年产1.5万吨味精工厂设计酶解法制糖工艺研究

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1、摘 要本设计简要介绍了味精的开展历程及我国味精工业的现状，重点研究了年产15000吨味精厂酶解法制糖工段的生产工艺，并对总平面布置图、公用工程水、电、汽等、环境保护及综合利用、工业卫生和劳动保护等方案进行了概述。设计了厂区总平面图、制糖工艺流程图、制糖车间设备流程图等。本工艺是利用玉米淀粉为原料，双酶水解制糖后，通过谷氨酸棒杆菌发酵、等电点沉淀提取谷氨酸，再经过中和、脱色、除铁、结晶、枯燥制成味精。特别对酶解法制糖工艺进行了深入的研究，酶解法制糖工艺是利用玉米淀粉为原料，调浆后，参加-淀粉酶，经过两次喷射液化，冷却，糖化糖化酶，最后进入发酵工段。该技术不仅能有效利用原料，提高淀粉的转化率，而且

2、大大地改善了糖液的质量，提高了设备的利用率，从而起到降低本钱的作用。关键词：味精；酶解法制糖；液化；糖化； Title: a MSG factory with the product of 15000 tons per year-making sugar with enzyme.AbstractThis design briefly introduces the development history of MSG and the situation of MSG industry in our country,focused on the study of a MSG factory wit

3、h the product of 15000 tons per year and technological process of making sugar with enzyme.At the same time,give a brief account of general layout、public works(supply water、electric、vapour and so on)、environmental protection and comprehensive utilization、industry hygiene and labour enzyme and so on.

4、Design a plant general layout,sugar process flow chart,sugar making equipment flow chart and so on.This process using corn starch as raw material,two enzymatic hydrolysis sugar after fermentation by corynebacterium glutamicum,extracted glutamic acid isoelectric precipitation by neutralization,bleach

5、ing,iron,crystal, drying and manufacturing MSG.Especially,studing on making sugar with enzyme of MSG is focused research.Making sugar with enzyme is make use of corn starch as raw material, first mixpaste,add alpha amylase,second,two spray liquidation,and cool,then saccharification(add converzyme),f

6、inal get into fermentation section.This technology not only make use of raw material effectively,improve strarchy convert ratio,but also to a great extent improve the quality of sugar solution,increase the utilization ratio of equipment,so we can reduce the cost.Key words: MSG; making sugar with enz

7、yme; liquefaction; saccharification 目 录第一章 总 论1概述1味精的开展史1味精的特点1味精的营养价值及作用2味精工艺技术的开展2建设味精厂的意义及目的3设计依据4长春工业大学毕业设计任务书4实习所获根底资料4参考资料4设计指导思想4设计范围5生产车间5辅助生产车间5公用工程局部51.4.4.仓贮局部5建设规模及产品方案5建设规模5产品方案5主要原材料、辅助原料、动力需用量5工作制度及全厂定员6工作制度6全厂定员6第二章 总平面布置8厂址概述8厂址地形地貌特征8厂区地质情况及地震烈度8气象条件8总平面布置与运输9总平面布置的原那么9厂内外运输10总图绘制见

8、图纸11第三章 生产工艺12原料及产品的质量标准12感官指标12理化指标12卫生指标12生产技术方案选择13产品方案13生产方法的选择及比照13生产工艺流程简述15生产工艺流程简图16主要工艺参数16主要原料、物料、动力消耗指标17物料衡算17热量衡算21水衡算24主要工艺设备选型计算26主要设备一览表28车间自控水平及测量仪表的水平29车间布置主车间29工艺流程图及设备平面布置图祥看附件30第四章 公用工程31建筑结构31给水、排水及消防设施32给水32排水32污水处理32消防设施33供电33供热35第五章 环境保护及综合利用37主要副产品及“三废37治理情况和“三废的综合利用37废气处理和

9、利用37废水处理和利用37废渣处理和利用38噪声防治38第六章 职业平安卫生39工业卫生39设计依据39设计原那么39工业卫生39劳动保护39参考文献41致谢42第一章 总 论味精的开展史味精，学名谷氨酸钠，又叫麸酸钠因味精起源于小麦，英文全称Monosodium L-Glutamate(MSG),常被用作食品鲜味剂，是当代最为流行的调味品之一，它既能改变烹调口味，又能促进食欲和助消化。谷氨酸虽并非人体必须氨基酸，但它参与了许多人体代谢过程。并且被广泛应用于治疗肝病等其他疾病当中。谷氨酸还参与脑蛋白代谢和糖代谢，对维持脑功能十分有益。味精的开展历史大致经历三个阶段，第一阶段是1866年德国人立

