【文章內容簡介】 漸增多，PH越高，生成的谷氨酸鈉越多，其具有強烈的鮮味，但PH超過7后，還會促使消旋反應的發(fā)生，L谷氨酸鈉向DL谷氨酸鈉轉變，若PH低于7則影響精制收率。⑵.中和速度中和速度不應太快，要緩慢進行中和。⑶.中和溫度中和溫度應控制在70℃以下，溫度過高，發(fā)生消旋反應，環(huán)化反應，影響成品質量和收率。⑷.中和加水中和過程加水過多，中和液濃度低，給結晶造成困難，加水不足，濃度太高，粘度增加，脫色效果差，過濾困難，故一般控制中和液濃度21～23176。Be’，且最好采用鹽分較少的水。二、脫色㈠.粉炭脫色控制操作（1） 溫度：控制在65℃左右，在此溫度下，分子運動速度快，溶液粘度降低，有利于吸附。（2） PH值：～，但在此PH范圍內，溶液尚有40%的谷氨酸來生產谷氨酸鈉，谷氨酸溶解不完全，～，～，但脫色后需加堿調。（3） 時間：應控制適當時間，30分鐘達脫色飽和。㈡.顆粒炭脫色（1） 進料速度：顆粒炭吸附色素需一定時間，流量大，物料停留時間短，吸附效果差，經驗認為進料為炭體積2～3倍，效果較好，速度2～3m3料/m2炭h。（2） 上柱液質量對炭柱影響：若透光率低，色素含雜質多，炭交換量顯著下降，故透光率達60%以上，再上柱。（3） 顆粒炭再生：用氫氧化鈉水溶液作洗脫劑解析吸附的色素，用鹽酸溶液解析鐵離子作為再生劑。（4） 溫度：溫度適當提高，有利于脫色，過高，吸附效果反而下降，生產一般控制在40～50℃。（5） PH值：同粉狀漿，～。三、真空濃縮結晶㈠.濃縮：選用真空度600～650，溫度60℃。㈡.結晶：（1）結晶原理：谷氨酸鈉在不同溫度下在水中的溶解度按經驗公式為Sd=++含結晶水的可按下式Sc=++ (2)結晶與影響結晶因素：，晶核形成和晶體生長。晶核形成三種方法：自然起晶，刺激起晶，晶種起晶。：過飽和度 液膜厚度 溶液粘度 溶液純度 溫度 真空度 稠度 晶種質量 （4） 結晶工藝條件控制：投入結晶罐內一定量脫色液，進行濃縮，達到濃度后，加入晶種，結晶過程不斷補充物料，控制適宜的過飽和度，盡量避免假晶，加溫水殺晶。一、 原理：加熱使微生物本身蛋白質在高溫下凝固變性。二、培養(yǎng)基滅菌溫度的選擇 培養(yǎng)基滅菌過程，除了微生物死亡之外，還伴隨著培養(yǎng)基成分的破壞，在生產中必須選擇既能達到滅菌的目的，又要減少營養(yǎng)成分破壞的條件，因為在蒸汽加壓加熱的情況下，糖、氨基酸及維生素都易遭到破壞。 提高滅菌效果可以縮短滅菌時間并可減少培養(yǎng)基營養(yǎng)成分的破壞程度，這是工業(yè)生產常用高溫短時連續(xù)滅菌的主要依據。 滅菌的操作一、 無菌室⑴.接種前，先把接種瓶用75%的酒精滅菌，打開紫外酒精燈20～30分鐘。⑵.操作前必須先洗手，換上無菌衣帽和鞋子，帶上口罩，用75%酒精擦手。⑶.操作不得隨便講話，行動要做到輕手輕腳。⑷.接種要充分利用火焰滅菌，盡可能保持在焰口操作，動作迅速，時間不宜過長。 空氣凈化系統(tǒng)谷氨酸發(fā)酵液態(tài)深層好氣性發(fā)酵，產生菌是好氧性微生物，在培養(yǎng)基過程中需要用大量無菌壓縮空氣，一般工業(yè)生產中以大氣中空氣作為氧源，但空氣中含有多種微生物以及灰塵、泥土等，在適宜的條件下，其中雜菌也會大量繁殖，消耗大量的營養(yǎng)物質，產生各種代謝產物，影響發(fā)酵正常進行，依次凈化是一個重要環(huán)節(jié)。