味精的生产工艺流程简介

1、1 味精的生产工艺流程简介 味精的生产一般分为制糖、谷氨酸发酵、中和提取及精制 等 4 个主要工序。 1 1 液化和糖化 因为大米涨价，目前大多数味精厂都使用淀粉作为原材 料。淀粉先要经过液化阶段。然后在与 B 一淀粉酶作用进入糖 化阶段。首先利用 一淀粉酶将淀粉浆液化，降低淀粉粘度并 将其水解成糊精和低聚糖，应为淀粉中蛋白质的含量低于原来 的大米，所以经过液化的混合液可直接加入糖化酶进入糖化阶 段，而不用像以大米为原材料那样液化后需经过板筐压滤机滤 去大量蛋白质沉淀。液化过程中除了加淀粉酶还要加氯化钙， 整个液化时间约 30min 。一定温度下液化后的糊精及低聚糖在 糖化罐内进一步水解为葡萄

2、糖。淀粉浆液化后，通过冷却器降 温至60 C进入糖化罐，加入糖化酶进行糖化。糖化温度控制在 60 C左右，PH值4 . 5，糖化时间18-32h。糖化结束后，将糖化 罐加热至80 85 C，灭酶30min。过滤得葡萄糖液，经过压滤 机后进行油水分离 （一冷分离，二冷分离 ） ，再经过滤后连续消 毒后进入发酵罐。 1 . 2 谷氨酸发酵发酵 谷氨酸发酵过程消毒后的谷氨酸培养液在流量监控下进入谷氨酸发 酵罐，经过罐内冷却蛇管将温度冷却至 32 C，置入 菌种，氯化钾、硫酸锰、消泡剂及维生素等，通入消毒空气，经一 段时间适应后，发酵过程即开始缓慢进行。谷氨酸发酵是一个 复杂的微生物生长过程，谷氨酸菌

3、摄取原料的营养，并通过体 内特定的酶进行复杂的生化反应。培养液中的反应物透过细胞 壁和细胞膜进入细胞体内，将反应物转化为谷氨酸产物。整个 发酵过程一般要经历 3 个时期，即适应期、对数增长期和衰亡 期。每个时期对培养液浓度、温度、 PH 值及供风量都有不同的 要求。因此，在发酵过程中，必须为菌体的生长代谢提供适宜的 生长环境。经过大约 34 小时的培养，当产酸、残糖、光密度等指 标均达到一定要求时即可放罐。 1 3 谷氨酸提取与谷氨酸钠生产工艺 该过程在提取罐中进行。利用氨基酸两性的性质，谷氨酸 的等电点在为 pH3 0 处，谷氨酸在此酸碱度时溶解度最低，可 经长时间的沉淀得到谷氨酸。粗得的官

4、司谷氨酸经过于燥后分 装成袋保存。 1 4 谷氨酸钠的精制 谷氨酸钠溶液经过活性碳脱色及离子交换柱除去 C a 、 Mg 、F e 离子，即可得到高纯度的谷氨酸钠溶液。将纯净的 谷氨酸钠溶液导入结晶罐，进行减压蒸发，当波美度达到 295 时放入晶种，进入育晶阶段，根据结晶罐内溶液的饱和度和结 晶情况实时控制谷氨酸钠溶液输入量及进水量。经过十几小时 的蒸发结晶，当结晶形体达到一定要求、物料积累到 80 高度 时，将料液放至助晶槽，结晶长成后分离出味精，送去干燥和筛 2 工艺比较 2 1 液化和糖化 与大米相比，淀粉中的蛋白质含量较低，所以在液化完成 后混合液不用经过板筐压滤机而直接进入糖化阶段。

5、糖化单元 中，糖化罐是由原来分批罐经改装后串连而成的，使混合液经 过串连罐的时间恰好为 48 小时。如用自动化设备对液化糖化 过程进行控制则主要控制回路有调浆罐温度及 pH 值控制、一 次喷射温度控制、糖化温度控制。调浆罐定容可采用流量或液 位测量方式；调浆罐温度用进入盘管的蒸汽量控制在 30C ； pH 值 用纯碱溶液控制在 64 。这些系统均采用单回路 PID 控制，只 要控制器参数调整适宜，都能满足控制要求。淀粉浆在一次喷 射液化过程中要设置喷射液化器出口温度控制系统，严格控制 蒸汽喷射器出口物料的液化温度，将其最大动态偏差限制在工 艺允许的范围内（通常为设定值0. 2 C）。制糖过程的