10、好生HRitthasen博士从小麦面筋中别离到酸性氨基酸，并将其命名为谷氨酸。1908年日本的池田菊苗教授在实验中，从海带中别离到L-谷氨酸结晶体。第二阶段是以面筋或大豆粕为原料利用酸水解法生产味精并投入生产，这种方法一直持续到1965年。第三阶段随着生产技术的改良，1965年后世界各地的味精工厂逐渐采用以粮食玉米淀粉、大米等为原料通过微生物发酵提取制得谷氨酸钠并一直沿用至今。我国从1958年开始筛选谷氨酸产生菌，同时进行了对谷氨酸发酵生产的大量根底性研究。1964年成功别离选育出北京棒杆菌AS1.299和钝齿棒杆菌AS1.542等谷氨酸产生菌，之后全国各地先后采用发酵法生产谷氨酸。味精的特点

11、 味精其化学名称为L-谷氨酸单钠一水化合物，简称MSG。化学式为C5H8O4NNaH2O,相对分子质量为187.14。谷氨酸钠的结晶为斜方晶系，相对密度1.65，熔点195。谷氨酸钠分子中含有一个不对称碳原子，故具有旋光性。L-谷氨酸钠为右旋。谷氨酸钠可溶解于水和酒精之中。在水中其溶解度随温度的升高而增大，但在酒精中随酒精浓度的升高溶解度降低。谷氨酸钠与酸作用生成谷氨酸如盐酸，与碱如氢氧化钠作用生成谷氨酸二盐。在加热条件下，会发生脱水反映，与谷氨酸一样，在高温环境下脱水环化生成焦谷氨酸钠。且随着温度的升高，时间的延长。谷氨酸钠生成的焦谷氨酸钠越多。焦谷氨酸钠没有鲜味，因此在亨调过程中不宜放入味

12、精。味精的应用已有60多年的历史，后经联合国粮食农业组织以及世界保健组织和联合国食品添加剂专家委员会的反复实践认证，味精可以作为一种平安的食品增味剂来使用。并于1973年规定其每日允许摄取量为0-120mg/kg体重。一系列的味精毒性实验也证明味精可以放心食用。味精的营养价值及作用味精对人体没有直接的营养价值，但它能增加食物的鲜味，有助于提高人的食欲，进而提高食物的消化率，对人体有一定的滋补作用。由于味精的主要成分为谷氨酸钠，它是谷氨酸的钠盐，而谷氨酸是人体需要的一种氨基酸，96%能被人体吸收。形成人体组织中的蛋白质。它又能与血氨结合。生成对人体无害的谷氨酰胺，用以解除代谢过程中所产生的氨的毒

13、性作用。另外，谷氨酸钠能够促进脑部中枢神经系统的正常活动，改善脑机能。谷氨酸钠更被广泛应用在医疗当中，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5。同时，谷氨酸钠的其他复合物也被广泛应用在工业原料的生产当中，如聚谷氨酸PLG被用于制造人造革，质量接近天然皮革，其强度、抗水性等均较好3。十二烷酰基谷氨酸钠AGS肥皂以及用L-谷氨酸或月桂酰氯与D-谷氨酸制成的肥皂，其洗净力、气泡力、分散力均较好，且对皮肤无刺激。焦谷氨酸钠PCA-Na具有强烈的吸湿性，能保持皮肤湿润，吸水性极高，能防止皮肤枯燥。味精工艺技术的开展谷氨酸的生产方法主要有提取法、水解法、化学合成法、酶促合成法和发酵

14、法五中。提取法生产谷氨酸在糖厂中一般以甜菜废糖蜜废糖蜜占总量的4%为原料提取出约3%占糖蜜的游离谷氨酸。此方法于1936年在美国进行生产。但由于废糖蜜中谷氨酸的含量极低，加上工艺繁杂，本钱较高，且容易造成环境污染等原因，最后放弃使用。谷氨酸的水解法从20世纪初开始应用于生产，在20世纪50年代以前，是味精的主要生产方法。1910年日本用硫酸水解面筋生产谷氨酸和味精，它是利用面筋等植物蛋白质为原料，参加盐酸，在高温下水解，生成谷氨酸盐酸盐。别离得到的谷氨酸盐酸盐与碱反响后，别离得到谷氨酸，再制成味精。这种方法在1923年被我国上海天厨味精厂用盐酸水解的方法进行生产，但由于耗用大量植物蛋白，并会造

15、成环境污染，在20世纪60年代以后已很少使用。谷氨酸的化学合成方法是通过以丙烯腈为原料经过一系列复杂的化学反响以后生成DL-谷氨酸，在经过拆分得到谷氨酸的。此种方法在1962年日本应用生产后，在1973年，由于原料的短缺而停止使用。酶促合成法是利用酶的催化作用，将底物转化为谷氨酸的过程，称为谷氨酸的酶促合成，常用的酶有谷氨酸脱氢酶、转氨酶和谷氨酸合酶等。发酵法生产谷氨酸是利用微生物的新陈代谢作用，生物合成谷氨酸，再经一系列的别离纯化过程，而得到谷氨酸的过程。是20世纪50年代以后的主要生产方法。1956年，日本协和公司以淀粉水解糖为原料，经谷氨酸棒杆菌发酵，生产谷氨酸的研究取得成功，并于195

