味精的生產(chǎn)技術(丁健)

1、味精的生產(chǎn)技術精化1221丁健2012274140一 味精簡介 味精即谷氨酸鈉，是L-谷氨酸鈉的單鈉鹽，又稱味素，學名-氨基戊二酸鈉，含有一分子的結晶水，分子式為NaC5H8O4N.H2O，分子量為187.13。 分子結構如下： 二 味精的性質 物理性質：白色結晶或粉末，有特殊鮮味。易容于水，白色結晶或粉末，有特殊鮮味。易容于水， 20 20時溶解度為時溶解度為71.7g/100ml71.7g/100ml，微溶于無水乙，微溶于無水乙 醇。谷氨酸因具手型碳原子，能夠將偏振光的醇。谷氨酸因具手型碳原子，能夠將偏振光的 偏振面旋轉一定的角度（即旋光度）偏振面旋轉一定的角度（即旋光度） 生物性質生物性

2、質：作為腦組織的能源，降低血液中氨中毒。 化學性質：(1(1）于酸反應生成谷氨酸或谷氨酸鹽酸鹽）于酸反應生成谷氨酸或谷氨酸鹽酸鹽 (2)(2)于堿反應生成谷氨酸二鈉鹽，加酸后又生于堿反應生成谷氨酸二鈉鹽，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用味精功能與應用 功能：增加食品的鮮味，引起人們食欲，有助于提高人 體對食物的消化率。緩解神經(jīng)衰弱。 應用應用：1.作為日常生活中的食品調味劑。 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。 味精的質量標準味精的質量標準單位單位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)展過程（一）誕

4、生與發(fā)展過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于增強食物鮮味的作用，在20世紀早期，才被人們科學地認識到。1907年，日本東京帝國大學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，嘗起來有一種難以描述但很不錯的味道。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了專利。池田教授將谷氨酸鈉稱為“味之素”。這種風靡整個日本的“味之素”，很快傳入中國，改名叫“味精”。不久，味精風靡全世界，成為人們不可缺少的調味品。味精，學名谷氨酸鈉。其發(fā)展大致有三個階段：第一階

5、段第一階段：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（因為面筋是從小麥里提取出來的）。1908年日本東京大學池田菊苗試驗，從海帶中分離到L谷氨酸結晶體，這個結晶體和從蛋白質水解得到的L谷氨酸是同樣的物質，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。這個方法消耗大，成本高，勞動強度大，對設備要求高，需耐酸設備第三階段第三階段：隨著科學的進步及生物技術的發(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）通過微生物發(fā)酵、提取、精制而得到符合國家標準的谷氨酸鈉，為市場上增加了一種安全又富有營養(yǎng)的調味品，用了它以后使菜肴更加鮮美可口。我國發(fā)明歷史1925年，吳蘊初將自己的生產(chǎn)工藝公開，以做好向歐美行銷的準備。19261927年吳蘊初還將“佛手牌”味精的配方、生產(chǎn)技術等，向英、美、法等化學工業(yè)發(fā)達國家申請專利，并獲批準。這也是中國歷史上，中國的化學產(chǎn)品第一次在國外申請專利。1926年，佛手牌味精獲得美國費城世界博覽會金獎。1930年，1933年，吳蘊初的味精繼續(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）蛋白質水解法）蛋白質水解法

7、（2 2）合成法）合成法 （3 3）發(fā)酵法）發(fā)酵法 目前主要應用的是目前主要應用的是發(fā)酵法發(fā)酵法蛋白質水解法蛋白質水解法 1.1.原理原理 蛋白質是由蛋白質是由-氨基酸的分子縮合而成，將蛋白質水解，可氨基酸的分子縮合而成，將蛋白質水解，可得到相應的氨基酸得到相應的氨基酸-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（如面原料：植物性蛋白質（如面 筋、筋、豆餅、玉米蛋白）豆餅、玉米蛋白）3.優(yōu)、缺點優(yōu)、缺點 優(yōu)點：水解操作易于掌控優(yōu)點：水解操作易于掌控 缺點：原料來源少，價格高，得缺點：原料來源少，價格高，得率低，對設備腐蝕性大，勞動繁率低，對設備腐蝕性大，勞動繁重重水水解解過過濾濾蒸蒸發(fā)發(fā)結結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、結晶濃縮、結晶離心離心干燥干燥篩選篩選磨粉磨粉99味精味精90、80味精味精蛋白質水解法工藝流程蛋白質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、優(yōu)、缺點 優(yōu)點：不用糧食為原料優(yōu)點：不用糧食為原料 缺點：需要高溫高壓的條件，設備要求高、對嚴密性要缺點：需要高溫高壓的條件，設備要求高、對嚴密性要求高求高 （一）.味精生產(chǎn)的主要原料及要求： 1.主要原料： （1）.碳源物質：如：淀粉，大米，玉米等。 （2）.氮源物質：如：尿素，氨水，銨鹽等。三三.味精的生產(chǎn)技術味精的生產(chǎn)技術碳名稱

