味精自動(dòng)化生產(chǎn)工藝探析

韓雋 張明

摘 ?要：味精是人們?nèi)粘Ｉ钣闷?，在人們的飲食中起到重要的作用。味精需要進(jìn)行全面的發(fā)酵，才能生產(chǎn)出味精，市場(chǎng)當(dāng)中味精的質(zhì)量有好有壞，一般好味精生產(chǎn)工序是相對(duì)復(fù)雜的，對(duì)工藝參數(shù)要求也較為嚴(yán)格。隨著市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)加劇，國內(nèi)味精生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)容。文章簡(jiǎn)要闡述了味精自動(dòng)化生產(chǎn)的工藝流程，以此，全面提高生產(chǎn)能力，保證生產(chǎn)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：味精;谷氨酸鈉;自動(dòng)化

中圖分類號(hào)：TS264.23 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2945（2020）02-0101-02

Abstract： Monosodium glutamate （MSG） is an item of daily use and plays an important role in people's diet. Monosodium glutamate needs comprehensive fermentation in order to produce monosodium glutamate， the quality of monosodium glutamate in the market is good and bad， the production process of good monosodium glutamate is relatively complex， and the requirements of process parameters are relatively strict. With the intensification of market competition， the domestic production scale of monosodium glutamate is constantly expanding. This paper briefly describes the technological process of automatic production of monosodium glutamate， so as to comprehensively improve the production capacity and ensure the production quality.

Keywords： monosodium glutamate （MSG）; sodium glutamate; automation

隨著人們生活水平的不斷提高，人們對(duì)飲食的要求也在提高，特別是食物中的味精使用，更加挑剔，只有保證味精的生產(chǎn)工藝技術(shù)水平，才能確保整體質(zhì)量，維護(hù)良好的市場(chǎng)占有率，確保味精企業(yè)能夠獲得良好的效益。味精也叫谷氨酸鈉， 化學(xué)上叫做谷氨酸單鈉。味精作為一種人們的生活用品，當(dāng)前隨著一些錯(cuò)誤思想的傳播，影響了味精的市場(chǎng)發(fā)展，為了更加有效的說明味精的現(xiàn)狀，我們需要先正確的認(rèn)識(shí)味精，當(dāng)前，一種錯(cuò)誤的思想認(rèn)為，多吃味精對(duì)身體產(chǎn)生影響，對(duì)人體的健康不利，那么這種有影響的錯(cuò)誤觀點(diǎn)一直影響著人們的視聽，只有通過科學(xué)的分析，才能讓人們更加了解味精，熟悉味精。味精是一種有營養(yǎng)的物質(zhì)，其中的谷氨酸是人類食物和人體蛋白質(zhì)最主要的成分，更是人體生長過程中，不能缺少的重要部分。和天然食品相比較，同一種蛋白質(zhì)中的氨基酸更高，一般會(huì)多出20倍。人體的成長離不開營養(yǎng)物質(zhì)，成年人普通三餐攝入谷氨酸， 才能有效維持人體組織器官一天的能量需要， 可以說，谷氨酸起到了重要作用，在人體組織運(yùn)行中占有較高的比例。每天適量攝入味精，不會(huì)危害人體健康，相反還會(huì)對(duì)人體有好處。另外，傳言的味精致癌、致畸形、致突變更是無從談起，是人們以訛傳訛的一種不科學(xué)理念。通過美國實(shí)驗(yàn)生物學(xué)會(huì)10年研究結(jié)果看，味精是安全調(diào)味品，按量使用對(duì)成人有益無害。

