(毕业论文)年产1.5万吨味精工厂设计-酶解法制糖工艺研究正文终稿.doc

长春工业大学本科毕业论文
摘 要

本设计简要介绍了味精的发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、干燥制成味精。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，加入α-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，从而起到降低成本的作用。

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.

Abstract
This 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 with 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.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,bleaching,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),final 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 enzyme; liquefaction; saccharification

目 录

第一章 总 论 1
1.1概述 1
1.1.1味精的发展史 1
1.1.2味精的特点 1
1.1.3味精的营养价值及作用 2
1.1.4味精工艺技术的发展 2
1.1.5建设味精厂的意义及目的 3
1.2设计依据 4
1.2.1长春工业大学毕业设计任务书 4
1.2.2实习所获基础资料 4
1.2.3参考资料 4
1.3设计指导思想 4
1.4设计范围 5
1.4.1生产车间 5
1.4.2辅助生产车间 5
1.4.3公用工程部分 5
1.4.4.仓贮部分 5
1.5建设规模及产品方案 5
1.5.1建设规模 5
1.5.2产品方案 5
1.6主要原材料、辅助原料、动力需用量 5
1.7工作制度及全厂定员 6
1.7.1工作制度 6
1.7.2全厂定员 6
第二章 总平面布置 8
2.1厂址概述 8
2.1.1厂址地形地貌特征 8
2.1.2厂区地质情况及地震烈度 8
2.1.3气象条件 8
2.2总平面布置与运输 9
2.2.1总平面布置的原则 9
2.2.2厂内外运输 10
2.2.3总图绘制（见图纸） 11
第三章 生产工艺 12
3.1原料及产品的质量标准 12
3.1.1感官指标 12
3.1.2理化指标 12
3.1.3卫生指标 12
3.2生产技术方案选择 13
3.2.1产品方案 13
3.2.2生产方法的选择及对比 13
3.2.3生产工艺流程简述 15
3.2.4生产工艺流程简图 16
3.2.5主要工艺参数 16
3.2.6主要原料、物料、动力消耗指标 17
3.2.7物料衡算 17
3.2.8热量衡算 21
3.2.9水衡算 24
3.2.10主要工艺设备选型计算 26
3.2.11主要设备一览表 28
3.2.12车间自控水平及测量仪表的水平 29
3.2.13车间布置（主车间） 29
3.2.14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
4.1建筑结构 31
4.2给水、排水及消防设施 32
4.2.1给水 32
4.2.2排水 32
4.2.3污水处理 32
4.2.4消防设施 33
4.3供电 33
4.4供热 35
第五章 环境保护及综合利用 37
5.1主要副产品及“三废” 37
5.2治理情况和“三废”的综合利用 37
5.2.1废气处理和利用 37
5.2.2废水处理和利用 37
5.2.3废渣处理和利用 38
5.2.4噪声防治 38
第六章 职业安全卫生 39
6.1工业卫生 39
6.1.1设计依据 39
6.1.2设计原则 39
6.1.3工业卫生 39
6.1.4劳动保护 39
参考文献 41
致谢 42
43

第一章 总 论

1.1概述

1.1.1味精的发展史

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。味精的发展历史大致经历三个阶段，第一阶段是1866年德国人立好生（H·Ritthasen）博士从小麦面筋中分离到酸性氨基酸，并将其命名为谷氨酸。1908年日本的池田菊苗教授在实验中，从海带中分离到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进，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基础性研究。1964年成功分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。

1.1.2味精的特点

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C5H8O4NNa·H2O,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，味精可以作为一种安全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。

1.1.3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，能防止皮肤干燥。

1.1.4味精工艺技术的发展

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，成本较高，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，加入盐酸，在高温下水解，生成谷氨酸盐酸盐。分离得到的谷氨酸盐酸盐与碱反应后，分离得到谷氨酸，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办法进行生产，但由于耗用大量植物蛋白，并会造成环境污染，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应以后生成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，再经一系列的分离纯化过程，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1957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α-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，淀粉颗粒坚硬，短期液化不彻底等情况。酶酸法则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。

1.1.5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。
由于同万千大众的日常消费挂钩，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发展的动力。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发展水平、尤其是城市化水平密切相关，经济发展和城市化进程的延续将继续提供餐饮业成长的机会。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、华南等经济发达区域。这也表明，在中西部等经济次发达区域，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；味精作为发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。2010-2015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%，一些技术指标已经达到世界先进水平[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，相信味精行业的发展前景也会愈加广阔，而这也正是我们建厂的重要理由。

1.2设计依据

1.2.1长春工业大学毕业设计任务书
1.2.2实习所获基础资料
1.2.3参考资料

《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

1.3设计指导思想

（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，降低消耗指标。
（5）满足市场对产品产量及质量的要求，着眼于长远发展，留有余地，力求做到整体布局和场地利用合理。