11、要求源物淀粉純淀粉93%以上，水分14%,蛋白質0.5%，灰分0.2%，酸度20mL，SO230毫克/公斤質要大米水分：14.62%，純淀粉：74%左右，蛋白質：6.59%，脂肪：1.44%，礦物質：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：6.42%，脂肪：1.02%，礦物質：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)搖瓶擴大培養(yǎng)搖瓶擴大培養(yǎng)種子罐擴大培養(yǎng)種子罐擴大培養(yǎng)原料原料預處理預處理水解水解過濾過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濾除菌過濾除菌等電點調節(jié)等電點調節(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晶濃縮結晶 離心離心小結晶體小結晶體 干燥干燥拌鹽粉碎拌鹽粉碎粉狀味精粉狀味精大結晶體大結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明及主要工藝參數(shù)工藝流程說明及主要工藝參數(shù) 1.1.原料預處理及淀粉水解糖制備原料預處理及淀粉水解糖制備 1.1 1.1 原料的預處理原料的預處理 此工藝操作的目的在于初步破壞原料結構，以便提高原料的利用率，同時去此工藝操作的目的在于初步破壞原料結構，以便提高原料的利用率，同時去除固體雜質，防止機器磨損。用于除雜的設備為篩選機，常用的是振動篩和除固體雜質，防止機器磨損。用于除雜的設備為篩選機，常用的是振動篩和轉筒篩，其中振動篩結構較為簡單，使用方便。用于原料粉碎的設備除盤磨轉筒篩，其中振動篩結構較為簡單，使用方便。用于原料粉碎的設備

14、除盤磨機外，還有錘式粉碎機和輥式粉碎機。盤磨機廣泛用于磨碎大米、玉米、豆機外，還有錘式粉碎機和輥式粉碎機。盤磨機廣泛用于磨碎大米、玉米、豆類等物料，而錘式粉碎機應用于薯干等脆性原料的中碎和細碎作用，輥式粉類等物料，而錘式粉碎機應用于薯干等脆性原料的中碎和細碎作用，輥式粉碎機主要用于粒狀物料的中碎和細碎。碎機主要用于粒狀物料的中碎和細碎。 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，國內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，國內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-淀粉酶作用進淀粉酶作用進入糖化階段。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, ,應為淀粉中蛋白質的含量低于原來的大米應為淀粉中蛋白質的含量低于原來的大米, ,所以經(jīng)過液化的混所以經(jīng)過液化的混合液可直接加入糖

16、化酶進入糖化階段合液可直接加入糖化酶進入糖化階段, ,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)過板筐壓濾機濾去大量蛋白質沉淀。液化過程中除了加淀粉酶還要加氯化經(jīng)過板筐壓濾機濾去大量蛋白質沉淀。液化過程中除了加淀粉酶還要加氯化鈣鈣, ,整個液化時間約整個液化時間約30min30min。一定溫度下液化后的糊精及低聚糖在糖化罐內進。一定溫度下液化后的糊精及低聚糖在糖化罐內進一步水解為葡萄糖。淀粉漿液化后一步水解為葡萄糖。淀粉漿液化后, ,通過冷卻器降溫至通過冷卻器降溫至6060進入糖化罐進入糖化罐, ,加入加入糖化酶進行糖化。糖化溫度控制在糖化酶進行糖化。糖化溫度控制在

17、6060左右左右,pH,pH值值4.5,4.5,糖化時間糖化時間 18 1832h32h。糖化結束后。糖化結束后, ,將糖化罐加熱至將糖化罐加熱至808085,85,滅酶滅酶30min30min。過濾得葡萄糖液。過濾得葡萄糖液, ,經(jīng)經(jīng)過壓濾機后進行油水分離過壓濾機后進行油水分離( (一冷分離一冷分離, ,二冷分離二冷分離),),再經(jīng)過濾后連續(xù)消毒后進入發(fā)酵罐。再經(jīng)過濾后連續(xù)消毒后進入發(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)，擴大至一級乃至二級種子罐培養(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)，擴大至一級乃至二級種子罐培養(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。國產(chǎn)菌株有：北京棒桿菌菌、嗜氨小桿菌、硫殖短桿菌等。國產(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，隨時取用。冰箱內，隨時取用。 2.3 .1 2.3 .1一級種子培養(yǎng)一級種子培養(yǎng) 為了獲得大量健壯的細胞，一級種子培養(yǎng)基應該營養(yǎng)豐富，有利于菌體的生長繁殖。為了獲得大量健壯的細胞，一級種子培養(yǎng)基應該營養(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)生有機酸引起培養(yǎng)

