味精的生產(chǎn)技術(shù)(丁健)

1、味精的生產(chǎn)技術(shù)精化1221丁健2012274140一 味精簡(jiǎn)介 味精即谷氨酸鈉，是L-谷氨酸鈉的單鈉鹽，又稱味素，學(xué)名-氨基戊二酸鈉，含有一分子的結(jié)晶水，分子式為NaC5H8O4N.H2O，分子量為187.13。 分子結(jié)構(gòu)如下： 二 味精的性質(zhì) 物理性質(zhì)：白色結(jié)晶或粉末，有特殊鮮味。易容于水，白色結(jié)晶或粉末，有特殊鮮味。易容于水， 20 20時(shí)溶解度為時(shí)溶解度為71.7g/100ml71.7g/100ml，微溶于無(wú)水乙，微溶于無(wú)水乙 醇。谷氨酸因具手型碳原子，能夠?qū)⑵窆獾拇?。谷氨酸因具手型碳原子，能夠?qū)⑵窆獾?偏振面旋轉(zhuǎn)一定的角度（即旋光度）偏振面旋轉(zhuǎn)一定的角度（即旋光度） 生物性質(zhì)生物性

2、質(zhì)：作為腦組織的能源，降低血液中氨中毒。 化學(xué)性質(zhì)：(1(1）于酸反應(yīng)生成谷氨酸或谷氨酸鹽酸鹽）于酸反應(yīng)生成谷氨酸或谷氨酸鹽酸鹽 (2)(2)于堿反應(yīng)生成谷氨酸二鈉鹽，加酸后又生于堿反應(yīng)生成谷氨酸二鈉鹽，加酸后又生 成單鈉鹽成單鈉鹽 (3) (3) 在水溶液中加熱，引起部分失水而生成焦在水溶液中加熱，引起部分失水而生成焦 谷氨酸鈉谷氨酸鈉味精功能與應(yīng)用味精功能與應(yīng)用 功能：增加食品的鮮味，引起人們食欲，有助于提高人 體對(duì)食物的消化率。緩解神經(jīng)衰弱。 應(yīng)用應(yīng)用：1.作為日常生活中的食品調(diào)味劑。 2.食品生產(chǎn)中的添加劑。 3.用于醫(yī)藥：味精中的主要成分谷氨酸鈉還具有治療慢性肝炎、肝昏迷、神經(jīng)衰弱、

3、癲癇病、胃酸缺乏等病的作用。 味精的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)味精的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)單位單位9999味精味精9595味味精精9090味味精精8080味味精精晶狀晶狀粉狀粉狀谷氨谷氨酸鈉酸鈉99999999 959590908080水分水分0.20.20.0.3 30.50.50.70.71.01.0氯化氯化鈉鈉0.10.15 50.0.5 55.05.010102020透光透光率率95959090 858580807070外觀外觀白色有光澤白色有光澤晶體晶體白色粉白色粉狀狀白色粉狀或混白色粉狀或混鹽晶體鹽晶體白色粉狀或混白色粉狀或混鹽晶體鹽晶體白色粉狀或混白色粉狀或混鹽晶體鹽晶體二.追根求源（一）誕生與發(fā)展過(guò)程（一）誕

4、生與發(fā)展過(guò)程盡管味精廣泛存在于日常食品中，但谷氨酸以及其它胺基酸對(duì)于增強(qiáng)食物鮮味的作用，在20世紀(jì)早期，才被人們科學(xué)地認(rèn)識(shí)到。1907年，日本東京帝國(guó)大學(xué)的研究員池田菊苗發(fā)現(xiàn)了一種，昆布（海帶）湯蒸發(fā)后留下的棕色晶體，即谷氨酸。這些晶體，嘗起來(lái)有一種難以描述但很不錯(cuò)的味道。這種味道，池田在許多食物中都能找到蹤跡，尤其是在海帶中。池田教授將這種味道稱為“鮮味”。繼而，他為大規(guī)模生產(chǎn)谷氨酸晶體的方法申請(qǐng)了專利。池田教授將谷氨酸鈉稱為“味之素”。這種風(fēng)靡整個(gè)日本的“味之素”，很快傳入中國(guó)，改名叫“味精”。不久，味精風(fēng)靡全世界，成為人們不可缺少的調(diào)味品。味精，學(xué)名谷氨酸鈉。其發(fā)展大致有三個(gè)階段：第一階

5、段第一階段：1866年德國(guó)人HRitthasen(里德豪森)博士從面筋中分離到氨基酸，他們稱谷氨酸，根據(jù)原料定名為麩酸或谷氨酸（因?yàn)槊娼钍菑男←溊锾崛〕鰜?lái)的）。1908年日本東京大學(xué)池田菊苗試驗(yàn)，從海帶中分離到L谷氨酸結(jié)晶體，這個(gè)結(jié)晶體和從蛋白質(zhì)水解得到的L谷氨酸是同樣的物質(zhì)，而且都是有鮮味的。第二階段第二階段：以面筋或大豆粕為原料通過(guò)用酸水解的方法生產(chǎn)味精，在1965年以前是用這種方法生產(chǎn)的。這個(gè)方法消耗大，成本高，勞動(dòng)強(qiáng)度大，對(duì)設(shè)備要求高，需耐酸設(shè)備第三階段第三階段：隨著科學(xué)的進(jìn)步及生物技術(shù)的發(fā)展，使味精生產(chǎn)發(fā)生了革命性的變化。自1965年以后我國(guó)味精廠都采用以糧食為原料（玉米淀粉、大米、

6、小麥淀粉、甘薯淀粉）通過(guò)微生物發(fā)酵、提取、精制而得到符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的谷氨酸鈉，為市場(chǎng)上增加了一種安全又富有營(yíng)養(yǎng)的調(diào)味品，用了它以后使菜肴更加鮮美可口。我國(guó)發(fā)明歷史1925年，吳蘊(yùn)初將自己的生產(chǎn)工藝公開，以做好向歐美行銷的準(zhǔn)備。19261927年吳蘊(yùn)初還將“佛手牌”味精的配方、生產(chǎn)技術(shù)等，向英、美、法等化學(xué)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家申請(qǐng)專利，并獲批準(zhǔn)。這也是中國(guó)歷史上，中國(guó)的化學(xué)產(chǎn)品第一次在國(guó)外申請(qǐng)專利。1926年，佛手牌味精獲得美國(guó)費(fèi)城世界博覽會(huì)金獎(jiǎng)。1930年，1933年，吳蘊(yùn)初的味精繼續(xù)在世生產(chǎn)工藝比較生產(chǎn)工藝比較谷氨酸制造法主要有下列幾種谷氨酸制造法主要有下列幾種 （1 1）蛋白質(zhì)水解法）蛋白質(zhì)水解法

