引言

味精（Monosodium），又叫又名“味之素”，学名“谷氨酸钠”。是日常生活中不可缺少的一种调味料，主要成分为谷氨酸钠。味精的主要作用是增加食品的鲜味，在中国菜里用的最多，也可用于汤和调味汁。成品为白色柱状结晶体或结晶性粉末，是目前国内外广泛使用的增鲜调味品之一。其主要成分为谷氨酸和食盐。

味精从1909年以商品的形式问世以来有100多年的历史了,味精的制法多种多样,但对于人们来说对其需求是一样的,是生活必需品。随着社会的发展，人们对味精的需求量也在不断上升,但是味精的生产必然会造成一定的环境压力。 味精是以粮食为原料经糖化、发酵、谷氨酸提取、精制等工序制得，在谷氨酸发酵制取过程中只有约3/5的原料转化为味精及副产品，而2/5的原料进入废液中，从而造成资源的严重浪费。由于原料利用率低，发酵废液干固形物含量达10%-12%，废水指标CODCr高达35000-40000mg/l，从而造成高浓度有机废水污染严重、治理难度较大等行业突出问题。

上述的原料利用率底,废水污染严重的问题。我们有必要探索一条既有较低的生产成本，从而实现较高的经济价值，又能够取得较好的环境保护效果的现代化味精生产之路,以满足现代社会对味精的需求,实现可绿色的持续发展。

想要实现味精的低成本低污染，就必须实现规模化工厂生产，实际经验表明，只有万吨级以上的味精工厂生产，才能实现这个目标，因此本设计进行年产4万吨味精工厂初步工艺设计就是为了在理论上和对现实模拟的基础上给出数据和理论支持，因此该设计具有一定的用价值和环保意义。

由于我们的水平有限，加之由于对先进设备和技术的了解程度有限，本设计中有许多不尽如人意的地方恳请各位老师和同学们批评指正。共同学习共同进步

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第一章 文献综述

味精是鲜味调味，以小麦、大豆等含蛋白质较多的原料经水解法制得或以淀粉为原料经发酵法加工而成的一种粉末状或结晶状的调味品，普遍应用于生活。但谷氨酸以及其它胺基酸对于增强食物鲜味的作用，在20世纪早期，才被人们科学地认识到。1907年，日本东京帝国大学的研究员菜田菊苗发现了一种，昆布汤蒸发后留下的棕色晶体，即谷氨酸。这些晶体，尝起来有一种难以描述但很不错的味道。这种味道，池田在许多食物中都能找到踪迹，尤其是在海带中。池田教授将这种味道称为“鲜味”。继而，他为大规模生产谷氨酸晶体的方法申请了专利[1]。池田教授将谷氨酸钠称为“味之素”。这种风靡整个日本的“味之素”，很快传入中国，改名叫“味精”。不久，味精风靡全世界，成为人们不可缺少的调味品。

味精，又名“味之素”，学名“谷氨酸钠”。其世界发展大致有三个阶段： 第一阶段：1866年德国人H●Ritthasen(里德豪森)博士从面筋中分离到氨基酸，他们称为谷氨酸，根据原料定名为麸酸或者谷氨酸（因为面筋是从小麦提取出来的）。1908年日本东京大学池田菊苗实验，从海带中分离到L-谷氨酸结晶体，这个结晶体和从蛋白质水解得到的L-谷氨酸是同样的物质，而且都是有鲜味的。

第二阶段：以面筋或大豆粕为原料通过水解的方法生产味精，在1965年以前都是

用这种方法生产的。这个方法消耗大，成本高，劳动强度大，对设备要求高，需耐腐酸设备。

第三阶段：随着科学的进步及生物技术的发展，使味精生产发生了革命性的变化。

自1965年以后我国味精厂都采用以粮食为原料（玉米淀粉、大米、小麦淀粉、甘薯淀粉）通过微生物发酵、提取、精制而得到符合国家标准的谷氨酸钠，为市场上增加了一种安全又富有营养的调味品，用了它以后是菜肴更加鲜美可口[2]。1.1 味精的理化性质

味精即谷氨酸钠，是L-谷氨酸的单钠盐，又称味素，学名α-氨基戊二酸钠，含有一分子的结晶水，分子式为NaC5H8O4N·H2O，分子量为187.13。

味精和谷氨酸都有旋光性，有D-型及L-型二种光学异构体。当D-型与L-型相等时，发生消旋，称为DL-型。在动植物体中存在的谷氨酸都是L-型，用蛋白质水解法

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及发酵法生产的谷氨酸钠也都是L-型，而用化学合成法生产的谷氨酸为DL-型[3]。

