3.1. Sơ đồ dây chuyền công nghệ
Sơ đồ Nước cái Cô đặc Tiếp mầm tinh thể Nuôi mầm Ly tâm Sấy sàng Bao gói Nước lạnh Nước nóng & NaOH Lên men
Trao đổi ion
Tách acid glutamic
Acid hóa acid
Làm lạnh kết tinh Trung hòa Nước Tinh bột Than hoạt tính Thủy phân Ép lọc Trung hòa Bã Nước chấm Dịch thải Sản phẩm mì chính
27
3.2. Thuyết minh dây chuyền
Căn cứ vào dây chuyền sản xuất ta có thể chia ra 4 công đoạn chính như sau: - Công đoạn thủy phân tinh bột.
- Công đoạn lên men.
- Công đoạn trao đổi ion tách axit glutamic ra khỏi dịch lên men. - Công đoạn trung hoà, tinh chế tạo glutamat natri tinh khiết.
3.2.1 Công đoạn thuỷ phân
Mục đích của công đoạn này là tạo điều kiện để thực hiện phản ứng thuỷ phân tinh bột thành đường lên men được, chủ yếu là đường glucoza.
Phản ứng xảy ra như sau:
(C6H10O5)n nC6H12O6
Để thực hiện phản ứng trên, người ta có thểtiến hành theo nhiều phương pháp khác nhau và mỗi phương pháp đều có những ưu và nhược điểm riêng, đáng chú ý nhất là 3 phương pháp sau:
3.2.1.1Phương pháp thuỷ phân bằng enzim.
Người ta có thểdùng α- amilaza, β- amilaza của các hạt nảy mầm hay của nấm mốc để thuỷ phân tinh bột thành đường. Phương pháp này có ưu điểm là không cần dùng đến hoá chất hay thiết bị chịu axit, chịu áp lực..., không độc hại cho người và thiết bị nhưng có nhược điểm là:
- Đường hoá không triệt để tinh bột, mà ởdạng trung gian nhưdextrin... làm cho vi khuẩn lên men mì chính không có khảnăng sử dụng.
- Thời gian đường hoá tương đối dài. nH2O
28
- Hàm lượng đường sau khi đường hoá thấp, do đó phải sửdụng thiết bị to, cồng kềnh.
3.2.1.2Phương pháp thuỷ phân bằng H2SO4
Phương pháp này có ưu nhược điểm cơ bản là sau khi thuỷphân việc trung hoà axit dư sau này không phải dùng Na2CO3hay NaOH mà dùng CaO rẻ tiền hơn, mặt khác sản phẩm của phản ứng trung hoà lại kết tủa làm cho dịch đường trong theo phản ứng:
CaO + H2SO4= CaSO4 ↓+ H2O
mà không tạo ra NaCl nhưdùng HCl. Tuy vậy, nhưphần trên đã nêu, hiệu suất thuỷphân bằng H2SO4thấp hơn dùng HCl, trong thực tếhay dùng HCl.
3.2.1.3Phương pháp thuỷphân bằng HCl
Phương pháp này tuy có nhược điểm là: phải dùng thiết bị chịu axit ở nhiệt độcao, áp suất cao, khi trung hoà axit dư phải dùng Na2CO3có tạo ra lượng muối nhất định theo phản ứng:
2 HCl + Na2CO3= 2 NaCl + CO2+ H2O Hiện nay trong sản xuất hay dùng HCl để thuỷ phân tinh bột vì nó cho hiệu suất
cao và thời gian thuỷ phân ngắn hơn do cường lực xúc tác mạnh, tuy khi trung hoà tạo ra một lượng NaCl trong dung dịch ảnh hưởng đến quá trình nuôi cấy vi khuẩn. Quá trình thuỷphân được tiến hành theo phản ứng và sơ đồ sau
N (C6H10O5)n + nH2O n C6H12O6 HCl
Nước Bột Thủy phân Trung hòa Tẩy màu Dd đường glucoza HCl
29
- Thường tỷ lệ bột/ nước/ axit HCl trung hoà theo tỷlệ: 100/ 350/ 165 được khuấy đều.
- Thuỷ phân: Cho dung dịch vào nồi áp lực 2 vỏ, dung dịch tinh bột ở trong, hơi nước vào ở vỏ ngoài và nâng nhiệt độ nhanh lên 138oC trong khoảng 20 phút dưới áp lực2,6 KG/cm2. Trong điều kiện này:
Tinh bột →dextrin →mạch nha →glucozanhanh hơn.
(C6H10O5)n+ nH2O n/2 C12H22O11
n/2 (C12H22O11) + nH2O nC6H12O6
Nếu để thời gian dài sinh ra các phản ứng phụ có hại cho sản phẩm và làm hao tốn lượng đường khá lớn.
Yêu cầu quá trình:
- Dung dịch ra có nồng độ: 100°Be - pH: 1,5
- Tổng sốthời gian: 1 giờ - Tỷlệ đường hoá: ≥90% - Hàm lượng đường: 16 ÷18 %