葡萄糖酸钠发酵pH自动控制
刘仲汇1, 李慧玲1,张滨2,隗希军2,杨合同1 ,王加宁1
(1. 山东省科学院生物研究所,生物传感器重点实验室, 济南,250014,
2. 济南华明生化有限公司, 济南 250200)
摘要: 以济南华明生化有限公司20000吨/a葡萄糖酸钠发酵工程为例,针对发酵过程pH值自动控制这一难题,采用山东省科学院生物研究所自行研制的SBA-发酵在线pH温度智能控制系统,通过模糊控制及其它措施,在120吨发酵罐上实现pH值自动控制,为工业发酵自动控制提供了经验和方法。
关键词:葡萄糖酸钠,发酵,pH值,自动控制
中图分类号: TP29 文献标识码: A 文章编号:
引言
葡萄糖酸钠(Sodium? Gluconate), 又称五羟基己酸钠,是一种用途极广的多羟基有机酸盐,在医药、食品、水质稳定剂、钢铁表面清洗剂、玻璃瓶专用清洗剂、水泥外加剂等方面有着广泛的用途[1]-[3]。特别在水泥外加剂方面,随着城市高层建筑的发展,葡萄糖酸钠作为减水剂和缓凝剂使用,取得了良好的效果,目前已在世界范围内迅速推广。现代饮食生活的多样化、国际化、低盐化,使人们对调味品要求越来越丰富多彩,已经用葡萄糖酸钠开发出高呈味新调味品。这种新调味品既能赋予食品酸味,又能作pH调节稳定剂,改善食品呈味性,防止蛋白质变性,掩盖苦涩,还可代替食盐制作有益健康的低盐、无盐(无NaCl)食品[4]。
来自中国商业论坛的信息:葡萄糖酸钠全世界需求量在50万吨/年,并且以每年3-5%的比例增长,而目前的产量却相差甚远。
以往工业生产葡萄糖酸钠主要采用生物发酵和多相催化氧化法[5]- [6]。化学氧化法使用重金属作催化剂,达不到食品安全要求,出口受限。而发酵法不存在这个问题,并具有成本低,质量易控制,无废水、废气等优点,随着发酵技术的进步正逐渐取代化学合成法,成为工业化生产葡萄糖酸钠的主流。2007年初,济南华明生化有限公司采用新的发酵工艺,建成年产20000吨的葡萄糖酸钠生产线。
发酵生产葡萄糖酸钠的工艺为:在发酵罐中,将一定量的营养物加入葡萄糖培养基,高温灭菌,冷却,10%黑曲霉菌接种,搅拌,通气,发酵。发酵过程中不断流加30%的NaOH溶液,控制发酵液pH值维持在5.0