年产1000吨咸味香精工厂设计

南阳理工学院本科生毕业论文

学院（系）：生物与化学工程学院专业：食品科学与工程学生：

指导教师：

完成日期 2010 年 5 月

南阳理工学院本科生毕业论文

年产1000吨咸味香精工厂设计1000 tons of savory flavor plant design

总计：26页

表格：10个

插图： 4 幅

南阳理工学院本科毕业论文

年产1000吨咸味香精工厂设计1000 tons of savory flavor plant design

学院（系）：生物与化学工程学院

专业：食品科学与工程

学生姓名：李向杰

学号：17106003

指导教师：刘尚军

评阅教师：

完成日期：2010.5

南阳理工学院

Nanyang Institute of Technology

年产1000吨咸味香精工厂设计

李向杰食品科学与工程

摘要：本设计主要是进行年产1000吨咸味香精工厂设计。

在对全球和我国咸味香精产销和加工的现状进行充分调研的基础上，分析了我国咸味香精的生产和贸易现状。拟定在南阳市高新区投资咸味香精生产厂。首先依据拟定的产量对生产车间进行了物料、热量衡算；进而依据国际市场要求进行了车间的工艺设计和主要的设备选型。第三，对公用设施、土建等方面也作了一个初步的设计方案；同时，对水、电、煤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. 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。

关键词:咸味香精、美拉德反应、工艺流程、工厂设计

1000 tons of savory flavor plant design

Abstract:This design is mainly to produce 1,000 tons of salty flavor plant design.

In the salty flavor of the world and our marketing and processing status of a full investigation based on the analysis of savory flavors of our production and trade situation. Developed in Nanyang City, New District savory flavor plant. Developed based on the output of the first workshop conducted on the material, heat balance; then carried out according to international market requirements Workshop process design and major equipment selection. Third, utilities, civil engineering, etc. have also made a preliminary design; the same time, water, electricity, coal usage and costs were estimated. Finally, the design also made the necessary technical and economic analysis．Full account of the whole design of the current economic situation and future development needs, from the energy point of view the selection of equipment. Maximize the production process mechanization and automation level, while seeking to technically advanced, reliable quality, reasonable layout, standard.

Key words: savory flavor, Maillard reaction, process, plant design

第一章绪论

1.1 国外咸味香精生产现状和发展趋势

1.1.1 国外咸味香精生产现状

国外很多食品配料、食用香精企业都有上百年的发展历史,有着成熟的食用香精产业工业体系。高新技术应用广泛，例如高冲击力原料、特征性香料在咸味香精中的应用，计算机仿真香气合成技术、脂肪氧化技术、微胶囊技术在咸味香精中的应用极大的推动了食用香精的技术进步。

1.1.2 国外咸味香精发展趋势

在今后十年中，美国、欧洲的食品香精市场将出朝着健康食品的发展趋势。咸味休闲食品香精产销量有望以一个良好的速度增加。口味的选择，将继续转向民族食品，咸味香精增长速度有望高于香精的平均增长速度。

1.2 我国咸味香精生产现状和发展趋势

1.2.1 我国咸味香精的发展历程及展望

我国咸味香精的发展经历了萌芽阶段、成长阶段、快速发展阶段和成熟阶段，从2001年开始，进入了创新提升阶段。目前咸味香精的基础研究和应用基础研究受到普遍重视，从事研究的有十几家高等院校，还有一些有实力的咸味香精企业。咸味香精的研究工作进一步加强，高新技术在提升咸味香精品质和竞争力中的作用越来越重要，咸味香精将真正成为技术密集型的产业。脂肪控制氧化技术、定向酶解技术、发酵技术、生物防腐剂技术将在咸味香精生产中得到应

用。多频超声波萃取技术在辛香料有效成分提取中将得到应用，组合化学方法在关键香料合成及筛选中将被采用，气相色谱-嗅闻技术在关键香成分鉴别中将被采用。

民以食为天，食以味为先，而中国食品界著名人士李士靖先生说过，“香乃食品之神，味乃食品之魂”，毫不夸张的说，没有食品添加剂就没有现代食品工业，而其中咸味香精的应用已经遍及各类加工食品，咸味香精工业发展将使方便面、肉制品、调味品、膨化食品、休闲食品等加工食品的香味更加丰富多彩，进一步促进食品工业乃至饮食业的发展。

