在生產(chǎn)味精過程中用到的pH及溶氧檢測系統(tǒng)

在生產(chǎn)味精過程中用到的pH及溶氧檢測系統(tǒng)

　　以味精生產(chǎn)為例，pH檢測與控制，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)。溶解氧的測量，用于氨基酸發(fā)酵過程，是追蹤氧代謝水準及基質(zhì)轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵參數(shù)，同時，溶氧又是污水處理，達標排放的重要參數(shù)。
　　
　　制糖工藝：目前在國內(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控制指標及簡要過程如下：
　　
　　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.糖化過程：糖化過程通常在糖化罐內(nèi)進行，加入一定量的糖化酶，嚴格控制溫度為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)酵過程：谷氨酸發(fā)酵過程是味精生產(chǎn)的重中之重，需要檢測與控制參數(shù)非常多，邊界條件復(fù)雜，多種環(huán)境因素交織著，在這個過程中，為谷氨酸桿狀菌提供生長，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，呼吸熵及有機離子的測定等。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計及溶解氧測量系統(tǒng)等。下列僅就pH及DO應(yīng)用情況如下簡介：
　　
　　pH控制：90年以前，發(fā)酵過程pH檢測，是靠人工采樣，用pH試紙完成離線檢測的，測量誤差很大。當(dāng)時參與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)率提高受到了嚴重的制約。從92年以來，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)率提高了約近兩個百分點，這對于味精生產(chǎn)而言，是一個明顯的進步。
　　
　　發(fā)酵過程DO自動檢測：在沒有DO自動檢測以前，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，來實現(xiàn)供氧，給菌體代謝需要，這一方案達不到優(yōu)化供氧的目的，同時利用率很低，造成能源消耗大。有了DO自動檢測以后，在一定的通風(fēng)條件下，根據(jù)DO值，可實時調(diào)節(jié)攪拌轉(zhuǎn)速，可有效的保證發(fā)酵過程三羧酸循環(huán)有序地進行，從而保證谷氨酸產(chǎn)率得到進一步提高。我們曾在5000l中試發(fā)酵罐試驗，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中和工藝。通常發(fā)酵液pH在7.0±0.1左右，在進入中和罐時，溫度降為250C比較適宜。通常用H2SO4進行快速中和，在1小時內(nèi)使pH值勻速下降至pH4.0，停酸加晶種，養(yǎng)晶1小時，然后再用硫酸緩慢中和7小時，使之達到終值，即為等電點。通常等電點值pH3.2-3.0，這是谷氨酸溶解度最低，然而其收率較高。此后就進入緩慢降溫結(jié)晶階段，此過程尚需12小時。在整個提取過程始終開啟攪拌，直至進行分離為止。有了pH自動檢測以后，就可以采用工控機，來完成中和過程，按理想pH及溫度降溫曲線或進行程序控制，以提高谷氨酸驗收率及結(jié)晶質(zhì)量。當(dāng)然在這一過程pH測量系統(tǒng)必須采用溫度補償，以保證測量精度。