在生產(chǎn)味精過(guò)程中用到的pH及溶氧檢測(cè)系統(tǒng)

在生產(chǎn)味精過(guò)程中用到的pH及溶氧檢測(cè)系統(tǒng)

　　以味精生產(chǎn)為例，pH檢測(cè)與控制，貫徹到多道工序中，是關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量及收率高低的重要參數(shù)。溶解氧的測(cè)量，用于氨基酸發(fā)酵過(guò)程，是追蹤氧代謝水準(zhǔn)及基質(zhì)轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵參數(shù)，同時(shí)，溶氧又是污水處理，達(dá)標(biāo)排放的重要參數(shù)。
　　
　　制糖工藝：目前在國(guó)內(nèi)味精生產(chǎn)中，通常是以淀粉為原料，以雙酶制糖工藝為主，制取葡萄糖工藝為主，制取葡萄糖作為味精的制藥原料。有關(guān)pH控制指標(biāo)及簡(jiǎn)要過(guò)程如下：
　　
　　1.淀粉液化：將淀粉乳用Na2CO3水溶液調(diào)pH6.4-6.5，并加入α-淀粉酶進(jìn)行液化，控制溫度103±0.50C。適宜的pH值有利于穩(wěn)定酶活性及提高產(chǎn)品收率。
　　
　　2.糖化過(guò)程：糖化過(guò)程通常在糖化罐內(nèi)進(jìn)行，加入一定量的糖化酶，嚴(yán)格控制溫度為60±10C，并調(diào)控pH4.0-4.4，從而保證糖液質(zhì)量及收率。
　　
　　3.糖液過(guò)濾：用Na2CO3水溶液調(diào)pH4.0-4.8，加助濾劑，以更好地保證糖液質(zhì)量。
　　
　　谷氨酸發(fā)酵過(guò)程：谷氨酸發(fā)酵過(guò)程是味精生產(chǎn)的重中之重，需要檢測(cè)與控制參數(shù)非常多，邊界條件復(fù)雜，多種環(huán)境因素交織著，在這個(gè)過(guò)程中，為谷氨酸桿狀菌提供生長(zhǎng)，增殖，代謝的環(huán)境。參數(shù)有物理與化學(xué)參數(shù)，如下：
　　
　　1.物理參數(shù)：有溫度，通風(fēng)量，罐內(nèi)壓力，攪拌速度，軸功率，投料量，糖液含量及補(bǔ)糖速率等。
　　
　　2.化學(xué)參數(shù)：pH，溶解氧，光密度或濁度，尾氣中的氧氣與二氧化碳含量，氧化還原電位，谷氨酸含量，菌絲體黏度等。此外，還有產(chǎn)效收率，呼吸熵及有機(jī)離子的測(cè)定等。其中梅特勒-托利多在味精行業(yè)中能提供的產(chǎn)品有分析天平，pH計(jì)及溶解氧測(cè)量系統(tǒng)等。下列僅就pH及DO應(yīng)用情況如下簡(jiǎn)介：
　　
　　pH控制：90年以前，發(fā)酵過(guò)程pH檢測(cè)，是靠人工采樣，用pH試紙完成離線檢測(cè)的，測(cè)量誤差很大。當(dāng)時(shí)參與pH調(diào)節(jié)的流加基質(zhì)是尿素。由于處于不同階段尿酶活性的差異所致。pH反應(yīng)滯后，因此pH調(diào)節(jié)品質(zhì)較差，使谷氨酸產(chǎn)率提高受到了嚴(yán)重的制約。從92年以來(lái)，企業(yè)將pH調(diào)節(jié)流加基質(zhì)該為液氮后，并采用了梅特勒-托利多的465復(fù)合電極，與智能調(diào)節(jié)器配套，實(shí)現(xiàn)pH自控后，使pH調(diào)節(jié)品質(zhì)明顯提高，使谷氨酸產(chǎn)率提高了約近兩個(gè)百分點(diǎn)，這對(duì)于味精生產(chǎn)而言，是一個(gè)明顯的進(jìn)步。
　　
　　發(fā)酵過(guò)程DO自動(dòng)檢測(cè)：在沒有DO自動(dòng)檢測(cè)以前，傳統(tǒng)的發(fā)酵生產(chǎn)唯一的供氧方案是單純的根據(jù)發(fā)酵所處于的不同階段，只是改變通風(fēng)速率，來(lái)實(shí)現(xiàn)供氧，給菌體代謝需要，這一方案達(dá)不到優(yōu)化供氧的目的，同時(shí)利用率很低，造成能源消耗大。有了DO自動(dòng)檢測(cè)以后，在一定的通風(fēng)條件下，根據(jù)DO值，可實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)攪拌轉(zhuǎn)速，可有效的保證發(fā)酵過(guò)程三羧酸循環(huán)有序地進(jìn)行，從而保證谷氨酸產(chǎn)率得到進(jìn)一步提高。我們?cè)��?000l中試發(fā)酵罐試驗(yàn)，取得了較好的效果。
　　
　　谷氨酸發(fā)酵工藝：目前一些企業(yè)是采用中低溫等電點(diǎn)中和工藝。通常發(fā)酵液pH在7.0±0.1左右，在進(jìn)入中和罐時(shí)，溫度降為250C比較適宜。通常用H2SO4進(jìn)行快速中和，在1小時(shí)內(nèi)使pH值勻速下降至pH4.0，停酸加晶種，養(yǎng)晶1小時(shí)，然后再用硫酸緩慢中和7小時(shí)，使之達(dá)到終值，即為等電點(diǎn)。通常等電點(diǎn)值pH3.2-3.0，這是谷氨酸溶解度最低，然而其收率較高。此后就進(jìn)入緩慢降溫結(jié)晶階段，此過(guò)程尚需12小時(shí)。在整個(gè)提取過(guò)程始終開啟攪拌，直至進(jìn)行分離為止。有了pH自動(dòng)檢測(cè)以后，就可以采用工控機(jī)，來(lái)完成中和過(guò)程，按理想pH及溫度降溫曲線或進(jìn)行程序控制，以提高谷氨酸驗(yàn)收率及結(jié)晶質(zhì)量。當(dāng)然在這一過(guò)程pH測(cè)量系統(tǒng)必須采用溫度補(bǔ)償，以保證測(cè)量精度。