一种味精绿色制造工艺

摘要

本发明公开了一种味精绿色制造工艺，其要点是淀粉水解生成葡萄糖再发酵，发酵液以批次方式进入闭路循环圈，先经过等电点结晶出α型谷氨酸和晶体分离，α型谷氨酸经变晶成为β型晶体味精，离心后的母液加入絮凝剂将菌体蛋白提取出来；絮凝后的清液经过两级浓缩，得到的蒸馏水排出闭路循环圈作为回用工艺水；浓缩母液经过脱盐得结晶硫酸铵；结晶硫酸铵后的母液经酸水解，滤渣蛋白饲料排出闭路循环圈；最终得到的富含谷氨酸的酸性脱色液替代浓硫酸，经过膜过滤脱色后进入调节罐再次使用，而膜过滤的浓缩液经过喷雾干燥制成高蛋白饲料。本发明从根本上解决味精生产的环境污染问题，促进味精生产的可持续性发展。

说明书

技术领域  本发明属于味精生产技术领域，涉及一种味精绿色制造工艺。

背景技术  目前，大多数味精生产企业大都应用传统的发酵方式生产味精，首先要将各种粮食制成淀粉，然后将淀粉进行糖化，加入菌种进行发酵生产谷氨酸(其化学简称为GA)，发酵液经过等电结晶提取谷氨酸，然后进入味精精制工序，经过中和脱色除铁、结晶分离、干燥工序制备而成成品谷氨酸钠，即味精。传统的味精生产方法存在谷氨酸提取收率较低和生产过程中的产生的大量高污染性废水排放的技术问题。为了提高谷氨酸的提取率，目前，国内通常采用等电-离交工艺回收谷氨酸，可以使母液中的谷氨酸提取收率达到90％以上，但是离交带来的副作用很大，会排放大量高浓度有机废水。而国外的味精工业是先除去母液中的菌体蛋白，然后进行浓缩再结晶，提取收率可达90％以上，但是高浓度有机废水的问题到目前为止尚未有效解决。20世纪90年代，欧洲最大的味精生产企业——法国奥桑公司与我国广州的味精食品厂合资，先用超滤技术去除菌体，得到的浆状菌液加酸水解，水解液加入除菌后的浓缩液调等电点结晶获得谷氨酸，而结晶母液“脱盐”后进一步浓缩成液体肥料，提取收率为90％，但是此种先进的工艺技术也存在几点不足：一是液体肥料浓缩耗能很大，而且价值比较低；二是超滤技术应用于大规模的味精生产，投资比较大；三是仍然不能彻底解决味精生产的高浓度有机废水的问题。另外，谷氨酸质量差也是制约味精生产质量提高的瓶颈之一，为了解决这个问题，有些厂家开始引进了国际上先进的α型谷氨酸变晶工艺，即在谷氨酸中和之前去除谷氨酸的色素，原理是在一定的pH和温度下，颗粒较大的α型谷氨酸晶体转变为颗粒较小的β型谷氨酸晶体，从而增加谷氨酸晶体的比表面积，使包藏在α型谷氨酸晶体内部的色素和杂质暴露出来，经洗涤可将晶体表面大部分的色素和杂质除去，减小中和液脱色难度，一方面提高了产酸率和谷氨酸质量，使其达到顶级纯度，另一方面有利于提高味精的质量。但是，变晶过程中产生的废水问题尚未有好的解决办法。

