供发酵使用。

用于原料粉碎的设备除盘磨机外，还有锤式粉碎机和辊式粉碎机。此工艺操作的目的在于初步破坏原料结构，以便提高原料的利用率，同时去除固体杂质，防止机器磨损。

2.4 淀粉水解糖制备

低聚糖进一步水解成葡萄糖的方法，称为酶水解法。这里我们主要介绍酶水解法。淀粉的水解方法有：酸水解法、酶水解法和酸酶水解法等3种。在工业生产上，淀粉的处理主要是指糖化，制得的水解糖叫淀粉糖。可以用来制备淀粉糖的原料很多，主要有薯类、玉米、小麦、大米等。我国味精生产厂有的是采用酸水解法进行淀粉水解，既是以无机酸为催化剂，在高温高压下使淀粉快速水解成葡萄糖，还有的更多的再生产上采用了酶水解法对淀粉进行水解。

2.5 工艺操作流程

2.5.1 糊化工序

调浆时淀粉浓度为35%，调浆罐进入盘管的蒸气温度控制在30℃，用NaCO3调pH 6.4。料液经泵输送和蒸汽一起进行喷射液化，也就是糊化过程，蒸汽的温度为120℃，喷射液化器出口温度为100～105℃，喷射液化时间为1h。液化好的料液经管道过滤除去大的颗粒后进入缓冲罐，缓冲罐的温度为95～100℃。这一工序中包括流体输送，传热，过滤，特别说明管道过滤不用计算只是增加阻力。 2.5.2 糖化工序

经高温糊化的淀粉糊有离心泵泵至层流罐，层流罐的温度为95～100℃。进入糊化罐前料液要求冷却到60℃，用HCl 调节pH 值至4.0～4.4，采取酶解法糖化，糊化温度60℃，时间48h。糖化率为90，即1克淀粉生成0.9克葡萄糖。糊化好的料液经蒸汽灭酶，灭酶温度为80～85℃，然后离心过滤除去滤渣，得到糖化液。这一工序中包括流体输送，传热（三次），过滤。 2.5.3发酵工序

过滤的滤液冷却到32℃，进入发酵罐发酵，用冷却水调温，每隔12小时升温1～2℃，当发酵时间接近34h 时，温度升至37℃。加水使糖化液浓度为14，发酵时间为34h，发酵菌种的产酸量与葡萄糖量之比为50％。发酵完的料液进行离心分离后进入谷氨酸提取工序。这一工序中包括传热，离心分离。

2.6种子扩大培养

2.6.1总体情况

种子扩大培养为保证谷氨酸发酵过程所需的大量种子，发酵车间内设置有种子站，完成生产菌种的扩大培养任务。从试管斜面出发，经活化培养，摇瓶培养，扩大至一级乃至二级种子罐培养，最终向发酵罐提供足够数量的健壮的生产种子。

谷氨酸发酵开始前，首先必须配制发酵培养基，并对其作高温短时灭菌处理。用于

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灭菌的工艺除采用连消塔—维持罐一喷淋冷却系统外，还可采用喷射加热器—维持管—真空冷却系统或薄板换热器灭菌系统。但由于糖液粘度较大，流动性差，容易将维持管堵塞，同时真空冷却器及薄板加热器的加工制造成本较高，因而应用较少。

发酵设备，国内味精厂大多采用机械搅拌通风通用式发酵罐，罐体大小在50m3到200m3之间。对于发酵过程采用人工控制，检测仪表不能及时反映罐内参数变化，因而发酵进程表现出波动性，产酸率不稳定。

由于谷氨酸发酵为通风发酵过程，需供给无菌空气，所以发酵车间还有一套空气过滤除菌及供给系统。首先由高空采气塔采集高空洁净空气，经空气压缩机压缩后导入冷凝器、油水分离器两级处理，再送入贮气罐，进而经焦炭、瓷环填充的主过滤器和纤维分过滤器除菌后，送至发酵罐使用。在北方地区由于空气湿度小、温度低，还可采用空气压缩、冷却过滤流程，省去一级冷却设备。 2.6.2影响种子质量的主要因素

种子培养基的氮源、生物素和磷盐的含量要适当高些，而葡萄糖的含量必须限制在2.5%左右，这样可以得到活力强的种子，避免由于糖多产酸，引起pH下降而引起种子老化。

(1)种子对温度变化敏感。因此，在培养过程中温度不宜太高和波动过大，以免种子老化。

(2)在种子培养过程中通风搅拌要恰当。溶氧水平过高，菌体生长受抑制，糖的消耗十分缓慢，在一定的培养时间里，菌体数达不到所需求的数量，氧不足菌体生长缓慢，为了达到发酵所需菌体数，必须延长发酵时间。

(3)正处在对数期的细胞，其活力最高，一般以此阶段的细胞做种子，因此这就需要掌握好种子的培养时间。种龄过短，种子稚嫩，对环境的适应能力差；种龄过长细胞的活力已下降，当接入发酵培养基后会出现调整期延长现象。

