CN102028179B

CN102028179B - 一种味精母液精制方法

Info

Publication number: CN102028179B
Application number: CN2010101427044A
Authority: CN
Inventors: 凌敏; 郑晨
Original assignee: Huzhou Xinhe Environment Science & Technology Co Ltd
Current assignee: ZHEJIANG XINHE ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY CO., LTD.
Priority date: 2009-09-30
Filing date: 2010-03-06
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2030-03-06
Also published as: CN102028179A

Abstract

本发明提供了一种味精母液精制方法，包括将味精母液进行氧化脱色，加入硫酸根去除剂，过滤后加入絮凝剂去除母液中的杂质，再将料液通入吸附柱，最终获得精制的味精母液。经过本发明的精制工艺处理，料液透光率达到90％以上，硫酸根含量达到国家标准GB/T 8967-2007《谷氨酸钠(味精)》的要求，味精中谷氨酸钠的损失少，谷氨酸钠收率可达95％以上。

Description

一种味精母液精制方法

技术领域

本发明涉及一种味精生产方法，尤其涉及一种味精母液精制方法。

背景技术

味精行业是我国发酵工业的主要行业之一，我国生产的味精正随着社会发展逐步增加，1999年已达59.03万吨。味精生产通常是以大米、淀粉、糖蜜为主要原料，经过糖化、发酵等处理，分离提取谷氨酸，再通过精制获得味精产品。

对于味精生产来说，要想保证味精的质量，必须从工艺上进行严格把关。从精制车间的角度来看，对味精质量影响较大的可能就是两个方面的原因，一是料液的纯度，二是母液的处理。味精在精制结晶过程中，在系统内反复循环进行脱色、结晶，其杂质含量大量增加，粘度增大，再用于制造味精，不但晶体生长速度降低而致使结晶周期延长，而且在粉质、色泽及透光率、吸湿性等方面影响味精质量。因此一般循环几次后的母液，虽然其中仍含有大量的谷氨酸钠，但却不宜再返还至精制环节。

用简单的脱色除铁方法不能淘汰末次味精母液的杂质，为了提高味精结晶收率，目前国内很多味精厂采用直接等电点法、酸水解法、碱水解法或再结晶法进行回收利用，但用这些方法处理末次味精母液成本较高，色素去除不理想。也有些味精厂家直接将末次味精母液出售给酱油厂，但售价不高，影响味精的生产成本，有时出售环节与生产环节衔接不好，会导致味精母液积压，影响储液罐的周转而影响整个生产线的正常运转。因此，有效的味精母液处理方法对味精生产十分重要。

目前处理精制母液的方法有多种，原理也各不相同。主要有：

(1)直接等电点法

先将母液浓度调整到17～18°Be，再按直接等电点工艺操作制白麸酸。工艺流程如下：

味精末次母液→调整浓度和pH→冷却结晶→分离→白麸酸→母液→售出或综合利用

这种工艺简单不需要专门设备，但回收率不高，一般在60％～70％，回收的谷氨酸纯度仅90％～93％，且末次母液中焦谷氨酸没有被利用。随着技术发展，人们更趋于追求高回收率和经济效益，这种方法将逐渐少用。

(2)碱水解法

焦谷氨酸在加热条件下，能被碱水解转化成谷氨酸二钠。然后再将水解液用适当的方法中和，从而达到提高回收率的目的。中和水解液有两种方法，一种是用盐酸中和水解液，然后制备谷氨酸。该法回收率在85％以上。另一种方法是将水解液除钙后，用谷氨酸中和，实现在不增加碱耗的情况下，提高末次母液的回收率。碱水解法回收率高，但需要水解设备。由于盐分杂质仍在系统中，处理后的母液结晶循环次数较正常中和脱色液要少。

(3)酸水解法

酸水解主要为了回收母液中的焦谷氨酸钠，提高母液回收率。酸水解法经历了三个阶段，第一阶段：盐酸水解，在酸性条件下加热水解焦谷氨酸钠可以转化为L-谷氨酸盐酸盐，得到的水解液可以用NaOH中和提取谷氨酸；第二阶段：把盐酸水解液加入发酵液中作为中和剂中和发酵液，提取谷氨酸。此法工艺较复杂，需要专用水解设备。第三阶段：把硫酸加入味精母液中，调pH至0.5～1.0，用连续喷射水解法，水解液加入发酵液一起调等电点。公开号为CN1223089的发明专利申请提供一种味精母液的连续喷射水解工艺，将味精母液加入适量硫酸，调pH至0.5～1.0，然后泵入喷射器，蒸气加热，连续喷射至组合水解罐，浸渍那个连续水解，压力控制在0.15～0.20MPa，保持1～1.5小时后，水解结束，打入贮罐冷却待用。由于目前水解质量的限制，导致一些工厂有时效率较低。采用酸水解，NaOH中和工艺，需要专门水解设备，且烧碱和活性炭的耗量都有所增加，尤其碱耗增加较多。