1.4设计范围

1.4.1生产车间
糖化车间、发酵车间、精致车间、干燥车间、包装车间

1.4.2辅助生产车间
机修车间、研发中心、综合办公楼、车库等。

1.4.3公用工程部分
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。

1.4.4.仓贮部分
主原料库、包装材料库、成品库、煤堆场及灰渣场等。

1.5建设规模及产品方案

1.5.1建设规模：建设一座占地50259平方米，年产15000吨味精的味精厂。
1.5.2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。

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
t
4.2125
101.1
30330

2
α-淀粉酶
t
1.19×10-3
2.86×10-2
8.568

3
糖化酶
t
2.79×10-3
0.0714
21.42

4
塑料袋
个
5833
1.4×105
4200×104

5
水
t
1075.57
25813.6
7744080

6
电
Kwh
8433
202392
60717600

7
煤
t
3.84
92
27888.8

1.7工作制度及全厂定员

1.7.1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。

1.7.2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，服务人员4人。

表2 劳　动　定　员　表
序号
部 门
管理人员
技术人员
工人
服务人员
合计
1
厂部
1

1
2
2
厂办
1

1
3
党办
1

1
4
生产计划科
2

2
5
技术科
1
3
2

6
6
质检科
1
2
2

5
7
化验科

3
2

5
8
仓储
1

12

13
9
销售科
1

12

13
10
财务科
1

2

3
11
劳动安全科
1

5

6
12
行政科
1

1
2
13
公路队
1

15

16
14
接待室

2

2

小计
13
8
54
2
77

合计
77
15
变电所
1
2

3
16
锅炉房
1

5

6
17
空压机
1
1
4

6
18
水泵房及贮水池
1
1
4

6
19
冷冻站
1
2
6

9
20
环保所及污水处理厂
1
2
15

18

小计
6
8
34

48

合计
48
21
糖化车间
2
3
25
1
31
22
发酵车间
1
2
25
1
29
23
脱色精制车间
1
2
10

13
24
干燥、包装
1
2
15

18
25
质检
1
5
8

14

小计
6
14
83
2
105

合计
105

总计
230

第二章 总平面布置

2.1厂址概述

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，厂区靠近原料供应地，交通条件便利，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。

2.1.1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，并且有充足的发展余地，不须另行征用土地。

2.1.2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0.25～0.91米；第二层为粉状细沙，厚度约为0.14～2.10米，第三层为卵石，其厚度约为3.40～5.15米；第四层为花岗岩，本层为勘查区基岩，控制厚度约为0.30～0.50米，控制深度为5.00～7.90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，地下水位高低主要受此影响。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。

2.1.3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
995.50毫帕
年平均气温
6.5℃
年极端最高气温
37.7℃
年极端最低气温
-36.2℃
年平均相对湿度
72%
全年日照时数
2284.0
无霜期
130～160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
1272.8毫米
月最大降水量
520.7毫米
日最大降水量
162.7毫米
最大冻结深度
最大风速
平均风速
1000.0毫米
22m/s
1.5m/s
全年主导风向
WS

2.2总平面布置与运输

2.2.1总平面布置的原则

（1）工艺条件：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，避免交叉往返。
（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，均要达到国家排放标准，，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，避免交叉运输。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
①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。

②辅助车间
辅助车间应靠近它所服务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。
③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，动力车间可以大部分集中在厂区一侧建立。并尽量靠近其服务车间。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。
④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。

2.2.2厂内外运输

工厂全年运输总量：82036.87吨
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/a
59327.6

1
玉米淀粉
t/a
30330
公路

2
α-淀粉酶
t/a
18.18
公路

3
糖化酶
t/a
45.51
公路

4
氯化钙
t/a
45.51
公路

5
糖蜜
t/a
999.6
公路

6
煤
t/a
27888.8
公路

二
运出量
t/a
22709.27

1
味精
t/a
14280
公路

2
灰渣
t/a
8366.64
公路

3
菌体蛋白
t/a
62.63
公路

三
总计
t/a
81979.08

2.2.3总图绘制（见图纸）

第三章 生产工艺

3.1原料及产品的质量标准

3.1.1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
项目
单位
优级品
一级品
二级品
水分
%
≤14.0
≤14.0
≤14.0
细度
%
≥99.8
≥99.5
≥99.0
斑点
个
≤0.4
≤1.2
≤2.0
酸度
ml
≤12.0
≤18.0
≤25.0
灰分
%
≤0.10
≤0.15
≤0.20
蛋白质（干基）
%
≤0.4
≤0.50
≤0.80
脂肪（干基）
%
≤0.10
≤0.15
≤0.25
二氧化硫
%
≤0.004
---
---
铁盐
%
≤0.002
---
---

