味精绿色制造新工艺、新装备

佟毅同志现任中粮集团有限公司总工程师兼中粮生物科技股份有限公司董事长，玉米深加工国家工程研究中心主任，中国淀粉工业协会会长，国家粮食安全政策专家咨询委员会委员，中国粮油学会副理事长。先后编著《淀粉水解产品及其应用》《生物基材料——聚乳酸》《淀粉糖绿色精益制造——新产品、新技术、新应用》《玉米淀粉绿色精益制造——新工艺、新设备、新理念》书籍4部，并连续多年担任《淀粉与淀粉糖》杂志主编，连续5年作为主编出版了《中国玉米市场和淀粉行业年度分析和预测报告》，在淀粉及其衍生物方面获得省部级科技进步特等奖1项、一等奖8项、二等奖2项，获授权专利55项，国内外学术刊物上发表论文82篇，主持新建了多条国内领先的玉米深加工生产线，推动了中国淀粉及其深加工行业从无到有、从小到大，改变了我国玉米深加工产业在全球的竞争格局。

本书详细介绍了味精制造的新工艺，以及所采用的新装备。全书共分九个部分，包括了菌种选育、淀粉糖化、谷氨酸发酵、提取、精制、复合肥以及工艺装备及应用前沿的技术方法等，是一本实用性较强的工具书。
本书可供发酵工程等领域科技人员使用，也可供味精生产从业人员参考。

第1章 概述
1.1味精的由来2
1.2味精行业国内外发展现状2
1.2.1国外味精行业发展概况3
1.2.2国内味精行业发展概况3
1.3味精与人体健康12
1.3.1增加食欲13
1.3.2生理与药理作用13
1.3.3生成氨基酸13
1.3.4维持和改善脑功能13
1.3.5降低血氨中毒13
1.4味精的发展与展望14
1.4.1味精工业发展现状及制约因素14
1.4.2味精工业实现持续发展的解决途径15

第2章 淀粉制糖生产工艺与装备
2.1玉米介绍18
2.1.1玉米种植分布18
2.1.2玉米分类及组分介绍19
2.1.3玉米质量等级21
2.1.4影响玉米质量的因素21
2.2淀粉介绍22
2.2.1淀粉的物理性质22
2.2.2淀粉的化学结构23
2.2.3工业淀粉的化学组成24
2.3玉米淀粉生产工艺25
2.3.1玉米储存与净化25
2.3.2玉米浸泡25
2.3.3破碎与胚芽分离27
2.3.4细磨27
2.3.5纤维分离27
2.3.6淀粉与蛋白质分离28
2.3.7淀粉的脱水干燥28
2.4副产品生产及应用28
2.4.1胚芽、胚芽饼、玉米油28
2.4.2玉米浆29
2.4.3蛋白粉31
2.4.4纤维（玉米皮）32
2.5玉米淀粉生产的主要设备32
2.6玉米淀粉生产工艺技术指标33
2.6.1玉米淀粉生产的主副产品产量及物料平衡33
2.6.2淀粉及副产品收率一般指标33
2.6.3生产及辅助用水34
2.6.4粮耗、能耗指标35
2.6.5亚硫酸消耗35
2.7淀粉制糖原理35
2.7.1催化剂的种类37
2.7.2催化剂的用量37
2.7.3水解的温度与压力37
2.7.4淀粉乳的浓度37
2.7.5蛋白质等杂质的影响37
2.8双酶法制糖用酶38
2.8.1酶的种类38
2.8.2酶的特性38
2.8.3影响酶催化因素39
2.9双酶法制糖工艺40
2.9.1双酶法制糖工艺流程40
2.9.2双酶法制糖工艺控制要点41
2.9.3双酶法制糖的质量要求43

第3章 谷氨酸的发酵生产
3.1谷氨酸发酵生产现状50
3.1.1谷氨酸菌种选育的研究50
3.1.2谷氨酸发酵生产工艺的研究51
3.1.3双酶法制糖工艺的研究51
3.1.4低糖流加工艺的研究51
3.1.5纯生物素替代工艺的研究51
3.1.6液氨工艺的研究52
3.1.7温敏型发酵工艺的推广52
3.2谷氨酸发酵生产的自动控制52
3.2.1谷氨酸发酵过程的动力学模型52
3.2.2应用于谷氨酸发酵生产的生物传感器的研究52
3.2.3谷氨酸发酵生产的计算机控制系统53
3.3谷氨酸发酵机制53
3.3.1谷氨酸的生物合成途径53
3.3.2谷氨酸生物合成的代谢调节机制58
3.4淀粉糖原料发酵工艺69
3.4.1工艺流程69
3.4.2发酵无菌风的制备69
3.4.3培养基组成83
3.5培养基灭菌88
3.5.1灭菌的意义88
3.5.2灭菌的方法88
3.5.3消毒剂及使用方法90
3.5.4培养基灭菌原理及其影响因素93
3.5.5二、三级种子培养基，发酵培养基和流加糖培养基灭菌流程99
3.5.6灭菌操作的技术要点99
3.6发酵条件的控制105
3.6.1发酵过程的温度控制105
3.6.2发酵过程pH的控制107
3.6.3种龄与种量的控制108
3.6.4流加糖的控制109
3.6.5发酵过程泡沫的控制109
3.6.6发酵溶解氧的控制111
3.6.7发酵过程中菌体形态变化与OD值的变化121
3.6.8温度敏感型谷氨酸发酵的优势122