1 味精的生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)介

1.1 液化和糖化

傳統(tǒng)的味精生產(chǎn)主要以大米為原料，但是隨著市場(chǎng)的變化，大米原料價(jià)格不斷提升，那么味精的成本也在漲價(jià)，從當(dāng)前的生產(chǎn)原料看，大多數(shù)味精廠均用的是淀粉原料。淀粉的使用較為復(fù)雜，需要較高的工藝才能完成，一般先液化，在與β-淀粉酶作用進(jìn)入糖化，通過兩個(gè)階段的發(fā)展，保證其制作完整性。利用α-淀粉酶把淀粉漿進(jìn)行全面的液化處理，使淀粉粘度下降，另外，還需要通過一定的水解程序，使淀粉形成糊精和低聚糖，從理論上看，淀粉蛋白質(zhì)含量較低，與大米相比，有所減少，這就決定了經(jīng)過液化的混合液是能夠直接加入糖化酶的，能夠快速的進(jìn)入糖化期。液化過程需要保證工藝的完整性，除了加淀粉酶還要加氯化鈣，整個(gè)液化時(shí)間約30min。需要保證良好的溫度，這樣液化后的糊精及低聚糖就會(huì)在糖化罐內(nèi)水解，形成葡萄糖。需要對(duì)液化后物質(zhì)進(jìn)行冷卻處理，放入冷卻器使溫度降下來，一般降溫至60℃進(jìn)入糖化罐，再加入少量的糖化酶做好糖化階段作業(yè)。

1.2 谷氨酸發(fā)酵

谷氨酸發(fā)酵過程較復(fù)雜，要嚴(yán)格按照程序操作，一般情況下，要做好有效的消毒作業(yè)，保證谷氨酸培養(yǎng)液得到良好的凈化處理，制作過程中，要嚴(yán)密做好流量上的監(jiān)測(cè)，確保谷氨酸順利流進(jìn)發(fā)酵罐，冷卻也是一個(gè)主要的過程，可以通過冷卻把溫度全面的降到標(biāo)準(zhǔn)條件，一般32℃后再放入一定量的菌種、 氯化鉀、硫酸錳、消泡劑和維生素等，放入一部分無毒空氣，啟動(dòng)發(fā)酵。從理論上看，谷氨酸發(fā)酵是微生物過程，其原理是谷氨酸菌攝取原料營養(yǎng)， 形成內(nèi)部的分化化學(xué)反應(yīng)，培養(yǎng)液透過細(xì)胞壁和細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，這樣，就保證了反應(yīng)物轉(zhuǎn)化。整體過程是適應(yīng)期、對(duì)數(shù)增長期和衰亡期三個(gè)時(shí)間段，要做好監(jiān)控，不同時(shí)間對(duì)培養(yǎng)液濃度、溫度、pH值及供風(fēng)量有差異化標(biāo)準(zhǔn)，需要根據(jù)發(fā)展變化情況，及時(shí)做好調(diào)配，確保符合化學(xué)反應(yīng)要求。

1.3 谷氨酸提取

谷氨酸提取需要在提取罐操作，根據(jù)氨基酸特性差異，谷氨酸等電點(diǎn)在為pH3.0處，谷氨酸的酸堿度溶解最低，長期沉淀就能夠得到谷氨酸。

1.4 谷氨酸鈉精制

谷氨酸鈉溶液一般會(huì)在活性碳脫色以及離子交換柱共同的影響下，全面去掉Ca2+、Mg2+、Fe2+等不同的離子成分，確保純度，這樣，通過一系列的流程，全面實(shí)現(xiàn)谷氨酸鈉溶液更高的純度。精制過程中，需要按照工藝進(jìn)行操作，避免雜質(zhì)的介入?？梢园鸭儍艄劝彼徕c溶液通過導(dǎo)管，向結(jié)晶罐內(nèi)全面導(dǎo)出，然后再進(jìn)行必要的減壓和蒸發(fā)流程，當(dāng)波美度呈現(xiàn)295時(shí)再放入一定的晶種，進(jìn)入育晶階段是非常重要的，此時(shí)需要全面做好監(jiān)測(cè)，避免出現(xiàn)不必要的因素影響，導(dǎo)致失敗。要及時(shí)發(fā)現(xiàn)結(jié)晶罐溶液飽和度情況，通過一定的參照系，全面把握好結(jié)晶過程與成分的變動(dòng)，有力的做好谷氨酸鈉溶液輸入量控制，保證流量適中。一般，經(jīng)過十幾小時(shí)的蒸發(fā)，就能夠得到結(jié)晶，要根據(jù)結(jié)晶積累的情況，放入一定的助晶物質(zhì)，進(jìn)行有效結(jié)晶與分離，這樣，就制作完成了味精，呈現(xiàn)使用的味精，最后再通過干燥和篩選，保證整體生產(chǎn)順利，確保味精的質(zhì)量。