20、基為了避免培養(yǎng)過程中因產(chǎn)生有機酸引起培養(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 2.3.2二級種子培養(yǎng)二級種子培養(yǎng) 通過一級種子擴大培養(yǎng)后，種量仍不能滿足發(fā)酵用的需要，因此需要進一步擴大培通過一級種子擴大培養(yǎng)后，種量仍不能滿足發(fā)酵用的需要，因此需要進一步擴大培養(yǎng)，二級培養(yǎng)基方面組成應與發(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)，二級培養(yǎng)基方面組成應與發(fā)酵培養(yǎng)基原料組成一致，只是配比上可有差異，這樣就保證了二級種子接到發(fā)酵罐后能很快適應環(huán)境。經(jīng)過二級種子培養(yǎng)之后，一般來說，就保

21、證了二級種子接到發(fā)酵罐后能很快適應環(huán)境。經(jīng)過二級種子培養(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種子培養(yǎng)。 3. .發(fā)酵過程與控制發(fā)酵過程與控制 種子擴大培養(yǎng)為保證谷氨酸發(fā)酵過程所需的大量種子，發(fā)酵車間內設置有種種子擴大培養(yǎng)為保證谷氨酸發(fā)酵過程所需的大量種子，發(fā)酵車間內設置有種子站，完成生產(chǎn)菌種的擴大培養(yǎng)任務。從試管斜面出發(fā)，經(jīng)活化培養(yǎng)，搖瓶子站，完成生產(chǎn)菌種的擴大培養(yǎng)任務。從試管斜面出發(fā)，經(jīng)活化培養(yǎng)，搖瓶培養(yǎng)，擴谷氨酸發(fā)酵開始前，首先必須配制發(fā)酵培養(yǎng)基，并對其作高溫短時培養(yǎng)，擴谷氨酸發(fā)酵開始前，首先必須配制

22、發(fā)酵培養(yǎng)基，并對其作高溫短時滅菌處理。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，流動性差，容易將維持管堵塞，同時真空冷卻器及薄板加熱器液粘度較大，流動性差，容易將維持管堵塞，同時真空冷卻器及薄板加熱器的加工制造成本較高，因而應用較少。發(fā)酵設備，國內味精廠大多采用機械的加工制造成本較高，因而應用較少。發(fā)酵設備，國內味精廠大多采用機械攪拌通風通用式發(fā)酵罐，罐體大小在攪拌通風通用式發(fā)酵罐，罐

23、體大小在50m350m3到到200m3200m3之間。對于發(fā)酵過程采用人之間。對于發(fā)酵過程采用人工控制，檢測儀表不能及時反映罐內參數(shù)變化，因而發(fā)酵進程表現(xiàn)出波動性，工控制，檢測儀表不能及時反映罐內參數(shù)變化，因而發(fā)酵進程表現(xiàn)出波動性，產(chǎn)酸率不穩(wěn)定。由于谷氨酸發(fā)酵為通風發(fā)酵過程，需供給無菌空氣，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)空氣壓縮機壓縮后導入冷凝器、油水分離器兩級處理，再送入貯氣空氣，經(jīng)空氣壓縮機壓縮后導入冷凝器、油

24、水分離器兩級處理，再送入貯氣罐，進而經(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)酵罐罐，進而經(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，省去一級冷卻設備。流程，省去一級冷卻設備。 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繁殖所需要的營養(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繁殖所需要的營養(yǎng)和能量，而且是形成谷氨酸的物質來源，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)基質來源，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，設備，工藝條件和原料來源不同而異。通?？梢圆捎靡韵屡浔龋ò俜直龋┻M行發(fā)酵，菌種采用原料來源不同而異。通?？梢圆捎靡韵屡浔龋ò俜直龋┻M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 過濾的濾液冷卻到過濾的濾液冷卻到3232，進入發(fā)酵罐發(fā)酵，用冷卻水調溫，每隔，進入發(fā)酵罐發(fā)酵，用冷卻水調溫，每隔1212小時升溫小時升溫1 122，當發(fā)酵時間接近，當發(fā)酵時間接近34h34h時，溫度升至時，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)酵時間為發(fā)酵時間為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。具體來說有溫度，。具體來說有溫度，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 國內常用菌株的最適生長溫度為國內常用菌株的最適生長溫度為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，主要是長菌階段；發(fā)酵的發(fā)酵前期，主要是長菌階段；發(fā)酵12h12h后，菌體進入平衡期，后，菌體進入平衡期，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，調低低pHpH的目的在于提高與谷氨酸合成有關的酶的活力。尿素被谷氨酸生產(chǎn)菌細的目的在于提高與谷氨酸合成有關的酶的活力。尿素被谷氨酸生產(chǎn)菌細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會上升。發(fā)酵過程中，由于菌體不會上升。發(fā)酵過程中，由于菌體不斷利用氨，以及有機酸和谷氨酸等代謝產(chǎn)物進入發(fā)酵液，使斷利用氨，以及有機酸和谷氨酸等代謝產(chǎn)物進入發(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?shù)难跞芰渴?/p>

