等电罐设计

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的情况下,糖、氨基酸及维生素都易遭到破坏。

提高灭菌效果可以缩短灭菌时间并可减少培养基营养成分的破坏程度,这是工业生产常用高温短时连续灭菌的主要依据。 3.5.2 灭菌的操作 一、无菌室

?.接种前,先把接种瓶用75%的酒精灭菌,打开紫外酒精灯20~30分钟。 ?.操作前必须先洗手,换上无菌衣帽和鞋子,带上口罩,用75%酒精擦手。 ?.操作不得随便讲话,行动要做到轻手轻脚。

?.接种要充分利用火焰灭菌,尽可能保持在焰口操作,动作迅速,时间不宜过长。 3.5.3 空气净化系统

谷氨酸发酵液态深层好气性发酵,产生菌是好氧性微生物,在培养基过程中需要用大量无菌压缩空气,一般工业生产中以大气中空气作为氧源,但空气中含有多种微生物以及灰尘、泥土等,在适宜的条件下,其中杂菌也会大量繁殖,消耗大量的营养物质,产生各种代谢产物,影响发酵正常进行,依次净化是一个重要环节。 一般考虑以下几条:

(1)减少进口空气杂菌数目; ①采风口应设在主导风上方;

②空气站和发酵车间应尽可能远些,防止染菌,同时远离提取车间; ③采用进空压机前粗过滤手段; ④采风口位置一般高于30米。

(2)设计安装除菌效果较好的过滤器; (3)保证过滤介质在干燥的情况下过滤; (5) 合理设计空气过滤系统流程。

3.6 废液和尾气处理

3.6.1 废气

发酵中尾气集中用水或药液集中洗涤吸收后在排放,因为生产中使用的工艺过程中产生的HCl,H2S,NH3,HCHO,H2SO4等通过使设备密闭,使用液体石蜡与空气隔离等措施防止逸出,对于泄漏的少量废气,通过机械排风和风筒高空排放。

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3.6.2 废液

味精企业的废液分为低、中、高三种浓度,其中谷氨酸母液属高浓度有机废水(COD在50000mg/l左右)是味精厂主要污染源,冷却水是低浓度废水,其他为中浓度有机废水。

处理方法:发酵废母液提取菌体蛋白,生产饲料酵母,进行再利用,或进行脱蛋白尾液处理和好氧后处理。

4.精制车间工艺说明

从发酵液中提取到的谷氨酸,仅仅是味精生产中的半成品,谷氨酸与适量的碱进行中和反应,生成谷氨酸一钠,其溶液经过脱色、除铁、除去部分杂质,最后经过减压、浓缩、结晶及分离,得到较纯的谷氨酸一钠的晶体,不仅酸味消失,而且有很强的鲜味,谷氨酸一钠的商品名称就是味精或味之素。

4.1 工艺论证

4.1.1 中和 Glu + NaOH → Glu?Na + H2O

在Glu的中和操作中,先把谷氨酸加入水中,成为饱和溶解液PH=3.2,然后加入碱进行中和,溶液的PH值逐渐升高,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一钠的等电点。

当中和液PH值超过7后,随着PH值升高,溶液中GA离子渐多,生成谷氨酸二钠越多,而它是无鲜味的,要防止此物质生成,同时中和液PH值超过7以后,还会使L-谷氨酸转变成DL-谷氨酸钠的消旋反应使品质下降。

谷氨酸在常温下溶解度很小,因此中和时先加水,加热到65 ℃。碱液在谷氨酸之后加入;如果先加碱后加谷氨酸,若中和温度过高会影响谷氨酸一钠的生成,故必须严格控制条件。 4.1.2 脱色、除碱

味精中含铁离子过量,不符合食品规定标准,味精含铁量高时,影响成品色泽,99%成品味精含铁量控制在5ppm以下。

生产原料原因,特别是设备的腐蚀游离出较多铁离子,此外中和液中还含有锰、锌等离子,一同除去。淀粉制糖,培养基灭菌,发酵液浓缩过程中产生色素、类黑色素,

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带入Glu,使中和液色泽较重,故需脱色处理。

硫化碱加入量不可过多也不可过少,一般稍过量,加硫化碱的温度要控制在50℃以下,因溶液在偏酸或高温时有H2S气体逸出,其密度比空气大,人吸入含有1/2000的空气,是以引起严重中毒。

