶;⼯艺设计; 结晶罐;AbstractThe design is an annual output of 50000 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 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 purification .Andthe refining process ofmonosodiumglutamate crystals: glutamicacidneutralization, activatedcarbondecolorization, filtration, ionexchange andmetal ion, concentration, evapor ationandcrystallization,separation,dryingand wet MSG crystal MSG, screeningand packaging.The result of the design and the destination of the process is to conceive a high yield, low energy consumption and the production of small pollution MSG plant modernization.This design is to get the feasible data through the four phase calculation, including the material balance calculation , heat balance calculation, water balance calculation and the selection calculation of fermentor, based on which we chose the factory of suitable fermentation production equipment and the reasonable technological processes to produce, in order to improve the quality and output and to low the cost at the same time, both giving the reasonable theory base to the progress of factory production of monosodium glutamate and providing the data support to the environment protection and sustainable development .So, the factory preliminary process design is comparative necessary.Key Words:MSG; Crystallization;The crystallizing tank ; Process Design引⾔ (1)第⼀章⽂献综述 (2)1.1我国味精发展现状 (3)1.2本设计的意义及⽬标 (4)1.3味精结晶⽅法 (4)1.4味精中和精制⼯艺流程 (5)第⼆章全⼚物料衡算 (5)2.1⽣产能⼒ (5)2.2 计算指标 (5)2.3 总物料衡算 (6)2.3.1 商品淀粉⽤量 (6)2.3.2 糖化液量 (6)2.3.3 发酵液量 (6)2.3.4 提取⾕氨酸量 (7)2.3.5 衡算结果汇总 (7)2.4 糖化⼯段物料衡算 (7)2.4.1 淀粉浆量及加⽔量 (8)2.4.2 液化酶量 (8)2.4.3 CaCl2量 (8)2.4.4 糖化酶量 (8)2.4.5 糖液产量 (8)2.4.6 过滤糖渣量 (8)2.4.7 ⽣产过程进⼊的蒸汽冷凝⽔及洗⽔量 (8)2.4.8衡算结果汇总 (8)2.5 配料、连续灭菌和发酵⼯段物料衡算 (9)2.5.1 发酵培养基和⽤糖量 (9)2.5.2 发酵配料 (10)2.5.3 配料⽤⽔ (10)2.5.4 接种量 (10)2.5.5 连续灭菌过程进⼊的蒸汽及补⽔量 (11)2.5.6 发酵过程中加⼊99%液氨量 (11)2.5.7 加消泡剂量 (11)2.5.8 发酵⽣化反应过程所产⽣的⽔分 (11)2.5.9 发酵过程从排风带⾛的⽔分 (11)2.5.10 发酵过程化验取样、放罐残留及其他损失 (12) 2.5.11 发酵终⽌时的数量 (12)2.5.12 衡算结果汇总 (12)2.6 中和等电⼯段物料衡算 (13)2.6.1 发酵液数量 (13)2.6.2 ⾼流量 (13)2.6.3 硫酸⽤量 (13)2.6.4 等电液数量 (13)2.6.5 ⾕氨酸产量 (14)2.6.6 加⽔量 (14)2.6.7 洗⽔量 (14)2.6.8 母液(上清液)数量 (14)2.6.9 物料衡算汇总 (14)2.7 离交⼯段物料衡算 (14)2.7.1 母液调pH⽤硫酸量 (15)2.7.2 母液数量 (15)2.7.3 调⾼流⽤硫酸量 (15)2.7.4 洗脱液⽤99%液氨数量 (15)2.7.5 ⾼流量 (15)2.7.6 排出废液量 (15)2.7.7 配洗脱液⽤⽔量 (15)2.7.8 物料衡算汇总 (15)2.8 中和脱⾊⼯段物料衡算 (16)2.8.1 ⾕氨酸数量 (16)2.8.2 离⼦膜碱⽤量 (16)2.8.3 粉末活性炭⽤量 (16)2.8.4 中和脱⾊液数量 (16)2.8.5 废碳渣数量 (16)2.8.6 ⽤⽔量 (17)2.8.7 物料衡算汇总 (17)2.9 精制(结晶)⼯段物料衡算 (17)2.9.1 中和脱⾊液数量 (17)2.9.2 产MSG量 (17)2.9.3 产母液量 (17)2.9.4 蒸发结晶过程加⽔ (17)2.9.5 MSG分离调⽔洗⽔量 (17)2.9.6 结晶过程蒸发⽔分 (18)2.9.7 物料衡算汇总 (18)第三章全⼚热量衡算 (19)3.1 精制(结晶)⼯段热量衡算 (19)3.1.1 热平衡与计算加热蒸汽量 (19)3.1.2 ⼆次蒸汽冷凝所消耗循环冷却⽔量 (20)第四章设备选型 (21)4.1.液碱⾼位罐 (21)4.2.中和罐 (21)4.3.板框压滤机 (22)4.4.滤液储罐 (22)4.5.颗粒碳柱 (22)4.6.结晶罐 (23)4.7.其他辅助部件 (23)4.8. 板式换热器 (24)4.9,贮晶槽 (25)4.10.离⼼机 (25)4.11.⼲燥机 (25)4.12.粉碎机 (26)4.13.筛分机 (26)4.14.混合机 (26)4.15.泵的选择 (26)4.15.1泵1 (26)4.15.2泵2 (27)4.15.3泵3 (28)4.16.管⼦的选择 (29)第五章中和精制设备⼀览表 (31)第六章参考⽂献 (32)第七章致谢 (33)引⾔味精(Monosodium),⼜叫⼜名“味之素”,学名“⾕氨酸钠”。
3万吨谷氨酸厂设计

3万吨谷氨酸厂设计设计一个3万吨谷氨酸厂,需要考虑生产工艺,生产设备,原材料配送,产品储存和包装等方面。
首先,谷氨酸是一种通过微生物发酵制备的氨基酸。
在谷氨酸厂的设计中,需要设立一个发酵车间,该车间应该包括发酵罐、发酵槽、温控设备、搅拌设备和发酵液循环系统等。
发酵车间应该具备良好的通风和除臭系统,以确保员工的健康和生产环境的干净。
在发酵车间附近,需要设立一个制备车间,用于提取、浓缩和纯化发酵液。
该车间应该包括提取设备、浓缩设备、过滤设备、纯化设备和废水处理设备等。
这些设备应该具备可控制的自动化功能,以确保生产过程的稳定性和产品的一致性。
在原材料配送方面,需要设立一个原料仓库,用于储存发酵过程中所需的谷物原料、发酵菌种和营养介质等。
仓库应该具备合适的温度和湿度控制系统,以确保原材料的质量和保存期限。
谷氨酸的产品储存和包装需要设立一个产品仓库和包装车间。
产品仓库应该具备适当的温度和湿度控制系统,以确保产品的质量和保存期限。
包装车间应该配备自动化包装线,用于对产品进行包装和印刷等。
此外,还需要设计一条合理的输送系统,将原材料、半成品和成品在不同车间之间进行运输。
该系统可以采用管道输送和输送带等方式,以提高生产效率和方便操作。
在谷氨酸厂的设计中,还需要考虑环境保护和安全防护。
