味精工业

味精工业组员：肖鹏（资料整理、PPT演讲）罗佳军、郑天力（资料查询，PPT制作）•氨基酸的制造是从1820年水解蛋白质开始的。味精俗名又叫味素，英文为MonoSodiumGlutamte简称MSG。其化学名称是a_氨基戊二酸.1950年在实验室用化学方法合成氨基酸.以前1866年德国人Ritthansen利用硫酸水解小麦面筋.最先分离出谷氨酸.1872年Dittener推断出氨基酸的结构。1908年日本人因菊君与铃木合作从海带中提取谷氨酸成功,并开始制造味之素产品.1910年日本味之素公司用水解发生生产谷氨酸.1936年美国人从甜菜中提取谷氨酸,直到1956年和协发酵公司开始以淀粉糖蜜为原料采用发酵法生产谷氨酸成功.回目录一、行业的介绍•1957年发酵法味精投入工业化生产.1966年采用醋酸发酵法生产谷氨酸.60年代后期各国味精工业兴起,均用发酵法生产味精.•我国味精生产开始于1923年,由吴蕴初先生创办了上海天厨味精厂.该厂首先采用盐酸水解面筋生产味精.同年沈阳味精厂开始用豆粕水解生产味精.从1958年开始我国的味精生产进入转换期.开始研究发酵法制GLU的工艺.1964年上海天厨味精厂以黄色短杆菌617为生产菌株,采用发酵法生产GLU中型实验,获得成功,接着投入工业化生产.杭州味精厂与中科院微生物研究所等单位协作进行北京短棒杆菌As,2PP发酵法生产谷氨酸发酵实验1965年获得成功并投入工业生产.回目录二、味精生产工艺流程图菌种斜面培养摇瓶扩大培养种子罐扩大培养原料预处理水解过滤淀粉水解糖配料发酵空气空气压缩机冷却气液分离过滤除菌等电点调节沉淀离心粗谷氨酸溶解中和制味精母液细谷氨酸除铁过滤脱色浓缩结晶离心小结晶干燥拌盐粉碎粉状味精大结晶干燥过滤成品味精•(1)原料的预处理及淀粉水解糖的制备;工艺流程：原料调浆糖化冷却中和脱色过滤除杂糖液•(2)种子扩大培养及谷氨酸发酵;•工艺流程：保藏菌种斜面活化摇瓶种子培养种子罐发酵罐•(3)谷氨酸的提取;•在α－酮戊二本酸在谷氨酸脱氢酶的催化下，发生还原氨基化反应，生成谷氨酸•(4)谷氨酸制取味精及味精成品加工。•（谷氨酸）中和脱色除铁（中和液）浓缩结晶干燥包装成品•三、主要设备主要设备功能筛选机去除固体杂质，使原料颗粒均匀浸泡桶使原料内部结构松散盘磨机将原料磨碎，便于液化调浆桶调节淀粉乳浓度液化锅在淀粉酶作用下，将淀粉转化为糊精和低聚糖液化锅升温使失活配料桶用草酸调PH至４.５糖化锅利用糖化酶将糊精和低聚糖转化为葡萄糖中和桶使谷氨酸在等电点附近结晶析出沉淀池使粗谷氨酸晶体沉淀与菌体、细谷氨酸分离离子换柱对谷氨酸母液选择吸附，与杂质分离，再经洗脱、浓缩、抽取谷氨酸离心式甩干机将粗谷氨酸中液体初步甩干•从原料生产加工•1.原料处理（糖化）设备；•2.培养基制备设备；•3.菌种选育及培养扩大设备；•4.发酵设备；•5.空气净化系统（环保设备）；•6.谷氨酸分离设备；•7.味精制造设备（中和、脱色、除铁、结晶设备等）；•8.自动或半自动包装设备。四、原材料和能源•（１）常用的原材料：面筋、大豆、玉米。•（２）二级种子培养基（g/L）：水解糖25，糖蜜20，尿素3.5，磷酸氢二钾1.0，硫酸镁0.6，玉米浆5~10，泡敌0.6，硫酸镁0.002，硫酸亚铁0.002。•（３）发酵培养基（g/L）：水解糖150，糖蜜4，硫酸镁0.6，氯化钾0.8，磷酸氢二钠0.2，硫酸亚铁0.002，硫酸锰0.002，尿素40，泡敌0.6，植物油1.0。•（４）能源：主要是电耗味精自动打包机•水污染源：主要是生产工艺污水，包括来自于玉米清洗、味精精制、复合肥蒸发浓缩、设备清洗等工序排放的低浓度有机污水，以及玉米浸泡、谷氨酸发酵等工序排放的高浓度有机污水，这些处理后的污水作为厂区的绿化用水、周边地区农业灌溉用水以及下游荒漠草场灌溉用水。•大气污染源：主要是淀粉车间粉碎筛分工序、污水处理厂厌氧发酵反应器、复合肥车间喷浆造粒工序的热风炉。排放的污染物主要有粉尘、恶臭污染物硫化氢（H2S）以及热风炉产生的烟尘和二氧化硫（SO2），经处理后排入大气。回目录五、主要的污染物六、味精行业清洁生产标准为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国清洁生产促进法》，保护环境，为味精企业开展清洁生产提供技术支持和导向，制定本标准。本标准规定了在达到国家和地方环境标准的基础上，根据当前的行业技术、装备水平和管理水平，味精工业企业清洁生产的一般要求。本标准分为三级，一级代表国际清洁生产先进水平，二级代表国内清洁生产先进水平，三级代表国内清洁生产基本水平。由于技术在不断进步和发展，本标准也将不断修订，一般三到五年修订一次。