29、重要。在實際生產(chǎn)中，谷氨酸產(chǎn)生菌是兼性好氧菌，故控制適當?shù)难跞芰渴种匾?。在實際生產(chǎn)中，攪拌轉速固定不變，通常用調節(jié)通風量來改變供氧水平。通風比（攪拌轉速固定不變，通常用調節(jié)通風量來改變供氧水平。通風比（ 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無菌空氣，用無菌空氣，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 微生物的生長大致可分為適應期、對數(shù)期、穩(wěn)定期、衰老期。種齡：一級種微生物的生長大致可分為適應期、對數(shù)期、穩(wěn)定期、衰老期。種齡：一級種子菌齡控制在子菌齡

30、控制在111112h12h，二級種子菌齡為，二級種子菌齡為7 78h8h。種量：指接入發(fā)酵罐內種子。種量：指接入發(fā)酵罐內種子的量占發(fā)酵罐內發(fā)酵培養(yǎng)基量的百分比。接種量的多少對適應期的延續(xù)時間也有的量占發(fā)酵罐內發(fā)酵培養(yǎng)基量的百分比。接種量的多少對適應期的延續(xù)時間也有很大的影響。接種量一般以很大的影響。接種量一般以1 1為好。種量過多，使菌體生長速度過快，菌體為好。種量過多，使菌體生長速度過快，菌體嬌嫩，不強壯，提前衰老自溶，后期產(chǎn)酸不高；如果接種量過少，則菌體增嬌嫩，不強壯，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，會導致發(fā)酵時間延長，容易染菌。長緩慢，會導致發(fā)酵時間延長，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)酵罐內安裝機械消泡器外，還在發(fā)酵時加生產(chǎn)上為了控制泡沫，除了在發(fā)酵罐內安裝機械消泡器外，還在發(fā)酵時加入消泡劑。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%(體積分數(shù)體積分數(shù)) )，泡敵的用量為，泡敵的用量為0.02%0.02%0.03%(0.03%(體積分數(shù)體積分數(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谷氨酸的提取一般采用等電點離子交換法，國內有些味精廠還采用等電離子交換法，國內有些味精廠還采用等電點點鋅鹽法、鹽酸水解鋅鹽法、鹽酸水解等電點法及離子交換膜電滲析法提取谷氨酸。但存等電點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，技術難度大等問題，應用上受到限制。具體來在廢水污染大，生產(chǎn)成本高，技術難度大等問題，應用上受到限制。具體來說包括三個步驟，酸中和、堿中和、等電點分離。其中酸中和、堿中和過程說包括三個步驟，酸中和、堿中和、等電點分離。其中酸中和、堿中和過程就是向中和罐盤管內注入冷凍鹽水，

33、將發(fā)酵液溫度調到就是向中和罐盤管內注入冷凍鹽水，將發(fā)酵液溫度調到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。該過程要先以較快的速率加。該過程要先以較快的速率加酸，將酸，將pHpH先調整至先調整至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，然后繼續(xù)緩慢，保證晶體增長，然后繼續(xù)緩慢加酸調整，直到加酸調整，直到pHpH降為降為3.23.2，溫度冷卻至，溫度冷卻至8 8，達到等電點，停止中和及攪拌。，達到等電點，停止中和及攪拌。 過濾得谷氨酸結晶，加入溫水溶解，用碳酸鈉將谷氨酸

