年产1万吨味精工厂设计说明书
?.等电液
离心后的发酵液打入等电罐后,显示高流分调值约为5.0后,缓慢调酸至4.6搅拌1小时后,投放晶种,调晶4小时后,缓慢调酸至3.0~3.2,维持稳定,搅拌10小时以上,静止7~8小时放料。 ?.上柱母液
用硫酸将上清液调到PH1.5准备上柱。 ?.上柱
上柱量10m3/h,29.4m3/h ?.水洗
用45~60水正洗树脂可除去部分杂质和升高树脂高度. ?.反冲
用等点母液从下部反冲树脂使树脂疏松. ?.洗脱剂配制
洗脱剂使用液氨+水+后流分配制,调PH值约为11.5~12,洗脱时10m3/h,29.4m3/
柱。
?.洗脱剂的处理
前流:泵回到等电罐或上清液贮罐,以备下次重新上柱。 高流:调PH=1.5以下供等电液调酸使用。 后流:泵回洗脱剂贮罐,配置洗脱剂。
?.上柱废流的处理
废液泵到废水处理厂,经处理后可制氮肥。
?.离心机
离心机处理量8~10m3/h采用4台并联法每次加谷氨酸体积20%的洗水,清洗麸
酸。
3.4 精制工艺
工艺流程:
?.中和 ?.脱色除铁 ?.K-15炭柱脱色 ?.结晶浓缩
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?.干燥分离。 3.4.1 工艺论证
一.中和 Glu+NaOH Glu2Na+H2O
在谷氨酸的中和操作中,先把谷氨酸加入水中,成为饱和溶解液PH=3.2,然后加碱进行中和,溶液PH值升高,谷氨酸的电平衡发生移动,当绝大部分谷氨酸都变成GA的形式时,即为中和生成谷氨酸-钠的等电点。
当中和液PH值超过7后,随着PH升高,溶液中GA离子渐多,生成谷氨酸二钠越多,而它无鲜味,防止此物质生成,同时中和液PH值超过7后,还会使L-谷氨酸转变成DL-谷氨酸钠的消旋反应使成品质量下降。
二.脱色除铁
味精中含铁离子过量,不符合食品规定标准,中和液中还含有锰、锌等离子,色素,类黑色素,带入谷氨酸,使中和液色泽较重,故作脱色处理。
硫化碱中加入除铁应适量且温度要控制在50℃以下,溶液偏酸和高温时有H2S气体逸出,有剧毒。 三.K-15炭柱脱色
经过滤的滤液打入炭柱,进行第二次脱色,活性炭具有很大的表面积,其吸附作用分为物理和化学吸附两种,活性炭表面和色素分子之间范德华引力为物理吸附作用。此种吸附特点速度快,吸附量与温度成正比,吸附热小,容易吸附,另一种化学吸附,吸附速度慢,吸附速度与温度成正比,吸附热大,具有选择性。
每一次脱色用粉末状活性炭,炭柱里装颗粒炭脱色作为最后一次脱色。 四、浓缩结晶
结晶是提取的有效方法,只有同类分子或离子才能结合成晶体,由于水合作用,溶质以溶液中成为有一定晶型水合体析出,商品味精带一个结晶水,溶液到晶体生成的过程有形成饱和溶液,晶核形成,晶体形成。
结晶原理:结晶是一个固相形成的过程,要结晶就要表面张力作功,当溶液浓度达到一定饱和浓度时,致使溶质能相互吸引自然聚到一起形成一种细微颗粒,即晶核表面吸附周围溶质分子。
本设计采用减压真空浓缩的方法,晶种起晶法。
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五、干燥分离
本设计采用三足式离心机,进行味精分离,可以控制味精大小,控制分离时间和含水量采用振动干燥床,具有设备简单,生产连续化,效率高等优点而且产品不易破碎,光泽度好,适用于大量结晶干燥,使用流化床干燥可以控制温度不超过80℃为宜。
3.4.2 工艺控制 ?.PH的控制
酸度接近3.2时,溶液中的谷氨酸大部分以Glu+、Glu-的形式存在,加碱中和,Glu+、Glu-不断增加,即靠近谷氨酸钠的等电点,若PH超过7,Glu-逐渐增多,PH越高,生成的谷氨酸钠越多,其具有强烈的鲜味,但PH超过7后,还会促使消旋反应的发生,L-谷氨酸钠向DL-谷氨酸钠转变,若PH低于7则影响精制收率。 ?.中和速度
中和速度不应太快,要缓慢进行中和。 ?.中和温度
中和温度应控制在70℃以下,温度过高,发生消旋反应,环化反应,影响成品质量和收率。 ?.中和加水
中和过程加水过多,中和液浓度低,给结晶造成困难,加水不足,浓度太高,粘度增加,脱色效果差,过滤困难,故一般控制中和液浓度21~23°Be’,且最好采用盐分较少的水。 二、脱色
㈠.粉炭脱色控制操作
(1) 温度:控制在65℃左右,在此温度下,分子运动速度快,溶液粘度降低,有利
于吸附。
(2) PH值:PH在4.5~5.0脱色效果较好,但在此PH范围内,溶液尚有40%的谷氨
酸来生产谷氨酸钠,谷氨酸溶解不完全,生产上一般控制在PH6.6~6.8,当控制在6.0~6.2时脱色较好,但脱色后需加碱调。 (3) 时间:应控制适当时间,30分钟达脱色饱和。 ㈡.颗粒炭脱色
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(1) 进料速度:颗粒炭吸附色素需一定时间,流量大,物料停留时间短,吸附效果
差,经验认为进料为炭体积2~3倍,效果较好,速度2~3m3料/m22炭2h。 (2) 上柱液质量对炭柱影响:若透光率低,色素含杂质多,炭交换量显著下降,故
透光率达60%以上,再上柱。
(3) 颗粒炭再生:用氢氧化钠水溶液作洗脱剂解析吸附的色素,用盐酸溶液解析铁
离子作为再生剂。
(4) 温度:温度适当提高,有利于脱色,过高,吸附效果反而下降,生产一般控制
在40~50℃。
(5) PH值:同粉状浆,控制在6.0~6.8。 三、真空浓缩结晶
㈠.浓缩:选用真空度600~650,温度60℃。 ㈡.结晶:
(1)结晶原理:谷氨酸钠在不同温度下在水中的溶解度按经验公式为
Sd=35.30+0.098t+0.0012t2
含结晶水的可按下式Sc=39.18+0.109t+0.0013t2 (2)结晶与影响结晶因素:
a.结晶过程包括形成饱和溶液,晶核形成和晶体生长。晶核形成三种方法:自然起晶,刺激起晶,晶种起晶。 b.影响结晶速度的因素:
过饱和度 液膜厚度 溶液粘度 溶液纯度 温度 真空度 稠度 晶种质量 (4) 结晶工艺条件控制:投入结晶罐内一定量脱色液,进行浓缩,达到浓度后,加
入晶种,结晶过程不断补充物料,控制适宜的过饱和度,尽量避免假晶,加温水杀晶。
3.5灭菌与空气净化
3.5.1灭菌原理以及温度选择
一、原理:加热使微生物本身蛋白质在高温下凝固变性。 二、培养基灭菌温度的选择
培养基灭菌过程,除了微生物死亡之外,还伴随着培养基成分的破坏,在生产中必须选择既能达到灭菌的目的,又要减少营养成分破坏的条件,因为在蒸汽加压加热
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