7、（2 2）合成法）合成法 （3 3）發(fā)酵法）發(fā)酵法 目前主要應(yīng)用的是目前主要應(yīng)用的是發(fā)酵法發(fā)酵法蛋白質(zhì)水解法蛋白質(zhì)水解法 1.1.原理原理 蛋白質(zhì)是由蛋白質(zhì)是由-氨基酸的分子縮合而成，將蛋白質(zhì)水解，可氨基酸的分子縮合而成，將蛋白質(zhì)水解，可得到相應(yīng)的氨基酸得到相應(yīng)的氨基酸-N-CN-C-N-CH-CN-CH-C-N-CN-C-N-CH-CN-CH-C-=O O OO O O-H R H R H RH R H R H R 水解水解H2OH-N-CH-C-OH + H-N-C-C-OH + H-N-CH-C-OHH-N-CH-C-OH + H-N-C-C-OH + H-N-CH-C-OH=-O H

8、O OO H O OH R H R H RH R H R H R 蛋白質(zhì)的分子中也可能存在谷酰胺，經(jīng)水解也可得到谷氨酸蛋白質(zhì)的分子中也可能存在谷酰胺，經(jīng)水解也可得到谷氨酸2.原料：植物性蛋白質(zhì)（如面原料：植物性蛋白質(zhì)（如面 筋、筋、豆餅、玉米蛋白）豆餅、玉米蛋白）3.優(yōu)、缺點(diǎn)優(yōu)、缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：水解操作易于掌控優(yōu)點(diǎn)：水解操作易于掌控 缺點(diǎn)：原料來(lái)源少，價(jià)格高，得缺點(diǎn)：原料來(lái)源少，價(jià)格高，得率低，對(duì)設(shè)備腐蝕性大，勞動(dòng)繁率低，對(duì)設(shè)備腐蝕性大，勞動(dòng)繁重重水水解解過(guò)過(guò)濾濾蒸蒸發(fā)發(fā)結(jié)結(jié)晶晶壓壓濾濾酸酸洗洗面筋面筋 鹽酸鹽酸谷氨酸鹽酸鹽谷氨酸鹽酸鹽+黑廢液黑廢液中和、離心中和、離心谷氨酸谷氨酸中和、去鐵中和、

9、去鐵、脫色、脫色壓濾壓濾濃縮、結(jié)晶濃縮、結(jié)晶離心離心干燥干燥篩選篩選磨粉磨粉99味精味精90、80味精味精蛋白質(zhì)水解法工藝流程蛋白質(zhì)水解法工藝流程合成法合成法1 1、原理：、原理：CH2=CHCN+CO+H2羰化羰化120120，20MPa20MPa，以異，以異戊醇為溶劑戊醇為溶劑NC-CH2-CH2-CHO氰氨化氰氨化NH3+HCNNC-CH2-CH2-CH-CN-NH2水解水解NaOH ，2MPaNaOOC-CH2-CH2-CH-COONa-NH2H2SO4HOOC-CH2-CH2-CH-COOH-NH2配成濃度配成濃度5252DL-DL-谷氨酸谷氨酸分割分割加加L-L-谷氨酸晶谷氨酸晶種

10、種5 5，3030分鐘分鐘L-L-谷氨酸（得谷氨酸（得3030) )中和、精制中和、精制味精味精D-谷氨酸谷氨酸（析出（析出30）消旋消旋100200DL-谷氨酸谷氨酸2 2、原料：、原料：碳化物、丙烯醛、糠醛、丙烯腈碳化物、丙烯醛、糠醛、丙烯腈3 3、優(yōu)、缺點(diǎn)、優(yōu)、缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：不用糧食為原料優(yōu)點(diǎn)：不用糧食為原料 缺點(diǎn)：需要高溫高壓的條件，設(shè)備要求高、對(duì)嚴(yán)密性要缺點(diǎn)：需要高溫高壓的條件，設(shè)備要求高、對(duì)嚴(yán)密性要求高求高 （一）.味精生產(chǎn)的主要原料及要求： 1.主要原料： （1）.碳源物質(zhì)：如：淀粉，大米，玉米等。 （2）.氮源物質(zhì)：如：尿素，氨水，銨鹽等。三三.味精的生產(chǎn)技術(shù)味精的生產(chǎn)技術(shù)碳名稱

11、要求源物淀粉純淀粉93%以上，水分14%,蛋白質(zhì)0.5%，灰分0.2%，酸度20mL，SO230毫克/公斤質(zhì)要大米水分：14.62%，純淀粉：74%左右，蛋白質(zhì)：6.59%，脂肪：1.44%，礦物質(zhì)：0.79%，纖維素：0.21%，維生素：0.01%求 玉米水水分：14.03%，純淀粉：73%左右，蛋白質(zhì)：6.42%，脂肪：1.02%，礦物質(zhì)：0.64%，纖維素：0.26%，維生素：0.01%氮名稱要求源物尿素含氮量46%以上,水分1.0%以下，不溶物0.5%以下，鐵0.05%以下質(zhì)要氨水含氮量2025%求 銨鹽（碳酸氫銨）含氮量17.6%以上，NH4HCO398%以上，游離硫酸0.002%以