1.2.2 我国咸味香精的贸易状况

咸味香精是个新兴行业，在我国发展仅20多年，2007年全行业销售额约25亿元人民币，比2005年增加了约25%。未来十几二十年，中国咸味香精还将保持较高的增长速度，对行业来说是一个很好的机遇。在几年内将进入新一轮的快速发展期。产品主要是鸡肉香精、牛肉香精、猪肉香精、鸭肉香精、海鲜香精等咸味香精。广泛应用于调味品、肉制品、方便面、膨化食品、休闲食品等生产领域，风味浓郁、口感鲜美、天然纯正、富含多种氨基酸，可增加香气及口感，改善其产品质量。随着食品向方便化、休闲化发展趋势，应用范围越来越广泛，需求量也越来越大。每年以17%左右速度在不断增长。市场潜力广阔，发展前景很好。

1.3 立题的背景与意义

1.3.1 咸味香精的功能和用途

咸味食品香味的来源主要有两种途径：一是在热加工过程中由食品基料中的香味前体物质通过热反应产生的；二是由咸味食品香精和/或香辛料提供的。食品中源于上述两种途径的香味物质，在化学结构上没有本质区别，都是由构成生命体系最基本的五种元素C、H、O、S、N组成的，最常见的是各种醇、醛、酮、缩醛、缩酮、羧酸、酯、内酯、有机硫化物和杂环化合物等。

人类对咸味食品香味的要求是多种多样的，也是日益增长的。咸味食品由于加工工艺、加工时间等的限制，在热加工过程中产生的香味物质从质和量两方面都难以满足人们的要求，必须通过添加咸味食品香精来补充或改善。咸味食品香精在咸味食品的功能是补充和改善食品的香味，这些食品包括各种肉类、海鲜类罐头食品、各种肉制品、仿肉制品、方便菜肴、汤料、调味料、调味品、鸡精、膨化食品等。和其他食品香精一样，为食品提供营养成分不是咸味食品香精的功能。

1.3.2 新技术在咸味香精生产中的应用

1.3.

2.1 咸味香精的制备技术

（1）香精调配技术

单体香料在调香中的应用一直是制备液体香精的关键技术。随着分析技术、精细化学品的有机合成技术的发展,越来越多的香原料被应用到咸味香精的制备过程中,而其中的那些“高冲击力原料”和“特征性原料”越来越受到调香工作者的广泛关注。

高冲击力原料对提高香精的品质起着十分重要的作用 ,不仅仅

是减少配方中的用量 ,更重要的是使香精具有更自然真实的香味 ,这个是由于市场的需求而促成的前所未有的技术进步；而特征性香料 ,就是本身具有或者稀释到一定程度后具有肉味或者海鲜香气的原料。比如 , 1，2-甲基十三醛是由反刍动物的瘤胃中的微生物作用 ,并以乙缩醛磷脂的形式 ,在胃管中被吸收后形成的。高温加热时并不能被释放出来 ,而需在长时间用文火煨炖牛肉时被释放出来 ,利用这一区别它可帮助调香师调配出不同风味的炸牛肉和炖牛肉香精。

（2）计算机仿真香气合成技术在咸味香精中的应用

咸味香精的制备过程往往是结合分析仪器和调香师的专业知识经验，而这往往缺乏精确性，同时也没有效率而言 ,因为调香师灵感的迸发和时间不是成正比的。但是把计算机应用在调香过程中 ,就出现了“计算机仿真香气合成系统”技术 ,这将会成为创香过程中更加有力的工具。该系统基本上能即时混合香气组分、迅速评估新成分；成分将被储藏于计算机内用于比较分析。该系统可以快速达到平衡，这一优点给调香师大量尝试各种组合的机会。而在传统过程中，30分钟只能做两到三个试验，而现在可以尝试上百个组合，同时可能会有出乎意料的结果。

