1、1,谷氨酸-鈉,2,谷氨酸鈉簡介：,化學(xué)名-氨基戊二酸一鈉 化學(xué)式：C5H8NO4Na 外觀為白色晶體 谷氨酸鈉俗稱味精，是世界上應(yīng)用范圍最廣、產(chǎn)銷量最大的一種氨基酸。 純味精(含谷氨酸鈉99以上)。,3,谷氨酸的生物合成,4,我國味精技術(shù)進(jìn)展情況 制糖工藝進(jìn)展：酸法水解酶酸法水解雙酶法水解。 發(fā)酵工藝進(jìn)展：亞適量生物素水平（產(chǎn)酸48gdl） 高生物素水平（產(chǎn)酸1215gdl）。 提取工藝進(jìn)展：等電點(diǎn)法（少數(shù)鋅鹽法）等電離交法 低溫連續(xù)等電點(diǎn)法（少數(shù)廠家采用）。 精制工藝進(jìn)展：全粉炭脫色、硫化堿除鐵顆粒炭脫 色、樹脂除鐵。,5,糖化,加液化酶,加糖化酶,雙酶法,工藝流程圖,6,谷氨酸鈉生產(chǎn)總流

2、程圖,設(shè)備流程示意圖,糖 化,發(fā) 酵,提 取,精制,7,糖化工藝說明,我國用發(fā)酵法生產(chǎn)味精，一般是使用淀粉作為原料。但到目前為止，生產(chǎn)上所采用的谷氨酸產(chǎn)生菌均不能直接利用淀粉，也基本上不能利用糊精作為碳源。 因此當(dāng)以淀粉作為原料時(shí)，必須先將淀粉水解成為葡萄糖才能供發(fā)酵使用，這個(gè)過程稱為“糖化”，所制得的糖液稱為淀粉水解糖。,8,味精生產(chǎn)普遍采用中溫淀粉酶或高溫淀粉酶液化，高轉(zhuǎn)化率液體糖化酶糖化的雙酶法制糖工藝。 酶法制糖工藝，特別是采用耐高溫淀粉酶液化的新雙酶法制糖工藝，其淀粉酶的轉(zhuǎn)化率和糖液的質(zhì)量均高于以前的酸法工藝或酸酶法工藝。 首先是將淀粉經(jīng)由淀粉酶液化生成糊精，再由糖化酶將糊精轉(zhuǎn)化為葡

3、萄糖。酶法制糖所得的產(chǎn)物可稱為酶法糖液，以區(qū)別于酸法等水解的糖液。,9,用不銹鋼制造的水解罐機(jī)械強(qiáng)度高，能耐酸，堿，使用時(shí)間長，但成本較高. 搪瓷的水解罐(搪瓷襯里)優(yōu)點(diǎn)是具有良好的耐腐性能，耐濃鹽酸和耐150的高溫，但缺點(diǎn)是質(zhì)脆，若受到?jīng)_擊就容易破碎且不能在搪瓷設(shè)備上進(jìn)行焊接。 襯耐酸磚及耐酸橡膠的加壓糖化罐優(yōu)點(diǎn)是承受較大的壓力，耐熱，耐酸，機(jī)械強(qiáng)度也好，一般本廠可以動(dòng)手施工，但使用時(shí)間一長，瓷磚有脫離現(xiàn)象，必須經(jīng)常檢查和保養(yǎng)。,10,發(fā)酵,流加無菌濃縮糖,將滅菌后的糖液配置成培養(yǎng)基，裝罐,一級(jí)種子罐,二級(jí)種子罐,接種,流加氨氣和無菌空氣,谷氨酸發(fā)酵液,工藝流程圖,11,發(fā)酵工藝說明,將糖液

4、和其它配料配制成培養(yǎng)基，裝入發(fā)酵罐，進(jìn)行實(shí)罐滅菌。然后冷卻，接種。流加尿素或氨補(bǔ)充氮源，流加消沫劑消除泡沫。供給無菌空氣、攪拌、控制溫度。,12,機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐廣泛用于谷氨酸的發(fā)酵生產(chǎn)。罐的容積由20L至200m3，有的甚至可達(dá)500m3(一般罐容在5000L以下的為種子罐或試驗(yàn)罐，發(fā)酵生產(chǎn)罐的罐容都在10000L以上)，其主要部件包括罐身，攪拌器。軸封，打泡器聯(lián)軸器，中間軸承，空氣吹泡管(或空氣噴射器)，擋板，冷卻裝置，人孔以及接管等。,示意圖,設(shè)備圖,13,罐體是由圓柱形中部及橢圓形或碟形封頭焊接而成的封閉式的受壓容器，制造材料為碳鋼或不銹鋼，對(duì)于大型發(fā)酵罐還可用內(nèi)襯不銹鋼板(厚度23

