味精工业下游分离技术案例分析课件.pptx

味精工业下游分离技术案例分析 第七组：洪文静、林明全、蔡圳、冯博、林吴静、王扬 味精简介 味精的主要成分为谷氨酸。它是中国菜肴里运用较多的一种调味剂。 但对于味精的发现是在20世纪初期，。1907年，日本东京帝国大学的研究员池田菊苗发现了一种，昆布（海带）汤蒸发后留下的棕色晶体，即谷氨酸。这些晶体，尝起来有一种难以描述但很不错的味道。这种味道，池田在许多食物中都能找到踪迹，尤其是在海带中。池田教授将这种味道称为“鲜味”。继而，他为大规模生产谷氨酸晶体的方法申请了专利。池田教授将谷氨酸钠称为“味之素”。这种风靡整个日本的“味之素”，很快传入中国，改名叫“味精”。味精提取工业的三大阶段：原料菌种空气压缩机斜面培养预处理冷却水解摇瓶扩大培养除铁种子罐扩大培养过滤气液分离过滤淀粉水解糖脱色过滤除菌配料浓缩结晶发酵离心等电点调节小结晶大结晶沉淀干燥干燥离心拌盐粉碎过滤细谷氨酸粗谷氨酸母液粉状味精成品味精溶解中和制味精 味精生产工艺流程图空气等电点结晶+离子交换工艺结晶加晶种起晶温度发酵液停酸育晶2hpH4.0-4.5(起晶中和点)盐酸缓慢加酸晶种静置沉降6h继续中和至pH3.0-3.2等电点搅拌20h离心分离谷氨酸湿谷氨酸离子交换液体废液影响结晶的因素结论：30℃以下形成α-型结晶，而且温度越低，其溶解度越小，故将发酵液降温，低温等电点法能提高回收率。温度对结晶的影响：α-型结晶： 斜方型，晶体颗粒大，容易沉淀析出，纯度较高。晶体类型β-型结晶：鳞片状，晶体比较轻，不易沉淀分 离，往往夹有杂质与胶体结合，成 为“浆子”或者轻质谷氨酸，浮于 液面和母液中，纯度低。α-型结晶是等电点提取的一种理想的结晶。2.起晶与晶种的添加(1)自然起晶:晶体大小不一,小晶体难于沉降,收得率低. (2)晶种起晶:晶体大且均一,易于沉降,收得率高。过早投放:晶种容易溶化掉过晚投放:形成更多细小晶核(3)投放晶种的时机: 总结： 自然起晶，pH中和至4.0——4.5时，可作为起晶中和点，应停止加酸，养晶育晶2小时左右，使晶核成长壮大。等电点结晶+离子交换工艺3.加酸速度的影响开始加酸调pH至 5.0这段时间内，加酸速度可稍快些在pH 5.0以下，加酸速度要缓慢加酸步骤:发现晶核时，应停酸育晶然后再继续慢慢加酸直至pH缓慢降到等电点为止前期稍快中期要缓后期要慢 总结：三部曲4.搅拌对结晶的影响结晶的大小不均匀。(1)不搅拌的情况下起晶:结晶的大小均匀，避免“晶簇”生成。(2)搅拌的情况下起晶:搅拌太快:结晶细小搅拌速度搅拌太慢:形成过多的微细晶核，甚至出现β-型结晶．工厂多采用的搅拌转速一般为20～35r/min。浓缩等电转晶工艺主要步骤：第一步：浓缩连续等电，就是发酵液浓缩后进行以活性晶种为起头的以酸碱度控制手段德连续等电结晶过程，此结晶仍是讲究高纯度的α-晶形。第二步：转晶、洗晶，就是为了提高谷氨酸纯度和品质，以温度控制的手段使谷氨酸由α-晶形转化为β-晶形，并进行2次以上的洗晶分离。第三步：分离蛋白和旋流沉淀，就是把连续等电结晶分离出的一次母液以电荷絮凝的手段提出菌体蛋白，同时把清夜用专门设计的液态旋流器是母液中结晶谷氨酸连续快速沉淀而分层逆流，增加谷氨酸的回收。谷氨酸提取工艺的比较等点离交工艺优缺点：优点：工艺提取率高：94%-95%操作简单，适合大规模提取、分离。缺点：物耗高废水污染严重谷氨酸质量低浓缩等电转晶工艺优缺点优点：缺点：硫酸、液氨消耗量低废水排放量少产物质量高时间较久：浓缩以及连续等电均需要时间所需反应复杂：浓缩等电必须加入转晶这一步骤，不然所得产物质量差。等电离交与浓缩等电转晶的技术指标、物耗以及经济分析采用浓缩等电转晶工艺虽然提取收率比等电离交工艺低1%，但硫酸、液氨的消耗量低，同时谷氨酸专晶后的精制收率提高2%，浓缩等电工艺的总体成本比等电离交工艺低了124元。张建华, 杨玉岭, 孙付保,等. 谷氨酸提取产业现状与无废化发展方向[J]. 生物加工过程, 2009, 7(6):1-7.等电离交与浓缩等电转晶的后续清洁与废水处理对比但由于等电离交工艺辅料投入大，副产物有机肥的产出量多了400多kg，因而二者经济相当。谷氨酸提取的新技术以及清洁生产技术谷氨酸双结晶技术 首先用发酵液直接等点结晶，谷氨酸一步收率 80% 以上，得到的麸酸质量好，不用转晶可直接用于精制; 提取后的母液除去菌体和可溶性蛋白后浓缩，再经蒸发结晶得到的二次结晶谷氨酸( 以后简称二次谷氨酸) ，谷氨酸二步收率在 70% 以上，总提取收率超过 94% 但二次谷氨酸杂质含量多，颜色深，必须适当纯化后才可精制生产味精。转晶是首选的纯化方法。提高谷氨酸双结晶产率的核心是提高二次结晶效率。谷氨酸双结晶技术关键：半连续结晶工艺：半连续结晶是连续间歇耦联结晶的简称，它保留了连续