¿Cuál es el proceso de diseño para la producción de glutamato monosódico?
La producción de glutamato monosódico se divide generalmente en producción de azúcar, fermentación del ácido glutámico, neutralización, extracción y refinación.
Cuatro procesos principales.
1.1 Licuefacción y sacarificación
Actualmente, debido al aumento del precio del arroz, la mayoría de fábricas de glutamato monosódico utilizan almidón como materia prima.
Materiales. El almidón pasa primero por una etapa de licuefacción. Luego interactúa con la B-amilasa y entra en el azúcar.
Etapa de transformación. Primero, el almidón se mezcla con amilasa para reducir la viscosidad del almidón.
Se hidroliza en dextrina y oligosacáridos porque el contenido de proteína en el almidón es menor que antes.
Arroz, por lo que a la mezcla licuada se le puede añadir directamente glucoamilasa para entrar en la etapa de sacarificación.
La sección que no está hecha de arroz debe filtrarse con un filtro prensa de cesta después de la licuefacción.
Elimina grandes cantidades de precipitados proteicos. Durante el proceso de licuación, además de la amilasa, también se añade cloruro de calcio.
El tiempo total de licuación es de unos 30 minutos. La dextrina y los oligosacáridos se licuan a una determinada temperatura y luego se hidrolizan en glucosa en el tanque de sacarificación. Después de que el almidón esté en suspensión, use una hielera para enfriar.
Calentar a 60 ℃, ingresar al tanque de sacarificación y agregar glucoamilasa para la sacarificación. La temperatura de sacarificación se controla en torno a
60°C, pH 4,5 y el tiempo de sacarificación es de 18-32 horas. Después de la sacarificación, sacarificar nuevamente.
Calentar la olla a 80,85℃ e inactivar la enzima durante 30 minutos. Filtrar para obtener solución de glucosa y presionar filtro.
El aceite y el agua se separan tras la máquina (separación primaria en frío, separación secundaria en frío), y se eliminan de forma continua tras la filtración.
Entra en el tanque de fermentación después de haber sido envenenado.
1.2 Fermentación del ácido glutámico
Durante el proceso de fermentación del ácido glutámico, el líquido de cultivo de ácido glutámico esterilizado ingresa al tanque de fermentación del ácido glutámico bajo control de flujo y se enfría en el tanque. Se enfrió a 32°C y luego se dejó reposar.
Bacterias, cloruro potásico, sulfato de manganeso, antiespumantes y vitaminas, etc. , se introduce en aire estéril, y tras un periodo de adaptación, comienza lentamente el proceso de fermentación. La fermentación del ácido glutámico es un proceso
Un complejo proceso de crecimiento microbiano en el que las bacterias del ácido glutámico absorben nutrientes de las materias primas y los pasan a través del cuerpo.
Enzimas específicas de las células llevan a cabo reacciones bioquímicas complejas. Los reactivos del medio de cultivo penetran en las células.
La pared celular y la membrana celular ingresan al cuerpo celular y los reactivos se convierten en productos de glutamato. Todos
El proceso de fermentación generalmente pasa por tres etapas, a saber, el período de adaptación, la etapa de crecimiento logarítmico y la etapa de declive.
Punto. La concentración, la temperatura, el valor del pH y el suministro de aire de la solución de cultivo son diferentes en cada período.
Requisitos. Por lo tanto, durante el proceso de fermentación, es necesario proporcionar condiciones adecuadas para el crecimiento y el metabolismo bacteriano.
Entorno de crecimiento. Después de cultivar durante aproximadamente 34 horas, se determinó la producción de ácido, la cantidad de azúcar residual, la densidad óptica, etc.
Cuando las normas cumplen ciertos requisitos se pueden liberar las latas.
1.3 Proceso de extracción de ácido glutámico y producción de glutamato sódico
Este proceso se realiza en el tanque de extracción. Utilizando la naturaleza anfifílica de los aminoácidos, el punto isoeléctrico del ácido glutámico está a pH 3,0. La solubilidad del ácido glutámico es la más baja a este pH, que puede ser el ácido glutámico. se produce a través de largo plazo Se obtiene por precipitación. Después del secado, se separa el ácido glutámico bruto.