本标准规定了味精工业清洁生产的一般要求。本标准将清洁生产标准指标分成五类，即生产技术特征指标、资源能源利用指标、污染物产生指标（末端处理前）、废物回收利用指标和环境管理要求。本标准适用于味精（以玉米为原料）工业的企业的清洁生产审核、清洁生产潜力与机会的判断，以及清洁生产绩效评定和清洁生产绩效公告制度，也适用于环境影响评价、排污许可证管理等环境管理制度七、重点车间和工艺•味精生产厂家一般都设置了糖化车间、发酵车间、提取车间和精制车间作为主要生产车间。另外，为保障生产过程中对蒸汽的需求，同时还设置了动力车间，利用锅炉燃烧产生蒸汽，并通过供气管路输送到各个生产需求部位。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。其中，糖化工艺和发酵工艺作为主要工艺。味精发酵罐八、常见的清洁生产方案序号技术名称适用范围技术主要内容解决的主要问题技术来源所处阶段应用前景分析1新型浓缩连续等电提取工艺味精行业本工艺采用新型浓缩连续等电提取工艺替代传统味精生产中的等电-离交工艺，对谷氨酸发酵液采用连续等电、二次结晶与转晶以及喷浆造粒生产复混肥等技术，解决味精行业提取工段产生大量高浓离交废水的问题，且无高氨氮废水排放；传统的谷氨酸提取工艺大多采用等电-离交工艺，即发酵液直接在低温条件下等电结晶，结晶母液经离交回收母液中的谷氨酸。传统工艺投入设备多，离交废水量大；硫酸、液氨消耗量大；自主研发应用阶段本技术实施后，味精吨产品减少了60%硫酸和30%液氨消耗，且无高氨氮废水排放，吨产品耗水量可降低20%以上；能耗可降低10%以上；吨产品COD产生量可降低50%左右；1新型浓缩连续等电提取工艺味精行业同时采用自动化热泵设备将结晶过程中的二次蒸汽回收利用，达到节约蒸汽，降低能耗的目的。本工艺的实施降低了能耗、水耗以及化学品消耗，提高了产品质量，并减少了废水产生和排放。工艺复杂，生产环节较多，用水量大，能耗高；产生废水量大，污染严重，生产成本高。本工艺将高产酸发酵液浓缩后采用连续等电、二次结晶与转晶工艺提取谷氨酸，替代了氨基酸行业内传统的等电-离交工艺，解决传统工艺产污强度高、用水量大、能耗高、酸碱用量高等问题。自主研发应用阶段各项清洁生产技术指标接近或达到国际先进水平。以年产10万吨味精示范企业为例：每年可节约硫酸约5.1万吨；节约液氨约1万吨；节约用水约180万m3；节约能源消耗折约2万吨标煤；减少COD产生约3.5万吨，减少氨氮排放0.28万吨。全行业推广（按80%计算）每年可节约硫酸约81.6万吨；节约液氨约16万吨；节约用水约2880万m3；节约能源消耗折约32万吨标煤；减少COD产生约56万吨，减少氨氮排放4.48万吨。2发酵母液综合利用新工艺味精行业本工艺将剩余的结晶母液采用多效蒸发器浓缩，再经雾化后送入喷浆造粒机内造粒烘干，制成有机复合肥，至此发酵母液完全得到利用，实现发酵母液的零排放。工艺中利用非金属导电复合材料的静电处理设备处理喷浆造粒过程中产生的具有较强异味的烟气，处理效率可达95%以上。味精生产中提取谷氨酸后的发酵母液有机物含量高，酸性大，处理较困难。本工艺不但可将剩余发酵母液完全利用，实现零排放，且具有投资小，生产及运行成本低，经济效益好的特点。本工艺同时还解决了由喷浆造粒产生的烟气的污染问题，具有显著的经济效益、环境效益和社会效益。自主研发应用阶段该技术实施后味精吨产品COD产生量减少约80%，并可产生1吨有机复合肥，增加产值600元。以年产10万吨味精示范企业为例：每年可减少COD产生约6万吨；生产10万吨有机复合肥，增加产值6000万元。全行业推广(按80%计算)每年可减少COD产生约96万吨；生产160万吨有机复合肥，增加产值9.6亿元。3·高性能温敏型菌种定向选育、驯化及发酵过程控制技术味精行业本技术利用现代生物学手段定向改造现有温度敏感型菌种，选育出具有目的遗传性状、产酸率高的高产菌株，同时对高产菌株发酵生物合成网络进行代谢网络定量分析，结合发酵过程控制技术，优化发酵工艺条件，提高谷氨酸的产酸率和糖酸转化率，其产酸率可提高到现阶段味精企业普遍使用生物素亚适量型菌种，其产酸率和糖酸转化率较低，产酸率在11%-12%，糖酸转化率在58%-60%。采用本技术可解决味精企业生产中菌种产酸率和糖酸转化率较低的问题，其产酸率可达到17%-18%，糖酸转化率可达到65%-68%，不仅可降低味精生自主研发应用阶段该技术实施后味精单位产品玉米消耗降低19%以上；能耗可降低10%；COD产生量减少10%。以年产10万吨味精示范企业为例：每年可节约玉米约4.5万吨；节约能源消耗折2万吨标煤；减少COD产生约0.7万吨。全行业推广后（按50%计算）每年可节约玉米