发明内容  本发明的目的是解决现有技术味精生产过程产生大量废水的技术问题，提供一种味精绿色制造工艺，以克服现有技术的不足。

为了实现上述目的，本发明味精绿色制造工艺，是在现有技术的基础上改进实现的，按下述工艺步骤进行：

1)玉米淀粉经双酶法水解生产发酵用糖；

2)糖液经发酵生成谷氨酸发酵液；

3)在谷氨酸发酵液中通过调节罐加入硫酸经等电点调酸，离心分离出α型谷氨酸晶体和等电上清液；

4)α型谷氨酸晶体经变晶为β型谷氨酸晶体，β型谷氨酸晶体经精制，得味精成品和变晶母液；

5)在步骤4)的等电上清液中加入高分子絮凝剂，经气浮分离后进行压榨得菌体蛋白和上清液，菌体蛋白经干燥作为饲料添加剂；

6)步骤5)中的上清液经过两级浓缩，经四效降膜蒸发系统蒸发，得到的蒸馏水作为工艺回用水，一级浓缩液中提取的γ-谷氨酸送入调节罐调酸后循环使用；

7)二级浓缩液经过脱盐，得结晶硫酸铵；

8)变晶母液和结晶硫酸铵后的浓缩液混合，经酸水解、过滤，得滤渣蛋白饲料和清液；

9)步骤8)中的清液，经过膜过滤脱色后进入调节罐可以调节下一批次发酵液等电结晶；

10)膜过滤的浓缩液经过喷雾干燥得蛋白饲料。

本发明得到了下述产品：

①等电结晶提取出α-谷氨酸，然后转晶形成纯度较高的β-谷氨酸，最后精制而成高品质味精；

②发酵液等电提取谷氨酸后，向母液中加入适量的絮凝剂，提取出的菌体蛋白可以作为饲料添加剂；

③由浓缩母液经过脱盐操作，获得结晶硫酸铵，可以作为化肥使用；

④浓缩过程中产生的蒸汽冷凝水，即蒸馏水，可以进行回用；

⑤由谷氨酸发酵菌体制成的一种高蛋白饲料。

本发明生产工艺，为味精生产过程中产生的副产物及三废的回收利用提供了一种新的方法。该工艺具有以下几个突出的优点：

1)彻底抛弃了传统的离交工序，降低液氨和硫酸的消耗，减少生产成本，增强市场竞争力；

2)没有二次污染，彻底解决了环境污染问题，是一种绿色制造工艺；

3)采用等电母液的二次结晶提取谷氨酸和硫酸铵，不但提高了谷氨酸的提取收率，而且生产出附加值较高的无机肥硫酸铵；

4)通过变晶技术提高了谷氨酸的纯度和品质，为出口创汇提供了条件；

5)新增的几种副产物价值都很高，大大增加了味精生产企业的经济效益；

6)最终处理废液时采用先进的膜过滤技术，提高了产品的质量；

总之，本发明从根本上解决味精生产的环境污染问题，促进味精生产的可持续性发展。不但降低了生产成本，提高了经济效益，提升了产品档次；还实现了味精的“循环经济”，为味精工业的清洁生产提供了范例。

附图说明  附图是本发明工艺流程示意图。

具体实施方式  参照附图，淀粉水解生成葡萄糖，然后发酵形成发酵液，发酵液以批次方式进入闭路循环圈，先经过等电点结晶出α型谷氨酸和晶体分离，然后α型谷氨酸经变晶成为β型晶体进入味精精制，离心后的母液经过加入絮凝剂将菌体蛋白提取出来；絮凝后的清液经过两级浓缩，得到的蒸馏水排出闭路循环圈作为回用工艺水；浓缩母液经过脱盐操作，获得结晶硫酸铵；结晶硫酸铵后的母液进行焦谷氨酸开环的酸水解操作，滤渣形成蛋白饲料排出闭路循环圈；最终得到的富含谷氨酸的酸性脱色液能够替代浓硫酸，经过膜过滤脱色后进入调节罐可以调节下一批次发酵液等电结晶，而膜过滤的浓缩液经过喷雾干燥与酸水解后过滤的滤渣可以制成高蛋白饲料。

实施例  本发明味精绿色制造工艺，是在现有技术的基础上改进实现的，按下述工艺步骤进行：

1、将玉米淀粉经双酶法糖化水解生产发酵用糖；

2、糖液经发酵生成谷氨酸发酵液；

3、在谷氨酸发酵液中通过调节罐加入硫酸经等电点调酸，离心分离出α型谷氨酸晶体和等电上清液；

4、α型谷氨酸晶体经变晶为β型谷氨酸晶体，β型谷氨酸晶体经精制，得味精成品和变晶母液；

5、在步骤4)的等电上清液中加入聚丙烯酸钠高分子絮凝剂，经气浮分离后进行压榨得菌体蛋白和上清液，菌体蛋白经干燥作为饲料添加剂；

6、步骤5)中的上清液经过两级浓缩，经四效降膜蒸发系统蒸发，得到的蒸馏水作为工艺回用水，一级浓缩液中提取的γ-谷氨酸送入调节罐调酸后循环使用；

7、二级浓缩液经过脱盐，得结晶硫酸铵；

8、变晶母液和结晶硫酸铵后的浓缩液混合，经酸水解、过滤，得滤渣蛋白饲料和清液；

9、步骤8)中的清液，经过膜过滤脱色后进入调节罐可以调节下一批次发酵液等电结晶；

10、膜过滤的浓缩液经过喷雾干燥得蛋白饲料。