Embolsar y guardar.
1.4 Purificación de glutamato de sodio
Decoloración con carbón activado de la solución de glutamato de sodio y eliminación de Ca en columna de intercambio iónico.
Los iones de magnesio y fluoruro pueden ser un alto Se obtiene una solución de glutamato de sodio de pureza. Quedará muy puro
Introducir la solución de glutamato sódico en el tanque de cristalización y evaporar a presión reducida hasta que el grado Baume llegue a 295.
Cuando se coloca el cristal semilla, entra en la etapa de cristalización De acuerdo con la saturación y cristalización de la solución en el tanque de cristalización, se controla en tiempo real el ingreso de la solución de glutamato de sodio y la cantidad de agua. según el estado del cristal. Ingestión. Después de más de diez horas
evaporación y cristalización, cuando el cristal alcanza ciertos requisitos y el material se acumula hasta el 80% de altura.
Al mismo tiempo, coloque el material líquido en el tanque auxiliar de cristalización. Después de la cristalización, el glutamato monosódico se separa y se envía a secado y tamizado.
Seleccionar.
2 Comparación de procesos
2.1 Licuefacción y sacarificación
En comparación con el arroz, el contenido de proteínas en el almidón es menor, por lo que se completa la licuación.
El líquido mezclado entra directamente a la etapa de sacarificación sin pasar por el filtro prensa de cesta.
El dispositivo de sacarificación
El tanque medio y el tanque de sacarificación están conectados en serie después de haber sido modificados con respecto a los tanques de ingredientes originales, para que el líquido mezclado pueda pasar
se necesitan 48 horas completas. para pasar a través de la serie de tanques de agua. Por ejemplo, utilizando equipos automatizados para licuefacción y sacarificación.
Para el control del proceso, el circuito de control principal es el control de la temperatura y el valor del pH del tanque de mezcla de pulpa.
Control de temperatura de segunda inyección, control de temperatura de sacarificación. El volumen del tanque de mezcla de lodo se puede determinar mediante el caudal o la constante del líquido.
Modo de medición de posición; use la cantidad de vapor que ingresa al serpentín para controlar la temperatura del tanque de mezcla a 30 ~ C; use una solución de soda para controlar el valor de pH a 6,4. Todos estos sistemas utilizan control PID de bucle único y sólo
siempre que los parámetros del controlador se ajusten adecuadamente, se pueden cumplir los requisitos de control. La suspensión de almidón se rocía de una sola vez
Durante el proceso de licuación por aspersión, el sistema de control de temperatura de salida del licuador por aspersión debe configurarse y controlarse estrictamente.
La temperatura de licuación del material a la salida del eyector de vapor debe limitarse al rango máximo de desviación dinámica.
Dentro del rango permitido por el arte (generalmente el valor de configuración 0,2 ℃). Otro aspecto importante en el proceso de elaboración del azúcar
El sistema a controlar es el control de temperatura del tanque de macerado, el cual debe permanecer estable durante todo el tiempo de macerado.
Fijar la temperatura para facilitar la conversión del almidón licuado en glucosa. El autor cree que, dado que la licuefacción
y la sacarificación pertenecen a la etapa de procesamiento de la materia prima, los requisitos de higiene y automatización pueden ser relativamente bajos.
Algunos. Junto con la desaceleración de la industria del glutamato monosódico en los últimos años, los fabricantes a pequeña escala pueden reducir los requisitos de automatización en la etapa de pretratamiento de la materia prima.
2.2 Tratamiento de cepas y aire estéril
Como todos sabemos, en ingeniería bioquímica la calidad de las cepas afecta directamente a los productos de fermentación.
Calidad y rendimiento. Los fabricantes cuentan con equipos especializados de cultivo y conservación de microorganismos.