第4章 谷氨酸的提取
4.1概述126
4.2谷氨酸的性质127
4.2.1谷氨酸的主要物理性质127
4.2.2谷氨酸的主要化学性质131
4.3等电点法提取谷氨酸134
4.3.1等电点法提取谷氨酸的基础理论134
4.3.2影响谷氨酸提取的主要因素137
4.3.3等电点设备144
4.3.4等电点法提取谷氨酸的工艺路线145
4.4离子交换法提取谷氨酸149
4.4.1各种树脂对氨基酸的交换性能149
4.4.2离子交换树脂的类型和结构149
4.4.3离子交换树脂的性能151
4.4.4离子交换机制153
4.4.5离子交换设备155
4.4.6离子交换法提取谷氨酸的工艺路线155
4.4.7离子交换法的工艺条件和技术要点158
4.5等电点-离子交换法提取谷氨酸161
4.5.1原理161
4.5.2工艺流程161
4.5.3技术要点161
4.6浓缩连续等电点转晶工艺提取谷氨酸165
4.6.1工艺流程165
4.6.2发酵液浓缩连续等电单元165
4.6.3等电谷氨酸分离转晶单元168
4.6.4母液浓缩水解单元171
4.7锌盐法提取谷氨酸173
4.7.1锌盐法提取谷氨酸的基本原理174
4.7.2锌盐法提取工艺174
4.7.3等电点-锌盐法提取工艺176
4.8盐酸盐法提取谷氨酸176
4.8.1盐酸盐法提取谷氨酸的基本理论177
4.8.2盐酸盐法工艺流程和主要技术条件177
4.8.3酸水解-等电点法178
4.8.4酸水解法的应用178
4.9钙盐法提取谷氨酸179
4.9.1谷氨酸钙盐一步法179
4.9.2谷氨酸钙盐直接转化为谷氨酸钠179
4.10膜分离技术在提取生产中的应用180
4.10.1膜分离技术的优点180
4.10.2膜分离过程的基本特性183
4.10.3膜分离技术在生物化工中的应用184
4.10.4电渗析法提取谷氨酸184
4.10.5超滤技术分离菌体187
4.10.6反渗透技术进行水处理188
4.10.7纳滤技术的应用189

第5章 谷氨酸制造味精
5.1生产工艺流程192
5.2谷氨酸中和193
5.2.1中和原理193
5.2.2谷氨酸及中和剂质量要求194
5.2.3中和工艺技术条件194
5.3中和液的脱色197
5.3.1中和液中的色素来源197
5.3.2脱色原理和工艺条件综述197
5.3.3中和液脱色生产工艺199
5.3.4结晶母液的脱色工艺201
5.3.5脱色生产的主要设备203
5.4味精结晶的基本理论204
5.4.1谷氨酸一钠饱和溶液和过饱和溶液204
5.4.2晶核的形成及味精结晶起晶方法208
5.4.3过饱和溶解度曲线在结晶过程中的应用209
5.4.4味精的结晶生长速度及其影响因素209
5.4.5结晶面积和结晶时间213
5.4.6晶体粒度的分布215
5.5味精结晶工艺技术216
5.5.1味精结晶工艺流程216
5.5.2味精结晶操作219
5.5.3味精结晶操作注意事项222
5.5.4结晶器防止跑料的措施224
5.5.5味精结晶的主要设备225
5.6味精的分离、干燥和筛选226
5.6.1分离操作226
5.6.2干燥工艺227
5.6.3筛选工艺228
5.7生产异常情况分析及处理方法229
5.8包装与贮藏231
5.8.1散味精的质量标准231
5.8.2包装材料及其标志231
5.8.3包装操作233
5.8.4运输贮藏234
5.9味精精制工艺的技术进步235