（3）脂肪氧化技术在咸味香精中的应用

脂肪是肉类特征风味的主要来源。而脂肪氧化是产生特征风味物质的主要途径，不同肉类风味的差异主要是由于脂肪氧化产物不同造成的。在肉味香精制造过程中非常重视脂肪的作用 ,将脂肪作为与肉同等重要的原料。但在肉味香精制造中添加过多的脂肪容易引起液体

香精的分层和食品的油腻感 ,因此在肉味香精制造中使用经过调控氧化的脂肪，这样不仅可以大大减少脂肪的用量，而且可以增强肉味香精的特征风味。

（4）微胶囊技术在咸味香精中的应用

微胶囊技术是利用天然或合成的高分子材料，将敏感物料包裹后形成封闭性较好的微小胶囊的一项技术，已成为现代食品工业技术中最重要的新技术之一。在欧美发达国家,超过 50%的香精均采用了微胶囊技术。微胶囊香精有以下优点：微胶囊囊壁能隔离物质间的相互作用 ,保护敏感物料 ,如防止氧化等；香精香料采用微胶囊技术包埋后可以保证香精产品在货架期内香气强度和香型不发生变化；改变物料的状态，如液态的香精经过微胶囊化后成为固体粉末，便于加工、运输和储藏。喷雾干燥法非常适用于亲油性液体物料的微胶囊化，喷雾干燥时间很短，只有几秒钟，生产连续进行，产品可免于长时间受热，因而更适用于许多热敏性材料。

微胶囊肉味香精已经成为香精行业发展的必然趋势 ,因此微胶囊技术将是一项非常值得深入研究的工作。

1.3.

2.2 咸味香精的分析检测技术

（1）固相微萃取技术和热脱附技术在咸味香精中的应用

固相微萃取法是一种分析检测食品风味物质较新的方法 ,以化学工作站为基础平台 ,以谱库为依托 ,结合有机化学、质谱学等知识得出分析报告来知道咸味香精的制备 ,其特点是适合于对多组分混合物进行快速有效的定性鉴定和定量分析 ,准确地测定未知组分的

分子量 ,并推测化合物的结构 ,利用全扫描技术 ,可以鉴别色谱峰 ,并且利用计算机网络系统对复杂的多组分样品的大量质谱数据进行收集、存储、处理和质谱索引。

热脱附作为一种快速的样品预处理技术 ,随着科技的不断进步 ,能用于食品风味研究的新仪器、新方法都得到了很大的发展 ,动态顶空的热脱附就是一个很好的例子。热脱附仪是一种基于动态顶空原理设计的较为全能的样品前处理装置 ,它可以扩展气相色谱、气质联用的分析范围，理论上能处理气体、液体和固体样品。

（2）气味指纹分析技术

气味指纹分析技术是近十年来针对复杂介质和含协同作用的样品而发展起来的一门新技术。这门技术模拟人类的感官感知模式,基于传感器阵列技术和模式识别技术 ,通过传感器→电脑软件分析→ 电子指纹判定敏感的识别气味指纹及其变化 ,尤其当样品间的差异很小的时候 ,无法很直观地得到可信的结论 ,气味指纹分析技术采用化学计量学的数据处理方法得到直观、可靠、科学的分析结果 ,所用仪器为气味指纹分析仪 ,即“电子鼻” 或“电子舌”。在咸味香精领域 ,电子鼻用途很广 ,大体分为两方面：比较香气强度上的变化、比较香气香型的变化。