(4)再结晶法

将末次母液直接蒸发浓缩，再降温，结晶，分离，得到的粗MSG可以直接投入结晶罐的底料中，或将其溶解，脱色除铁后制味精。这种方法回收率较高，一般在75％左右，但能耗大，工序长，且仍存在二次母液的回收问题。

(5)膜处理法

公开发明号CN1875763是一种基于膜技术的味精母液脱色提纯方法，该方法是将味精生产过程中的混合结晶母液经纳滤膜过滤提纯，除去结晶母液中存在的大量杂质和钙镁等金属离子，分离得味精的纳滤透析液和纳滤浓缩母液；纳滤透析液经颗粒活性炭吸附处理后得到生产高纯度味精的原料，进入下一道工序生产高纯度味精；纳滤浓缩母液回流混入混合结晶母液中循环利用。

公开号为CN1531866的发明专利申请公开了一种味精生产方法。其步骤为：(1)将含有谷氨酸或谷氨酸铵的发酵液送入采用不锈钢及二氧化钛材质制成的膜分离器，除去发酵液中菌丝体、固形蛋白及胶体等，得到澄清的发酵液，再加入透洗水将浓缩液中残留的谷氨酸或谷氨酸铵洗脱，合并透过液；(2)将透过液再送入纳滤膜分离系统，除去杂质，然后采用常规方法处理得到味精成品。

国内也有相关科研人员对超滤进行了研究，基本上都是利用超滤法分离出藻类和菌体蛋白以及硫酸氨等，菌体蛋白可加工成活性蛋白饲料，硫酸氨等可生产有机肥料。膜技术在处理味精母液过程中完全靠膜进行分离，由于味精母液中的杂质成分复杂，溶液粘度大，对膜污染严重，同时一次投资大也是生产实际中予以解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中味精母液精制处理工艺流程较为复杂，处理成本较高，收率不高的技术问题。

本发明提供了一种味精母液精制方法，其步骤包括将所述味精母液依次进行氧化，脱色，去除硫酸根离子，絮凝，过滤，再将料液通入吸附柱，最终获得精制的味精母液。

一般地，味精生产所用原料往往夹杂着焦糖、色素等黄褐色物质。尤其是精制过程高温结晶，更容易产生色素。例如，谷氨酸钠在长时间的高温煮制过程中，有一部分脱水焦化形成焦谷氨酸钠。

这样的母液大多呈淡黄色粘稠状液体，有的甚至带棕红色，依据对末道母液的质量分析，除上述色素成分外，母液中还存在谷氨酸与Fe2+、Ca2+、Mg2+形成化合物、络合物、螯合物，SO₄ ^2-或SO₃ ²等其他杂质离子。如果继续浓缩结晶，所得的味精含量低，杂质多，不符合味精质量标准，不能生产合格的味精产品。因此，在味精母液精制处理过程中需要进行脱色处理。

根据本发明，所述味精母液中谷氨酸钠含量为25％-40％，优选28％-34％。

根据本发明的味精母液精制处理方法，所述氧化，脱色过程是指在味精母液中引入氧化剂，将大部分色素氧化，淡化颜色。目前已知的各种工业氧化剂均可用于本发明，经过研究试验，我们发现臭氧是本发明最优选的氧化剂，浓度大于10ppm，臭氧可以由臭氧发生器获得。

臭氧对所有染色废水都有脱色能力。臭氧的氧化电位高(2.07ev)属强氧化剂，能强烈地吸引电子，氧化对方，还原自己。臭氧可破环这些染料的发色和助色基团，从而达到脱色效果，臭氧对有色物质的作用系在于将成为发色源的双键切断。因此在本发明中，臭氧一方面能将大部分色素氧化，淡化了颜色，通过后面的絮凝将其与其它杂质一起排出味精母液，同时将亚硫根氧化成硫酸根，在下一步中去除；另一方面，臭氧对于味精母液所存在的未着色的物质之分解也很有效用。本发明人经过反复试验，发现臭氧对于味精母液中所含的谷氨酸与Fe2+、Ca2+、Mg2+形成化合物、络合物、螯合物具有分解作用，使之经过后道的吸附或离子交换，转化成谷氨酸钠。