16、7年实现工业化生产20。1959年，美国开始使用发酵法生产谷氨酸，1965年，上海天厨味精厂实现发酵生产谷氨酸的工业化生产。利用发酵法生产谷氨酸需要添加充足的碳源，而所使用的碳源一般为淀粉水解糖或糖蜜以淀粉水解糖居多。这是由于在糖质原料发酵生产氨基酸中，几乎所有的氨基酸产生菌都不能直接利用或是微弱利用淀粉或糊精18。因此在生产之前，必须将淀粉原料水解成葡萄糖，才能被发酵菌所利用。在工业生产过程中，将淀粉水解为葡萄糖的过程称为淀粉的糖化，水解糖也被成为淀粉糖。水解糖中主要成份为葡萄糖，还有数量不等的少量麦芽糖和一些二糖、低聚糖等复合糖类。除此之外，还有一些如蛋白质、脂肪等的杂质混于其中16。淀粉

17、水解糖的制备方法一般有三种。第一种为酸解法，它是利用酸无机酸或有机酸为催化剂，在高温高压下将淀粉水解转化为葡萄糖的方法。第二种为酶解法，它是利用专一性很强的淀粉酶及糖化酶将淀粉水解为葡萄糖的工艺。酶解法制葡萄糖，首先是利用-淀粉酶将淀粉液化转化为糊精、低聚糖，增加淀粉的溶解性，这个过程被成为淀粉的液化8。然后再利用糖化酶将糊精、低聚糖进一步水解成葡萄糖，这个过程被成为淀粉的糖化。由于淀粉的液化糖化都有酶的参与，因此又被称为双酶水解制糖。第三种为酸酶结合法，它是集中酸法和酶解法制糖的有点而产生的综合性生产工艺。根据淀粉的特性可采用酸酶水解或酶酸水解两种方法。酸酶法是针对原料为玉米或小麦等谷类淀粉

18、，淀粉颗粒坚硬，短期液化不彻底等情况。酶酸法那么是针对颗粒不均的原料，如碎米淀粉等，如果采用酸法水解，会使水解不均匀，出糖率低。本设计也会着重对酶解法制糖工艺进行更加深入的研究。建设味精厂的意义及目的 味精作为亚洲餐饮的主要调味剂，已经越来越与人民的生活息息相关，据初步估计，中国大陆增鲜消费品市场的容量已经超过300亿元，而调味品行业就占总容量的近25%；这其中，以味精为主的传统增鲜调味品直接市场容量已经占到了70%以上；可以说，味精是中国大陆调味品市场的最重要的品种。由于同万千群众的日常消费挂钩，味精行业展现出明显的需求稳定性和复苏快速性。味精行业在经济波动中表现平稳。并且，在食品行业子行业

19、中，是表现最为出色的子行业之一。现阶段味精需求的结构为：食品加工业消费了50%左右的味精供给，餐饮业消费了30%，家庭消费为20%左右。这三个渠道的增长，将成为带动调味品市场开展的动力。味精在食品制造行业的使用主要包括：方便食品如方便面等、火锅底料、腌渍品、速冻食品、水产品、肉制品等等；复合调味料如鸡精、鸡粉、各种汤料、增味料、酱类等。餐饮业的火爆同经济开展水平、尤其是城市化水平密切相关，经济开展和城市化进程的延续将继续提供餐饮业成长的时机。在调味品升级的趋势下，味精行业在个人家庭消费领域的增长，原因主要在于我国多元化的经济模式。目前，鸡精、鸡粉等后代调味品的需求，增长较快的地区为华东、华南等

20、经济兴旺区域。这也说明，在中西部等经济次兴旺区域，传统调味品仍有市场空间。另一方面，随着味精有害论的瓦解，消费者将更加理性的进行调味品选择；味精作为开展最为成熟的增鲜调味品，具有较高的性价比，仍将是家庭消费的选择之一。2021-2021年，味精行业保持8%-10%左右的增速仍能持续。在味精需求仍有平稳增长的前提下，与之伴生的谷氨酸行业亦将呈现类似的增长速率。由于味精生产技术的不断更新，特别是双酶法制糖技术的应用，使淀粉收率从90%提高到97%-98%，一些技术指标已经到达世界先进水平10。同时，随着人民生活水平的不断提高，人们对味精的需求也会越来越多，相信味精行业的开展前景也会愈加广阔，而这也

21、正是我们建厂的重要理由。长春工业大学毕业设计任务书实习所获根底资料参考资料?发酵工厂工艺设计概论? 吴思方主编 中国轻工业出版社?氨基酸工艺学? 陈 宁编 轻工业出版社?生化生产工艺学? 梅乐和、姚善泾、林东强编 科学出版社 ?食品增味剂? 郭勇 郑穗平编 中国轻工业出版社?淀粉糖品生产与应用手册? 尤 新主编 中国轻工业出版社1厂区所在地有丰富的原料资源，并且电力资源和劳动力资源也很丰富。2坚持勤俭节约，增收节支的方针。3尽量采用先进的生产技术与设备，认真吸取和借鉴国内外各种产品生产的成熟新工艺，新技术，尽量选用成型设备。4合理利用资源，对副产品进行全面的综合利用，变废为宝，节约能量，降低消