Científicamente, la cría natural se utiliza para prevenir la degradación de las cepas bacterianas. Antes de la producción, los técnicos pasan la evaluación.
Después de la selección, las cepas de fermentación se toman de las cepas conservadas, luego se cultivan en matraces agitados y se introducen en humanos.
Ampliar la producción en tanques separados, y finalmente agregar cepas a tanques de fermentación para su fermentación. Pureza del aire
El relleno multicapa se utiliza para llenar el tanque de agua y eliminar diversos microorganismos en el aire.
Cosas, incluidas bacterias y fagos. El tanque de purificación de aire es también uno de los procesos de prefermentación.
Es importante destacar que el crecimiento de las bacterias glutamato debe realizarse en un ambiente aeróbico.
La tasa de ventilación cambia durante el mismo período de crecimiento en la fase de crecimiento logarítmico. para la supervivencia bacteriana
En el caldo de fermentación, el oxígeno disuelto (valor D0) en el caldo de fermentación es extremadamente importante para las bacterias. Si
Cuando el tanque de purificación falla, habrá bacterias y fagocitos dañinos en el aire que ingresa al tanque de fermentación.
Cuerpo, esto conducirá a la contaminación del proceso de fermentación, afectando así el proceso de fermentación. Así que hazlo bien
El mantenimiento periódico del depósito de depuración es muy importante. El primero de estos dos procesos no requiere la intervención de automatización de máquinas debido a su baja intensidad de trabajo, mientras que el segundo no requiere la intervención de automatización de máquinas debido a su sencillo equipamiento.
Automatizado. La similitud entre los dos es la protección contra la contaminación microbiana.
2.3 Control del proceso de fermentación del ácido glutámico
La fermentación del ácido glutámico es un proceso bioquímico complejo, por lo que las bacterias necesitan crecer rápidamente.
Se le debe proporcionar un metabolismo rápido y normal, más productos, un buen entorno de crecimiento. Comunes
Los principales parámetros de control son la aireación u oxígeno disuelto, el valor del pH del caldo de fermentación, la temperatura de fermentación y el tanque.
Pulsa y espera. Debido a que el crecimiento de bacterias y la síntesis de metabolitos secundarios durante el proceso de fermentación son muy complejos y la escala de fermentación es grande y sensible a varios factores que influyen, el proceso de fermentación es más complejo. Adecuado para utilizar la automatización para controlar la producción en consecuencia. Durante el proceso de producción
El oxígeno disuelto (volumen de aire) se controla para soplar aire al cuerpo humano a través de los pequeños orificios del distribuidor de aire.
En el fondo del fermentador, burbujee hacia arriba y luego revuelva bien para difundir 0 en la fase líquida.
Juega un papel importante. Por lo tanto, el suministro biológico de oxígeno no puede quedarse simplemente en la etapa de fermentación.
Para ajustar los puntos de ajuste de ventilación, se puede utilizar un analizador en línea de oxígeno disuelto y un escape.
El analizador de concentración de CO: y 0 constituye un sistema de control avanzado multivariable, y la computadora
controla según el contenido real de oxígeno en el caldo de fermentación y el crecimiento y metabolismo de las bacterias. .
Los ajustes del sistema y la velocidad del motor de agitación aumentan la concentración de oxígeno disuelto.
El efecto es bueno. El control del pH utiliza un control no lineal con varias restricciones.
Método de control PID para obtener excelentes efectos de control. El control de temperatura diseña la función de ajuste de temperatura de fermentación óptima en función del tiempo y los requisitos técnicos de la línea de producción de fermentación. Luego use la computadora para controlar automáticamente los cambios de temperatura de acuerdo con esta función. La presión del tanque generalmente se controla a
O.o5 ~ O.1 MPa Para evitar que entre aire contaminado al mundo exterior, el tanque está presurizado.
Alto aumentará la resistencia y el consumo de energía. La presión del tanque se puede controlar mediante PID de circuito único. Además, los procedimientos de control de alimentación dinámica y desespumado son inicialmente adecuados debido a la disminución de la concentración de azúcar mediante el seguimiento del proceso.
