年产一万吨味精发酵工厂设计

摘要：味精是一种家常调味品，它采用面筋或淀粉用微生物发酵的方法制

成。别名又叫：味素、味粉、谷氨酸钠。味精又称味素，是调味料的一种，主要成分为谷氨酸钠。

一．设计的任务及主要设计内容 1.生产工艺阶段

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

2.设计内容

主要设计内容包括（1）.工艺流程设计（2）.物料衡算（3）.设备的设计与选型（4）.车间布置设计及物料管道设计

二．工艺流程设计

淀粉 葡萄糖 配料罐 定容罐 二级种子罐 定容罐 配料罐 连消器 实消 维持罐 斜面 液氨 一级种子 降温 换热器 二级种培养 发酵罐 无菌空气 三．物料衡算 1.计算指标

主要技术指标见下表

生产规模 生产方法 年生产天数 产品日产量 产品质量 年生产批数 发酵周期 10000t/a 发酵初糖 150kg/m³ 108% 60% 95% 95% 中糖发酵，等电点提取 淀粉糖化转化率 300d/a 33.4t/d 纯度99% 150p/a 48h 糖酸转化率 麸酸谷氨酸含量 谷氨酸提取率 味精对谷氨酸产率 122% 倒灌率 0.2% （1）主要原材料质量指标 淀粉原料的淀粉含量为80%。含水14% （2）二级种子培养基（g/L）：水解糖50m，糖蜜20，磷酸二铵钾1.0，硫酸镁0.6，玉米浆8，泡敌0.6，生物素0.02mg，硫酸锰2mg/L，硫酸亚铁2mg/L。 （3）发酵初始培养基（g/L）：水解糖150，糖蜜4，硫酸镁0.6，氯化钾

0.8，磷酸0.2，生物素2μg，泡敌1.0，接种量为8%。

2.物料衡算

首先计算生产1000Kg纯度为100%的味精需耗用的原材料及其他物料量。 （1）设发酵初糖和流加高浓糖最终发酵液总糖浓度为220kg/m³，则发酵液量为：

v110006.55m3

22060%95%99.8%122%（2）发酵液配置需水解糖量 以纯糖计算：m1220V11441(kg)

（m3）（3）二级种液量v28%v10.524

（kg）（4）二级种子培养液所需水解糖总量m250v226.2 （kg）（5）生产1000kg味精需水解糖总量mm1m21467.2

（6）耗用淀粉原料量

理论上，100kg淀粉转化生成葡萄糖量为111kg，故耗用淀粉量为：

1467.2 m淀粉1529.9（kg）80%108%111%（7）液氨耗用量 发酵过程用液氨调pH和补充氮源，耗用260-280kg；此外，提取过程耗用160-170kg，合计每吨味精消耗420-450kg。

（8）甘蔗糖蜜耗用量

（kg）二级种液耗用糖蜜量为：20v210.48 （kg）发酵培养基耗糖蜜量为：4v126.2

合计耗糖蜜36.68kg

（9）氯化钾耗量mkcl0.8v15.24(kg)

（kg）（10）磷酸镁用量m31.0V20.524

（v1v2）4.24（kg）（11）硫酸镁用量0.6

（kg）（12）消泡剂（泡敌）耗用量1.0V16.55 （kg）（13）玉米浆耗用量（8g/L）m48V24.19 （g）（14）生物素耗用量m50.02V20.002V10.0236 （g）（15）硫酸锰耗用量m60.002V21.048 （g）（16）硫酸亚铁耗用量m70.002V21.048

