味精的生產(chǎn)工藝Microsoft PowerPoint 演示文稿課件

1、味精的生產(chǎn)工藝姓名 徐濤 學(xué)號(hào) 2011274157班級(jí) 精化1121一 認(rèn)識(shí)產(chǎn)品二 追根求源三 生產(chǎn)工藝簡言：，也稱味素，成品為白色柱狀結(jié)晶體或結(jié)晶性粉末，是目前國內(nèi)外廣泛使用的增鮮調(diào)味品之一，主要成分為谷氨酸鈉，具有強(qiáng)肉鮮味。我們每天吃的食鹽用水沖淡400 倍，已感覺不出咸味，普通蔗糖用水沖淡200 倍，也感覺不出甜味了，但谷氨酸鈉鹽，用于水稀釋3000倍，仍能感覺到鮮味，因而得名“味精“。 一 認(rèn)識(shí)產(chǎn)品1 分子結(jié)構(gòu)C5H8NO4Na2 產(chǎn)品性質(zhì)物理性質(zhì) 無色或白色柱狀粉末，無臭，有特殊鮮味。分子質(zhì)量 18713g 熔點(diǎn)（ ） 225化學(xué)性質(zhì) 易溶于水，微溶于乙醇，不溶于乙醚，對(duì)光穩(wěn)定，水

2、加熱也穩(wěn)定，100度下加熱3小時(shí)，分解率3%。生物性質(zhì) 參與人體生成代謝，合成氨基酸，作為能源，能解氨毒3 產(chǎn)品功能1、味精能增加食品的鮮味，引起人們食欲，有助于提高人體對(duì)食物的消化率。 2、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、癲癇病、胃酸缺乏等病的作用4 產(chǎn)品用途主要用于食物的添加劑，用于化工制造人造革，千維素，用于醫(yī)藥。5 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)二 追根求源1 產(chǎn)品誕生1866年德國人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〕鰜淼模?908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

3、，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。2 產(chǎn)品發(fā)展 19261927年吳蘊(yùn)初將味精的配方、生產(chǎn)技術(shù)等，向英、美、法等化學(xué)工業(yè)發(fā)達(dá)國家申請(qǐng)專利，并獲批準(zhǔn)。這也是中國歷史上，中國的化學(xué)產(chǎn)品第一次在國外申請(qǐng)專利。1926年，獲得美國費(fèi)城世界博覽會(huì)金獎(jiǎng)。1926年，吳蘊(yùn)初宣布，放棄味精的國內(nèi)的專利，希望全國各地大量仿造生產(chǎn)。此后，國內(nèi)各地先后出現(xiàn)了十幾個(gè)味精品牌，國貨味精市場(chǎng)極大繁榮，1947年，味精登陸美國市場(chǎng)，命名為：Accent flavor enhancer?，F(xiàn)代的味精商業(yè)化生產(chǎn)是通過淀粉、甜菜、甘蔗或糖蜜培養(yǎng)基發(fā)酵生產(chǎn)的。2001年，味精的銷售量達(dá)到大約有1

4、50萬噸，比上年增長了4%。其它的許多零食產(chǎn)品2 生產(chǎn)原理 谷氨酸鈉發(fā)酵生產(chǎn)工藝流程圖 3 工藝流程 玉米為原料生產(chǎn)味精全過程可劃分為四個(gè)工藝階段:(1)原料的預(yù)處理及淀粉水解糖的制備；(2)菌種的活化及種子液的制備；(3)發(fā)酵；(4)谷氨酸制取味精及成品加工。 2.1 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)較為簡單，使用方便。用于原料粉碎的設(shè)備除盤磨機(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

5、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。 2.2 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，因而必須將淀粉水解為葡萄糖，才能供發(fā)酵使用。目前，國內(nèi)許多味精廠采用雙酶法制糖工藝。首先，淀粉先要經(jīng)過液化階段，然后在與-淀粉酶作用進(jìn)入糖化階段。首先利用-淀粉酶將淀粉漿液化,降低淀粉粘度并將其水解成糊精和低聚糖,應(yīng)為淀粉中蛋白質(zhì)的含量低于原來的大米,所以經(jīng)過液化的混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經(jīng)過板筐壓濾機(jī)濾去大量蛋白質(zhì)沉淀。液化過程中除了加淀粉酶還