应该配备废气处理设备,对排放的废气进行处理和净化。
此外,车间内应该设立安全出口和紧急疏散通道,以防止意外事故时人员的伤害。
总结起来,设计一个3万吨谷氨酸厂,需要考虑生产工艺、生产设备、原材料配送、产品储存和包装等方面。
通过合理的设计和配置,可以实现高效、稳定的生产过程,并保证产品的质量和一致性。
年产3万吨的味精工厂的设计PPT课件

6990 1253 313 958 940 2350 89300
设备选型
位号 设备名称 台数 规格与型号
F301 发酵罐 -311
11 φ5000×10000m m
F321 -326
F331 -336 R301 -311
R321 -326 R331 -336
二级种子 罐
一级种子 罐
发酵罐分 过滤器
种子罐分 过滤器
种子罐分 过滤器
6 φ1400×2800mm 6 φ400×800mm 11 φ1200×1800mm 6 φ75×520mm 6 φ22×150mm
材料 A3钢
A3钢 A3钢 A3钢 A3钢 A3钢
备注 专业设备
专业设备 专业设备 专业设备 专业设备 专业设备
3万吨的味精厂设计
设 计 人:*** *** ***
基本介绍
味精主要用于提高菜肴及各种食物的食用鲜味,可以增进人们 的食欲,提高人体对其他各种食物的吸收能力,对人体具有一 定的滋补作用。因为味精里含有大量的谷氨酸,是人体所需要 的一种氨基酸,96%能被人体吸收,形成人体组织中的蛋白质。 它还能与血氨结合,形成对机体无害的谷氨酸胺,解除组织代 谢过程中所产生的氨的毒性作用,有能参与脑蛋白代谢和糖代 谢。促进氧化过程,对中枢神经系统的正常活动起着良好的作 用。
结束语
感谢聆听
不足之处请大家批评指导
Please Criticize And Guide The Shortcomings
讲师:XXXXXX XX年XX月XX日
工厂选址
本厂址选择河南省商丘市。
商丘属淮河流域,气候温和,四季分明,分属洪泽湖、 涡河、南四湖三大水系。境内流域面积在1000平方公 里以上的骨干河流有涡河、惠济河、沱河、黄河故道、 浍河、大沙河等。河流大多呈西北东南流向,大致平 行相间分布,多属季节性雨源型。全市多年平均天然 水资源总量22.84亿立方米,平均每平方公里21.34万立 方米,人均水资源267.13立方米该市空地充足。并且, 东与江苏省相望、北与山东省接壤、南与安徽省相连, 为中国东引西进、通达南北的桥头堡,亚欧大陆桥中 国段六大中心城市之一、国家南北、东西交通大动脉 陇海铁路、京九铁路、商杭高速铁路、徐兰高速铁路、 连霍高速公路、济广高速公路、105国道、310国道等 均在商丘市区纵横交汇,建设中的民航商丘机场通达 全国主要城市,通往华东沿海港口的沱浍河即将通航。 因此,适合建厂。
年产1万吨谷氨酸钠发酵工厂设计毕业设计

摘要课程设计是普通高校本科教育中非常重要的一个环节,同时也是理论知识与实际应用相结合的重要环节。
本设计为年产1万吨谷氨酸钠的生产车间设计,通过双酶法谷氨酸中糖发酵以及一次等电点提取工艺生产谷氨酸钠。
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。
设计内容为,了解味精生产中的原料处理、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。
关键词:关键词1:谷氨酸钠;关键词2:发酵;关键词3:工艺流程ABSTRACTCourse is designed to education of undergraduate course of common colleges and universities in a very important link, is also a combination of theoretical knowledge and practical application of important link.This design for the annual output of 10000 tons of mono-sodium glutamate production workshop design, through