12、下，重金屬0.001%以下，鐵0.001以下2、生生產(chǎn)產(chǎn)原原理理菌種菌種斜面培養(yǎng)斜面培養(yǎng)搖瓶擴(kuò)大培養(yǎng)搖瓶擴(kuò)大培養(yǎng)種子罐擴(kuò)大培養(yǎng)種子罐擴(kuò)大培養(yǎng)原料原料預(yù)處理預(yù)處理水解水解過(guò)濾過(guò)濾淀粉水解糖淀粉水解糖配料配料發(fā)酵發(fā)酵空氣空氣壓縮壓縮冷卻冷卻氣液分離氣液分離過(guò)濾除菌過(guò)濾除菌等電點(diǎn)調(diào)節(jié)等電點(diǎn)調(diào)節(jié)沉淀沉淀離心離心粗谷氨酸粗谷氨酸溶解溶解母液母液中和制味精中和制味精除鐵除鐵脫色脫色濃縮結(jié)晶濃縮結(jié)晶 離心離心小結(jié)晶體小結(jié)晶體 干燥干燥拌鹽粉碎拌鹽粉碎粉狀味精粉狀味精大結(jié)晶體大結(jié)晶體干燥干燥篩選篩選成品味精成品味精洗脫洗脫味精生產(chǎn)工藝流程框圖味精生產(chǎn)工藝流程框圖尿素尿素離子交換處理離子交換處理廢液廢液谷氨酸溶

13、液谷氨酸溶液晶體晶體篩分篩分飽和溶液飽和溶液玉米玉米工藝流程說(shuō)明及主要工藝參數(shù)工藝流程說(shuō)明及主要工藝參數(shù) 1.1.原料預(yù)處理及淀粉水解糖制備原料預(yù)處理及淀粉水解糖制備 1.1 1.1 原料的預(yù)處理原料的預(yù)處理 此工藝操作的目的在于初步破壞原料結(jié)構(gòu)，以便提高原料的利用率，同時(shí)去此工藝操作的目的在于初步破壞原料結(jié)構(gòu)，以便提高原料的利用率，同時(shí)去除固體雜質(zhì)，防止機(jī)器磨損。用于除雜的設(shè)備為篩選機(jī)，常用的是振動(dòng)篩和除固體雜質(zhì)，防止機(jī)器磨損。用于除雜的設(shè)備為篩選機(jī)，常用的是振動(dòng)篩和轉(zhuǎn)筒篩，其中振動(dòng)篩結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，使用方便。用于原料粉碎的設(shè)備除盤磨轉(zhuǎn)筒篩，其中振動(dòng)篩結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，使用方便。用于原料粉碎的設(shè)備

14、除盤磨機(jī)外，還有錘式粉碎機(jī)和輥式粉碎機(jī)。盤磨機(jī)廣泛用于磨碎大米、玉米、豆機(jī)外，還有錘式粉碎機(jī)和輥式粉碎機(jī)。盤磨機(jī)廣泛用于磨碎大米、玉米、豆類等物料，而錘式粉碎機(jī)應(yīng)用于薯干等脆性原料的中碎和細(xì)碎作用，輥式粉類等物料，而錘式粉碎機(jī)應(yīng)用于薯干等脆性原料的中碎和細(xì)碎作用，輥式粉碎機(jī)主要用于粒狀物料的中碎和細(xì)碎。碎機(jī)主要用于粒狀物料的中碎和細(xì)碎。 1.2 1.2 淀粉水解糖制備淀粉水解糖制備 在工業(yè)生產(chǎn)上將玉米淀粉水解為葡萄糖的過(guò)程稱為淀粉的糖化，所制得的糖在工業(yè)生產(chǎn)上將玉米淀粉水解為葡萄糖的過(guò)程稱為淀粉的糖化，所制得的糖液稱為淀粉水解糖。由于谷氨酸生產(chǎn)菌不能直接利用淀粉或糊精作碳源，因液稱為淀粉水解糖

15、。由于谷氨酸生產(chǎn)菌不能直接利用淀粉或糊精作碳源，因而必須將淀粉水解為葡萄糖，才能供發(fā)酵使用。目前，國(guó)內(nèi)許多味精廠采用而必須將淀粉水解為葡萄糖，才能供發(fā)酵使用。目前，國(guó)內(nèi)許多味精廠采用雙酶法制糖工藝。首先，淀粉先要經(jīng)過(guò)液化階段，然后在與雙酶法制糖工藝。首先，淀粉先要經(jīng)過(guò)液化階段，然后在與-淀粉酶作用進(jìn)淀粉酶作用進(jìn)入糖化階段。首先利用入糖化階段。首先利用-淀粉酶將淀粉漿液化淀粉酶將淀粉漿液化, ,降低淀粉粘度并將其水解成降低淀粉粘度并將其水解成糊精和低聚糖糊精和低聚糖, ,應(yīng)為淀粉中蛋白質(zhì)的含量低于原來(lái)的大米應(yīng)為淀粉中蛋白質(zhì)的含量低于原來(lái)的大米, ,所以經(jīng)過(guò)液化的混所以經(jīng)過(guò)液化的混合液可直接加入糖

16、化酶進(jìn)入糖化階段合液可直接加入糖化酶進(jìn)入糖化階段, ,而不用像以大米為原材料那樣液化后需而不用像以大米為原材料那樣液化后需經(jīng)過(guò)板筐壓濾機(jī)濾去大量蛋白質(zhì)沉淀。液化過(guò)程中除了加淀粉酶還要加氯化經(jīng)過(guò)板筐壓濾機(jī)濾去大量蛋白質(zhì)沉淀。液化過(guò)程中除了加淀粉酶還要加氯化鈣鈣, ,整個(gè)液化時(shí)間約整個(gè)液化時(shí)間約30min30min。一定溫度下液化后的糊精及低聚糖在糖化罐內(nèi)進(jìn)。一定溫度下液化后的糊精及低聚糖在糖化罐內(nèi)進(jìn)一步水解為葡萄糖。淀粉漿液化后一步水解為葡萄糖。淀粉漿液化后, ,通過(guò)冷卻器降溫至通過(guò)冷卻器降溫至6060進(jìn)入糖化罐進(jìn)入糖化罐, ,加入加入糖化酶進(jìn)行糖化。糖化溫度控制在糖化酶進(jìn)行糖化。糖化溫度控制在