22、耗指标。5满足市场对产品产量及质量的要求，着眼于长远开展，留有余地，力求做到整体布局和场地利用合理。生产车间糖化车间、发酵车间、精致车间、枯燥车间、包装车间辅助生产车间机修车间、研发中心、综合办公楼、车库等。公用工程局部变电所、锅炉房、水泵房包括贮水池及消防泵房、空压站、冷冻站凉水塔、循环水池、污水处理厂等。.仓贮局部主原料库、包装材料库、成品库、煤堆场及灰渣场等。建设规模：建设一座占地50259平方米，年产15000吨味精的味精厂。产品方案：年产99%味精12000吨，400g包装2688万袋，100g包装672万袋。 年产80%味精3000吨，400g包装672万袋，100g包装168万袋

23、。 1.6主要原材料、辅助原料、动力需用量表1 主要原材料、燃料及动力用量表序号名 称单位数量备注时天年1玉米淀粉t303302-淀粉酶t10-310-23糖化酶t10-34塑料袋个583310542001045水t77440806电Kwh8433202392607176007煤t92工作制度本味精厂全年生产，年工作日300天，发酵车间每天2班，其他车间每天3班，连续生产。全厂定员总计230人，其中干部和管理人员25人，工人171人，工程技术人员30人，效劳人员4人。表2 劳动定员表序号部 门管理人员技术人员工人效劳人员合计1厂部1122厂办113党办114生产方案科225技术科13266质检

24、科12257化验科3258仓储112139销售科1121310财务科12311劳动平安科15612行政科11213公路队1151614接待室22小计13854277合计7715变电所12316锅炉房15617空压机114618水泵房及贮水池114619冷冻站126920环保所及污水处理厂121518小计683448合计4821糖化车间232513122发酵车间122512923脱色精制车间12101324枯燥、包装12151825质检15814小计614832105合计105总计230第二章 总平面布置本味精厂位于长春市经济开发区，南环高速公路附近，临近净月潭开发区，厂区靠近原料供给地，交通条

25、件便利，无污染源，能够保证获得足够数量和优质的原料。厂区附近有充足的水源，有完善的供水、排水系统。电力、热力等设施完善。厂区内拥有配套的生活设施，为工作人员提供了极大的便捷。厂址地形地貌特征本味精厂占地约50259平方米，厂区长253.64米，宽198.15米，整个厂地较平坦，极限高差约1.5米。厂区内设有生产车间及各种日常生活设施，并且有充足的开展余地，不须另行征用土地。厂区地质情况及地震烈度(1)根据地址勘察报告，地质岩性较为稳定，第一层为耕土及耕土卵石及杂填土，厚度约为0.250.91米；第二层为粉状细沙，厚度约为0.142.10米，第三层为卵石，其厚度约为3.405.15米；第四层为花

26、岗岩，本层为勘查区基岩，控制厚度约为0.300.50米，控制深度为5.007.90米。(2)厂区地下水为潜水类型，主要埋藏在卵石层中，水补给源通常依靠降雨渗透补给，地下水位上下主要受此影响。厂区地理位置降雨量全年适中。(3)根据中国地震烈度区划图，长春地区地震裂度为七度，建筑应按七度设防。气象条件表3 长春地区气象条件表气象条件数 据年平均气压年平均气温年极端最高气温年极端最低气温年平均相对湿度72%全年日照时数无霜期130160天积雪最大深度35毫米年平均降水量947毫米年最大降水量月最大降水量日最大降水量最大冻结深度最大风速 平均风速 22m/s全年主导风向WS 总平面布置的原那么1工艺条

27、件：味精工厂所涉及到的主要工艺是从工业粗淀粉到糖的生产，再进入发酵培养阶段，最后经过各项处理得到味精成品。因此厂区的总平面设计必须严格符合生产工艺流程。原料、中间产品、产品的生产作业线应通顺，防止交叉往返。2公用工程：生产车间占地面积较大，且应该布置在厂区中心地带，厂区内，生产区和生活区应该严格分开，工厂出口与生活区、生产区相适应，便于工作人员上下班。3环保：工厂建成后要用绿化带对空间进行分隔，空地可以种植草坪和灌木等。厂区内部的污水、废气、废渣等的排放，除合理利用之外，均要到达国家排放标准，煤渣给砖厂用于烧砖，但不能在厂区内长期贮留6。4交通运输：总平面设计应将人流、货流的通道分开，防止交叉