the double enzymatic sugar in glutamate fermentation and a second-class mono-sodium glutamate isoelectric point extraction process production.In this paper, a brief introduction of the process and main equipment for the production ofmono-sodium glutamate fermentation, in order to help understand the concerned knowledge of aeration fermentation process and main equipment.Design content for, understand mono-sodium glutamate in the production of raw materials processing, fermentation, extraction part of manufacturing processes and production methods, according to the actual situation to choose suitable fermentation section in the production process, and the process of raw material to carry on the material balance, heat balance and the selection of equipment.Key words: MSG; FERMENTATION; TECHNOLOGICAL PROCESS1 谷氨酸发酵的工艺流程1.1工艺流程1.1.1 谷氨酸发酵原理1.1.2 谷氨酸发酵工艺流程1.2 原料的选择[2]我国味精生产均以淀粉为原料,成本相对比较高,如全部改用玉米代替大米作原料,每吨味精成本由比国际同行业先进水平高1000元降到比国际同行业先进水平低2000元水平,同时可以大大减少生产所形成的有机废水、废渣,实现清洁生产。
吨L-谷氨酸生产车间设计

目录年产50吨L-谷氨酸的工艺设计1文献评述1.1产物概述名称学名:L-谷氨酸-水化合物;商品名:L-谷氨酸。
因L-谷氨酸起源于小麦,故俗称麸酸。
英文名:Monosodium L-glutamate其它名称:L-2-Aminoglutaric acid, H-Glu-OH, L-glutamic acid, L(+)-glutamic acid, H-L-Glu-OH, S-2-Aminopentanedioic acid产物规格及标准结构式:分子式C6H14N4O2.C5H9NO4分子量321.33理化性质L-谷氨酸为白色鳞片状晶体。
无臭,稍有特殊的滋味和酸味。
呈微酸性。
微溶于冷水,易溶于热水,险些不溶于乙醚、丙酮和冷醋酸中,不溶于乙醇和甲醇。
247-249℃剖析,200℃升华,相对密度1.538(20/4℃),旋光度[α]+30-+33°。
产物用途(1)食品业氨基酸作为人体生长的重要营养物质,不但具有特殊的生理作用,并且在食品产业中具有奇特的成果。
(2)日用扮装品等谷氨酸为世界上氨基酸产量最大的品种,作为营养药物可用于皮肤和毛发。
聚谷氨酸是一种精彩的环保塑料,可用于食品包装、一次性餐具及其它产业用途,可在自然界迅速降解,不污染情况。
随着科学的进步,研究的深入,谷氨酸新的应用领域将越来越广。
(3)医药行业谷氨酸还可用于医药,因为谷氨酸是组成卵白质的氨基酸之一,虽然它不是人体必须的氨基酸,但它可作为碳氮营养与机体代谢,有较高的营养代价。
2、产业生产要领的选择和论证2.1L-谷氨酸生产要领的选择与确定传统工艺中L-谷氨酸的生产要领有两种:合成法和发酵法。
(1)合成法丙烯腈与氢和一氧化碳在高温,高压和催化剂的作用下得到β-氰基丙醛(OHCCH2CH2CN),后者与氰化钾和氯化铵进行斯脱拉克(Straker)反响生成氨基腈。