6、要加氯化鈣,整個(gè)液化時(shí)間約30min。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,通過冷卻器降溫至60進(jìn)入糖化罐,加入糖化酶進(jìn)行糖化。糖化溫度控制在60左右,pH值4.5,糖化時(shí)間 4 工藝流程說明及主要工藝參數(shù) 1832h。糖化結(jié)束后,將糖化罐加熱至8085,滅酶30min。過濾得葡萄糖液,經(jīng)過壓濾機(jī)后進(jìn)行油水分離(一冷分離,二冷分離),再經(jīng)過濾后連續(xù)消毒后進(jìn)入發(fā)酵罐。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)酵罐提供足夠數(shù)量的健壯的生產(chǎn)種子。 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

7、菌、硫殖短桿菌等。國產(chǎn)菌株有：北京棒桿菌AS1.299、北京棒桿菌7338、北京棒桿菌D110、棒桿菌S-944、鈍齒棒桿菌AS1.542、鈍齒棒桿菌HU7251、。本工藝選用谷氨酸棒狀桿菌 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%葡萄糖）上，在3032下恒溫培養(yǎng)1824h，取出后存放于4冰箱內(nèi)，隨時(shí)取用。 3.3 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)該營養(yǎng)豐富，有利于菌體的生長繁殖。為了避免培養(yǎng)過程中因產(chǎn)生有機(jī)酸引起培養(yǎng)基ph下降而造成菌體老化，所以培養(yǎng)基的含糖量要低，一般在2.5%左右。 通過一級(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)

8、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)過二級(jí)種子培養(yǎng)之后，一般來說，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)。 種子擴(kuò)大培養(yǎng)為保證谷氨酸發(fā)酵過程所需的大量種子，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)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，還可采用噴射加熱器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

9、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50m3到200m3之間。對(duì)于發(fā)酵過程采用人工控制，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，產(chǎn)酸率不穩(wěn)定。由于谷氨酸發(fā)酵為通風(fēng)發(fā)酵過程，需供給無菌空氣，所以發(fā)酵車間還有一套空氣過濾除菌及供給系統(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，再送入貯氣罐，進(jìn)而經(jīng)焦炭、瓷環(huán)填充的主過濾器和纖維分過濾器除菌后，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、冷卻過濾流程，省去一級(jí)冷卻設(shè)備。發(fā)酵培養(yǎng)基不僅提供菌體生長繁殖

10、所需要的營養(yǎng)和能量，而且是形成谷氨酸的物質(zhì)來源，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，工藝條件和原料來源不同而異。通常可以采用以下配比（百分比）進(jìn)行發(fā)酵，菌種采用B9，T6-13菌株，水解糖 1214，氯化鉀（KCL）0.05,尿素0.50.8，MgSO4 0.06,玉米0.6ml, pH7.0,Na2HPO4 0.17。 過濾的濾液冷卻到32，進(jìn)入發(fā)酵罐發(fā)酵，用冷卻水調(diào)溫，每隔12小時(shí)升溫12，當(dāng)發(fā)酵時(shí)間接近34h時(shí)，溫度升至37。加水使糖化液濃度為14%，發(fā)酵時(shí)間為34h，發(fā)酵菌種的產(chǎn)酸量與葡萄糖量之比為50。具體

11、來說有溫度，pH，氧溶量，菌種種齡、種量，泡沫的控制。 國內(nèi)常用菌株的最適生長溫度為30-34， 產(chǎn)生谷氨酸的最適溫度為3436。012h的發(fā)酵前期，主要是長菌階段；發(fā)酵12h后，菌體進(jìn)入平衡期，增殖速度變得緩慢；溫度提高到3436，谷氨酸的生成量就增加。 4.2.2 pH的控制 一般發(fā)酵前期pH控制在7.5-8.5左右，發(fā)酵中、后期pH控制在7.07.2，調(diào)低pH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pH會(huì)上升。發(fā)酵過程中，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N源不足和發(fā)酵液pH下降，需再次流加尿素 。 谷氨