28、运输。工厂应设置至少两个以上的出入门，包括正门职工出入，侧门产品出入，后门原材料、废料、燃料出入等，并合理规划人、货运输路线，防止拥挤1。5建筑生产车间主生产车间是全厂布置的关键，首先考虑将其布置在厂区中心地带。选择地点地势应平坦，有一定的地耐力，朝向应尽量正面朝阳或偏南向，以加强车间采光效果。生产车间还应直通厂区大门和生活区，为工人生活提供方便。辅助车间辅助车间应靠近它所效劳的车间厂房并且与包装车间等其他后续处理车间相近，以便于减少运输距离，减轻劳动消耗。动力车间动力车间主要包括锅炉房、变电所、冷冻站凉水塔、循环水池、空压站、水泵房等，动力车间可以大局部集中在厂区一侧建立。并尽量靠近其效劳车

29、间。并要求动力车间布置在厂区的下风向，尽可能的减少污染及用电风险，节约资源。后勤部门后勤部门多集中在厂前区，参照大多数新建工厂的设计方案，可将其建立在工厂前门临近两侧。6卫生要求厂区应远离污染较严重的工业区，并且建立在主要污染源的上风向。厂区建筑物、构筑物的距离，应严格遵守防火、卫生等国家规定。厂内外运输运入量：59327.6吨煤27888.8吨，玉米淀粉30330吨运出量：22709.27吨味精14280吨，灰渣8366.64吨表4 全厂运输量表序号名 称单 位运输量运输方式备 注一运入量t/a1玉米淀粉t/a30330公路2-淀粉酶t/a公路3糖化酶t/a公路4氯化钙t/a公路5糖蜜t/a

30、公路6煤t/a公路二运出量t/a1味精t/a14280公路2灰渣t/a公路3菌体蛋白t/a公路三总计t/a总图绘制见图纸第三章 生产工艺玉米淀粉质量标准1感官要求 气味：具有玉米淀粉固有的特殊气味，无异味。 外观：白色或微带浅黄色阴影的粉末，具有光泽。（2） 理化指标 理化指标应符合下表规定：表5 玉米淀粉理化指标表工程单位优级品一级品二级品水分%细度%斑点个酸度ml灰分%蛋白质干基%脂肪干基%二氧化硫%-铁盐%-3.1.2味精质量标准（1） 感官指标具有正常的味精色泽、滋味，不得有异味及夹杂物。其中 99%味精：白色有光泽晶体、白色粉状 95%味精：白色粉状/混盐晶体 90%味精：白色粉末/

31、混盐晶体 80%味精：白色粉末/混盐晶体2理化指标理化指标应符合下表规定：表6 味精理化指标表工程单位99%味精晶体99%味精粉状95%味精90%味精80%味精谷氨酸钠%9999959080水分%氯化钠以Cl计%1020透光率%9590858070砷ppm铅ppm铁ppm55101010锌ppm55555卫生指标GB 2760-2021 食品添加剂使用卫生标准GB/T 5009.43-2003 味精卫生标准的分析方法产品方案年产15000吨味精工厂产品品种：含99%和80%谷氨酸钠GluNaH2O的味精生产方法的选择及比照1淀粉水解糖制备方法的选择目前国内水解淀粉为葡萄糖的方法主要有三种，分别

32、是酸解法、酶解法、酸酶结合法。由于酸酶结合法对设备要求较高，且所需设备种类较多，在本味精工厂设计中将不予考虑这种方法制备。下面主要讨论酸解法和酶解法的优缺点，并加以选择：酶解法是以专一性很强的淀粉酶和糖化酶将淀粉水解为葡萄糖；酸解法是以酸为催化剂,在控制高温高压条件下将淀粉水解为葡萄糖。酶解法反响条件较温和，如采用-淀粉酶，反响温度在8590，采用糖化酶，反响温度在5060。而酸法制糖那么较为剧烈，一般反映温度会到达80以上，糖化液温度到达140150。酸解法由于水解作用发生在高温、高压及一定酸浓度的环境中，因此对设备的要求较高，需要耐腐蚀、耐高温、高压的设备，且设备平安系数要高。酶解法由于反

33、响条件温和，对设备的要求没有酸解法高。酶解法可以直接利用淀粉粗原料，如大米、玉米等，而酸解法工艺要求用精致原料，且淀粉颗粒不宜过大，大小要均匀。颗粒如果太大，水解那么不完全。酶解法由于微生物酶作用的专一性较强，淀粉水解副反响少，因此淀粉转化率高，一般能到达96%以上，酸解法副反响较多，转化率一般为90%92%。酶解法反响时间较长，需要专门培养酶。酸解法反响时间短如采用10波美浓度淀粉，在3kg/cm22压力下仅需710min，生产能力大3。酶制剂生产技术的广泛应用以及酶制剂的大量生产，弥补了酶解法生产工艺对酶需求量大，且由于酶是蛋白质，引起糖液过滤困难等因素。酶法制糖已经逐渐被许多大型味精工厂