一般考慮以下幾條：（1）減少進口空氣雜菌數目；①采風口應設在主導風上方；②空氣站和發(fā)酵車間應盡可能遠些，防止染菌，同時遠離提取車間；③采用進空壓機前粗過濾手段；④采風口位置一般高于30米。（2）設計安裝除菌效果較好的過濾器；（3）保證過濾介質在干燥的情況下過濾；（5） 合理設計空氣過濾系統(tǒng)流程。 廢液和尾氣處理 廢氣 發(fā)酵中尾氣集中用水或藥液集中洗滌吸收后在排放，因為生產中使用的工藝過程中產生的HCl,H2S,NH3,HCHO,H2SO4等通過使設備密閉，使用液體石蠟與空氣隔離等措施防止逸出，對于泄漏的少量廢氣，通過機械排風和風筒高空排放。 廢液 味精企業(yè)的廢液分為低、中、高三種濃度，其中谷氨酸母液屬高濃度有機廢水（COD在50000mg/l左右）是味精廠主要污染源，冷卻水是低濃度廢水，其他為中濃度有機廢水。 處理方法：發(fā)酵廢母液提取菌體蛋白，生產飼料酵母，進行再利用，或進行脫蛋白尾液處理和好氧后處理。 從發(fā)酵液中提取到的谷氨酸,僅僅是味精生產中的半成品,谷氨酸與適量的堿進行中和反應,生成谷氨酸一鈉,其溶液經過脫色、除鐵、除去部分雜質，最后經過減壓、濃縮、結晶及分離，得到較純的谷氨酸一鈉的晶體，不僅酸味消失，而且有很強的鮮味，谷氨酸一鈉的商品名稱就是味精或味之素。 工藝論證 中和 Glu + NaOH → Glu?Na + H2O在Glu的中和操作中，先把谷氨酸加入水中，成為飽和溶解液PH=，然后加入堿進行中和，溶液的PH值逐漸升高，谷氨酸的電平衡發(fā)生移動。當絕大部分谷氨酸都變成GA+的形式時，即為中和生成谷氨酸一鈉的等電點。當中和液PH值超過7后，隨著PH值升高，溶液中GA離子漸多，生成谷氨酸二鈉越多，而它是無鮮味的，要防止此物質生成，同時中和液PH值超過7以后，還會使L谷氨酸轉變成DL谷氨酸鈉的消旋反應使品質下降。谷氨酸在常溫下溶解度很小，因此中和時先加水，加熱到65 ℃。堿液在谷氨酸之后加入；如果先加堿后加谷氨酸，若中和溫度過高會影響谷氨酸一鈉的生成，故必須嚴格控制條件。 脫色、除堿味精中含鐵離子過量，不符合食品規(guī)定標準，味精含鐵量高時，影響成品色澤，99%成品味精含鐵量控制在5ppm以下。生產原料原因，特別是設備的腐蝕游離出較多鐵離子，此外中和液中還含有錳、鋅等離子，一同除去。淀粉制糖，培養(yǎng)基滅菌，發(fā)酵液濃縮過程中產生色素、類黑色素，帶入Glu，使中和液色澤較重，故需脫色處理。硫化堿加入量不可過多也不可過少，一般稍過量，加硫化堿的溫度要控制在50℃以下，因溶液在偏酸或高溫時有H2S氣體逸出，其密度比空氣大，人吸入含有1/2000的空氣，是以引起嚴重中毒。除鐵檢測方法：A、 取加過量Na2S的中和液滴加Na2S溶液，若無黑色沉淀說明鐵除凈。B、 取加過量Na2S的中和液滴加H2SO4，若無黑色沉淀說明鐵除凈。中和除鐵液泵泵入板框過濾機，經過濾除雜質及沉淀達到除鐵目的。 K15炭粒脫色經過濾的濾液打入炭柱，進行第二次脫色，活性炭具有很大的表面積，其吸附作用分為物理和化學吸附兩種，活性炭表面積和色素分子之間范德華力為物理吸附作用。