17、6060左右左右,pH,pH值值4.5,4.5,糖化時(shí)間糖化時(shí)間 18 1832h32h。糖化結(jié)束后。糖化結(jié)束后, ,將糖化罐加熱至將糖化罐加熱至808085,85,滅酶滅酶30min30min。過(guò)濾得葡萄糖液。過(guò)濾得葡萄糖液, ,經(jīng)經(jīng)過(guò)壓濾機(jī)后進(jìn)行油水分離過(guò)壓濾機(jī)后進(jìn)行油水分離( (一冷分離一冷分離, ,二冷分離二冷分離),),再經(jīng)過(guò)濾后連續(xù)消毒后進(jìn)入發(fā)酵罐。再經(jīng)過(guò)濾后連續(xù)消毒后進(jìn)入發(fā)酵罐。 2. 2.菌種的活化及種子液的制備菌種的活化及種子液的制備從試管斜面出發(fā)，經(jīng)活化培養(yǎng)，搖瓶培養(yǎng)，擴(kuò)大至一級(jí)乃至二級(jí)種子罐培養(yǎng)，最終向發(fā)從試管斜面出發(fā)，經(jīng)活化培養(yǎng)，搖瓶培養(yǎng)，擴(kuò)大至一級(jí)乃至二級(jí)種子罐培養(yǎng)，

18、最終向發(fā)酵罐提供足夠數(shù)量的健壯的生產(chǎn)種子。酵罐提供足夠數(shù)量的健壯的生產(chǎn)種子。 2.1 2.1菌種選擇菌種選擇 玉米為原料發(fā)酵生產(chǎn)味精常用菌株有：谷氨酸棒桿菌、黃色短桿菌、乳糖發(fā)酵短桿玉米為原料發(fā)酵生產(chǎn)味精常用菌株有：谷氨酸棒桿菌、黃色短桿菌、乳糖發(fā)酵短桿菌、嗜氨小桿菌、硫殖短桿菌等。國(guó)產(chǎn)菌株有：北京棒桿菌菌、嗜氨小桿菌、硫殖短桿菌等。國(guó)產(chǎn)菌株有：北京棒桿菌AS1.299AS1.299、北京棒桿菌、北京棒桿菌73387338、北京棒桿菌、北京棒桿菌D110D110、棒桿菌、棒桿菌S-944S-944、鈍齒棒桿菌、鈍齒棒桿菌AS1.542AS1.542、鈍齒棒桿菌、鈍齒棒桿菌HU7251HU725

19、1、。、。本工藝選用谷氨酸棒狀桿菌本工藝選用谷氨酸棒狀桿菌 2.2 2.2菌種的活化菌種的活化 把保藏在斜面上的菌體移接到活化斜面（培養(yǎng)基中添加把保藏在斜面上的菌體移接到活化斜面（培養(yǎng)基中添加0.1%0.1%葡萄糖）上，在葡萄糖）上，在30323032下恒溫培養(yǎng)下恒溫培養(yǎng)1824h1824h，取出后存放于，取出后存放于44冰箱內(nèi)，隨時(shí)取用。冰箱內(nèi)，隨時(shí)取用。 2.3 .1 2.3 .1一級(jí)種子培養(yǎng)一級(jí)種子培養(yǎng) 為了獲得大量健壯的細(xì)胞，一級(jí)種子培養(yǎng)基應(yīng)該營(yíng)養(yǎng)豐富，有利于菌體的生長(zhǎng)繁殖。為了獲得大量健壯的細(xì)胞，一級(jí)種子培養(yǎng)基應(yīng)該營(yíng)養(yǎng)豐富，有利于菌體的生長(zhǎng)繁殖。為了避免培養(yǎng)過(guò)程中因產(chǎn)生有機(jī)酸引起培養(yǎng)

20、基為了避免培養(yǎng)過(guò)程中因產(chǎn)生有機(jī)酸引起培養(yǎng)基phph下降而造成菌體老化，所以培養(yǎng)基的下降而造成菌體老化，所以培養(yǎng)基的含糖量要低，一般在含糖量要低，一般在2.5%2.5%左右。左右。 2.3.2 2.3.2二級(jí)種子培養(yǎng)二級(jí)種子培養(yǎng) 通過(guò)一級(jí)種子擴(kuò)大培養(yǎng)后，種量仍不能滿足發(fā)酵用的需要，因此需要進(jìn)一步擴(kuò)大培通過(guò)一級(jí)種子擴(kuò)大培養(yǎng)后，種量仍不能滿足發(fā)酵用的需要，因此需要進(jìn)一步擴(kuò)大培養(yǎng)，二級(jí)培養(yǎng)基方面組成應(yīng)與發(fā)酵培養(yǎng)基原料組成一致，只是配比上可有差異，這樣養(yǎng)，二級(jí)培養(yǎng)基方面組成應(yīng)與發(fā)酵培養(yǎng)基原料組成一致，只是配比上可有差異，這樣就保證了二級(jí)種子接到發(fā)酵罐后能很快適應(yīng)環(huán)境。經(jīng)過(guò)二級(jí)種子培養(yǎng)之后，一般來(lái)說(shuō)，就保

21、證了二級(jí)種子接到發(fā)酵罐后能很快適應(yīng)環(huán)境。經(jīng)過(guò)二級(jí)種子培養(yǎng)之后，一般來(lái)說(shuō)，種量能夠滿足需求，但是有些要求高種量還可以采用三級(jí)種子培養(yǎng)。種量能夠滿足需求，但是有些要求高種量還可以采用三級(jí)種子培養(yǎng)。 3. .發(fā)酵過(guò)程與控制發(fā)酵過(guò)程與控制 種子擴(kuò)大培養(yǎng)為保證谷氨酸發(fā)酵過(guò)程所需的大量種子，發(fā)酵車間內(nèi)設(shè)置有種種子擴(kuò)大培養(yǎng)為保證谷氨酸發(fā)酵過(guò)程所需的大量種子，發(fā)酵車間內(nèi)設(shè)置有種子站，完成生產(chǎn)菌種的擴(kuò)大培養(yǎng)任務(wù)。從試管斜面出發(fā)，經(jīng)活化培養(yǎng)，搖瓶子站，完成生產(chǎn)菌種的擴(kuò)大培養(yǎng)任務(wù)。從試管斜面出發(fā)，經(jīng)活化培養(yǎng)，搖瓶培養(yǎng)，擴(kuò)谷氨酸發(fā)酵開始前，首先必須配制發(fā)酵培養(yǎng)基，并對(duì)其作高溫短時(shí)培養(yǎng)，擴(kuò)谷氨酸發(fā)酵開始前，首先必須配制