2.7谷氨酸发酵

谷氨酸发酵开始前，首先必须配制发酵培养基，并对其作高温短时灭菌处理。用于灭菌的工艺除采用连消塔—维持罐一喷淋冷却系统外，还可采用喷射加热器—维持管—真空冷却系统或薄板换热器灭菌系统。但由于糖液粘度较大，流动性差，容易将维持管堵塞，同时真空冷却器及薄板加热器的加工制造成本较高，因而应用较少。发酵设备，国内味精厂大多采用机械搅拌通风通用式发酵罐，罐体大小在50m3到200m3之间。对于发酵过程采用人工控制，检测仪表不能及时反映罐内参数变化，因而发酵进程表现出波动性，产酸率不稳定。

由于谷氨酸发酵为通风发酵过程，需供给无菌空气，所以发酵车间还有一套空气过滤除菌及供给系统。首先由高空采气塔采集高空洁净空气，经空气压缩机压缩后导入冷凝器、油水分离器两级处理，再送入贮气罐，进而经焦炭、瓷环填充的主过滤器和纤维

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分过滤器除菌后，送至发酵罐使用。在北方地区由于空气湿度小、温度低，还可采用空气压缩、冷却过滤流程，省去一级冷却设备。2.6谷氨酸提取工序 发酵液进入等电点中和罐，进入罐前使温度降为22℃。谷氨酸的等电点为pH 3.2。加硫酸调节pH 值，该过程要先以较快的速率加酸，将pH 先调整至5.0，停止加酸与搅拌1.5h，保证晶体增长。然后继续缓慢加酸调整，直至pH 降为3.2，温度冷却至8℃，使之达到等电点，停止中和及搅拌。谷氨酸沉淀后用离心泵送到离心分离机进行分离，得到谷氨酸的凝称物。然后进入二次中和罐加水加纯碱中和成谷氨酸钠，加水溶解温度为40～60℃，碳酸钠调pH5.6，中和温度控制在70℃以内。得到谷氨酸钠的溶液再进入精制工序。这一工序中包括流体输送，传热，离心分离等。

2.8 谷氨酸提取工序

发酵液进入等电点中和罐，进入罐前使温度降为22℃。谷氨酸的等电点为pH 3.2。加硫酸调节pH 值，该过程要先以较快的速率加酸，将pH 先调整至5.0，停止加酸与搅拌1.5h，保证晶体增长。然后继续缓慢加酸调整，直至pH 降为3.2，温度冷却至8℃，使之达到等电点，停止中和及搅拌。谷氨酸沉淀后用离心泵送到离心分离机进行分离，得到谷氨酸的凝称物。然后进入二次中和罐加水加纯碱中和成谷氨酸钠，加水溶解温度为40～60℃，碳酸钠调pH5.6，中和温度控制在70℃以内。得到谷氨酸钠的溶液再进入精制工序。这一工序中包括流体输送，传热，离心分离等。

2.9谷氨酸制取味精及味精成品加工

精制车间加工的谷氨酸产品为谷氨酸单钠，即味精。粗品经提纯、加工、包装，得到成品。

味精中和液的脱色过程，除使用碳柱外，还可使用离子交换柱，利用离子交换树脂的吸附色素。味精的干燥过程，国内许多厂家还采用箱式烘房干燥，设备简单，投资低，但操作条件差，生产效率低，不适应大规模生产的要求。也有的厂家使用气流干燥技术，生产量大，干燥速度快，干燥时间短，但干燥过程对味精光泽和外形有影响，同时厂房建筑要求较高，这样均不如振动式干燥床应用效果更好些。

3 物料衡算

3.1 谷氨酸发酵车间的物料衡算

首先计算生产1000kg纯度为100%的味精需耗用的原辅材料及其他物料量。 （1）发酵液量V1

??V?1000?150?56%?92%?99.5%?112%1 3?11.61m??式中 150——发酵培养基初糖浓度（kg/m3） 56%——糖酸转化率

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92%——谷氨酸提取率

99.5%——除去倒灌率1%后的发酵成功率 112%——味精对谷氨酸的精制产率 （2）发酵液配制需水解糖量G1

以纯糖算，

G?V?150?1741.5(kg)11（3）二级种液量 V2

V2?V1?10%?11.61?10%?1.16m3

式中 10%——接种量

（4）二级种子培养液所需水解糖量 G2

G2?V2?25kg/m3?1.16?25?29.00kg

式中 25——二级种液含糖量（kg/m3） （5）生产1000kg味精需水解糖总量G为：

G?G1?G2?1741.5?29.00?1770.5kg

（6）耗用淀粉原料量

理论上，100kg淀粉转化生成葡萄糖量为111kg，故理论上耗用的淀粉量G淀粉为：

G淀粉?1770.5?（86%?98%?1.11）?1892.55kg

式中 86%——淀粉原料含纯淀粉量 98%——淀粉糖转化率 （7）尿素耗用量

二级种液耗尿素量为V3

V3?3.5V2?4.06kg

式中 3.5为尿素含量（kg/m3） 发酵培养基耗尿素为V4

?? V?40V?464.4kg41故共耗尿素量为468.46kg （8）甘蔗糖蜜耗用量

二级种液耗用糖蜜量V5

V5?20V2?23.2kg

发酵培养基耗糖蜜量V6

??V?3V?34.83kg 61合计耗糖蜜58.03 kg

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