2 工藝比較

2.1 液化和糖化

工藝是最主要的技術(shù)形式，只有全面保證工藝完整先進(jìn)，才能制作出高品質(zhì)的味精。和大米材料比較看，淀粉蛋白質(zhì)含量并不高，液化后的混合液不需要板筐壓濾機(jī)過程，就能夠直接形成糖化，簡(jiǎn)化了工藝流程。那么，在糖化階段的過程，需要全面做好過程的監(jiān)測(cè)，查看糖化罐變化的情況，原來分批罐改裝后形成了串連，這樣，就使混合液在串連罐的時(shí)長縮短，48小時(shí)左右就完成進(jìn)入。從整體效果上看，自動(dòng)化設(shè)備是最為有效的設(shè)備，溫度和pH值能夠得到良好的控制，同時(shí)，也能夠操縱一次噴射溫度，使流程更加科學(xué)合理。調(diào)漿罐定容使用的是流量或液位測(cè)量，溫度蒸汽量在30℃，pH值用純堿溶液6.4，整體看，系統(tǒng)采用的是單回路PID進(jìn)行全面控制，只有全面保證控制器參數(shù)，就能夠有效的完成生產(chǎn)過程，保證良好的控制標(biāo)準(zhǔn)。要全面保證制糖過程的標(biāo)準(zhǔn)化，只有控制好了糖化罐溫度，才能確保液化淀粉快速轉(zhuǎn)換形成葡萄糖。

2.2 菌種及無菌空氣處理

生物化工行業(yè)對(duì)菌種的要求非常嚴(yán)格，只有優(yōu)良的品種才能確保最終的質(zhì)量與穩(wěn)定，可以說，發(fā)酵產(chǎn)物的好壞與菌種質(zhì)量有最為直接的關(guān)系。為了保證整體品質(zhì)，一般會(huì)設(shè)置專門菌種培養(yǎng)保藏空間，通過優(yōu)質(zhì)的設(shè)備，做好菌種的培養(yǎng)，避免出現(xiàn)微生物學(xué)菌種退化的現(xiàn)象。進(jìn)行生產(chǎn)前，相關(guān)的技術(shù)人員需要嚴(yán)格選擇，通過精心挑選，把發(fā)酵菌種從保藏菌種中取出來，搖瓶培養(yǎng)后做好擴(kuò)大生產(chǎn)，保證一定的投入數(shù)量，培養(yǎng)好的菌種加入發(fā)酵罐做好最終的發(fā)酵，保證整體流程完整穩(wěn)定，是菌種品質(zhì)的基礎(chǔ)。使用空氣純化罐多層填充料對(duì)罐內(nèi)進(jìn)行全面的填充，進(jìn)一步消除空氣各種微生物，比如細(xì)菌和噬菌體等物質(zhì)，保證潔凈。這個(gè)過程非常重要，是發(fā)酵前必須要做的一個(gè)環(huán)節(jié)，谷氨酸菌生長在有氧環(huán)境，可以根據(jù)生長的時(shí)間不同，合理調(diào)整好空氣量，保證通風(fēng)良好。增長期較為關(guān)鍵，發(fā)酵罐空氣就會(huì)存在較多的噬菌體，不利于良好的發(fā)酵，那么，發(fā)酵過程就會(huì)失敗。根據(jù)工作強(qiáng)度要求，這兩個(gè)流程不需要自動(dòng)化處理，只需要做好防控工作，避免出現(xiàn)菌體的污染，保證潔凈就可以了。

