前⾔
我国味精⽣产状况
据有关资料统计表明,1991年我国味精⽣产⼚家约200多家，其中年产万吨以上的⼯⼚2家，年产5000吨以上的⼯⼚11家，年产1000吨以上的⼯⼚54家，其余100多家年产量都在1000吨以下，这说明我国⼤陆味精⼯业多属⼩规模⽣产。1991年我国⼤陆味精产值为37.5亿元⼈民币，产量27万吨，较1990年成长22%。总产量中纯度99%的味精占31%，售价为每吨14000-15000元⼈民币；纯度80%的味精占46%，售价为每吨11000-13000元⼈民币；其他纯度味精占23%；麸酸售价为每吨9000元左右⼈民币。在产品成本⽅⾯,⼤部分⼯⼚使⽤淀粉原料，少数使⽤糖密。以淀粉为原料的产品成本
应采⽤⾼⽣物素发酵⼯艺，其⼯艺特点：营养丰富，种量⼤，风量⾼。在保持⼀定发酵转化率基础上，要千⽅百计提⾼产酸率和缩短发酵周期，即提⾼发酵强度。产酸10％，周期34hr，与产酸15％，周期30hr ⽐较，单位产量提⾼60％左右。发酵产能的提⾼，可节省固定资产投⼊，能耗下降并可降低⼯资及管理费⽤，达到降低成本的⽬的。亚适量⽣物素⼯艺有⼀定局限性，只有⼤种量⾼⽣物素发酵⽅法才能
提⾼单位时间，单位体积产酸量，控制上可采⽤添加青霉素，表⾯活性剂或温度敏感型菌株，企业可以根据⾃⾝情况利⽤现有菌种通过⼯艺的变⾰实现，或者通过筛选温度敏感型菌株实现。
奶报箱
2.⾕氨酸提取和废⽔治理
应采⽤浓缩等电点及废⽔制造肥料的⼯艺。⽬前国内普遍是等电点离交⼯艺，虽然提取收率⾼（⾼于浓缩等电），但酸，氨消耗⾼，废⽔量⼤，处理难度⼤，成本⾼。随着环保排放的严格控制，我们必须重新审视提取⼯艺，追求最佳提取与环保综合效益。 ⼯艺特点：发酵液浓缩i。连续中和，粗⾕氨酸再提纯。 浓缩：发酵液浓缩，主要考虑废液制肥料时，先浓缩以减少酸性蒸发量，⼀般是采⽤多效真空蒸发装置，温度不超过80℃，⾕氨酸含量25～30g/dl。
连续中和：随着发酵产酸提⾼，传统的间歇等电⽅式已不能适应（⾕氨酸12％以上时易形成?-型晶体），必须连续中和。对于浓缩的发酵液连续中和是唯⼀的中和⽅式。
⼯艺操作上，在有⼀定晶体的底料中，连续流加发酵液和中和剂，维持稳定的PH和温度梯度。此⼯艺的优点是质量稳定，可越过蛋⽩质胶体，避免⾮正常发酵液的影响，其次是周期短，可提⾼设备能⼒，连续化，⾃动化⽣产，减轻劳动强度。
再结晶：经过浓缩的发酵液，⾕氨酸晶体杂质⾼，为减轻后步⼯序负荷，必须进⼀步提纯，根据⼯业结晶理论，结晶是提纯物料最有效的⽅法，可采取两种⽅法，⼀种⽅法是ɑ-型晶（粗⾕氨酸），经溶解重新结晶成?-型晶。因晶格的不同，除去晶体中杂质和⾊素，达到提纯的⽬的。另⼀种⽅法是ɑ-型晶，表⾯适度溶解后再重新结晶（仍为ɑ-型晶形），除去表⾯吸附的杂质。前者夫酸纯度⾼，后者夫酸纯度低。但具有⼀定的成本优势。
废⽔治理：味精⽣产废⽔COD,BOD,N-NH3,SO4-,⾼，难处理，⽬前的处理⽅法有：⽣化处理⽅法，适宜于中浓度废⽔，⼯程投资⼤，占地⾯积达，能耗⾼，可作为辅助处理⽅法，培养饲料酵母，作为饲料添加剂，仍有⼆次排污需要处理；制造肥法：⼀种是先提取⾕氨酸后母液蒸发浓缩成硫酸肥料（闭路循环），另⼀种是发酵液先浓缩提取⾕氨酸，母液在浓缩制复合肥料。随着发酵产酸提⾼，浓缩⽐降低，能耗下降，且复合肥料市场较⼤，治理相对彻底，有⼀定的经济效益，因此提取⾛浓缩等电废⽔治理复合肥是相对经济合理的⽅法，也是企业的发展⽅向。
3.味精结晶：多效蒸发和连续结晶
国内味精结晶，⼀直沿⽤传统⽅法，没有⼤的改进，间歇单效，浓缩，结晶设备⼀体虽可做成⼤颗粒味精，但蒸汽消耗⾼，制作⼯序占蒸汽总消耗的60％以上，国内味精的消费⽅式正在发⽣变化，味精作为终端消费的⽐例在减少，⽽作为基料⽤于⾷品加⼯业和复合调味料的⽐例增加较快。⽬前台湾，
韩国，⽇本等地家庭消费味精量仅占三成，作为基料的部分市场需求的是⼩颗粒味精，⼤颗粒味精实属过剩。连续结晶⽅式，充分显⽰其优势，既能满⾜⽤户要求，同时实现了味精结晶⼯序连续化，⾃动化，并辅之多效蒸发，发幅度提⾼效率，降低⽣产成本。
4.