将氨基腈用氢氧化钠水解,得谷氨酸二钠,然后用硫酸中和,生成D,L-谷氨酸析出,将D,L-谷氨酸进行光学疏散,即可分成L-谷氨酸和D-谷氨酸,后者经消旋化再返回到中和工序。
谷氨酸钠工厂发酵车间设计报告

谷氨酸钠工厂发酵车间设计报告化专999味精发酵生产研发有限公司市场部﹕技术部﹕品控部﹕总负责人﹕市场部调查知识背景:味精是一种常用的食品添加剂,日常生活中很多食品,如即食面、薯条、虾片、酒楼点心等都含有味精。
人类使用味精的历史其实不长,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来自一种氨基酸的钠盐-谷氨酸钠,结构式:谷氨酸钠(C5H8NO4Na),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。
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。
1956年日本协和发酵公司用发酵法生产味精以后,发酵法生产迅速发展,目前世界各国均以此法进行生产。
谷氨酸的通气发酵,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,该生产工艺和设备具有很强的典型性。
技术部方案主要内容:本设计主要内容为,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、管道管径的确定。
最后,画出工艺管道流程图和车间布置图。
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。
本设计利用淀粉为原料,双酶水解制糖后,通过微生物发酵、等电点沉淀提取来生产味精,总工艺流程图如下:液化、糖化酶制剂1.设计依据与主要工业设计参数1.1设计任务设计任务为年产9000吨MSG,纯度99%,年工作320天1.2工艺流程味精生产工艺为利用淀粉为原料,双酶水解制糖后,通过微生物发酵、等电点沉淀提取生产味精的工艺是目前最成熟、最典型的生产工艺。
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.、八,、-一前言1.1性质谷氨酸(a -氨基戊二酸)由两个羧基等组成的酸性氨基酸。
中文名谷氨酸CAS登录号56-86-0英文名glutamic acid EINECS登录号200-293-7化学式C5H9NO4熔点205 C分子量147.130761.2生物合成途径葡苗糖/葡萄糠勺■磷酸11丙犍7-磷酸-—薪蔔櫃馥I弓-磷酿酱萄糊醛戍繼-5-磷酣丙餉酸----------------- *乙醛C必*——if 透过细腕膜___________卷氨嚴---------------------1.3用途谷氨酸是组成蛋白质的20种氨基酸之一,谷氨酸为世界上氨基酸产量最大的品种。
医学上谷氨酸主要用于治疗肝性昏迷等病症。
谷氨酸是构成蛋白质的氨基酸之一,虽然它不是人体必须的氨基酸,但它可作为碳氮营养参与机体代谢,有较高的营养价值。
食品中,用于味精生产,味精的成分是谷氨酸钠。
游离态的谷氨酸普遍存在于日常食物中,是人体中自然代谢的一种产物。
1.4谷氨酸的发展前景目前我国谷氨酸总发酵能力已接近160万吨,约占全球谷氨酸产能的75%而日本的谷氨酸产能,即包括日本味之素株式会社在本土和海外分公司产能在内的合计只有不到60万吨;韩国的谷氨酸发酵能力在20万〜25万吨。
再加上我国台湾地区的谷氨酸发酵能力,可以认为,亚洲谷氨酸厂商基本上主宰了国际谷氨酸市场。
我国也已取代日本成为全球最大的味精(谷氨酸钠)出口国。
而西方国家逐渐改变对味精使用的观念,估计对今后的谷氨酸市场将是一大利好。
目前国内谷氨酸的供给主要由味精生产企业提供,味精生产企业在满足自己的原料需求后对外有少量供给,味精以外用谷氨酸主要由化工企业提供,但在规模上无法与味精企业相比。
因此,我国谷氨酸行业的供给和需求以味精生产为主,其他行业的需求量相对味精消耗量还比较小。
经过几十年时间国内市场的不断洗牌,我国谷氨酸生产企业已从上世纪80年代初的200~300家小企业,缩减为2013年的80多家。