22、發(fā)酵培養(yǎng)基，并對(duì)其作高溫短時(shí)滅菌處理。用于滅菌的工藝除采用連消塔滅菌處理。用于滅菌的工藝除采用連消塔維持罐一噴淋冷卻系統(tǒng)外，還可維持罐一噴淋冷卻系統(tǒng)外，還可采用噴射加熱器采用噴射加熱器維持管維持管真空冷卻系統(tǒng)或薄板換熱器滅菌系統(tǒng)。但由于糖真空冷卻系統(tǒng)或薄板換熱器滅菌系統(tǒng)。但由于糖液粘度較大，流動(dòng)性差，容易將維持管堵塞，同時(shí)真空冷卻器及薄板加熱器液粘度較大，流動(dòng)性差，容易將維持管堵塞，同時(shí)真空冷卻器及薄板加熱器的加工制造成本較高，因而應(yīng)用較少。發(fā)酵設(shè)備，國(guó)內(nèi)味精廠大多采用機(jī)械的加工制造成本較高，因而應(yīng)用較少。發(fā)酵設(shè)備，國(guó)內(nèi)味精廠大多采用機(jī)械攪拌通風(fēng)通用式發(fā)酵罐，罐體大小在攪拌通風(fēng)通用式發(fā)酵罐，罐

23、體大小在50m350m3到到200m3200m3之間。對(duì)于發(fā)酵過(guò)程采用人之間。對(duì)于發(fā)酵過(guò)程采用人工控制，檢測(cè)儀表不能及時(shí)反映罐內(nèi)參數(shù)變化，因而發(fā)酵進(jìn)程表現(xiàn)出波動(dòng)性，工控制，檢測(cè)儀表不能及時(shí)反映罐內(nèi)參數(shù)變化，因而發(fā)酵進(jìn)程表現(xiàn)出波動(dòng)性，產(chǎn)酸率不穩(wěn)定。由于谷氨酸發(fā)酵為通風(fēng)發(fā)酵過(guò)程，需供給無(wú)菌空氣，所以發(fā)產(chǎn)酸率不穩(wěn)定。由于谷氨酸發(fā)酵為通風(fēng)發(fā)酵過(guò)程，需供給無(wú)菌空氣，所以發(fā)酵車間還有一套空氣過(guò)濾除菌及供給系統(tǒng)。首先由高空采氣塔采集高空潔凈酵車間還有一套空氣過(guò)濾除菌及供給系統(tǒng)。首先由高空采氣塔采集高空潔凈空氣，經(jīng)空氣壓縮機(jī)壓縮后導(dǎo)入冷凝器、油水分離器兩級(jí)處理，再送入貯氣空氣，經(jīng)空氣壓縮機(jī)壓縮后導(dǎo)入冷凝器、油

24、水分離器兩級(jí)處理，再送入貯氣罐，進(jìn)而經(jīng)焦炭、瓷環(huán)填充的主過(guò)濾器和纖維分過(guò)濾器除菌后，送至發(fā)酵罐罐，進(jìn)而經(jīng)焦炭、瓷環(huán)填充的主過(guò)濾器和纖維分過(guò)濾器除菌后，送至發(fā)酵罐使用。在北方地區(qū)由于空氣濕度小、溫度低，還可采用空氣壓縮、冷卻過(guò)濾使用。在北方地區(qū)由于空氣濕度小、溫度低，還可采用空氣壓縮、冷卻過(guò)濾流程，省去一級(jí)冷卻設(shè)備。流程，省去一級(jí)冷卻設(shè)備。 3.1 3.1發(fā)酵培養(yǎng)基發(fā)酵培養(yǎng)基發(fā)酵培養(yǎng)基不僅提供菌體生長(zhǎng)繁殖所需要的營(yíng)養(yǎng)和能量，而且是形成谷氨酸的物發(fā)酵培養(yǎng)基不僅提供菌體生長(zhǎng)繁殖所需要的營(yíng)養(yǎng)和能量，而且是形成谷氨酸的物質(zhì)來(lái)源，因此，要求發(fā)酵培養(yǎng)基含有足夠的碳源和氮源，其量比種子培養(yǎng)基質(zhì)來(lái)源，因此，要求

25、發(fā)酵培養(yǎng)基含有足夠的碳源和氮源，其量比種子培養(yǎng)基中含量要高出很多，發(fā)酵培養(yǎng)基的組成和配比，因菌種，設(shè)備，工藝條件和中含量要高出很多，發(fā)酵培養(yǎng)基的組成和配比，因菌種，設(shè)備，工藝條件和原料來(lái)源不同而異。通?？梢圆捎靡韵屡浔龋ò俜直龋┻M(jìn)行發(fā)酵，菌種采用原料來(lái)源不同而異。通?？梢圆捎靡韵屡浔龋ò俜直龋┻M(jìn)行發(fā)酵，菌種采用B9B9，T6-13T6-13菌株，水解糖菌株，水解糖 1214 1214，氯化鉀（，氯化鉀（KCLKCL）0.05,0.05,尿素尿素0.50.80.50.8，MgSO4 MgSO4 0.06,0.06,玉米玉米0.6ml, pH7.0,Na2HPO4 0.170.6ml, pH7.0

26、,Na2HPO4 0.17。 3.23.2谷氨酸發(fā)酵參數(shù)與控制谷氨酸發(fā)酵參數(shù)與控制 過(guò)濾的濾液冷卻到過(guò)濾的濾液冷卻到3232，進(jìn)入發(fā)酵罐發(fā)酵，用冷卻水調(diào)溫，每隔，進(jìn)入發(fā)酵罐發(fā)酵，用冷卻水調(diào)溫，每隔1212小時(shí)升溫小時(shí)升溫1 122，當(dāng)發(fā)酵時(shí)間接近，當(dāng)發(fā)酵時(shí)間接近34h34h時(shí)，溫度升至?xí)r，溫度升至3737。加水使糖化液濃度為。加水使糖化液濃度為14%14%，發(fā)酵時(shí)間為發(fā)酵時(shí)間為34h34h，發(fā)酵菌種的產(chǎn)酸量與葡萄糖量之比為，發(fā)酵菌種的產(chǎn)酸量與葡萄糖量之比為5050。具體來(lái)說(shuō)有溫度，。具體來(lái)說(shuō)有溫度，pHpH，氧溶量，菌種種齡、種量，泡沫的控制。，氧溶量，菌種種齡、種量，泡沫的控制。 3.2.1