除铁检测方法:

A、取加过量Na2S的中和液滴加Na2S溶液,若无黑色沉淀说明铁除净。 B、取加过量Na2S的中和液滴加H2SO4,若无黑色沉淀说明铁除净。 中和除铁液泵泵入板框过滤机,经过滤除杂质及沉淀达到除铁目的。 4.1.3 K-15炭粒脱色

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,活性炭表面积和色素分子之间范德华力为物理吸附作用。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。

每次脱色用粉末状活性炭,炭粒里装颗粒炭脱色作为最后一次脱色。 4.1.4 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。由水合作用,溶质以溶液中成为有一定晶形水合体析出,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:固体物质溶于溶液中达到饱和时,就处于一个相平衡。结晶是一个固相形成过程,不仅包括物质分子的凝结,而且包括这些分子有规律的排列形成晶格,这些排列与表面分子化学键力有关,即要结晶就要表面张力做功,当溶液浓度达到一定饱和度时,致使溶质能相互吸引自然聚起形成一种细微颗粒,即晶核,晶核表面吸附周围溶质分子。

本设计采用较为先进完善的真空结晶工艺,为了形成饱和溶液,蒸发部分溶剂,但为了防止谷氨酸钠在高温下脱水形成焦谷氨酸钠,使成品味精易吸潮,变质。因此采用减压真空浓缩方法。浓缩时,真空度越高,料液沸点越低,不仅加快浓缩速度,也可使产品质量提高。

本设计采用晶种起晶法,这种起晶法可以控制晶体数目和大小,而且溶液受晶种刺激后,晶核可以提早形成,所需过饱和度较自然起晶所需的过饱和度低,作为晶种投入溶质不会被溶解,也不会产生刺激起晶,全部作为晶核而不产生新晶核,从而达到控制

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晶体数量的目的。 4.1.5 干燥分离

本设计采用三足式离心机,进行味精分离,根据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,而产品不易破碎,光泽度好,适用于大量结晶干燥,使用硫化床干燥可以控制温度不超过80℃为宜。

粗头大片,〉8目粉碎,制晶种或打粉掺入80%味精 8~12目,做晶种,粉碎成12~30目 12~30目,成品,99%的MSG

30目以上,作为晶种或用结晶锅重新结晶。 生产工艺采取直接混合,加食盐得80%的MSG。

4.2 工艺控制

4.2.1中和

4.2.1.1 PH的控制

操作中先将Glu加到升温至65℃的底水中,成为饱和溶液。酸度接近3.2,溶液中的谷氨酸大部分以Glu±的形式存在,加碱中和,随着碱的不断加入,溶液的PH逐渐升高,电力平衡移动,Glu减少,Glu逐渐增加,当绝大多数的Glu变成Glu时,即为中和生成谷氨酸钠的等电点,若PH超过7,Glu-逐渐增多,即PH越高,生成谷氨酸钠越多,而谷氨酸钠有强的鲜味,而谷氨酸二钠没有,此时PH超过7后,还会促使消旋反应的发生,L-Glu?Na向DL-Glu?Na转变,若PH低于 7,则溶液中的 Glu±百分率高,造成Glu溶解不彻底,影响精制收率,还造成过滤困难,是下面操作不易进行。

所以PH的控制在中和中很重要,要精确控制。

4.2.1.2 中和的速度

中和的速度不应太快,要缓慢进行中和。

用Na2CO3中和会产生CO2,若中和太快,会产生大量泡沫,可能会导致料液外溢,造成损失。而且,加碱过快,导致局部PH值过高,发生消旋反应,影响收率和产品质量。 4.2.1.3 中和湿度

中和湿度应控制在70℃左右。

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