年产量在1万吨以上的有17家,产量在5万吨以上者仅有七八家,包括有河南莲花集团、山东菱花集团、山东雪花公司,沈阳红梅集团、广东星湖公司、重庆飞亚集团、江苏菊花公司和河北梅花公司等。
此外,温州快鹿公司与浙江义乌市蜜蜂公司的产量近几年来增长较快。
我国已成为氨基酸产品的’世界工厂’,主要品种基本齐全,谷氨酸产量位居世界第一,但是产业创新品种较少,产品研发能力弱;资源能源消耗大,环境问题比较突出;工艺技术相对落后,发酵产率和转化率低,经济效益低下,仅靠能源及较低的生产成本优势,难以与世界氨基酸生产强国竞争。
”记者从2011年国际氨基酸产业创新与联盟发展高峰论坛上获悉,我国氨基酸产业亟待通过加快技术创新,实现产业强国梦。
中国生物发酵产业协会理事长石维忱与会致辞时指出,氨基酸作为食品、医药、饲料的添加剂,在食品工业、农业、畜牧业,以及人类健康、保健、化妆品行业方面,发挥了越来越广泛的作用。
2010年,我国氨基酸工业总产量超过300万吨,其中大宗氨基酸产品谷氨酸及其盐产量达220万吨,占世界总产量的70鸠上,居世界第一;年总产值487亿元,其中,新产品产值达22亿元,是2009年新产品产值的7.6倍;赖氨酸及其盐产量达70多万吨,较2009年增长16.6%,产量居世界前列;苏氨酸2010年产量达10万吨,较2009年增长1倍;其他高附加值的小品种氨基酸市场需求量增加。
目前我国氨基酸产业规模以上生产厂家已达近百家,年产值448亿元,利税50多亿元,已成为氨基酸产品的“世界工厂”,在国际上占有举足轻重的地位。
但与国外氨基酸产业相比,我国氨基酸产业明显存在产品结构不合理、主要生产技术指标落后、生产成本较高等问题,离真正意义上的发酵强国尚有不小的距离。
一是创新品种较少,产品研发能力弱。
我国拥有自主知识产权的新型氨基酸产品相对较少,新兴产品比例相对较低,新产品产业化能力较弱;装备自动化和国产化水平较低,生产工艺和技术水平与国际先进水平相比还有一定差距,关键技术仍需要突破,国际竞争力不足,自主创新能力的建设亟待加强和提升。
二是资源能源消耗大,产业资源综合利用水平不高,环境问题比较突出。
主要表现为原料利用率不高,废弃物排放量较大,资源综合利用深度不够和副产品附加值较低,目前一些发达国家原料利用率已达到99%而我国平均水平在95%节能环保方面与世界的差距还很大。
三是工艺技术相对落后,发酵产率和转化率低。
我国氨基酸生产企业众多,但是规模相对较小,工艺相对落后,许多技术仅停留在实验室阶段,还不能直接转化为生产力。
为此,我国氨基酸行业必须加快科技创新,降低能耗,提高资源综合利用率,破除产业发展所面临的环境约束,实现由“产业大国”向“产业强国”的转型。
本设计是是在校期间最后一次大型作业,是对大学四年学习的总结.通过毕业设计,我对所学理论知识有了更深一步的了解,使专业知识系统化.使我进一步锻炼查阅文献、设计计算等综合能力,为我走上工作岗位奠定了基础。
2. 设计总论2.1 设计目的通过本设计,学习并掌握独立检索文献的方法、发酵工厂设计中衡算及设备选型的计算方法;具备独立制定设计工艺方案的能力以及工程制图能力,并由此形成初步的发酵工厂设计能力;能够运用本专业知识独立解决一般的发酵工程技术问题;提高综合素质,培养创新能力和实践能力。
2.2 设计任务以玉米为原料,年产三万吨谷氨酸工厂设计,生产天数为320天,不间断生产。
2.3 设计要求2.3.1衡算物料衡算、热量衡算、水衡算和设备选型的计算•2.3.2 绘图绘制工程图纸(1号图5张):①全厂平面布置图(一张);②工艺流程图(二张);发酵车间、提取车间;③发酵罐剖面图一张;④车间俯视图一张;⑤成品车间平面图一张。
3. 厂址选择3.1厂址选择的原则1)建厂靠近原料地或交通方便的地方,但尽量不占良田,节约资源。
2)要有充足水源,水质应符合谷氨酸生产的需要;3)要有可靠的供电保证。
谷氨酸工厂用电量大,尽可能靠近电厂;4)所选厂址周围应有良好的卫生环境。
根据谷氨酸厂的生产特点,厂址选择在空气质量要好以满足发酵谷氨酸生产的需要;5)要有合理的“三废”处理设施;3.2 厂址的确定石家庄正定县位于河北省西南部。
北距首都北京258千米,距天津新港350千米,东距黄骅港300千米,南与省会石家庄市市区相接。