6、另一个重 要控制系统是糖化罐的温度控制，要在整个糖化时间内保持稳 定的温度，以利于液化淀粉转换成葡萄糖。作者认为，因为液化 及糖化属于原料处理阶段，所以卫生及自动化要求可以相对低 一些。在加上近几年味精产业不景气，规模小的厂家可以降低 对原料预处理阶段自动化的要求。 2 . 2 菌种及无菌空气的处理 众所周知，在生物化工中菌种的优良直接影响到发酵产物 的质量和产量。厂家有专门的菌种培养和保藏设备，在微生物 学上利用自然选育来防止菌种退化。在生产之前，技术人员经 过挑选将发酵菌种从保藏菌种中取出，经过摇瓶培养后投人种 子罐进行扩大生产，最后在将菌种加入到发酵罐发酵。空气纯 化罐利用多层填充料对罐

7、内填充，去除空气中存在的各种微生 物，包括细菌和噬菌体。空气纯化罐也是发酵前过程中的一个 重要环节，谷氨酸菌的生长必须在有氧的环境下进行，根据不 同的生长时期改变通风量，其中在对数增长期，由于菌体生存 于发酵液中，发酵液中的溶解氧 （D0 值） 对菌体极为重要。如果 纯化罐失效，而使进入发酵罐的空气中存在杂菌及有害噬菌 体，这样会导致发酵过程被污染，从而影响发酵过程。所以做好 纯化罐的定期检修工作是非常重要的。此两个工序前者因工作 强度小而不需要机器自动化的介入，而后者因设备简单也不需 要自动化。两者的共同点都是要防止微生物污染。 2 3 谷氨酸发酵过程的控制 谷氨酸发酵是一个较为复杂的生化过

8、程，要使菌体生长迅 速、代谢正常、多出产物，必须为其提供良好的生长环境。一般 主要控制参数有通风量或溶解氧、发酵液 pH 值、发酵温度、罐 压等。因为发酵过程中菌体生长及次级代谢产物的合成都非常 复杂，再加上发酵的规模较大，对各种影响因素灵敏，所以发酵 过程比较适合运用自动化对生产进行相应的控制。在生产过程 中，溶解氧 fi 百风量） 的控制通过空气分配器的小孔将空气打人 发酵罐底部，鼓泡而上，再经过充分的搅拌，对 0 向液相扩散 起到重要的作用。因此，生物供氧不能简单停留在按发酵阶段 调整通风量的设定值上，可以采用溶解氧在线分析器、排气 CO ：和 0 浓度分析器组成了多变量的先进控制系统，

9、计算机 根据发酵液中实际氧含量及菌体生长代谢情况调节通风量控 制系统的设定值和搅拌电机转速，对改善溶解氧的浓度起到了 良好的作用。 pH 值控制的控制采用了具有多种约束的非线性 PID 控制方法，以获得优良的控制效果。温度控制根据发酵进 行的时间和工艺要求设计一个最优发酵温度设定函数。然后通 过计算机根据此函数自动控制温度变化。罐压控制通常控制在 O. 05O. 1 M Pa，以防止外界的不洁空气进入造成染菌，罐压 过 高将增大阻力与能耗。罐压可以采用单回路 PID 控制。此外，自 动补料及消沫控制程序通过监测过程糖液浓度降低计算初适 时补糖的时机。通常采用在一定的时间内，将一定量的糖液均 匀

10、流加到罐内的批量控制方法。消沫可以采用带缓冲区的位式控制。 2 . 4 提取过程 提取过程要最大限度的获得发酵液中的谷氨酸，按照等电 点分离的原理，可设计温度程序设定控制及 pH 程序设定控制。 在等电点中和控制过程中， pH 控制精度要求较高、难度较大， 这是由于中和过程开始时系统具有较大的灵敏度，使得初始加 酸量难以控制适当， pH 值极易出现超调，进而引起中和初期 pH 值的大幅度波动。而在中和后期，随着 pH 值的降低，系统反 应灵敏度减弱，若控制器仍按原来的规律和强度调节，达到中 和终点的时间就会延长，因此，有必要引入控制器参数的自调 整或非线性控制策略。在中和过程中，温度和 pH

11、值必须同时按 设定的参考轨迹同步变化，对温度和 pH 的变化速率也有严格 的要求， pH 与温度两个控制回路之间具有一定相关性。在二次 中和过程中，要将 pH 值从 3 2 调整到 5 6，随着中和点的接近， 系统静态放大系数逐渐增大，导致系统稳定性下降。因此，二次 中和过程与等电点中和具有相反的控制特性，这一工序必须设 计两套不同的中和控制系统，以保证生产的需要。 2 5 精制过程控制 味精结晶过程要经过形成过饱和溶液、晶核形成及晶体成 长3 个阶段。结晶的生长通常需要投入一定的晶核，这样可以 使晶体生长速度加快。这时必须严格控制结晶罐内的过饱和 度，使之在增加晶种后，不产生新晶核，也不溶化晶种，使结晶 操作工作在介稳区，有利于晶核的稳定增长。结晶操作的原则 是要争取最大的结晶速度与收率，并获得均匀整齐的晶型。为 了满足上述要求，可通过自动化对真空度控制、料液浓度 f 过饱 和度）、结晶罐的温度控制及液位等加以控制。 3 讨论