根据本发明的味精母液精制处理方法，还包括去除味精母液中硫酸根离子的过程。这是因为在味精母液结晶不断循环过程中逐渐累积硫酸根离子，如果不排除出去，会使最后的味精产品中硫酸根离子超标(GB/T 8967-2007《谷氨酸钠(味精)》)。理论上，任何能与硫酸根离子发生沉淀反应的物质均适用于本发明，比如银类、铅类、钙、钡类等，考虑到味精产品本身对砷铅锌等重金属含量有要求，我们优选氯化钙作为沉淀剂来沉淀硫酸根离子，然后辅之以后道的絮凝工艺，完成硫酸根离子的去除。

根据本发明的味精母液精制处理方法，还包括絮凝过程。絮凝过程有助于去除氧化脱色过程，以及去除硫酸根离子过程中产生的杂质。我们选用了多种絮凝剂絮凝味精母液，最终优选碱式氯化铝，其优势在于其絮凝能力很强，能将杂质基本都絮凝下来而排出，而且其价格低廉，可以节约生产成本。

所述的去除味精母液中硫酸根离子过程，以及絮凝过程之后，都需要对味精母液进行过滤，以去除杂质，获得澄清的滤液。本发明过滤过程优选采用板框过滤器。

根据本发明的味精母液精制处理方法，还包括将料液通入吸附柱，最终获得精制的味精母液。所述吸附柱装填有吸附材料，所述吸附材料可以是活性炭、树脂、活性白土、膨润土、高岭土、凹凸棒土等。活性炭对味精母液的脱色效果还是很显著的，进一步淡化味精母液颜色的同时可以提高味精母液的透光率，并且对味精母液中有效成分谷氨酸钠几乎没有吸附。因此，本发明优选采用活性炭作为吸附材料。

所述吸附柱还可以采用二级以上吸附柱串联的方式，所述吸附柱选自活性碳吸附柱，脱色树脂吸附柱以及离子交换树脂柱中的几种依次串联。

经过本发明的所述吸附工艺，有助于将经过臭氧氧化分解的味精母液中所含的谷氨酸与Fe2+、Ca2+、Mg2+形成化合物、络合物、螯合物转化为谷氨酸钠。同时，也可以吸附并去除味精母液中所含的铁质。

因此，本发明优选地由下述技术方案实现的：

(1)氧化脱色。在味精母液中引入浓度大于10ppm的臭氧，其流量3-10L/min，氧化时间40-50min；

(2)去除硫酸根离子。加入15-10g/L硫酸根沉淀剂，搅拌10min，静置5h；

(3)过滤；

(4)絮凝。加入5-6g/L絮凝剂，搅拌15min，静置1h；

(5)再过滤；

(6)料液通入吸附柱，流速10mL/min。

所述味精母液中谷氨酸钠含量为25％-40％，优选28％-34％，料液透光率小于40％。经过本发明的精制方法处理，料液透光率达到90％以上，硫酸根含量达到国家标准GB/T 8967-2007《谷氨酸钠(味精)》的要求。味精母液谷氨酸钠的收率可达95％以上。经过精制的味精母液进入下一道工序生产高纯度味精(谷氨酸钠纯度为99％以上)，生产出符合国家标准GB/T 8967-2007《谷氨酸钠(味精)》规定的产品。

本发明与已有技术相比具有如下优点：

1、本方法操作简单，易推广。

2、不需要酸、碱水解那样的专门设备，运行费用低。

3、常温操作，能耗低。

4、方法流程短，味精中有效成分谷氨酸钠的损失很少。

5、母液中大量的杂质的去除，可以提高结晶的收率和最终产品质量。

附图说明

附图1是根据本发明的一种味精母液精制处理方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。但并不局限于此。

其中，所采用的设备与药剂如下：

臭氧发生器：苏州金奥臭氧有限公司，JCF-K(H)系列臭氧发生器。

板框过滤器：杭州贝特过滤机有限公司，型号：XLM20/800-UB。

吸附柱：上海沪西分析仪器厂有限公司，内径：1.6cm，长度：60cm。

活性炭：上海活性炭厂有限公司，769型颗粒活性炭，填料高度：60cm。

脱色树脂：安徽皖东化工有限公司，WD-6脱色树脂，填料高度：40cm。

离子交换树脂：安徽皖东化工有限公司，001×7强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，填料高度：40cm。