27、 3.2.1溫度的控制溫度的控制 國(guó)內(nèi)常用菌株的最適生長(zhǎng)溫度為國(guó)內(nèi)常用菌株的最適生長(zhǎng)溫度為30-3430-34， 產(chǎn)生谷氨酸的最適溫度為產(chǎn)生谷氨酸的最適溫度為34343636。0 012h12h的發(fā)酵前期，主要是長(zhǎng)菌階段；發(fā)酵的發(fā)酵前期，主要是長(zhǎng)菌階段；發(fā)酵12h12h后，菌體進(jìn)入平衡期，后，菌體進(jìn)入平衡期，增殖速度變得緩慢；溫度提高到增殖速度變得緩慢；溫度提高到34343636，谷氨酸的生成量就增加。，谷氨酸的生成量就增加。 3.2.2 pH 3.2.2 pH的控制的控制 一般發(fā)酵前期一般發(fā)酵前期pHpH控制在控制在7.5-8.57.5-8.5左右，發(fā)酵中、后期左右，發(fā)酵中、后期pHpH控制

28、在控制在7.07.07.27.2，調(diào)，調(diào)低低pHpH的目的在于提高與谷氨酸合成有關(guān)的酶的活力。尿素被谷氨酸生產(chǎn)菌細(xì)的目的在于提高與谷氨酸合成有關(guān)的酶的活力。尿素被谷氨酸生產(chǎn)菌細(xì)胞的脲酶所分解放出氨，因而發(fā)酵液的胞的脲酶所分解放出氨，因而發(fā)酵液的pHpH會(huì)上升。發(fā)酵過(guò)程中，由于菌體不會(huì)上升。發(fā)酵過(guò)程中，由于菌體不斷利用氨，以及有機(jī)酸和谷氨酸等代謝產(chǎn)物進(jìn)入發(fā)酵液，使斷利用氨，以及有機(jī)酸和谷氨酸等代謝產(chǎn)物進(jìn)入發(fā)酵液，使N N源不足和發(fā)酵液源不足和發(fā)酵液pHpH下降，需再次流加尿素下降，需再次流加尿素 。 3.2.3 3.2.3溶解氧的控制溶解氧的控制 谷氨酸產(chǎn)生菌是兼性好氧菌，故控制適當(dāng)?shù)难跞芰渴?/p>

29、重要。在實(shí)際生產(chǎn)中，谷氨酸產(chǎn)生菌是兼性好氧菌，故控制適當(dāng)?shù)难跞芰渴种匾?。在?shí)際生產(chǎn)中，攪拌轉(zhuǎn)速固定不變，通常用調(diào)節(jié)通風(fēng)量來(lái)改變供氧水平。通風(fēng)比（攪拌轉(zhuǎn)速固定不變，通常用調(diào)節(jié)通風(fēng)量來(lái)改變供氧水平。通風(fēng)比（ m3 m3 /m3.min /m3.min ）：每分鐘向）：每分鐘向1m31m3的發(fā)酵液中通入的發(fā)酵液中通入0.1cm30.1cm3無(wú)菌空氣，用無(wú)菌空氣，用1:0.11:0.1表示。表示。 3.2.43.2.4種齡和種量的控制種齡和種量的控制 微生物的生長(zhǎng)大致可分為適應(yīng)期、對(duì)數(shù)期、穩(wěn)定期、衰老期。種齡：一級(jí)種微生物的生長(zhǎng)大致可分為適應(yīng)期、對(duì)數(shù)期、穩(wěn)定期、衰老期。種齡：一級(jí)種子菌齡控制在子菌齡

30、控制在111112h12h，二級(jí)種子菌齡為，二級(jí)種子菌齡為7 78h8h。種量：指接入發(fā)酵罐內(nèi)種子。種量：指接入發(fā)酵罐內(nèi)種子的量占發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵培養(yǎng)基量的百分比。接種量的多少對(duì)適應(yīng)期的延續(xù)時(shí)間也有的量占發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵培養(yǎng)基量的百分比。接種量的多少對(duì)適應(yīng)期的延續(xù)時(shí)間也有很大的影響。接種量一般以很大的影響。接種量一般以1 1為好。種量過(guò)多，使菌體生長(zhǎng)速度過(guò)快，菌體為好。種量過(guò)多，使菌體生長(zhǎng)速度過(guò)快，菌體嬌嫩，不強(qiáng)壯，提前衰老自溶，后期產(chǎn)酸不高；如果接種量過(guò)少，則菌體增嬌嫩，不強(qiáng)壯，提前衰老自溶，后期產(chǎn)酸不高；如果接種量過(guò)少，則菌體增長(zhǎng)緩慢，會(huì)導(dǎo)致發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)，容易染菌。長(zhǎng)緩慢，會(huì)導(dǎo)致發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)，容易

31、染菌。 3.2.5 3.2.5泡沫的控制泡沫的控制 生產(chǎn)上為了控制泡沫，除了在發(fā)酵罐內(nèi)安裝機(jī)械消泡器外，還在發(fā)酵時(shí)加生產(chǎn)上為了控制泡沫，除了在發(fā)酵罐內(nèi)安裝機(jī)械消泡器外，還在發(fā)酵時(shí)加入消泡劑。目前谷氨酸發(fā)酵常用的消泡劑有：花生油、豆油、玉米油、棉子入消泡劑。目前谷氨酸發(fā)酵常用的消泡劑有：花生油、豆油、玉米油、棉子油、泡敵和硅酮等。天然油脂類的消泡劑的用量較大，一般為發(fā)酵液的油、泡敵和硅酮等。天然油脂類的消泡劑的用量較大，一般為發(fā)酵液的0.1%0.1%0.2%(0.2%(體積分?jǐn)?shù)體積分?jǐn)?shù)) )，泡敵的用量為，泡敵的用量為0.02%0.02%0.03%(0.03%(體積分?jǐn)?shù)體積分?jǐn)?shù)) )。 4. 4