1.4 本设计拟定的工作内容

（1）咸味香精的工艺流程及要点:首先设计生产工艺流程，阐述工艺流程中的重点要点问题，最后阐述咸味香精质量的控制方法；

（2）咸味香精物料衡算:以原辅料及成品的指标为依据进行物料

衡算，衡算的数据作为设备选型及能源配备的基础数据依据；

（3）主要设备热量衡算及设计:包括设备选型、热量衡算；

（4）主要设备选型:包括搅拌罐、反应釜、胶体磨、绞肉机、封口机、打包机、台秤、通风扇等；

（5）劳动组织设计；

（6）辅助部门设计；

（7）公用系统设计；

（8）土建防火卫生设计；

（9）经济技术分析。

1.5 设计原则

1.5.1符合国家的方针政策

厂址选在当地规划区内，并尽量少占良田。

1.5.2符合生产条件

厂址附近有良好的卫生环境，无有害气体、放射源、粉尘及其它扩散性污染源，以保证产品的卫生质量和职工的劳动环境。厂区所在地有可靠的地质条件和一定的地耐力。

1.5.3投资少，经济合理

厂区所在地有方便的运输条件，有一定的供电条件以满足生产的需要；有充足的水源且水质较好，符合卫生部颁发的饮用水质标准。废水处理后排放到污水处理厂。

1.5.4充分利用原辅料

降低成本，提高产品质量，增强市场的竞争力适应市场经济的发

展，力图发展生产，活跃市场。

1.6 产品方案及班产的确定

1.6.1 依据

年产量1000吨咸味香精，其中液体香精500t，粉状香精200t，膏状香精300t。

1.6.2 要求

做到产品产量、劳动力、班次、设备生产、水、电、汽基本平衡，达到经济运行的目的。

1.6.3 产品方案

1.7 厂址的选择

随着咸味香精行业的蓬勃发展，咸味香精行业成为了食品行业重要的一部分，其中人们的消费又逐渐趋向于纯天然的，健康的香精香料。本设计工厂建在南阳市高新区工业园内，环境条件适宜，水源充足，交通畅通。

河南省是农业大省，食品产业是其第一支柱产业。而南阳素有“中州粮仓”之称，是全国粮、棉、油、烟集中产地。食品工业也是其主要工业之一。通过项目的完施，可有效促进项目区食品工

业的发展，是新时期对我国中部农业生产、特别是新兴食品高新产业发展方向的大胆尝试，具有十分重要的意义。创建1000吨咸味香精建设项目，对南阳市发展新兴高新产业的产业化发展将产生很好的辐射带动和典型示范作用。

第二章工艺流程及论证2.1 工艺流程

2.1.1 液体香精生产工艺流程图

2.1.2 热反应类香精（膏状、粉状香精）生产工艺流程图

浆（膏）类香精

2.2工艺流程要点

2.2.1 原辅料的采购与验收

原辅料主要有猪肉、牛肉、食用玉米淀粉、谷氨酸钠、葡萄糖、I+G、大豆色拉油、2-甲基-3-呋喃硫醇、呋喃酮等

精瘦肉主要从当地采购，由采购部和质检部多方调查确定合格供应方，签订采购合同。原辅料验收必须按以下要求进行：（1）必须是合格供应商提供的原料

（2）肉类检验报告

2.2.2 加酶水解

热反应香精原理预处理要进行精瘦肉的加酶水解，温度要求

50℃，水解时间2小时。

2.2.3 补充糖类及氨基酸

根据生产配方不同，所添加种类和添加量有所不同。

2.2.4 美拉德反应

原辅料配好后在反应釜中进行美拉德反应，温度要求100℃，反应时间1.5h。

2.2.5 包装

拌粉类与膏状、液体香精应分开包装，避免交叉影响。

2.3 质量指标

第三章物料衡算与主要设备选型

依据：年产1000t咸味香精计，每年实际生产300天计算。考虑期间设备维护、班间工人就餐以及其它影响因素，每天按照8h生产计算。

3.1 咸味香精日产量计算

本设计每日工作为两班制，每班实际工作时间为八小时。

日产咸味香精量为:1000t÷300天=3.3t/d

其中日产液体香精1.67t，粉状香精0.67t，膏状香精1t。

3.2 生产损耗计算

生产损耗一览表

3.3 物料衡算

3.3.1 液体香精（猪肉香精）物料衡算

表3-3-1 猪肉香精配方

（1）每日生产1.67t（1670Kg）猪肉香精的物料衡算

由配方表可知生产0.1Kg各物料的用量，若每日生产1.67t，只需要将各物料扩大16700倍即可。故有如下数据：

3.3.2 热反应香精物料衡算

（1）每日生产0.67t粉状香精（鸡肉粉）的物料衡算

（2）每日生产1t膏状香精（烤牛肉香精）的物料衡算

表3-3-3烤牛肉香精原辅料日消耗量（Kg）