境内有京广咼铁、京广铁路、107国道、京深高速公路纵贯南北,石德铁路、石太铁路、307国道、石黄高速公路穿境而过,坐落境内的石家庄机场已开通20多条国内外航。
原料运输方便;正定正处于发展阶段,有广阔的销售市场;正定有充足的地下水资源,也有充足的电力供应。
周边农村可提供大量玉米,原材料丰富。
综合上述因素,厂址选定于石家庄市正定新区。
4工艺论证4.1 生产规模年产三万吨谷氨酸工厂4.2 产品规格99盗氨酸质量符合GB8967-8880%?氨酸质量符合QB1500-924.3 生产方法以玉米淀粉为原料、北京棒杆菌为生产菌种生产谷氨酸,分为以下几个车间:4.3.1淀粉车间:除杂,浸泡,破碎,分离,干燥4.3.2制糖车间:是双酶法制糖工艺4.3.3发酵车间:亚适量生物素流加糖发酵工艺4.3.4提取车间:等电点提取工艺4.4工作组成4.4.1 淀粉车间除杂一浸泡一破碎、研磨一分离、干燥4.4.2 糖化车间液化-糖化-过滤4.4.3 发酵车间种子-连消-发酵-空气净化4.4.4提取车间等电提取-离心分离4.4.5 辅助车间化验室、修理车间、泵房、水源净化系统、动力车间。
4.4.6 包装形式现采用塑料袋装,塑料袋的材料有BOPF复膜聚乙烯、聚乙烯符合GB4456-84规定现选用机械包装,包装规格:10g, 20g, 50g, 100g, 250g, 500g, 1kg, 10kg, 25kg,允许偏差符合GB8967-88的规定。
4.5全厂各工段工艺流程4.5.1 制淀粉流程玉米一除杂一浸泡一破碎一胚芽分离洗涤-研磨一纤维分离一麸质分离-离心脱水一气流干燥一玉米淀粉一淀粉贮存库4.5.2 糖化流程调浆—配料—喷射液化—保温维持—层流液化—灭酶—糖化罐—糖化—灭酶—过滤-糖储罐-发酵车间4.5.3 发酵流程生产用菌种:北京棒状杆菌4. 5.4 提取流程98%HSQ高流分I I发酵液---------------- ■等电罐------------------- 晶种停酸搅拌I二步加酸(HSQ+高流)I等电点I停酸搅拌I静止I :II沉淀物上清液4.6 工艺参数玉米淀粉含淀粉90%,淀粉糖转化率97%糖酸转化率60%产酸率12%提取收率 94%发酵周期48h ,发酵时间38h ,初糖14%流加糖30%总糖18%接种量10%生 物素含在糖蜜中。
离心分离 \I湿谷氨酸离心水I I成品母液罐母液罐1 r离子交换柱I洗脱前流 咼流 后流(母液罐)(等电罐)(洗4.8 原料规格工业HSQ> 98%液氨> 99%盐酸> 31%N Q HPQ・ H2Q> 96% 工业HPQ > 85%MgSQ・ 7HQ> 98%精制盐》99%BAPE比重1.01〜1.025,分子量3000〜4000,微黄色油状液体交换谷量 4.5g柱度16 〜50 > 45%活性基团-SQ-离子型Na+GH-10( K-15) 粒状活性炭:真比重 1.24 〜1.298g/ml水分40 〜50%pH 5.0 〜7.0灰分< 40%a -淀粉酶高温活力2000卩/g,用量12卩/g干淀粉中温活力4000卩/g,用量1.25卩/g干淀粉糖化酶活力105卩/g,用量80〜100卩/g,取90卩/g干淀粉粒度10X 24 目, 28 X 42 目, 40 X 60 目强度> 90%4.9 各工段工艺提取工艺论证4.9.1 提取工艺选择A)目的谷氨酸是目的产物,溶解过程中,副产物比较多,因此必须采取适宜工艺把谷氨酸提取出来。
B)提取方法论证提取谷氨酸方法:离子交换法等方法。
a)离子交换法:液相中的离子和固相中离子间所进行的的一种可逆性化学反应,当液相中的某些离子较为离子交换固体所喜好时,便会被离子交换固体吸附,为维持水溶液的电中性,所以离子交换固体必须释出等价离子回溶液中。
b)等电法:禾U用蛋白质在等电点时溶解度最低的特性,向含有目的药物成分的混合液中加入酸或碱,调整其pH值,使蛋白质沉淀析出的方法,称为等电点沉淀法。
c)盐酸盐法:谷氨酸溶解度小,易生成晶体,在浓冷盐酸中,可以提纯,加碱液达到等电点,使谷氨酸析出。
d)锌盐法:谷氨酸某些金属盐的溶解度小,若往谷氨酸发酵液中加入某金属盐生成难溶的谷氨酸金属盐沉淀析出•e)溶剂抽提方法:从固体物质中萃取化合物的一种方法,但此法可行性尚在研究中。