32、.谷氨酸提取及谷氨酸制備工藝谷氨酸提取及谷氨酸制備工藝 谷氨酸的提取一般采用等電點(diǎn)谷氨酸的提取一般采用等電點(diǎn)離子交換法，國(guó)內(nèi)有些味精廠還采用等電離子交換法，國(guó)內(nèi)有些味精廠還采用等電點(diǎn)點(diǎn)鋅鹽法、鹽酸水解鋅鹽法、鹽酸水解等電點(diǎn)法及離子交換膜電滲析法提取谷氨酸。但存等電點(diǎn)法及離子交換膜電滲析法提取谷氨酸。但存在廢水污染大，生產(chǎn)成本高，技術(shù)難度大等問題，應(yīng)用上受到限制。具體來(lái)在廢水污染大，生產(chǎn)成本高，技術(shù)難度大等問題，應(yīng)用上受到限制。具體來(lái)說(shuō)包括三個(gè)步驟，酸中和、堿中和、等電點(diǎn)分離。其中酸中和、堿中和過(guò)程說(shuō)包括三個(gè)步驟，酸中和、堿中和、等電點(diǎn)分離。其中酸中和、堿中和過(guò)程就是向中和罐盤管內(nèi)注入冷凍鹽水，

33、將發(fā)酵液溫度調(diào)到就是向中和罐盤管內(nèi)注入冷凍鹽水，將發(fā)酵液溫度調(diào)到2222，然后加硫酸中，然后加硫酸中和，使其和，使其pHpH值從值從7.07.0降至降至3.23.2，溫度從，溫度從2222降至降至88。該過(guò)程要先以較快的速率加。該過(guò)程要先以較快的速率加酸，將酸，將pHpH先調(diào)整至先調(diào)整至5.05.0，停止加酸與攪拌，停止加酸與攪拌1.5h1.5h，保證晶體增長(zhǎng)，然后繼續(xù)緩慢，保證晶體增長(zhǎng)，然后繼續(xù)緩慢加酸調(diào)整，直到加酸調(diào)整，直到pHpH降為降為3.23.2，溫度冷卻至，溫度冷卻至8 8，達(dá)到等電點(diǎn)，停止中和及攪拌。，達(dá)到等電點(diǎn)，停止中和及攪拌。 過(guò)濾得谷氨酸結(jié)晶，加入溫水溶解，用碳酸鈉將谷氨酸

34、溶液的過(guò)濾得谷氨酸結(jié)晶，加入溫水溶解，用碳酸鈉將谷氨酸溶液的pHpH值調(diào)到值調(diào)到5.65.6，T=70T=70。等達(dá)到等電點(diǎn)后，發(fā)酵液進(jìn)入等電點(diǎn)中和罐，進(jìn)入罐前使溫度降為。等達(dá)到等電點(diǎn)后，發(fā)酵液進(jìn)入等電點(diǎn)中和罐，進(jìn)入罐前使溫度降為2222，由于谷氨酸等電點(diǎn)只有，由于谷氨酸等電點(diǎn)只有3.23.2左右，需要加硫酸調(diào)節(jié)左右，需要加硫酸調(diào)節(jié)pHpH值，該過(guò)程要先以值，該過(guò)程要先以較快的速率加酸，將較快的速率加酸，將pHpH先調(diào)整至先調(diào)整至5.05.0，停止加酸與攪拌，停止加酸與攪拌1.5h1.5h保證晶體增長(zhǎng)，然保證晶體增長(zhǎng)，然后繼續(xù)緩慢加酸調(diào)整，直至后繼續(xù)緩慢加酸調(diào)整，直至pHpH降為降為3.23.

35、2左右，溫度冷卻至左右，溫度冷卻至88，達(dá)到等電點(diǎn)停，達(dá)到等電點(diǎn)停止攪拌，谷氨酸沉淀分離之后可以獲得粗糙晶體。止攪拌，谷氨酸沉淀分離之后可以獲得粗糙晶體。5.5.谷氨酸鈉制取谷氨酸鈉制取 將谷氨酸凝聚物充入二次中和罐，然后加水加純堿中和成谷氨酸鈉，加水將谷氨酸凝聚物充入二次中和罐，然后加水加純堿中和成谷氨酸鈉，加水溶解溫度為溶解溫度為40406060， Na2CO3Na2CO3調(diào)調(diào)pHpH至至5.65.6，中和溫度控制在，中和溫度控制在7070以內(nèi)，接著以內(nèi)，接著將谷氨酸鈉鹽溶液充入活性炭脫色器脫色，分離，再進(jìn)入離子交換柱除去將谷氨酸鈉鹽溶液充入活性炭脫色器脫色，分離，再進(jìn)入離子交換柱除去Ca

36、2+Ca2+、Fe2+Fe2+、Mg2+Mg2+等金屬離子，即可得到高純度的谷氨酸鈉溶液等金屬離子，即可得到高純度的谷氨酸鈉溶液, ,將純凈的谷將純凈的谷氨酸鈉溶液導(dǎo)入結(jié)晶罐氨酸鈉溶液導(dǎo)入結(jié)晶罐, ,進(jìn)行減壓蒸發(fā)進(jìn)行減壓蒸發(fā), ,當(dāng)波美度達(dá)到當(dāng)波美度達(dá)到295295波美時(shí)放入晶種波美時(shí)放入晶種, ,進(jìn)進(jìn)入育晶階段入育晶階段, ,根據(jù)結(jié)晶罐內(nèi)溶液的飽和度和結(jié)晶情況實(shí)時(shí)控制谷氨酸鈉溶液輸根據(jù)結(jié)晶罐內(nèi)溶液的飽和度和結(jié)晶情況實(shí)時(shí)控制谷氨酸鈉溶液輸入量及進(jìn)水量。經(jīng)過(guò)十幾小時(shí)的蒸發(fā)結(jié)晶入量及進(jìn)水量。經(jīng)過(guò)十幾小時(shí)的蒸發(fā)結(jié)晶, ,當(dāng)結(jié)晶形體達(dá)到一定要求、物料積當(dāng)結(jié)晶形體達(dá)到一定要求、物料積累到累到80%80%