第6章 副产品生产工艺及装备
6.1副产品生产工艺原理238
6.1.1菌体蛋白238
6.1.2复合肥248
6.2技术实现方法及技术背景249
6.2.1菌体蛋白（谷氨酸渣）技术背景及生产方法249
6.2.2复合肥技术背景及生产方法251
6.3副产品生产工艺流程257
6.3.1菌体蛋白生产工艺流程257
6.3.2复合肥生产工艺流程258
6.4副产品生产过程控制要点259
6.4.1菌体蛋白生产过程控制要点259
6.4.2复合肥生产过程控制要点259
6.5副产品生产主要设备介绍260
6.5.1生产菌体蛋白的主要设备260
6.5.2生产复合肥的主要设备262
6.6副产品生产过程的技术进步及未来发展264
6.6.1菌体蛋白264
6.6.2复合肥264

第7章 味精生产关键设备
7.1淀粉糖生产关键设备268
7.1.1液化喷射器268
7.1.2糖化罐270
7.1.3液化闪蒸蒸汽热量回收系统271
7.2谷氨酸发酵关键设备272
7.2.1发酵罐272
7.2.2发酵用空压机273
7.3谷氨酸提取关键设备274
7.3.1发酵液蒸发器274
7.3.2等电罐274
7.3.3卧螺离心机276
7.3.4转晶罐277
7.3.5转晶母液蒸发器277
7.4中和脱色关键设备278
7.4.1中和罐278
7.4.2板框过滤机278
7.4.3颗粒炭柱278
7.4.4洗炭水纳滤系统278
7.4.5母液脱色液蒸发器280
7.5精制关键设备280
7.5.1间断结晶罐280
7.5.2连续结晶罐282
7.5.3助晶槽283
7.5.4味精分离机284
7.5.5振动流化床干燥机285
7.5.6气流干燥机285
7.5.7结晶罐余热回收系统286
7.6菌体蛋白关键设备286
7.7复合肥关键设备287
7.7.1复合肥生产工艺流程287
7.7.2尾气处理系统288
7.7.3尾气处理基本工艺流程289
7.7.4造粒机尾气参数290
7.7.5净化烟气出口指标290
7.7.6主要设备及技术说明291

第8章 清洁生产
8.1清洁生产的起源、概念及其内涵296
8.1.1清洁生产的起源296
8.1.2清洁生产的概念及其内涵297
8.2味精行业现状298
8.2.1资源消耗现状298
8.2.2产排污现状298
8.3味精行业污染防治发展趋势300
8.3.1污染防治由末端治理向全过程控制发展300
8.3.2产业结构进一步优化300
8.3.3技术创新不断进步300
8.3.4节能减排提高资源利用率300
8.4味精生产过程中废水治理工艺301
8.4.1味精企业废水的产生301
8.4.2高浓度废水处理技术302
8.4.3中、低浓度废水处理技术302
8.5废水厌氧生物消化除碳技术303
8.5.1废水厌氧生物处理发展历程303
8.5.2厌氧生物消化反应机理303
8.6废水生物脱氮工艺310
8.6.1生物脱氮原理310
8.6.2生物脱氮过程的影响因素312
8.6.3缺氧/好氧脱氮工艺315
8.7废水生物除磷工艺316
8.7.1废水生物除磷原理316
8.7.2生物除磷的环境影响因素317
8.8污水臭气处理工艺318
8.8.1水吸收318
8.8.2低温等离子电离除臭318
8.8.3光催化氧化除臭319
8.9组合式生物膜废水处理工艺320
8.9.1组合式生物膜废水处理工艺及其优点320
8.9.2组合式生物膜废水处理工艺流程323
8.9.3组合式生物膜废水处理工艺控制326

第9章 安全生产与食品安全
9.1安全文化的功能及建设330
9.1.1安全文化的功能330
9.1.2文化建设331
9.2味精装置人机安全工程332
9.2.1生产过程中存在的不安全因素分析332
9.2.2防范措施336
9.2.3人机系统的安全控制338
9.2.4人机系统常见的事故及其原因341
9.3重大危险源辨识及管理342
9.3.1重大危险源辨识依据342
9.3.2重大危险源管理344
9.4应急管理346
9.5味精生产的食品安全管理348
9.5.1有关食品安全的概念349
9.5.2味精工厂曾发生过的食品安全事故与客户期望350
9.5.3人力资源要求351
9.5.4基础设施及维护353
9.5.5建筑物和施工354
9.5.6设施、空气、水和能源的管理355
9.5.7设备的管理356
9.5.8化学品的管控356
9.5.9虫害控制356
9.5.10交叉污染的控制措施357
9.5.11污水、污物的管理358
9.5.12清洗和消毒工作358
9.5.13原料的管理359
9.5.14成品包装、储运的安全卫生要求360
9.5.15返工品的管理361
9.5.16产品追溯与召回361
9.5.17卫生和质量检验的管理362
9.5.18食品防护363
9.5.19关键过程控制364
9.5.20食品安全建议364
9.5.21有关食品安全的法规、标准365

参考文献