34、利用并逐渐取代酸解法。最后可通过如下数据进行选择：表7 不同糖化工艺所得糖化液质量比拟工程酸解法酶解法葡萄糖值DE9198葡萄糖含量%干基8697灰分%羟甲基糖醛色素葡萄糖收得率较酸法高10%由表6数据摘录自?氨基酸工艺学?得出：酶解法出糖率较酸解法高；酶解法水解糖中含有的杂质灰分、羟甲基糖醛、色素少，其主要影响糖化液的甜味是否纯粹。因此根据以上两种工艺的优缺点研究，本味精工厂采用酶解法制糖工艺生产淀粉水解糖。2液化方法的选择淀粉酶液化的分类方法很多，按照生产工艺操作方式的不同可分为间歇式、半连续式和连续式。6.0，参加液化酶，在搅拌下加热至90110，维持3090分钟，到达液化程度后，经碘试

35、反响成棕色即可4。此反响需要的设备简单，操作也较容易，与喷射液化相比其液化效果差，经糖化后的过滤性差，糖浓度也比拟低。半连续式液化：这种操作方法也较为简单，效果比间歇法要好，它的工艺操作主要有：在液化桶放入底水加热至95左右，然后将淀粉乳经泵送至喷淋头并引入液化桶，温度保持在9597，淀粉糊化、液化送入保温桶保温3090分钟，到达所需的液化效果4。此方法由于喷淋液化在开口容器中进行，料液溅出容易伤人，平安系数低，液化蒸汽用量较大，且由于开口的原因，无法到达-淀粉酶的最适温度105。喷射液化：一般采用耐高温-淀粉酶12。其工艺流程为：淀粉调浆，用Na2CO36.5，0.043%的CaCl2作为淀

36、粉酶激活剂，最后参加耐高温-淀粉酶，料液经搅拌由泵送入喷射液化器，料液与高温蒸汽接触，温度瞬间升高至105，然后经维持管维持，进行第二次喷射液化，温度瞬间升高到125，再经维持管维持，温度降至95，最后通过碘呈色试验合格后，液化结束。喷射液化效果较上两种好，液化液透明，清亮，葡萄糖的收率高9。通过以上比拟，本设计采用连续喷射液化二次加酶法制糖工艺。生产工艺流程简述酶解法制糖工艺： 调浆淀粉加水的比例为1：2.5，调浆后淀粉乳浓度为151B，加Na2CO36.5， CaCl2淀粉浆的0.043%作为酶活性剂，经搅拌均匀后，参加耐高温-淀粉酶淀粉浆的0.017%，并继续搅拌均匀。第一次喷射液化喷射

37、温度105108一般不超过110，并在维持管维持56min。在送入闪蒸罐闪蒸。保温液化料液经闪蒸后送入液化保温罐，温度降至9597，在此温度下料液进行液化。时间为4045min。第二次喷射液化料液由泵送至喷射器进行第二次喷射，温度到达125140，喷射后送入维持罐510min。第二次液化料液送至保温罐，温度降至9597，并参加耐高温-淀粉酶，继续液化至终点14。糖化 液化液冷却至60624.5，参加糖化酶1.5kg/t工业淀粉， 糖化2040小时，糖化过程中，糊精，低聚糖不断转化为葡萄糖，糖化后期，葡萄糖DE值到达95%以上，糖化根本完成。结束后。经80，1520min升温灭酶处理后，将料液降

38、温至60-70，再经板框过滤机循环过滤，过滤后的滤液进入糖液储罐。生产工艺流程简图 -淀粉酶 糖化酶 玉米浆、无机盐 二级种子 盐酸/硫酸 淀粉液化糖化过滤糖化液配料连续灭菌发酵等电点别离 水 滤渣 无菌空气消泡剂 母液Na2CO3、活性炭谷氨酸中和脱色过滤过滤液交换柱脱铁碳柱脱色脱色液蒸发结晶 废炭 水 母液 贮晶别离湿味精枯燥粉碎筛选味精主要工艺参数年生产天数：300天双酶法淀粉糖转化率：95%发酵产酸率：发酵糖酸转化率：48%谷氨酸提取收率：80%味精对谷氨酸产率：112%发酵周期：38h发酵生产操作周期：48h-淀粉酶用量：淀粉浆的0.017%糖化酶用量：淀粉浆的0.043%淀粉糖化液

39、浓度：24%二级种子培养基浓度：2.5%发酵培养基初糖浓度：16.4%接种量：2%谷氨酸产生菌生长温度：3032谷氨酸产生菌发酵温度：343783/m3min常压发酵罐装料系数：7075%主要原料、物料、动力消耗指标表8 主要原材料、燃料、动力消耗指标表 序号名 称规格单位产品消耗指标备 注单 位数 量1玉米淀粉86%t/t2-淀粉酶kg/t3糖化酶kg/t4塑料袋个/t12500100g个/t10000400g个/t25005水t/t6电Kwh/t7汽t/t 8煤t/t物料衡算1生产过程的总物料衡算生产能力年产15000吨MSG其中含99%的MSG12000吨，含80%的MSG3000吨进行