（kg）（17）磷酸耗用量m50.2V11.31

（18）谷氨酸（麸酸）量

（1-0.2%）862.9 发酵液谷氨酸含量为：m160%（kg）实际生产的谷氨酸（提取率95%）为：862.995%819.8

3.10000t/a味精发酵车间物料衡算表

物料名称 生产1t味精的物料量 10000t/a味精生产的物料量 发酵液量/m³ 二级种液量/m³ 发酵水解用糖量/kg 二级种培养用糖量/kg 水解糖总量/kg 淀粉用量/kg 液氨用量/kg 糖蜜用量/kg 氯化钾用量/kg 磷酸二氢钾用量/kg 硫酸镁用量/kg 泡敌用量/kg 玉米浆用量/kg 生物素用量/g 硫酸锰用量/g 1467.2 1529.9 420 36.68 5.24 0.524 4.24 6.55 4.19 0.0236 1.048 1467.2×104 1529.9×104 420×104 36.68×104 5.24×104 0.524×104 4.24×104 6.55×104 4.19×104 0.0236×104 1.048×104v 4.1×102 509.7×102 140×102 12.23×102 1.75×102 0.175×102 1.41×102 2.18×102 1.4×102 0.0079×102 0.35×102 6.55 0.524 1441 26.2 6.55×104 0.524×104 1441×104 26.2×104 2.18×102 0.175×102 480.3×102 8.73×102 每日物料量 硫酸亚铁用量/g 硫酸用量/kg 谷氨酸用量/kg 1.048 1.31 819.8 1.048×104 1.31×104 819.8×104 0.35×102 0.44×102 273.27×102 四．设备的设计与选型 1. 发酵罐选型

本次设计选用涡轮搅拌通风发酵罐。这种发酵罐历史悠久，资料齐全，在比拟放大方面积累了较丰富的成功经验，成功率高。性能优良的机械通风搅拌罐需满足以下要求：

（1）发酵罐具有适宜的径高比，高度与直径比一般为2.5-4倍，罐身越长，氧利用率越高。

（2）发酵罐能承受一定压力，搅拌器的轴封严密，尽量减少泄漏。 （3）发酵罐的搅拌通风装置能使汽液充分混合，提高溶解氧。 （4）发酵罐具有足够的冷却面积，尽量减少死角，使得灭菌彻底。

2. 生产能力数量和容积的确定

（1）发酵罐容积的确定：随着科学技术的发展，生产发酵罐的专业厂家越来越多。现在有的发酵罐容量系列如5，10，20，50，60，75，100，120，150，200，250，500，550，600，780m³等。

（2）生产能力的计算：每吨99%的味精需要

1000v6.55（m3）生产10000t/a味精为

22060%95%99.8%122%6550046.5510（m3）218（m3）每年工作300天，每天需糖液体积：v糖

300若取发酵罐的填充系数φ=70%，则每天需要发酵罐总容量为：

v0v糖218311.43 70%根据生产的规模和实用性选择120m³的六万叶机械搅拌通风发酵罐。

（3）现选择120m³的六万叶机械搅拌通风发酵罐，每天需要120m³发酵罐个数为:N0v0311.4348311.43（个）6。共需发酵罐数：N1 （个）3v总2412024120每天应有3个发酵罐出料，每年工作300天，实际产量验算：

12070%3300 111（t）6.55设备富裕量为（111-10000）1000015%，能满足生产要求。

3. 接管设计

（1）接管的长度h设计：各接管长度h根据直径大小和有无保温层，一般取100-200mm。

（2）接管直径的确定

按排料管计算：该罐的实际装醪量96m³，设4小时之内排空，则物料体积

96流量：qv 0.0067（m3/s）36004发酵醪流速区v=0.5m/s,则排料管截面积A物A物0.785d2，管径dqv0.00670.0134m2，V0.50.01340.1307(m)，取无缝管1594.5，管内径0.785d内159-4.52150mm130.7mm，认为合适

排料时间复核： 物流量Q0.0067m3，物料流速v0.5m/s，管道截面积

A0.7850.1520.0177m2，在相同的流速下，流过物料因管径较原来计算结果

大，则相应流速比为：P. t40.10.756（h）（3）支座选用裙式支座

Q0.00670.50.1倍，排料时间为：Av0.0177