浅论味精自动化生产工艺

1、浅论味精自动化生产工艺摘要：味精是发酵工业的典型产品之一，生产工序复杂，工艺参数要求严格。目前国内味精生产的规模仍在继续扩大，企业竞争日趋加重，可是味精生产的自动化水平仍然较低，原料能源消耗大、设备利用率低，产品收率不稳固。尤其是发酵进程的整体自动化技术掉队，使味精生产的要紧工序得不到有效的监控。本文简要论述了味精自动化生产的工艺流程。关键词：味精、谷氨酸钠、自动化味精又称谷氨酸钠，在化学上称为谷氨酸单钠，是人们生活中重要的调味品之一。在比较其生产工艺之前，先更正一下多食味精对躯体健康有阻碍的错误观点，味精在化学上称为谷氨酸钠，其前体物质之一的谷氨酸是人类食物和人体蛋白质的重要成份。在天然食物

2、中，它比同一种蛋白质的其他氨基酸往往高出倍。成年人一般的每日三餐都需要摄入较多的谷氨酸，因为在人体各部份组织器官中，谷氨酸占的比例十分令人注视。例如，血液中的谷氨酸占游离氨基酸的% ，肝脏中占% ，在大脑神经系统的灰质蛋白质和白质蛋白质中别离占. % 和 . % 。由此看来，一个机体正常的人天天在菜肴中适量放些味精，是可不能有危害的，至于味精致癌、致畸或突变更是无从谈起。美国实验生物学会通过年的调查研究，宣布味精是一种平安的调味品，列入了“实际无毒”的行列，并指明按现行量利用，对成人的确毫无损害。1味精的生产工艺流程简介味精的生产一样分为制糖、谷氨酸发酵、中和提取及精制等 4 个要紧工序。因为

3、大米涨价，目前大多数味精厂都利用淀粉作为原材料。淀粉先要通过液化时期。然后在与淀粉酶作用进入糖化时期。第一利用淀粉酶将淀粉浆液化，降低淀粉粘度并将其水解成糊精和低聚糖，应为淀粉中蛋白质的含量低于原先的大米，因此通过液化的混合液可直接加入糖化酶进入糖化时期，而不用像以大米为原材料那样液化后需通过板筐压滤机率去大量蛋白质沉淀。液化进程中除加淀粉酶还要加氯化钙，整个液化时刻约30min。必然温度下液化后的糊精及低聚糖在糖化罐内进一步水解为葡萄糖。淀粉浆液化后，通过冷却器降温至60进入糖化罐， 加入糖化酶进行糖化。 糖化温度操纵在60左右，p值 4.5 ， 糖化时刻 1832h。糖化终止后，将糖化罐加

4、热至8085，灭酶 30min。过滤得葡萄糖液，通过压滤机后进行油水分离，再通过滤后持续消毒后进入发酵罐。谷氨酸发酵进程消毒后的谷氨酸培育液在流量监控下进入谷氨酸发酵罐，通过罐内冷却蛇管将温度冷却至32，置入菌种，氯化钾、硫酸锰、消泡剂及维生素等，通入消毒空气，经一段时刻适应后，发酵进程即开始缓慢进行。谷氨酸发酵是一个复杂的微生物生长进程，谷氨酸菌摄取原料的营养，并通过体内特定的酶进行复杂的生化反映。培育液中的反映物透过细胞壁和细胞膜进入细胞体内，将反映物转化为谷氨酸产物。整个发酵进程一样要经历3 个时期，即适应期、对数增加期和衰亡期。每一个时期对培育液浓度、温度、p值及供风量都有不同的要求。

