在生產(chǎn)味精過(guò)程中用到的pH及溶氧檢測系統

　　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。溶解氧的測量，用于氨基酸發(fā)酵過(guò)程，是追蹤氧代謝水準及基質(zhì)轉換的關(guān)鍵參數，同時(shí)，溶氧又是污水處理，達標排放的重要參數。
　　
　　制糖工藝：目前在國內味精生產(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(jiǎn)要過(guò)程如下：
　　
　　1.淀粉液化：將淀粉乳用Na2CO3水溶液調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)程通常在糖化罐內進(jìn)行，加入一定量的糖化酶，嚴格控制溫度為60±10C，并調控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，需要檢測與控制參數非常多，邊界條件復雜，多種環(huán)境因素交織著(zhù)，在這個(gè)過(guò)程中，為谷氨酸桿狀菌提供生長(cháng)，增殖，代謝的環(huán)境。參數有物理與化學(xué)參數，如下：
　　
　　1.物理參數：有溫度，通風(fēng)量，罐內壓力，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：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等。下列僅就pH及DO應用情況如下簡(jiǎn)介：
　　
　　pH控制：90年以前，發(fā)酵過(guò)程pH檢測，是靠人工采樣，用pH試紙完成離線(xiàn)檢測的，測量誤差很大。當時(shí)參與pH調節的流加基質(zhì)是尿素。由于處于不同階段尿酶活性的差異所致。pH反應滯后，因此pH調節品質(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(lái)，企業(yè)將pH調節流加基質(zhì)該為液氮后，并采用了梅特勒-托利多的465復合電極，與智能調節器配套，實(shí)現pH自控后，使pH調節品質(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：在沒(méi)有DO自動(dòng)檢測以前，傳統的發(fā)酵生產(chǎn)唯一的供氧方案是單純的根據發(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(shí)利用率很低，造成能源消耗大。有了DO自動(dòng)檢測以后，在一定的通風(fēng)條件下，根據DO值，可實(shí)時(shí)調節攪拌轉速，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(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)內使pH值勻速下降至pH4.0，停酸加晶種，養晶1小時(shí)，然后再用硫酸緩慢中和7小時(shí)，使之達到終值，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(kāi)啟攪拌，直至進(jìn)行分離為止。有了pH自動(dòng)檢測以后，就可以采用工控機，來(lái)完成中和過(guò)程，按理想pH及溫度降溫曲線(xiàn)或進(jìn)行程序控制，以提高谷氨酸驗收率及結晶質(zhì)量。當然在這一過(guò)程pH測量系統必須采用溫度補償，以保證測量精度。