北京欧倍尔谷氨酸钠生产工艺虚拟仿真软件
谷氨酸钠(C5H8NNaO4,NaOOC-CHNH2-CH2-CH2-COOH),化学名α-氨基戊二酸一钠。该物质的摩尔质量为169.111 g·mol-1,IUPAC名为sodium 2-aminopentanedioate。该物质是一种由钠离子与谷氨酸根离子形成的盐。
1866年,德国化学家卡尔·海因里希·利奥波德·瑞特豪森将小麦麸用硫酸水解而得到的酸性氨基酸。1908年,日本科学家池田菊苗博士利用海带单独分离出味美成分,并证明了这种味美成分就是谷氨酸钠盐,从而生产化学调味料投放市场。生活中常用的调味料味精的主要成分就是谷氨酸钠。西红柿、发酵的大豆制品、酵母提取物、某些尖奶酪,以及发酵或水解蛋白质产品(如酱油或豆酱)所能带来的调味作用中,部分归功于谷氨酸的存在。
北京欧倍尔谷氨酸钠生产工艺虚拟仿真软件,针对食品工程及其相关专业学生,通过该软件来对典型工艺过程的认知实习与操作过程进行练习。软件包括:原料的预处理及淀粉水解糖的制备(调浆、液化、糖化)、种子扩大培养、谷氨酸的发酵以及谷氨酸钠的提取与精制。
软件内容及操作步骤:
(一) 原料的预处理及淀粉水解糖的制备
(1) 原料的预处理
此工艺操作的目的在于初步破坏原料结构,以便提高原料的利用率,同时去除固体杂质,防止机器磨损。发酵生产谷氨酸的原料主要是淀粉,其次还有非粮食淀粉原料。淀粉来自粮食原料,通常利用各种谷类或薯类淀粉,如北方常用玉米、南方常用番薯淀粉等。
(2) 淀粉水解糖的制备
在工业生产上将玉米淀粉水解为葡萄糖的过程称为淀粉的糖化,所制得的糖液称为淀粉水解糖。
(1) 原料的预处理
此工艺操作的目的在于初步破坏原料结构,以便提高原料的利用率,同时去除固体杂质,防止机器磨损。发酵生产谷氨酸的原料主要是淀粉,其次还有非粮食淀粉原料。淀粉来自粮食原料,通常利用各种谷类或薯类淀粉,如北方常用玉米、南方常用番薯淀粉等。
(2) 淀粉水解糖的制备
在工业生产上将玉米淀粉水解为葡萄糖的过程称为淀粉的糖化,所制得的糖液称为淀粉水解糖。
(二) 种子扩大培养及谷氨酸发酵
(1) 种子扩大培养
从试管斜面出发,经活化培养,摇瓶培养,扩大至一级乃至二级种子罐培养,最终向发酵罐提供足够数量的健壮的生产种子。
(2)培养基制备
发酵培养基不仅提供菌体生长繁殖所需要的营养和能量,而且是形成谷氨酸的物质来源,因此,要求发酵培养基含有足够的碳源和氮源,其量比种子培养基中含量要高出很多,发酵培养基的组成和配比,因菌种、设备、工艺条件和原料来源不同而异。谷氨酸发酵培养基主要成分有碳源、氮源、生长因子和无机盐等。
(3) 培养基灭菌
谷氨酸发酵培养基一般采用淀粉水解糖为主要碳源,实罐灭菌条件是 105-110℃保温6min。连续灭菌所采用的灭菌条件是,连消塔灭菌温度为110-115℃,维持罐温度为105-110℃,约 6-10min。培养基灭菌后冷却至30℃左右,即可接入种子进行发酵。
(4) 谷氨酸发酵控制
种子扩大培养为保证谷氨酸发酵过程所需的大量种子,发酵车间内设置有种子站,完成生产菌种的扩大培养任务。从试管斜面出发,经活化培养、摇瓶培养、扩 大至一级乃至二级种子罐培养,最终向发酵罐提供足够数量的健壮的生产种子。
从试管斜面出发,经活化培养,摇瓶培养,扩大至一级乃至二级种子罐培养,最终向发酵罐提供足够数量的健壮的生产种子。
(2)培养基制备
发酵培养基不仅提供菌体生长繁殖所需要的营养和能量,而且是形成谷氨酸的物质来源,因此,要求发酵培养基含有足够的碳源和氮源,其量比种子培养基中含量要高出很多,发酵培养基的组成和配比,因菌种、设备、工艺条件和原料来源不同而异。谷氨酸发酵培养基主要成分有碳源、氮源、生长因子和无机盐等。
(3) 培养基灭菌
谷氨酸发酵培养基一般采用淀粉水解糖为主要碳源,实罐灭菌条件是 105-110℃保温6min。连续灭菌所采用的灭菌条件是,连消塔灭菌温度为110-115℃,维持罐温度为105-110℃,约 6-10min。培养基灭菌后冷却至30℃左右,即可接入种子进行发酵。
(4) 谷氨酸发酵控制
种子扩大培养为保证谷氨酸发酵过程所需的大量种子,发酵车间内设置有种子站,完成生产菌种的扩大培养任务。从试管斜面出发,经活化培养、摇瓶培养、扩 大至一级乃至二级种子罐培养,最终向发酵罐提供足够数量的健壮的生产种子。
(三)谷氨酸提取
谷氨酸的提取一般采用等电点—离子交换法,国内有些味精厂还采用等电点—锌盐法、盐酸水解—等电点法及离子交换膜电渗析法提取谷氨酸。
(四) 谷氨酸制取味精及味精成品加工
将谷氨酸凝聚物充入二次中和罐,然后加水加纯碱中和成谷氨酸钠,加水溶解温度为40-60℃, Na2CO3调PH至5.6,中和温度控制在70℃以内,接着将谷氨酸钠盐溶液充入活性炭脱色器脱色、分离,再进入离子交换柱除去Ca2+、Fe2+、Mg2+等金属离子,即可得到高纯度的谷氨酸钠溶液,将纯净的谷氨酸钠溶液导入结晶罐,进行减压蒸发,当波美度达到29.5时放入晶种,进入育晶阶段,根据结晶罐内溶液的饱和度和结晶情况实时控制谷氨酸钠溶液输入量及进水量。经过十几小时的蒸发结晶,当结晶形体达到一定要求、物料积累到80%高度时,将料液放至助晶槽,结晶长成后分离出味精,送去干燥和筛选。精制车间加工的谷氨酸产品为谷氨酸单钠,即味精。粗品经提纯、加工、包装,得到成品。
北京欧倍尔谷氨酸钠生产工艺虚拟仿真软件,针对食品工程教学中实训时间不足、实验成本高、场地限制等难题,以强化学生实践操作能力为目的,通过模拟工厂实景操作,给予智能指导和自动批改,实现自主学习、实时互动的效果以及课堂理论知识与实践的良好结合,全面提升学生的专业素养。