味精的主要物理性质：

（1）性状 味精是无色至白色的柱状晶体或白色的结晶性粉末； （2）结晶系 斜方晶系，柱状八面体。轴角α=β=γ=90o，轴长a≠b≠c； （3）密度 粒子相对密度1.635，视相对密度0.80～0.83；

（4）溶解度及其他 不溶于酒精、乙醚及丙酮等有机溶剂，易溶干水，比重为1.65；熔点为195℃；在120℃以上逐渐失去分子中的结晶水；pH为7.0。

味精的主要化学性质是：

（1）与酸作用，生成谷氨酸或谷氨酸盐酸盐；

（2）与碱作用，生成谷氨酸二钠盐，加酸后又生成单钠盐； （3）长时间受热会引起分子内失去水生成焦谷氨酸钠； （4）水溶液中解离。

1.2 味精生产常用设备

常用设备:

(1) 糖化设备：水解锅 糖化罐 连续液化喷射器 (2) 培养基连消设备：维持罐 连消塔 热交换器

(3) 空气净化除菌设备：空气压缩机 空气换热器 气液分离器 空气过滤器 (4) 发酵罐 (5) 等电点罐

(6) 中和脱色槽 树脂交换柱 (7) 真空结晶罐

(8)常用容器设备：整体玻璃钢制容器[4]

1.3 味精的各种制法

1.3.1 水解提取法

1植物蛋白质水解

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以植物蛋白，如面筋等为原料，加入酸后进行水解，使原料中的植物蛋白水解成多种氨基酸，然后分离出谷氨酸，再制成味精，此法为传统工艺[5]。

2 从甜菜糖蜜提取法

甜菜中的谷氨酸一般是以谷氨酰胺按的形式存在，在制造过程中，用石灰处理时转化为焦谷氨酸。因此，存在于糖蜜中的焦谷氨酸被碱水解后转化为谷氨酸；

1.3.2 合成法

主要包括以糠醛，丙烯晴和环戊二烯为原料的合成法等。

该法的优点是不用粮食，采用石油废气，但生产过程中需用高压(200大气压)、高温(120°C以上)、有毒(氯氰酸)、易燃(溶剂)。设备投资大(比发酵法高1倍以上)，生产工艺复杂、危险等。半成品消旋谷氨酸还要进行分割，年产量少于5000t者不经济。故生产上很少使用[6]。

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1.3.3发酵法

该原料来源广阔，可利用各种淀粉或野生物淀粉、甘蔗、糖蜜、甜菜糖蜜、石油化工产品醋酸、乙醇等。而且设备一般，腐蚀性低，劳动强度小，可自动化、连续化生产、收率高、成本比水解法低30～50%等优点。因此，发酵法是目前生产味精的主要方法[7]

1.4我国味精发展现状

1925年，吴蕴初将自己的生产工艺，以做好向欧美行销的准备。1926～1927年吴蕴初还将“佛手牌”味精的配方、生产技术等，向英、美、法等化学工业发达国家申请专利，并获得批准。这也是中国历史上中国的化学产品第一次在国外申请专利。1926年，佛手牌味精获得美国费城世界博览会金奖。1930年，1933年，吴蕴初的味精继续在世界博览会上连续获得奖项，佛手牌味精打入了欧洲等海外市场。日本“味の素”在东南亚的市场也被中国产品取代[8]。

按照北洋政府的专利法，吴蕴初的味精专利可以享有5年的专利保护。1926年，吴蕴初宣布，放弃味精的国内的专利，希望全国各地大量仿造生产。此后，国内各地先后出现了十几个味精品牌，国货味精市场极大繁荣，日本的“味の素”除了中在日本关东军占领的我国东北区外，在中国的其他地区在也难见踪影[9]。

1925年，因有了声势浩大的五卅运动相助，日货更受抵制，本来无力与味精竞争的“味の素”更趋于颓萎，连南洋的华侨也弃日货“味の素”，改用了国货味精。佛手牌味精不但打入了南洋各国市场，而且很快就成了该市场的紧俏商品。

1926年，“佛手”味精由中国选送至美国费城和宾州世界博览会参展，即以纯正

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