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/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
项目
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
%
≥99
≥99
≥95
≥90
≥80
水分
%
≤0.2
≤0.3
≤0.5
≤0.7
≤1.0
氯化钠以Cl计
%
≤0.15
≤0.5
≤5.0
≤10
≤20
透光率
%
≥95
≥90
≥85
≥80
≥70
砷
ppm
≤0.5
≤0.5
≤0.5
≤0.5
≤0.5
铅
ppm
≤1.0
≤1.0
≤1.0
≤1.0
≤1.0
铁
ppm
≤5
≤5
≤10
≤10
≤10
锌
ppm
≤5
≤5
≤5
≤5
≤5

3.1.3卫生指标

GB 2760-2011 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

3.2生产技术方案选择

3.2.1产品方案

年产15000吨味精工厂
产品品种：含99%和80%谷氨酸钠（Glu·Na·H2O）的味精

3.2.2生产方法的选择及对比

（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：
①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。
②酶解法反应条件较温和，如采用α-淀粉酶，反应温度在85～90℃，采用糖化酶，反应温度在50～60℃。而酸法制糖则较为剧烈，一般反映温度会达到80℃以上，糖化液温度达到140～150℃。
③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，且设备安全系数要高。酶解法由于反应条件温和，对设备的要求没有酸解法高。
④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，水解则不完全。
⑤酶解法由于微生物酶作用的专一性较强，淀粉水解副反应少，因此淀粉转化率高，一般能达到96%以上，酸解法副反应较多，转化率一般为90%～92%。
⑥酶解法反应时间较长，需要专门培养酶。酸解法反应时间短（如采用10波美浓度淀粉，在3kg/cm2压力下仅需20min；在3.5kg/cm2压力下仅需7～10min），生产能力大[3]。
⑦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较
项目
酸解法
酶解法
葡萄糖值（DE）
91
98
葡萄糖含量（%干基）
86
97
灰分（%）
1.6
0.1
羟甲基糖醛
0.30
0.003
色素
10.0
0.2
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正。
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。
①间歇式液化：是三种液化方法中最简单的一种，常用于小型工厂生产。它的操作过程为：将调整好的淀粉乳调整pH（5.5～6.0），加入液化酶，在搅拌下加热至90～110℃，维持30～90分钟，达到液化程度后，经碘试反应成棕色即可[4]。此反应需要的设备简单，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，糖浓度也比较低。
②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95～97℃，淀粉糊化、液化送入保温桶保温30～90分钟，达到所需的液化效果[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，安全系数低，液化蒸汽用量较大，且由于开口的原因，无法达到α-淀粉酶的最适温度（105℃）。
③喷射液化：一般采用耐高温α-淀粉酶[12]。其工艺流程为：淀粉调浆，用Na2CO3调节pH（6.2～6.5），0.043%的CaCl2作为淀粉酶激活剂，最后加入耐高温α-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]。
通过以上比较，本设计采用连续喷射液化二次加酶法制糖工艺。

3.2.3生产工艺流程简述

酶解法制糖工艺：

①调浆
淀粉加水的比例为1：2.5，调浆后淀粉乳浓度为（15±1）°Bé，加Na2CO3调节pH6.2～6.5， CaCl2（淀粉浆的0.043%）作为酶活性剂，经搅拌均匀后，加入耐高温α-淀粉酶（淀粉浆的0.017%），并继续搅拌均匀。
②第一次喷射液化
喷射温度105～108℃（一般不超过110℃），并在维持管维持5～6min。在送入闪蒸罐闪蒸。
③保温液化
料液经闪蒸后送入液化保温罐，温度降至95～97℃，在此温度下料液进行液化。时间为40～45min。
④第二次喷射液化
料液由泵送至喷射器进行第二次喷射，温度达到125～140℃，喷射后送入维持罐5～10min。
⑤第二次液化
料液送至保温罐，温度降至95～97℃，并加入耐高温α-淀粉酶，继续液化至终点[14]。
⑥糖化
液化液冷却至60～62℃，pH调至4.2～4.5，加入糖化酶（1.5kg/t工业淀粉）， 糖化20～40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值达到95%以上，糖化基本完成。结束后。经80℃，15～20min升温灭酶处理后，将料液降温至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。

3.2.4生产工艺流程简图

α-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→分离→
　↑　　　　　　　　↓　　　　　　　　　　　　　↑↑　　　　　 ↓
水 滤渣 无菌空气　消泡剂 母液　　　　
　　　Na2CO3、活性炭
　　　　　↓
谷氨酸→中和→脱色→过