此種吸附特點速度快，吸附量與溫度成正比，吸附熱小，容易吸附，另一種化學吸附，吸附速度慢，吸附速度與溫度成正比，吸附熱大，具有選擇性。每次脫色用粉末狀活性炭，炭粒里裝顆粒炭脫色作為最后一次脫色。 濃縮結晶結晶是提取的有效方法，只有同類分子或離子才能結合成晶體。由水合作用，溶質以溶液中成為有一定晶形水合體析出，商品味精帶一個結晶水，溶液到晶體生成的過程有形成飽和溶液，晶核形成，晶體形成。結晶原理：固體物質溶于溶液中達到飽和時，就處于一個相平衡。結晶是一個固相形成過程，不僅包括物質分子的凝結，而且包括這些分子有規(guī)律的排列形成晶格，這些排列與表面分子化學鍵力有關，即要結晶就要表面張力做功，當溶液濃度達到一定飽和度時，致使溶質能相互吸引自然聚起形成一種細微顆粒，即晶核，晶核表面吸附周圍溶質分子。本設計采用較為先進完善的真空結晶工藝，為了形成飽和溶液，蒸發(fā)部分溶劑，但為了防止谷氨酸鈉在高溫下脫水形成焦谷氨酸鈉，使成品味精易吸潮，變質。因此采用減壓真空濃縮方法。濃縮時，真空度越高，料液沸點越低，不僅加快濃縮速度，也可使產品質量提高。本設計采用晶種起晶法，這種起晶法可以控制晶體數目和大小，而且溶液受晶種刺激后，晶核可以提早形成，所需過飽和度較自然起晶所需的過飽和度低，作為晶種投入溶質不會被溶解，也不會產生刺激起晶，全部作為晶核而不產生新晶核，從而達到控制晶體數量的目的。 干燥分離本設計采用三足式離心機，進行味精分離，根據味精大小控制分離時間和含水量采用振動干燥床，具有設備簡單，生產連續(xù)化，效率高等優(yōu)點，而產品不易破碎，光澤度好，適用于大量結晶干燥，使用硫化床干燥可以控制溫度不超過80℃為宜。粗頭大片，〉8目粉碎，制晶種或打粉摻入80%味精8～12目，做晶種，粉碎成12～30目12～30目，成品，99%的MSG30目以上，作為晶種或用結晶鍋重新結晶。生產工藝采取直接混合，加食鹽得80%的MSG。 工藝控制 PH的控制操作中先將Glu加到升溫至65℃的底水中，成為飽和溶液。，溶液中的谷氨酸大部分以Glu177。的形式存在，加堿中和，隨著堿的不斷加入，溶液的PH逐漸升高，電力平衡移動，Glu177。減少，Glu王逐漸增加，當絕大多數的Glu變成Glu王時，即為中和生成谷氨酸鈉的等電點，若PH超過7，Glu逐漸增多，即PH越高，生成谷氨酸鈉越多，而谷氨酸鈉有強的鮮味，而谷氨酸二鈉沒有，此時PH超過7后，還會促使消旋反應的發(fā)生，LGlu?Na向DLGlu?Na轉變，若PH低于 7，則溶液中的 Glu177。百分率高，造成Glu溶解不徹底，影響精制收率，還造成過濾困難，是下面操作不易進行。所以PH的控制在中和中很重要，要精確控制。 中和的速度中和的速度不應太快，要緩慢進行中和。用Na2CO3中和會產生CO2，若中和太快，會產生大量泡沫，可能會導致料液外溢，造成損失。而且，加堿過快，導致局部PH值過高，發(fā)生消旋反應，影響收率和產品質量。 中和濕度中和濕度應控制在70℃左右。溫度過高時，除會發(fā)生消旋反應外，谷氨酸還會脫水發(fā)生環(huán)化，生成焦谷氨酸，對收率和產品質量極為不利。環(huán)化反應如下：H2CCH2 H2CCH2 HOOC HC—COONa 加熱 O=C HC—COONa NH2 NH （谷氨酸鈉） （焦谷氨酸鈉） 中和加水 中和過程加水過多，中和液濃度低，給結晶造成困難。