2.3 谷氨酸發(fā)酵過程的控制

谷氨酸發(fā)酵需要嚴(yán)格進(jìn)行控制，對(duì)整個(gè)流程進(jìn)行科學(xué)的管理，生化過程較復(fù)雜，這個(gè)時(shí)間段內(nèi)，菌體生長迅速、代謝正常、多出產(chǎn)物，一定要確保整體空間環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)化，為生長提供優(yōu)質(zhì)條件。生產(chǎn)過程中，需要全面重視參數(shù)、溶解氧、發(fā)酵液pH值、發(fā)酵、罐壓等的參數(shù)變化情況，根據(jù)過程不同，合理進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)條件。發(fā)酵過程菌體生長及次級(jí)代謝產(chǎn)物合成是復(fù)雜的，靈敏度較強(qiáng)，為了保證生產(chǎn)的連續(xù)性、穩(wěn)定性，則需要引入自動(dòng)化裝置，通過自動(dòng)化生產(chǎn)，合理控制好各部分參數(shù)，避免出現(xiàn)差錯(cuò)，導(dǎo)致失敗。通過計(jì)算機(jī)控制，保證發(fā)酵液實(shí)際氧含量，實(shí)現(xiàn)良好的菌體生長代謝條件，實(shí)際操作過程中，需要科學(xué)的做好調(diào)節(jié)與分配，保證通風(fēng)量得到科學(xué)的控制，適度設(shè)定好標(biāo)準(zhǔn)值和攪拌電機(jī)轉(zhuǎn)速，這樣，就能夠有效緩解改善溶解氧濃度。pH值控制主要是非線性PID控制法;溫度控制是以發(fā)酵時(shí)間為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的函數(shù)設(shè)定，以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)做好科學(xué)的計(jì)算，合理控制好溫度的變化。罐壓采用單回路PID控制。消沫采用帶緩沖區(qū)位式進(jìn)行有效控制，確保生產(chǎn)品質(zhì)穩(wěn)定。

2.4 提取過程

提取過程要全面把握，這個(gè)過程能夠最大限度獲得發(fā)酵液谷氨酸，按等電點(diǎn)分離的方法，設(shè)計(jì)好溫度、pH值等的程序控制。等電點(diǎn)中和控制對(duì)pH控制精度要求非常精確，有一定的操作難度，此時(shí)的靈敏度非常強(qiáng)，只有全面控制好含量，才能確保初始加酸量更加合理，一般情況下，pH值是最容易呈現(xiàn)超調(diào)的，如果出現(xiàn)這種情況，中和初期pH值就會(huì)呈現(xiàn)大的波動(dòng)情況。二次中和需要把pH值從3.2進(jìn)行有效的調(diào)整，通常保持到5.6，中和點(diǎn)越是接近標(biāo)準(zhǔn)化，系統(tǒng)靜態(tài)放大系數(shù)就會(huì)越大。

2.5 精制過程控制

味精結(jié)晶需要確保溶液飽和、晶核形成及晶體成長三個(gè)階段穩(wěn)定性，要想全面達(dá)到結(jié)晶目標(biāo)，則需要根據(jù)生長情況做好投核，保證晶體生長速度。結(jié)晶操作需要保證速度與收率，形成更加穩(wěn)定的晶型，只有全面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，才能保證質(zhì)量。

3 結(jié)束語

計(jì)算機(jī)及自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展，為現(xiàn)代化工業(yè)進(jìn)步提供了良好保障，味精企業(yè)需要全面引進(jìn)自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備，通過規(guī)模擴(kuò)容、技術(shù)改造，保證生產(chǎn)的自動(dòng)化，不斷推動(dòng)生產(chǎn)流程的自動(dòng)化控制，保證產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量。

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