产需求部位。为保障全厂生产用水，还要设置供水站。所供的水经消毒、过滤系统处理，通过供水管路输送到各个生产需求部位。
味精发酵法生产的总工艺流程见图1。 原料 空气 菌种 斜面培养 预处理 空气压缩机 水解 冷却 摇瓶扩大培养 除铁 气液分离 种子罐扩大培养 过滤 过滤 淀粉水解糖 过滤除菌 脱色 配料 浓缩结晶 离心 发酵 等电点调节 小结晶 大结晶 沉淀 干燥 干燥 离心 拌盐粉碎 过滤 母液 粗谷氨酸 粗谷氨酸 粉状味精 成品味精 中和制味精 离子交换处理 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
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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： 35000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
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生产天数： 350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％
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%??8.22m??3
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：
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??
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
V3?3.5V2?2088?kg? 发酵培养基耗尿素为V4
V4?40V1?328.8?kg?
故共耗尿素量为331.68kg
（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?
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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 35000t/a味精厂发酵车间的物料衡算结果
年产35000吨味精物料横算表
生产1t味精物料名称
（100%）的物料
35000t/a味精生每日物料量
量
产的物料量 发酵液（m3） 8.22 287.7?103
822 二级种液（m3） 0.822 28.77?103
82.2
发酵水解用糖（kg） 1809 63.31?106
180.9?103
二级种培养用糖
（kg） 20.55 719.25?103 2055
水解糖总量（kg）
1829.55 64.03?106 183.0?103 淀粉(kg) 1978.7 69.25?106 197.9?103 尿素（或液氨） 331.68 11.61?106 33.2?103 糖蜜（kg） 41.1 1438.5?103
4.11?103
氯化钾（kg） 9.87 345.45?103
987 磷酸氢二钾（kg） 0.822 28.77?103
82.2 硫酸镁（kg） 3.62 126.7?103 362 泡敌（kg） 3.54 123.9?103 354 磷酸氢二钠（kg） 13.15 460.25?103 1315 玉米浆（kg） 24.66 863.1?103 2466
谷氨酸（kg）
909
31.82?106
90.9?103
2.2 热量衡算
热量衡算是根据能量守恒定律建立起来的，热平衡方程表示如下： Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6
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年产3.5万吨味精工厂发酵车间设计课程设计