5、因此，在发酵进程中，必需为菌体的生长代谢提供适宜的生长环境。通过大约34 小时的培育，当产酸、残糖、光密度等指标均达到必然要求时即可放罐。1.3 谷氨酸提取与谷氨酸钠生产工艺该进程在提取罐中进行。利用氨基酸两性的性质，谷氨酸的等电点在为ph3.0 处， 谷氨酸在此酸碱度时溶解度最低，可经长时刻的沉淀取得谷氨酸。粗得的官司谷氨酸通过干燥后分装成袋保留。1.4 谷氨酸钠的精制谷氨酸钠溶液经度日性碳脱色及离子互换柱除去a2+、g2+、 e2+离子，即可取得高纯度的谷氨酸钠溶液。将纯净的谷氨酸钠溶液导入结晶罐，进行减压蒸发，当波美度达到29 5时放入晶种，进入育晶时期，依照结晶罐内溶液的饱和度和结晶情

6、形实时操纵谷氨酸钠溶液输入量及进水量。通过十几小时的蒸发结晶，当结晶形体达到必然要求、物料积存到80% 高度时，将料液放至助晶槽，结晶长成后分离出味精，送去干燥和挑选。2工艺比较2.1 液化和糖化与大米相较，淀粉中的蛋白的含量较低，因此在液化完成后混合液不用通过板筐压滤机而直接进入糖化时期。糖化单元中，糖化罐是由原先分批罐经改装后串联而成的，使混合液通过串联罐的时刻恰好为48 小时。如用自动化设备对液化糖化进程进行操纵那么要紧操纵回路有调浆罐温度及p值操纵、一次喷射温度操纵、糖化温度操纵。调浆罐定容可采纳流量或液位测量方式; 调浆罐温度用进入盘管的蒸汽量操纵在30; 值用纯碱溶液操纵在6.4

7、。这些系统均采纳单回路pid 操纵，只要操纵器参数调整适宜，都能知足操纵要求。淀粉浆在一次喷射液化进程中要设置喷射液化器出口温度操纵系统，严格操纵蒸汽喷射器出口物料的液化温度，将其最大动态误差限制在工艺许诺的范围内( 一样为设定值 0.2 ) 。制糖进程的另一个重要操纵系统是糖化罐的温度操纵，要在整个糖化时刻内维持稳固的温度，以利于液化淀粉转换成葡萄糖。作者以为，因为液化及糖化属于原料处置时期，因此卫生及自动化要求能够相对低一些。在加上近几年味精产业不景气，规模小的厂家能够降低对原料预处置时期自动化的要求。2.2 菌种及无菌空气的处置众所周知，在生物化工中菌种的优良直接阻碍到发酵产物的质量和产

8、量。厂家有专门的菌种培育和保藏设备，在微生物学上利用自然选育来避免菌种退化。在生产之前，技术人员通过挑选将发酵菌种从保藏菌种中掏出，通过摇瓶培育后投入种子罐进行扩大生产，最后在将菌种加入到发酵罐发酵。空气纯化罐利用多层填充料对罐内填充，去向空气中存在的各类微生物，包括细菌和噬菌体。空气纯化罐也是发酵前进程中的一个重要环节，谷氨酸菌的生长必需在有氧的环境下进行，依照不同的生长时期改变通风量，其中在对数增加期，由于菌体生存于发酵液中，发酵液中的溶解氧( 值) 对菌体极为重要。若是纯化罐失效，而使进入发酵罐的空气中存在杂菌及有害噬菌体，如此会致使发酵进程被污染，从而阻碍发酵进程。因此做好纯化罐的按期

9、检修工作是超级重要的。此两个工序前者因工作强度小而不需要机械自动化的介入，而后者因设备简单也不需要自动化。二者的一起点都是要避免微生物污染。2.3 谷氨酸发酵进程的操纵谷氨酸发酵是一个较为复杂的生化进程，要使菌体生长迅速、代谢正常、 多出产物， 必需为其提供良好的生长环境。一样要紧操纵参数有通风量或溶解氧、发酵液值、发酵温度、罐压等。因为发酵进程中菌体生长及次级代谢产物的合 xx 超级复杂，再加上发酵的规模较大，对各类阻碍因素灵敏，因此发酵进程比较适合运用自动化对生产进行相应的操纵。在生产进程中，溶解氧(通风量 ) 的操纵通过空气分派器的小孔将空气打入发酵罐底部，鼓泡而上，再通过充分的搅拌，对