⽣产设备向⼤型化，⾃动化及节能型发展
发酵罐向⼤型化，⾃动化⽅向发展，并且改变传统搅拌形式，轴向与径向流相结合，增加溶解氧，提⾼效率，降低运⾏成本，稳定⽣产：空⽓过滤系统，采⽤过滤效率⾼（可达到99.9999％），阻⼒⼩，压⼒降低的膜过滤器，保证⽆菌空⽓质量，并节省电耗。⾕氨酸分离系统，味精连续结晶，采⽤国产或进⼝的先进设备以达到节能，减轻劳动强度，提⾼效率，提⾼产品质量。
味精⼯业是技术密集型产业，展望未来，味精⼯业将会达到更⾼⽔平，味精⼯业前景将更加美好，我们奋⽃在味精⾏业的同仁们，应⽴⾜于现状，充分认识⾏业差距，借鉴国内外，⾏业内外的先进经验，团结⼀致，不断技术创新，加速企业技术进步，继续进⾏味精⼯业⾰命，提升技术⽔平，为味精⼯业发展做出更⼤的贡献。
其中等电点沉淀法是氨基酸提取⽅法中简单的⼀种⽅法。其理论基础是利⽤氨基酸的两性解理于等电
点性质。不同的氨基酸有不同的等电点，在等电点，氨基酸的静电荷为零，便于氨基酸彼此吸引成为i⼤分⼦沉淀下来。所以此时氨基酸的溶解度最⼩，容易结晶析出。
离⼦交换法是利⽤粒⼦交换剂对不同的氨基酸吸附能⼒的差异进⾏分离的⽅法。氨基酸为两性电解质，在特定的条件下，不同的氨基酸的带电性质及解离性质不同，故统⼀成离⼦交换剂对不同的氨基酸的吸附能⼒不同，因此可对氨基酸混合物进⾏分组或实现单⼀成分分离。离⼦交换提取氨基酸是⼯业中应⽤最为⼴
泛的提取⽅法之⼀。
等电离⼦交换法提取⾕氨酸为⽬前许多⼯⼚所采⽤。本⼯艺分作两步操作：1：将发酵液等电点提取部分⾕氨酸。2：将母液进⾏离⼦交换法提取。
⼯艺流程
发酵液
1↓加浓硫酸
育晶（2⼩时）PH 4-5
↓加浓硫酸
育晶（2⼩时）PH 3.5-3.8
↓加浓硫酸
育晶（2⼩时）PH 3.0-3.2
↓
搅拌育晶（16-20h）
↓
沉淀4h
↓→→细⾕氨酸→返回加⼊1步骤
母液+上清液
↓←加浓硫酸调PH=1.5
上离⼦交换柱
↓
洗脱
↓
⾼流分→返回加⼊1步骤
流程图
↓
↓
↓
↓上清液↓母液
----------
↓
↓
→回到发酵液贮罐○2↑
↓
收集
设计计算步骤
（1）⾕氨酸的产量
味精分⼦量M=187.13
⾕氨酸分⼦量M=147.13
设年产1万t ，纯度为99％味精所需⾕氨酸的量为X吨，则187.13/147.13=10000ⅹ0.99/X X=7783.8吨/年
⽣产天数为320d 精制效率为105％
每天⽣产的产量=7783.8/320/1.05=23.166 t/d
（2）每天需要⾕氨酸含量为10％的发酵液体积
等电加离交总收率为95％
则实际需要的⾕氨酸的质量为=23.166/0.95=24.385 t/d
产酸平均为10％
则发酵液的总质量=24.385/10％=243.854 t/d
取发酵液密度ρ=1000kg/m3
则发酵液总体积=243.854ⅹ1000/1000=243.854 m3/d
(3)贮罐的⼤⼩和个数的确定
⼀次等电收率为平均 76％
则结晶出⾕氨酸的质量=24.385ⅹ0.76=18.53 t/d
上清液中剩余⾕氨酸的质量=24.385ⅹ（1-0.76）=5.855 t/d
上清液中⾕氨酸所占的百分⽐=5.855/（243.85-18.53）ⅹ100％=2.599％
取ρ=1000kg/m3
则上清液总体积=（243.85-18.53）ⅹ1000/1000=225.32m3
所以需体积（以⼀天来计算）为400m3的贮罐⼀个。
（3）将⾕氨酸上清液调成PH=1.5 所需的的H2SO4的量
1.上清液的质量=243.85-18.53=225.32 kg
根据1吨上清液（含⾕氨酸 1.8～2.0％）从PH=1.5需92.5％的硫酸约60kg ,⽽由于我们的上清液中⾕氨酸含量为2.17％，所以适当增加硫酸（92.5％）为61 kg
硫酸的质量=225.32ⅹ61=13744.52 kg