12、酸產(chǎn)生菌是兼性好氧菌，故控制適當(dāng)?shù)难跞芰渴种匾Ｔ趯?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)量來改變供氧水平。通風(fēng)比（ m3 /m3.min ）：每分鐘向1m33無菌空氣，用1:0.1表示。 微生物的生長大致可分為適應(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1112h，二級(jí)種子菌齡為78h。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)間也有很大的影響。接種量一般以1為好。種量過多，使菌體生長速度過快，菌體嬌嫩，不強(qiáng)壯，提前衰老自溶，后期產(chǎn)酸不高；如果接種量過少，則菌體增長緩慢，會(huì)導(dǎo)致發(fā)酵時(shí)間延長，容易染菌。 生產(chǎn)上為了控制泡沫，除了在

13、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%0.2%(體積分?jǐn)?shù))，泡敵的用量為0.02%0.03%(體積分?jǐn)?shù))。 谷氨酸的提取一般采用等電點(diǎn)離子交換法，國內(nèi)有些味精廠還采用等電點(diǎn)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。具體來說包括三個(gè)步驟，酸中和、堿中和、等電點(diǎn)分離。其中酸中和、堿中和過程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22，然后加硫酸中和，使其pH值從7.0降至3.2，

14、溫度從22降至8。該過程要先以較快的速率加酸，將pH先調(diào)整至5.0，停止加酸與攪拌1.5h，保證晶體增長，然后繼續(xù)緩慢加酸調(diào)整，直到pH降為3.2，溫度冷卻至8，達(dá)到等電點(diǎn)，停止中和及攪拌。過濾得谷氨酸結(jié)晶，加入溫水溶解，用碳酸鈉將谷氨酸溶液的pH值調(diào)到5.6，T=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22，由于谷氨酸等電點(diǎn)只有3.2左右，需要加硫酸調(diào)節(jié)pH值，該過程要先以較快的速率加酸，將pH先調(diào)整至5.0，停止加酸與攪拌1.5h保證晶體增長，然后繼續(xù)緩慢加酸調(diào)整，直至pH降為3.2左右，溫度冷卻至8，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。 將谷氨

15、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4060， Na2CO3調(diào)pH至5.6，中和溫度控制在70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Ca2+、Fe2+、Mg2+等金屬離子，即可得到高純度的谷氨酸鈉溶液,將純凈的谷氨酸鈉溶液導(dǎo)入結(jié)晶罐,進(jìn)行減壓蒸發(fā),當(dāng)波美度達(dá)到295波美時(shí)放入晶種,進(jìn)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入量及進(jìn)水量。經(jīng)過十幾小時(shí)的蒸發(fā)結(jié)晶,當(dāng)結(jié)晶形體達(dá)到一定要求、物料積累到80%高度時(shí),將料液放至助晶槽,結(jié)晶長成后分離出味精,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、包裝，得到成品。 5 主要生產(chǎn)設(shè)備 工藝操作主要設(shè)備功能過篩篩選機(jī)去除固體雜質(zhì)，使原料顆粒均勻浸泡浸泡桶使原料內(nèi)部結(jié)構(gòu)松散粉碎盤磨機(jī)（使原料磨碎，便于液化調(diào)漿調(diào)漿桶調(diào)節(jié)淀粉乳濃度液化液化鍋在一淀粉酶作用下. 將淀粉轉(zhuǎn)化為糊精和低聚糖滅酶液化鍋升溫使酶失活配料配料桶用草酸調(diào)節(jié)PH 至4.5糖化糖化鍋利用榕化酶將糊精和低聚糖轉(zhuǎn)化為葡萄糖表1 原料預(yù)處理及制糖過程設(shè)備工藝操作主要設(shè)備功能中和中和捅谷氨酸和堿反應(yīng)生成味精除鐵中和桶用硫化鈉去除Fe2+過濾板框壓濾機(jī)分離固體沉淀雜質(zhì)脫色炭柱利用活性炭吸附作用分離中和液中的色素濃縮