40、计算，折算为100%的MSG为年产14280吨。按每年的生产天数为300天计算，日产量含99%的MSG40吨，含80%的MSG10吨，折算为100%的MSG，日产量47.6吨。总物料衡算1000kg纯淀粉理论上生产100%MSG的量为： 1000111%81.7%127.2%=1153.5(kg) 式中 111%淀粉水解糖的理论转化率； 81.7%葡萄糖生成谷氨酸C5H9O4N的理论转化率； 127.2%味精NaC5H8O4NH20的理论转化率。1000kg纯淀粉实际上能生产100%MSG的量为：1000111%98%50%86%92%127.2%=547.4kg 式中 98%淀粉的糖化转化率

41、； 50%糖酸转化率； 86%谷氨酸提取率； 92%精致收率。1000kg工业淀粉含量86%的玉米淀粉产生的100%MSG的量为：86%=470.8kg淀粉的单耗：生产1000kg100%MSG理论上消耗纯淀粉的量为： 1000/1153.5=0.8669t生产1000kg100%MSG理论上消耗工业淀粉的量为：0.8669/86%=1.008(t)生产1000kg100%MSG实际上消耗纯淀粉的量为： 1000/547.4=1.827(t) 生产1000kg100%MSG实际上消耗工业淀粉的量为：1000/470.8=2.124(t)总收率：实际产量/理论产量100%=47.45%100%=

42、47.45%生产过程的总损失：100%-47.45%=52.55%原料及中间体的计算：2.124=101.1t/d111%98%86%=94.58t/d 式中 98%淀粉的糖化转化率 86%含有的玉米淀粉 换算成为含量24%的糖液量为：94.58/24%=394.08t/d50%100/81.05=620.68t/d 式中 50%糖酸转化率 100/81g谷氨酸需要的发酵液体积发酵液的密度50%86%=40.76t/d换算成含量90%的提取液为40.76/90%=45.19t/d谷氨酸废液量以排出的废液含0.7g/100ml谷氨酸计：50%86%/0.7%=945.8(m3/d)将上述计算结果

43、进行汇总，即得出了表9。表9 年产15000t味精生产工艺的总物料恒算结果工程以玉米淀粉为原料t/yt/d原料淀粉/t3186024%糖液量/t4141590%的谷氨酸量/t14241100%MSG量/t15000排出含0.7%谷氨酸的废液量/ m32980532淀粉制糖工艺的物料衡算淀粉浆量及参加量2，即1000kg的工业淀粉调浆时加水量为2500kg，由此制得的淀粉浆量为3500kg。淀粉浆中干物质淀粉浓度：100086%/3500=24.57%液化用酶的量淀粉液化用酶是-淀粉酶，其用量为淀粉浆的0.017%。即-淀粉酶的用量为：35000.017%=0.6kgCaCl2的参加量由于-淀粉

44、酶是一种金属酶，Ca2+能使-淀粉酶的活性大为提高，能够保持酶的稳定性，一般来说，CaCl2的参加量是淀粉浆量的0.043%，那么CaCl2量为：35000.043%=1.5kg糖化酶的用量： 糖化酶的用量一般为淀粉浆量的0.043%，即糖化酶的量为：35000.043%=1.5kg糖化液的量 由于淀粉经-淀粉酶液化，糖化酶糖化后，制得的24%糖化液的量为： 100086%111%98%/24%=3898kg24%的糖液的相对密度为1.09，那么糖化液的体积就为：3898/1.09=3576(L)参加珍珠岩量和滤渣量淀粉经过液化，糖化后的糖化液过滤比拟困难，需参加珍珠岩作为助滤剂，参加量为糖化

45、液的0.15%2。即38980.15%=5.85kg而过滤后的滤渣是含水70%的废珍珠岩，那么滤渣量为：5.85/(1-70%)=19.5(kg)蒸汽冷凝水及洗水量为：3898+19.5-2500-0.6-1.5-1.5=1413.9kg表10 制糖工艺的物料衡算进入糖化过程的物料离开糖化过程的物料工程物料比例/kg日投料量/kg工程物料比例/kg日投料量/kg工业淀粉1000101100糖化液3898394088配料水2500252750滤渣1971液化酶60CaCl2152糖化酶152珍珠岩5913发酵工序配料及连续灭菌过程的物料衡算发酵培养基的量1000kg的工业淀粉经水解后，得到24%