5、mm)或復(fù)合鋼板制成，以節(jié)約不銹鋼材。鋼板的厚度要根據(jù)最大使用壓力(一般使用滅菌時(shí)的蒸汽壓力為0.15MPa表壓)來決定。,示意圖,設(shè)備圖,14,小型發(fā)酵罐罐頂和罐身采用法蘭連接，為了便于清洗，在罐頂設(shè)有清洗用的手孔。 中大型發(fā)酵罐大多是整體焊接，在罐頂則裝設(shè)有快開人孔，并在人孔對(duì)下的罐內(nèi)側(cè)設(shè)置爬梯。人孔的大小，除操作出入方便外，還應(yīng)考慮罐內(nèi)部件的放入或取出。罐頂還裝有視鏡及燈鏡，在其內(nèi)面裝有壓縮空氣或蒸汽的吹管，用以沖玻璃鏡。在罐頂上的其他接管有：進(jìn)料管、補(bǔ)料管、排氣管、接種管和壓力表接管。,示意圖,設(shè)備圖,15,環(huán)境條件引起谷氨酸合成的代謝轉(zhuǎn)換,16,提取,收前流分,二步酸化,育晶,一步酸

6、化,發(fā)酵液,換熱器,加晶種,氨水洗脫,母液回流,上柱吸附,中和,臥式離心 機(jī),錐蘭分離機(jī),谷氨酸,上 清,母 液,沉淀,降溫?cái)嚢?母 液,母 液,谷氨 酸,谷氨酸,PH5.6,等電離交法,收高流分,收低流分,回收菌體蛋白,5.6液,工藝流程圖,17,提取工藝說明,谷氨酸發(fā)酵完畢，在發(fā)酵液中的谷氨酸含量一般為48。是以谷氨酸銨鹽形式存在的，此外還含有其他的氨基酸以及殘?zhí)?，有機(jī)酸類，微量無機(jī)鹽及懸浮在發(fā)酵液中的大量菌體。蛋白質(zhì)等固形物質(zhì)；捉取谷氨酸的方法主要有等電點(diǎn)法、離子交換法。等電點(diǎn)離子交換法，鹽酸鹽法，鋅鹽法等幾種方法。,18,當(dāng)前各味精廠主要是采用等電點(diǎn)或等電點(diǎn)離子交換法提取谷氨酸，優(yōu)點(diǎn)是

7、能節(jié)約酸堿用量、產(chǎn)品得率高，易于操作等。與這兩條工藝路線相對(duì)應(yīng)的主要設(shè)備是等電點(diǎn)罐和離子交換柱，此外還有離心分離機(jī)、酸和堿高位槽及調(diào)配罐等。,19,離子交換柱,離子交換法提取谷氨酸是將發(fā)酵液通過一定型號(hào)的離子交換樹脂(現(xiàn)國內(nèi)多采用732強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂)，谷氨酸及其他陽離子先后被樹脂交換吸附，然后用熱堿洗脫，強(qiáng)堿中的陽離子將已被吸附的谷氨酸置換下來，收集谷氨酸洗脫流分，冷卻，加鹽酸調(diào)pH3.03.2進(jìn)行結(jié)晶，用離心機(jī)分離結(jié)晶析出的谷氨酸，樹脂經(jīng)再生后重復(fù)使用。,20,離子交換法提取谷氨酸具有過程簡，周期短、設(shè)備省、占地少的特點(diǎn)，提取總收率在8090，是一種較好的方法，缺點(diǎn)是耗用大量酸堿化工

8、原料，廢液污染環(huán)境，同時(shí)樹脂碎損易造成收率不穩(wěn)定等弊病。,21,離子交換柱的結(jié)構(gòu),用離子交換法提取谷氨酸，其離子交換裝置的型式有單柱式和雙柱式，雙柱式為兩柱串連使用，發(fā)酵液先通過弱酸性陽離子交換樹脂(氫型)以除去NH4+、K+、Mg2+等雜質(zhì)，此種樹脂不吸附谷氨酸，然后再通過強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂以吸附谷氨酸。用堿洗脫第二柱谷氨酸，因濃度集中，谷氨酸含量可達(dá)16，其收率比單柱法可提高5左右，減少了漏液。,22,精制,5.6液,脫色液,樹脂柱除鐵離子,結(jié)晶母液液,調(diào)PH值至6.77.0,顆粒炭柱脫色,分離炭,一次脫色,二次脫色,加粉狀活性炭,一次脫色,顆粒炭柱脫色,脫色液,調(diào)PH值至6.77.0,結(jié)晶罐,助晶槽,離心分離機(jī),濕味精,熱空氣干燥,成品味精,生產(chǎn)設(shè)備圖片,23,精制工藝說明,從發(fā)酵液中提取的谷氨酸，并不就是味精而僅僅是味精生產(chǎn)過程中的半成品，要將谷氨酸制成味精成品，首先應(yīng)將谷氨酸與適量的碳酸鈉或氫氧化鈉進(jìn)行中和，制成谷氨酸鈉溶液，然后經(jīng)過脫色、除鐵，過濾等工序