⼜知 92.5％的硫酸的密度ρ=1824 kg/m3
H2SO4的体积=13744.52/1824=7.535m3
每天需要调酸的液体总体积=225.32+7.535=232.855 m3
每4个⼩时调酸⼀次，⼀天调酸6次
则每次调酸的液体体积=232.855/6=38.809 m3
所以需体积（以⼀天计算）为60 m3的调酸罐⼀个
2.调酸罐的设计：
采⽤搅拌：⾼径⽐H/D=2
封头容积：V=1/4ⅹ3.14ⅹD2ⅹ(Hb+1/6D)
圆柱容积：V=1/4ⅹ3.14ⅹD2ⅹH=1/2ⅹ3.14ⅹD3
取 Hb=0.04
可得 1/4ⅹ3.14ⅹD2ⅹ（Hb+1/6D）+1/4ⅹ3.14ⅹD2ⅹH=60
计算可得：D=3.3 m
H=2D=3.3ⅹ2=6.6 m
采⽤桨式搅拌器，搅拌器的转速为60转/分，即1 r/s
发酵液黏度为1ⅹ10-3Ns/m2
桨叶直径为：Di=1/4D=1/4ⅹ3.3=0.825 m
REM=Diⅹnⅹρ/ц=0.825ⅹ0.825ⅹ1ⅹ1000/1ⅹ10-3=6.806ⅹ105>104为湍流
查《发酵⼯程设备》图6-52
对螺旋桨，Np=0.38
搅拌轴功率=NpⅹDi5ⅹn3ⅹρ=0.38ⅹ0.855ⅹ1ⅹ1000=168.6 w/m3
设三⾓带的效率为0.95，滚动轴承的效率为0.99，滚动轴的效率为0.98，端轴封增加功率为1.0％，则所需电机功率为：
168.6ⅹ1.01/0.95ⅹ0.99ⅹ0.98=184.75 w
故选⽤200w的电动机防老剂264
采⽤桨式搅拌器，材料⽤不锈钢，搅拌轴较长，分为两⾄三段，⽤连轴器连接，装⽤可调节的中间轴承可减少震动，连轴器材
料⽤聚氯⼄烯。
(5)离⼦交换树脂的设计
选⽤732型树脂，其性能有关的参数如下（由《氨基酸⼯艺学》 P232 表 6-15查得）
隔声工程1.每天需上柱提取得上清液（母液）中所含有的⾕氨酸的质量为5855
kg
2.所需的树脂量
取⾕氨酸的交换量为35kg/t 商品树脂
根据上柱和洗脱所需的时间为8h 每天完成三次提取
所以树脂的质量=5885/35/3=55.76 t
3.离⼦交换柱的⼤⼩和个数
取D=1m H=8m
取树脂层⾼度为圆筒⾼度的75％
则每柱中树脂体积=1/4ⅹ3.14ⅹD2ⅹHⅹ0.75=1/4ⅹ3.14ⅹ1ⅹ8ⅹ0.75=4.71 m3
取树脂视⽐重为 0.8ⅹ103 kg/m3
则树脂总体积=55.76ⅹ1000/0.8ⅹ1000=69.7 m3英姿带
考虑破损=69.7/0.8=87.125 m3
所需离⼦交换柱的个数：n=87.125/4.71=18.49 个
取20个离⼦交换柱
注：因为完成⼀次提取需要８h ，⽽每４h 调酸⼀次，所以采⽤分批上柱。每８h 调酸２次，⼀共有２０个柱，所以每次调酸完成后，
上１０个柱，在完成⼀次调酸后，上另外的
手机背光１０个柱，记下每⼀批上柱的时间。当第三次调酸完成且上柱后，第⼀批上柱的也已完成⼀次提取。如此反复，循环使⽤
曲柄销
4.其它设备及管道
1.主要组建的作⽤
上部布装置
促进料液分布均匀，防⽌反洗时树脂益处，由于不影响排液均匀性。因上部采⽤花板结构，故采⽤多孔板排⽔冒液体分布器。
优缺点：这种分布器布液均匀，但是结构复杂，缝隙开⼝内窄外宽，以免树脂被卡住。
树脂加⼊⼝和取出⼝
加⼊⼝的位置应在树脂层以上并尽量靠近上布液装置，设计时，可以从上边的上封头的管道或⼊⼝视镜投⼊。
视镜
混合床采⽤3个，上⾯⼀个视镜上布液装置附近观察反洗膨胀情况。中间⼀个视镜位于树脂层顶⾯附近。下⾯⼀个视镜设在阴阳树脂分界⾯处，距下⾯布液装置上⾯500mm，选⽤
Dg125mm 的视镜。
下部布液装置
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