Es momento de reponer azúcar. Por lo general, una cierta cantidad de solución de azúcar se mezcla uniformemente dentro de un cierto período de tiempo.
Método de control por lotes para añadir un caudal uniforme al tanque. La eliminación de espuma se puede controlar mediante la posición del amortiguador.
2.4 Proceso de extracción
En el proceso de extracción, según el punto isoeléctrico, se debe obtener la mayor cantidad de ácido glutámico en el caldo de fermentación
En base a El principio de separación de puntos puede diseñar el control de configuración del programa de temperatura y el control de configuración del programa de pH.
En el proceso de control y punto isoeléctrico, el control del valor del pH requiere una gran precisión y dificultad.
Esto se debe a que el sistema tiene una gran sensibilidad al inicio del proceso de neutralización, lo que hace que la adición inicial de
ácido sea difícil de controlar adecuadamente, y es fácil sobrepasar el valor del pH. Conduce a la neutralización inicial.
El valor del pH fluctúa mucho. En las etapas media y posterior, a medida que el valor del pH disminuye, el sistema se invierte.
La sensibilidad se debilitará si el controlador aún se ajusta de acuerdo con las reglas y la intensidad originales, llegará a la mitad.
Por lo tanto, es necesario introducir el autoajuste de los parámetros del controlador.
Estrategia de control integral o no lineal. Durante el proceso de neutralización, la temperatura y el pH deben suprimirse simultáneamente.
La trayectoria de referencia establecida cambia sincrónicamente y las tasas de cambio de temperatura y pH también son estrictas.
Existe una cierta correlación entre los dos bucles de control de pH y temperatura. Durante el segundo proceso de neutralización, el valor del pH se ajusta de 3,2 a 5,6. Al acercarse al punto neutro,
el coeficiente de amplificación estática del sistema aumenta gradualmente, lo que resulta en una disminución de la estabilidad del sistema. Por lo tanto, el segundo proceso de neutralización y la neutralización del punto isoeléctrico tienen características de control opuestas y este proceso debe establecerse.
Dos conjuntos diferentes de sistemas de control de neutralización están diseñados para garantizar las necesidades de producción.
2.5 Control del proceso de refino
El proceso de cristalización del GMS ha pasado por la formación, nucleación y cristalización de una solución sobresaturada.
Tres etapas de duración. El crecimiento de cristales generalmente requiere una cierta cantidad de núcleos cristalinos, lo que puede acelerar el crecimiento del cristal. En este momento, se debe controlar estrictamente la sobresaturación en el tanque de cristalización.
Una vez que el cristal semilla se agranda, no genera nuevos núcleos cristalinos ni disuelve el cristal semilla, cristalizando así.
Operar en la zona metaestable es beneficioso para el crecimiento estable de los núcleos cristalinos. El principio de la operación de cristalización es esforzarse por lograr la máxima velocidad de cristalización y rendimiento para obtener una forma cristalina uniforme y limpia. Para cumplir con los requisitos anteriores, el control del grado de vacío y la concentración del material líquido y la saturación se pueden controlar automáticamente.
Así como control de temperatura y control de nivel de líquido del tanque de cristalización.
3 Discusión
Con el desarrollo continuo de las computadoras y la tecnología de automatización, la tecnología de automatización moderna se está desarrollando rápidamente.
Se utiliza cada vez más en la producción industrial. Una mayor automatización hace que la producción industrial sea más eficiente.
Si bien mejora enormemente la eficiencia, también mejora el entorno de producción y reduce la intensidad del trabajo del personal. Cuándo...
Sin embargo, a medida que China se desarrolla, algunas empresas nacionales de glutamato monosódico son más pequeñas.
En términos generales, la implementación de una automatización a gran escala, tanto en términos de dinero como de personal, es a corto plazo.
Es más difícil, por lo que el autor cree que debería implementarse por sí solo en la etapa principal del proceso de producción.
El control dinámico todavía es factible.