37、高度時(shí)高度時(shí), ,將料液放至助晶槽將料液放至助晶槽, ,結(jié)晶長(zhǎng)成后分離出味精結(jié)晶長(zhǎng)成后分離出味精, ,送去干燥和篩選。送去干燥和篩選。精制車間加工的谷氨酸產(chǎn)品為谷氨酸單鈉，即味精。粗品經(jīng)提純、加工、包精制車間加工的谷氨酸產(chǎn)品為谷氨酸單鈉，即味精。粗品經(jīng)提純、加工、包裝，得到成品。裝，得到成品。主要生產(chǎn)設(shè)備主要生產(chǎn)設(shè)備工藝操工藝操作作主要設(shè)備主要設(shè)備功能功能過(guò)篩過(guò)篩篩選機(jī)篩選機(jī)去除固體雜質(zhì)，使原料顆粒均去除固體雜質(zhì)，使原料顆粒均勻勻浸泡浸泡浸泡桶浸泡桶使原料內(nèi)部結(jié)構(gòu)松散使原料內(nèi)部結(jié)構(gòu)松散粉碎粉碎盤磨機(jī)盤磨機(jī)（使原料磨碎，便于液化（使原料磨碎，便于液化調(diào)漿調(diào)漿調(diào)漿桶調(diào)漿桶調(diào)節(jié)淀粉乳濃度調(diào)節(jié)淀粉乳濃

38、度液化液化液化鍋液化鍋在在淀粉酶作用下淀粉酶作用下. . 將淀粉將淀粉轉(zhuǎn)化為糊精和低聚糖轉(zhuǎn)化為糊精和低聚糖滅酶滅酶液化鍋液化鍋升溫使酶失活升溫使酶失活原料預(yù)處理及制糖過(guò)程設(shè)備原料預(yù)處理及制糖過(guò)程設(shè)備谷氨酸發(fā)酵工藝設(shè)備谷氨酸發(fā)酵工藝設(shè)備工藝操工藝操作作主要設(shè)備主要設(shè)備功能功能配料配料 配料桶配料桶使發(fā)酵培養(yǎng)基中營(yíng)養(yǎng)物混合均使發(fā)酵培養(yǎng)基中營(yíng)養(yǎng)物混合均勻勻滅菌滅菌連消塔連消塔殺滅發(fā)酵培養(yǎng)荃中的雜殺滅發(fā)酵培養(yǎng)荃中的雜菌菌維持維持維持罐維持罐協(xié)助殺菌協(xié)助殺菌冷卻冷卻噴淋冷卻器噴淋冷卻器冷卻至發(fā)酵溫度冷卻至發(fā)酵溫度接種發(fā)接種發(fā)酵酵機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐罐完成谷氨酸發(fā)酵過(guò)程完成谷氨酸發(fā)酵過(guò)程等電

39、點(diǎn)離子換法提取谷氮酸工藝設(shè)備等電點(diǎn)離子換法提取谷氮酸工藝設(shè)備工藝操作工藝操作主要設(shè)備主要設(shè)備功能功能等電點(diǎn)中等電點(diǎn)中和和中和桶中和桶使谷氨酸在等電點(diǎn)附近結(jié)晶析使谷氨酸在等電點(diǎn)附近結(jié)晶析出出淌槽淌槽沉淀池沉淀池使祖谷氨酸晶體沉淀與菌體、使祖谷氨酸晶體沉淀與菌體、細(xì)谷氨酸分離細(xì)谷氨酸分離離心離心離心式甩干機(jī)離心式甩干機(jī)將粗谷氨酸中液體初步甩干將粗谷氨酸中液體初步甩干離子交換離子交換處理處理離子交換柱離子交換柱對(duì)谷氮酸母液選擇吸附對(duì)谷氮酸母液選擇吸附, , 與雜與雜質(zhì)分離質(zhì)分離, , 再經(jīng)洗脫、濃縮再經(jīng)洗脫、濃縮, , 制制取谷氨酸取谷氨酸味精精制設(shè)備味精精制設(shè)備工藝操工藝操作作主要設(shè)備主要設(shè)備功能

40、功能中和中和中和捅中和捅谷氨酸和堿反應(yīng)生成谷氨酸和堿反應(yīng)生成味精味精除鐵除鐵中和桶中和桶用硫化鈉去除用硫化鈉去除FeFe2+2+過(guò)濾過(guò)濾板框壓濾機(jī)板框壓濾機(jī)分離固體沉淀雜質(zhì)分離固體沉淀雜質(zhì)脫色脫色炭柱炭柱利用活性炭吸附作用利用活性炭吸附作用分離中和液中的色素分離中和液中的色素濃縮結(jié)濃縮結(jié)晶晶真空煮晶鍋真空煮晶鍋析出味精晶體析出味精晶體分離分離三足式離心機(jī)三足式離心機(jī)將味精晶體和母液分將味精晶體和母液分開開（五）生產(chǎn)的關(guān)鍵過(guò)程與關(guān)鍵技術(shù)1.關(guān)鍵過(guò)程：谷氨酸發(fā)酵是用糖液和其它生物素等組成的基質(zhì)溶液，在通風(fēng)供氧和適宜溫度、酸度條件下，緩慢進(jìn)行的生化反應(yīng)過(guò)程。在整個(gè)發(fā)酵期間，必須嚴(yán)格控制微生物生長(zhǎng)所需

41、要的環(huán)境條件，如通風(fēng)量、pH值、罐溫、生物素等。環(huán)境因素控制不當(dāng)，可能導(dǎo)致“發(fā)酵轉(zhuǎn)換”現(xiàn)象，即改變微生物代謝途徑，使谷氨酸產(chǎn)量銳減，副產(chǎn)酸大量增加，直接影響生產(chǎn)效益。由于原料及生物素是由工藝決定的，因此通風(fēng)量、pH值、罐溫、適時(shí)補(bǔ)糖就成為保證發(fā)酵正常進(jìn)行的關(guān)鍵因素。2.關(guān)鍵技術(shù)：谷氨酸發(fā)酵過(guò)程計(jì)算機(jī)控制程序 為了實(shí)現(xiàn)發(fā)酵條件最優(yōu)化，采用電子計(jì)算機(jī)控制發(fā)酵條件。谷氨酸發(fā)酵中的一些參數(shù)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，使微生物的生長(zhǎng)、基質(zhì)消耗、谷氨酸積累等可控參數(shù)趨于穩(wěn)定和最優(yōu)化。（1）.制糖工段的控制:調(diào)漿罐定容可采用流量或液位測(cè)量方式，在調(diào)漿罐中，使淀粉與水混合，調(diào)漿罐溫度用進(jìn)入盤管的蒸汽控制在30，pH值用純堿溶液控制在6.4。待溶液混合均勻