10、 2 向液相扩散起到重要的作用。因此，生物供氧不能简单停留在按发酵时期调整通风量的设定值上，能够采纳溶解氧在线分析器、排气co2和 o2浓度分析器组成了多变量的先进操纵系统，运算机依照发酵液中实际氧含量及菌体生长代谢情形调剂通风量操纵系统的设定值和搅拌电机转速，对改善溶解氧的浓度起到了良好的作用。p值操纵的操纵采纳了具有多种约束的非线性pid 操纵方式，以取得优良的操纵成效。温度操纵依照发酵进行的时刻和工艺要求设计一个最优发酵温度设定函数。然后通过运算机依照此函数自动操纵温度转变。罐压操纵通常操纵在0.05 0.1 pa，以避免外界的不洁空气进入造成染菌，罐压太高将增大阻力与能耗。罐压能够采纳

11、单回路pid 操纵。另外，自动补料及消沫操纵程序通过监测进程糖液浓度降低计算初适时补糖的机会。通常采纳在必然的时刻内，将必然量的糖液均匀流加到罐内的批量操纵方式。消沫能够采纳带缓冲区的位式操纵。2.4 提取进程提取进程要最大限度的取得发酵液中的谷氨酸，依照等电点分离的原理，可设计温度程序设定操纵及程序设定操纵。在等电点中和操纵进程中，操纵精度要求较高、难度较大，这是由于中和进程开始时系统具有较大的灵敏度，使得初始加酸量难以操纵适当，值极易显现超调，进而引发中和初期值的大幅度波动。而在中和后期，随着值的降低，系统反映灵敏度减弱，假设操纵器仍按原先的规律和强度调剂，达到中和终点的时刻就会延长，因此

12、，有必要引入操纵器参数的自调整或非线性操纵策略。在中和进程中，温度和值必需同时按设定的参考轨迹同步转变，对温度和的转变速度也有严格的要求，与温度两个操纵回路之间具有必然相关性。在二次中和进程中，要将值从3 .2 调整到 5.6 ，随着中和点的接近，系统静态放大系数慢慢增大，致使系统稳固性下降。因此，二次中和进程与等电点中和具有相反的操纵特性，这一工序必需设计两套不同的中和操纵系统，以保证生产的需要。2.5 精制进程操纵味精结晶进程要通过形成过饱和溶液、晶核形成及晶体成长 3 个时期。结晶的生长通常需要投入必然的晶核，如此能够使晶体生长速度加速。这时必需严格操纵结晶罐内的过饱和度， 使之在增加晶

13、种后，不产生新晶核， 也不溶化晶种，即令结晶操作工作在介稳区，有利于晶核的稳固增加。结晶操作的原那么是要争取最大的结晶速度与收率，并取得均匀整齐的晶型。为了知足上述要求，可通过自动化对真空度操纵、料液浓度 ( 过饱和度 )、结晶罐的温度操纵及液位等加以操纵。3、讨论随着运算机及自动化技术的不断进展，现代自动化技术在工业生产中的应用愈来愈广。自动化的加入，让工业生产在效益大大提高的同时改善生产环境，减少人员的工作强度。固然，关于我国处于进展中，国内一些味精企业规模较小的情形来讲，实行大规模自动化不管在资金上仍是人员上在短时间都是比较困难的，因此笔者以为，在生产流程的要紧时期实行自动化操纵仍是具有可行性的。参考文献1于信令主编. 味精工业手册,xx: 中国轻工业出版社,1995 2姜长洪等 . 谷氨酸发酵进程先进操纵，化工自动化及