34、溶液的過濾得谷氨酸結晶，加入溫水溶解，用碳酸鈉將谷氨酸溶液的pHpH值調到值調到5.65.6，T=70T=70。等達到等電點后，發(fā)酵液進入等電點中和罐，進入罐前使溫度降為。等達到等電點后，發(fā)酵液進入等電點中和罐，進入罐前使溫度降為2222，由于谷氨酸等電點只有，由于谷氨酸等電點只有3.23.2左右，需要加硫酸調節(jié)左右，需要加硫酸調節(jié)pHpH值，該過程要先以值，該過程要先以較快的速率加酸，將較快的速率加酸，將pHpH先調整至先調整至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，然保證晶體增長，然后繼續(xù)緩慢加酸調整，直至后繼續(xù)緩慢加酸調整，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，達到等電點停，達到等電點停止攪拌，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調調pHpH至至5.65.6，中和溫度控制在，中和溫度控制在7070以內，接著以內，接著將谷氨酸鈉鹽溶液充入活性炭脫色器脫色，分離，再進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入結晶罐氨酸鈉溶液導入結晶罐, ,進行減壓蒸發(fā)進行減壓蒸發(fā), ,當波美度達到當波美度達到295295波美時放入晶種波美時放入晶種, ,進進入育晶階段入育晶階段, ,根據(jù)結晶罐內溶液的飽和度和結晶情況實時控制谷氨酸鈉溶液輸根據(jù)結晶罐內溶液的飽和度和結晶情況實時控制谷氨酸鈉溶液輸入量及進水量。經(jīng)過十幾小時的蒸發(fā)結晶入量及進水量。經(jīng)過十幾小時的蒸發(fā)結晶, ,當結晶形體達到一定要求、物料積當結晶形體達到一定要求、物料積累到累到80%80%

37、高度時高度時, ,將料液放至助晶槽將料液放至助晶槽, ,結晶長成后分離出味精結晶長成后分離出味精, ,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)設備主要生產(chǎn)設備工藝操工藝操作作主要設備主要設備功能功能過篩過篩篩選機篩選機去除固體雜質，使原料顆粒均去除固體雜質，使原料顆粒均勻勻浸泡浸泡浸泡桶浸泡桶使原料內部結構松散使原料內部結構松散粉碎粉碎盤磨機盤磨機（使原料磨碎，便于液化（使原料磨碎，便于液化調漿調漿調漿桶調漿桶調節(jié)淀粉乳濃度調節(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. . 將淀粉將淀粉轉化為糊精和低聚糖轉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處理及制糖過程設備原料預處理及制糖過程設備谷氨酸發(fā)酵工藝設備谷氨酸發(fā)酵工藝設備工藝操工藝操作作主要設備主要設備功能功能配料配料 配料桶配料桶使發(fā)酵培養(yǎng)基中營養(yǎng)物混合均使發(fā)酵培養(yǎng)基中營養(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)酵酵機械攪拌通風發(fā)酵機械攪拌通風發(fā)酵罐罐完成谷氨酸發(fā)酵過程完成谷氨酸發(fā)酵過程等電

39、點離子換法提取谷氮酸工藝設備等電點離子換法提取谷氮酸工藝設備工藝操作工藝操作主要設備主要設備功能功能等電點中等電點中和和中和桶中和桶使谷氨酸在等電點附近結晶析使谷氨酸在等電點附近結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、細谷氨酸分離細谷氨酸分離離心離心離心式甩干機離心式甩干機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谷氮酸母液選擇吸附對谷氮酸母液選擇吸附, , 與雜與雜質分離質分離, , 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備味精精制設備工藝操工藝操作作主要設備主要設備功能

40、功能中和中和中和捅中和捅谷氨酸和堿反應生成谷氨酸和堿反應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+過濾過濾板框壓濾機板框壓濾機分離固體沉淀雜質分離固體沉淀雜質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濃縮結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三足式離心機將味精晶體和母液分將味精晶體和母液分開開（五）生產(chǎn)的關鍵過程與關鍵技術1.關鍵過程：谷氨酸發(fā)酵是用糖液和其它生物素等組成的基質溶液，在通風供氧和適宜溫度、酸度條件下，緩慢進行的生化反應過程。在整個發(fā)酵期間，必須嚴格控制微生物生長所需

41、要的環(huán)境條件，如通風量、pH值、罐溫、生物素等。環(huán)境因素控制不當，可能導致“發(fā)酵轉換”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，因此通風量、pH值、罐溫、適時補糖就成為保證發(fā)酵正常進行的關鍵因素。2.關鍵技術：谷氨酸發(fā)酵過程計算機控制程序 為了實現(xiàn)發(fā)酵條件最優(yōu)化，采用電子計算機控制發(fā)酵條件。谷氨酸發(fā)酵中的一些參數(shù)實現(xiàn)計算機自動控制，使微生物的生長、基質消耗、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:調漿罐定容可采用流量或液位測量方式，在調漿罐中，使淀粉與水混合，調漿罐溫度用進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