氯化钙：泰州四方五金化工公司，99％纯度。

碱式氯化铝：无锡西漳环保药剂厂，氧化铝(Al2O3)含量大于等于29％。

实施例1

按附图1所示的工艺流程，将500mL味精母液(简称母液)通入由臭氧发生器产生的臭氧进行氧化，然后加入氯化钙沉淀母液中的硫酸根离子，经板框式过滤器过滤硫酸钙沉淀后，加入絮凝剂碱式氯化铝去除母液中的杂质，再经板框式过滤器过滤，大量杂质被去除后将母液通入填充活性炭吸附柱进行脱色，得到生产高纯度味精的精制母液。

本实施例中味精母液参数如下：

料液结晶母液

谷氨酸钠含量 34％

波美度 22°Be

透光度 40％

本实施例的工艺参数如下：

操作温度常温

臭氧流量 5L/min

氧化时间 50min

氯化钙添加量 5g

氯化钙搅拌时间 10min

碱式氯化铝添加量 3g

碱式氯化铝搅拌时间 15min

上柱流速 10mL/min

本实施例中经氧化、絮凝、脱色后的料液参数如下：

料液脱色液

谷氨酸钠含量 33％

波美度 22°Be

透光度 93％

硫酸根含量 0.02％

谷氨酸钠收率 97％

实施例2：

按附图1所示的工艺流程，将500mL味精母液(简称母液)通入由臭氧发生器产生的臭氧进行氧化，然后加入氯化钙沉淀母液中的硫酸根离子，经板框式过滤器过滤硫酸钙沉淀后，加入絮凝剂碱式氯化铝去除母液中的杂质，再经板框式过滤器过滤，大量杂质被去除后将母液通入填充活性炭吸附柱进行脱色，再串联填充脱色树脂的吸附柱，从而得到生产高纯度味精的精制母液。

本实施例中味精母液参数如下：

料液结晶母液

谷氨酸钠含量 28％

波美度 19°Be

透光度 38％

本实施例的工艺参数如下：

操作温度常温

臭氧流量 5L/min

氧化时间 40min

氯化钙添加量 7.5g

氯化钙搅拌时间 10min

碱式氯化铝添加量 2.5g

碱式氯化铝搅拌时间 15min

上柱流速 10mL/min

本实施例中经氧化、絮凝、脱色后的料液参数如下：

料液脱色液

谷氨酸钠含量 27％

波美度 19°Be

透光度 90％

硫酸根含量 0.03％

谷氨酸钠收率 96.4％

实施例3：

按附图1所示的工艺流程，将500mL味精母液(简称母液)通入由臭氧发生器产生的臭氧进行氧化，然后加入氯化钙沉淀母液中的硫酸根离子，经板框式过滤器过滤硫酸钙沉淀后，加入絮凝剂碱式氯化铝去除母液中的杂质，再经板框式过滤器过滤，大量杂质被去除后将母液通入填充活性炭吸附柱进行脱色，再串联填充离子交换树脂的吸附柱，从而得到生产高纯度味精的精制母液。

本实施例中味精母液参数如下：

料液结晶母液

谷氨酸钠含量 30％

波美度 20°Be

透光度 39％

本实施例的工艺参数如下：

操作温度常温

臭氧流量 5L/min

氧化时间 40min

氯化钙添加量 7g

氯化钙搅拌时间 10min

碱式氯化铝添加量 2.5g

碱式氯化铝搅拌时间 15min

上柱流速 10mL/min

本实施例中经氧化、絮凝、脱色后的料液参数如下：

料液脱色液

谷氨酸钠含量 31％

波美度 20°Be

透光度 95％

硫酸根含量 0.03％

谷氨酸钠收率 103.3％

Claims

1.一种味精母液精制方法，其特征在于其步骤依次为：

(1)在味精母液中引入浓度大于10ppm的臭氧，其流量3-10L/min，氧化时间40-50min；

(2)加入15-10g/L氯化钙作为硫酸根沉淀剂，搅拌10min，静置5h；

(3)过滤；

(4)加入5-6g/L絮凝剂，搅拌15min，静置1h；

(5)再过滤；

(6)料液通入吸附柱，流速10mL/min，所述吸附柱选自活性碳吸附柱，脱色树脂吸附柱以及离子交换树脂柱中的一种或前述几种依次串联；

(7)最终获得精制的味精母液。

2.根据权利要求1所述的一种味精母液精制方法，其特征在于所述的味精母液的谷氨酸钠含量为25％～40％。

3.根据权利要求1所述的一种味精母液精制方法，其特征在于所述的味精母液的谷氨酸钠含量为28％～34％。

4.根据权利要求1所述的一种味精母液精制方法，其特征在于所述的得到脱色液透光率为90％以上，谷氨酸钠收率95％以上。