等电点调节 小结晶 大结晶 干燥 干燥

母液 粗谷氨酸 粗谷氨酸 中和制味精 离子交换处理

拌盐粉碎 过滤 粉状味精 成品味精 溶解 粗谷氨酸溶液

1.2.原料的预处理及淀粉水解制备 1.2.1.原料的预处理

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。用于除杂的设备为筛选机，常用的是振动筛和转筒筛，其中振动筛结构较为简单，使用方便。

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。盘磨机广泛用于磨碎大米、玉米、豆类等物料，而锤式粉碎机应用于薯干等脆性原料的中碎和细碎作用，辊式粉碎机主要用于粒状物料的中碎和细碎［3］。 1.2.2.淀粉水解制备

在工业生产上将淀粉水解为葡萄糖的过程称为淀粉的糖化，所制得的糖液称为淀粉水解糖。由于谷氨酸生产菌不能直接利用淀粉或糊精作碳源，因而必须将淀粉水解为葡萄糖，才能供发酵使用。目前国内许多味精厂采用双酶法制糖工艺。 1.3.种子扩大培养及谷氨酸发酵

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

4

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［4］。 1.4.谷氨酸的提取

谷氨酸的提取一般采用等电点—离子交换法，国内有些味精厂还采用等电点—锌盐法、盐酸水解—等电点法及离子交换膜电渗析法提取谷氨酸。但存在废水污染大，生产成本高，技术难度大等问题，应用上受到限制［1］ 。 1.5.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好[4]。

二．发酵罐及种子罐的设计与选型

2.1.味精工厂发酵车间的物料衡算 2.1.1 工艺技术指标及基础数据

生产规模： 6万吨／年(或12万吨／年) 生产规格： 纯度为99％的味精

生产方法： 以工业淀粉为原料、双酶法糖化、流加糖发酵，低温浓缩、等电提取

生产天数： 300天／年 倒罐率： 0.5％

发酵周期：40-42小时 生产周期：48-50小时 种子发酵周期：8-10小时 种子生产周期：12-16小时

发酵醪初糖浓度： 15％(W／V) 流加糖浓度：45％(W／V) 发酵谷氨酸产率： 10％ 糖酸转化率： 56％

淀粉糖转化率： 98％ 谷氨酸提取收率： 92％

味精对谷氨酸的精制收率：112％ 原料淀粉含量：86％ 发酵罐接种量： 10％ 发酵罐填充系数： 75％ 发酵培养基(W/V)： 水解糖 15％，糖蜜 0.3％，玉米浆 0.2%，MgSO4 0.04％，KCl 0.12％，Na2HPO4 0.16%，尿素 4％，消泡剂 0.04％

5

种子培养基(W/V)： 水解糖 2.5％，糖蜜 2％，玉米浆 l %，MgSO4 0.04％，K2HPO4 0.1％，尿素 0.35％，消泡剂 0.03％

2.1.2 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

V1?1000??220?56%?90%?99.7%?110%??8.22m3??

式中 220——发酵培养基初糖浓度（kg/m3） 56%——糖酸转化率 90%——谷氨酸提取率

97%——除去倒灌率0.3%后的发酵成功率 110%——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，

G1?V1?220?1809(kg)

（3）二级种液量 V2

V2?10%V1?0.822m3

（4）二级种子培养液所需水解糖量 G2

??G2?25V2?20.55m3

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?1829.55?kg?

（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?1829.55??85%?98%?111%??1978.7?kg?式中 85%——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

?kg? V3?3.5V2?2088发酵培养基耗尿素为V4

V4?40V1?328.8?kg?

故共耗尿素量为331.68kg

6

（8）甘蔗糖蜜耗用量

二级种液耗用糖蜜量V5

V5?20V2?16.44?kg?

发酵培养基耗糖蜜量V6

V6?3V1?24.66?kg?

合计耗糖蜜41.1kg （9）氯化钾耗量GKCl

GKCl?1.2V1?9.864?kg?

（10）磷酸氢二钾（K2HPO4）耗量G3

G3?1V1?0.822?kg?

（11）硫酸镁（MgSO4·7H2O）用量G4

G4?0.4?V1?V2??3.62?kg?

（12）消泡剂（泡敌）耗用量G5

G5?0.4V1?0.3V2?3.54?kg?

（13）磷酸氢二钠耗用量G6

G6?1.6V1?13.15?kg? （14）谷氨酸（麸酸）量

发酵液谷氨酸含量为：

G1?56%?1?0.3%??1010?kg? 实际生产的谷氨酸（提取率90%）为：

1010?90%?909?kg?

（15）玉米浆用量

G7?2V1?10V2?24.66

2.1.3 30000t/a味精厂发酵车间的物料衡算结果

年产30000吨味精物料横算表

生产1t味精物料名称

（100%）的物料

15000t/a味精生量

产的物料量 每日物料量

发酵液（m3） 8.22 246.6?103

822 二级种液（m3） 0.822 24.66?103 82.2

发酵水解用糖（kg）

1809

54.27?106

180.9?103

7