46、的糖液3898kg，而发酵培养基的初糖浓度为16.4%，那么发酵培养基的总量为： 389824%/16.4%=5704(kg)配料用水：5704-3898=1806kg发酵液的配料配料指标如下：糖蜜：0.30% 玉米浆：0.20%硫酸镁：0.06% 泡敌消泡剂：0.05%磷酸氢二钠：0.02% 植物油：0.10%表11 主要物料衡算表序号名称规格单位产品消耗指标单位 数量年用量单位 时 天 年 1玉米淀粉86%t/tt303302-淀粉酶kg/tt3氯化钙kg/tt4糖化酶kg/tt5糖化液24%t/tt1242006珍珠岩kg/tt7尿素或液氮t/tt8糖蜜t/tt9硫酸镁t/tt10泡敌t

47、/tt11植物油t/tt12发酵液t/tt13二级种液m3/tt14谷氨酸t/tt热量衡算1淀粉浆量G根据物料衡算，日投工业淀粉的量为101.1吨，24小时连续液化，每小时的处理量为：101.1/24=4.213(t/h)。液化调浆时淀粉与水的比例关系由前面得知为1：2.5，淀粉浆量：42133.5=14745.5kg/h。淀粉浆中纯淀粉的浓度：4213100%=24.6% 淀粉浆的比热容C可按下式计算：C=C0X/100+C水(100-X)/100(100-24.6)/100 =3.53 kJ(kgk)式中 C0淀粉的比热容 kJ(kgk)； X淀粉浆中淀粉的含量浓度； C水水的比热容 kJ

48、(kgk)。2两次喷射液化热量衡算 第一次喷射液化物料由20被加热至105。 蒸汽用量W蒸汽1： W蒸汽1105-20/(2737.23-436.93)=1923.4(kg/h)加热蒸汽的热焓 (0.3MPa，表压)；加热蒸汽凝结水的热焓105时； 105液化温度； 20淀粉浆的初始温度。 第二次喷射液化物料由95被加热至125。 蒸汽用量W蒸汽2： W蒸汽2125-95/(2737.23-527.02)=706.52(kg/h)加热蒸汽的热焓 (0.3MPa，表压)；加热蒸汽凝结水的热焓125时； 125第二次液化温度； 95第二次液化的初始温度。24=63118kg/d=63.12t/d液

49、化液冷却用水量 第一次喷射液化结束： 需将物料由105降到95，假设冷却水的进口温度是20，出水温度是60，那么需要冷却水用量为：W=(14745.5+1923.4) (105-95)/(60-20)/4.18=3519.2(kg/h)24=84460.8(kg/d)=84.5t/d 第二次喷射液化结束： 需将物料由125降到95，假设冷却水的进口温度是20，出水温度是60，那么需要冷却水用量为：W=(14745.5+2629.92) (125-95)/(60-20)/4.18=11005.1(kg/h)24=264.1t/d 总计： 每天用水量为84.5+264.1=348.6t/d 3糖化

50、过程热量衡算年产15000t商品味精的工厂，按照前面的计算，日产含糖24%的糖液为：3.898=394.1t糖液的相对密度为1.09，那么它的体积为：394.1/1.09=361.56m3糖化操作周期是30h2，选用100m3糖化锅，装料75m3,生产上需要糖化锅的量为：30/24=6.03只，选用8只锅(1只作为备用)糖化液经灭菌后由95降到60，用二次水冷却，冷却水的进口温度为20，出口温度为45，其平均用水量为： (14745.5+2629.92) (95-60)/(45-20)/4.18=20542.9(kg/h)生产上一般要求在2h内把63.6 m3的糖液冷却至40，其顶峰用水量为：

51、 20542.9/(14745.5+2629.92) 750001.09/2=48326(kg/h)24/30=4.82锅4.82=465.9t 4连续灭菌热量衡算待灭菌培养基量计算假设发酵过程所用的发酵罐为200 m32，那么每只罐产100%MSG的量应为：2008%86%92%127.2%=11.27t 其中8%发酵产酸率(g/100ml)；38/48=6.69罐，每罐的初始体积为2000.7=140 m3，糖浓度为16.4g/100ml,灭菌前培养基的含糖量为19%，其数量应为：14016.4%/19%=120.8t 培养基连续灭菌用蒸汽量灭菌用0.4MPa蒸汽表压，其加热蒸汽的热焓27

52、43kJ/kg,使用连消塔灭菌7，培养基在发酵罐外由20预热到75，再加热到120，而冷却水的温度由20升到45，设每罐的灭菌时间为3h，需要输料流量为120.8/3=40.3t/h。那么灭菌用蒸汽量为：W蒸汽=40300120-75/(2743-120501.6)=3.2(t/h)糖液的比热容kJ(kgk)；蒸汽凝结水热焓120时。35=48t/d。其顶峰用量为3.2t/h平均用量为48/24=2t/h 培养液冷却用水量 120料液冷却至80， 再经冷水冷却至30，在此过程中冷却水的温度由20，升至56，由此计算出冷却水的用量为： W冷却=4030080-30/(56-20)/4.18=49.5(t/h)3(t/d)水衡算1配料用水量2.5=252.75(t/d),每天用水量为：252.75/24=10.53(t/h)。2液化冷却用水量 由前面计算得知为：348.6 t/d3糖