加水不足，濃度過高，粘度增加，脫色效果差，過濾困難，故一般控制在中和液濃度21～23176。Be/，且最好 采鹽式鹽較少的水。 脫色 粉炭脫色控制操作：（1）溫度 在一定范圍內，溫度升高，分子運動加快，溶液粘度降低，有利于吸附。當溫度升高時，分子運動加劇，反而使解析色素速度增大，綜合溫度時，吸附和解析的影響，一般控制在65℃左右。 （2）PH值 PH對脫色效果影響很大，～，但在此PH范圍內，溶液尚有40％的谷氨酸來生成谷氨酸一鈉，Glu溶解不完全，即影響收率又影響質量，～?！?，脫色較好，但脫色后需要加堿調PH。 （3）時間 色素分子向活性炭面擴散及吸附均需一定時間。只有充分接觸，才能充分發(fā)揮脫色效力。但達到一定時間后，隨著時間延長，脫色并不增加。那樣就影響設備利用率，生產中控制加炭后攪拌，30min達脫色飽和。 顆粒炭脫色 （1）進料速度 炭的吸附量與進料速度密切相關，顆粒炭吸附色素需一定時間，流量大，物料停留時間短，吸附效果差，經驗認為進料為炭體積的2～3倍，效果較好，速度 2～3m3料/m3炭h。 （2）上柱液質量對炭柱的影響 若透光率低，色素含雜質多，炭交換量顯著下降，故一般先粉炭脫色，除去大部分雜質，透光率達60％以上，再上柱。 （3）顆粒炭再生 用NaOH水溶液作洗脫劑解吸吸附的色素，用HCL溶解解析的鐵離子作為再生劑。洗脫劑和再生劑濃度低時，再生效果差。濃度高時，效果增加不明顯，造成浪費，由實踐經驗，可采用3％的NaOH和HCl溶液再生較為理想。（6） 溫度 溫度適當提高，有利于脫色，過高，吸附效果反而下降，同時顆粒炭粉碎，若溫度太低，粘度大，影響流速，同時易結柱，生產一般控制在40～50 ℃（7） PH值同粉狀炭，～。 真空濃縮結晶 濃縮： 選用真空度600～650mmHg，溫度60℃。 結晶：（1） 結晶原理： 谷氨酸鈉在不同溫度下在水中的溶解度可按經驗公式計算： 含結晶水的可按下式： 可用飽和曲線表示：由實驗得關系圖可分為三個區(qū)，但界限不明顯。（2） 結晶與影響結晶的因素a． 結晶過程包括形成飽和溶液，晶核形成（本設計采用加晶種）和晶體成長三個階段。晶核形成有三種方法：自然起晶法，刺激起晶法，晶種起晶法。 b. 影響結晶速度的因素： ①過飽和度②液膜厚度③溶液粘度④溶液純度⑤溫度，真空度⑥稠度⑦晶種質量（3） 結晶工藝條件控制 投入結晶罐內一定量的脫色液進行濃縮，達到濃度后，加入晶種。結晶過程不斷補充物料，控制適宜的過飽和度，盡量避免假晶。當出現(xiàn)假晶時，加溫水殺晶。 真空度600mmHg，溫度60～70℃，底料55～65%，取3m3（60%），～176。B233。，時間2～4h，投種溫度65～70177?！?。投種后整晶，～。 補料：應蒸發(fā)速度，結晶速度協(xié)調一致，使?jié)舛瓤刂圃诮榉€(wěn)區(qū)。 放罐濃度：～ 176。B233。 成品得率50%。5. 工藝計算 物料衡算物料衡算是根據質量守恒定律建立起來的。物料衡算是進入系統(tǒng)的全部物料重量等于該系統(tǒng)的全部物料重量，即 ∑F = ∑ D + W式中 F——進入系統(tǒng)的物料量（㎏）D——離開系統(tǒng)的物料量（㎏）W——損失的物料量（㎏） 生產過程的總物料衡算(1