2011
2. 广州奥桑味精食品有限公司, 广东广州510280
2. MSG Food Co., Ltd.Guangzhou Aosang, Guangzhou 510280
味精是人们生活中主要使用的食品调味增鲜剂 之一，我国是味精的生产和消费大国。糖蜜或淀粉 生产味精过程中产生的大量废水具有“五高一低” 的特点，即COD 高、BOD 高、菌体含量高、硫酸 根含量高、氨氮含量高以及pH 值低，是一种治理 难度很大的工业废水，不仅严重污染了自然环境， 而且制约了味精行业的发展。因此，根据味精废水 的特点，必须采取切实有效的措施，对其进行综合 治理，在减少废水对环境造成污染的同时，回收废 水中的硫酸铵、菌体、蛋白等，取得一定的环境效 益和经济效益。
味精生产工艺主要流程见图1。
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图1 味精生产工艺流程示意图 |
味精废母液主要是发酵液经过超滤去除菌体后 经浓缩、冷冻等电点法提取谷氨酸后的废母液。由 于发酵过程既要满足细菌生产繁殖，又要使细菌能 够生成并分泌大量的谷氨酸以提高产酸率和转化 率，在发酵培养基中必须加入足够的营养物质，如 玉米浆等有机物以及氯化钾、磷酸二氢钾、硫酸镁、 硫酸锌、硫酸锰、硫酸铁等无机物[1]，谷氨酸被分 离后，这些无机物质部分遗留在废母液中，是一种 治理难度很大的工业废水。某食品公司主要生产味 精，每生产1 t 味精约需要0.3 t 浓硫酸和0.1 t 液氨， 大约排出5 t 提取谷氨酸后的母液，排放高浓度废水 7 t 左右。以硫酸作为味精提取的主要原料的厂家， 其废水中NH3-N 浓度达10000 mg／L，SO42-浓度达 8000 mg／L，而且pH 值低，一般为pH3 左右。在 全国每年要排放1000 多万t 这种高浓度有机废水[2]， 不仅严重污染了自然环境，而且制约了味精行业的 发展。
在味精生产过程中每个单元均有废水排出，按 生产工艺不同排的废水分别称为糖化废渣水、发酵 洗罐水、提取废母液、精制废水、冷却废水。按生 产排的废水浓度不同，分别称为高浓度废水、中浓 度废水、低浓度废水[3]（见下表1）。
 | 表1 味精废水的水质来源 |
味精废母液是等电点提取谷氨酸被分离后的母 液，它具有SO42-高、COD 高、pH 值低等特点，含 有氨基酸及有机质（见表2）。如采用生物法处理味 精废水，首先要对分流出的高浓度废水进行物化方 法预处理，之后再与低浓度废水混合后经生化方法 处理。因废水中存在大量SO42-，处理难度大、费用 高，采用浓缩-连续结晶工艺处理味精废母液，不但 使这部分废水达到零排放，而且生产出优质的硫酸 铵肥料，市场供不应求，经济效益可观。
| 表2 味精冷冻等电母液的成分及含量 |
味精废母液生产硫酸铵工艺流程见图2。
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图2 味精废母液生产硫酸铵工艺框图 |
由于提取出来的废母液pH 很低（3.0～3.5）， 先用液氨将味精废母液pH 第一次调至4.5～5.0 去 三效蒸发器浓缩，pH 过高会导致三效蒸发器蒸发效 果差且导致液氨的浪费，蒸发约60%的体积，浓缩 后的废母液在三效蒸发器析出少量晶体后第二次调 pH 至5.7，充分与废母液SO42-的作用结合达到饱和 状态，之后去结晶锅结晶，保持溶解和结晶平衡， 从而达到最佳的结晶效果。
进三效蒸发器废母液密度为1.1 kg/L 左右，控 制三效蒸发器出料密度为1.28 kg/L。出料密度低导 致不能充分利用三效蒸发器的蒸发效果，导致结晶 锅结晶慢且晶粒小，使用蒸汽多，而且密度偏低硫 酸铵产量小。而密度过高会造成析出晶体过多，容 易堵塞出料管，密度偏大也会导致分离困难。连续 结晶锅控制出料理想密度为1.40 kg/L，硫酸铵产量 最大，质量也可达到要求。
连续结晶锅控制温度不能太高，需要稳定的真 空，三效蒸发器真空度在0.16 MPa，结晶锅真空度 在0.12 MPa 的情况下，蒸发浓缩温度在60℃较为理 想。液位控制也是关键，控制连续结晶锅液位在50% 以上可以保证硫酸铵育晶时间长而达到较大颗粒， 分离容易且产量大，所以要加强进、出料的控制。 上离心机的结晶悬浮液温度控制在50℃左右硫酸铵 析出最多，液位低、温度高分离硫酸铵颗粒会形成 细状、粉状，产量小。而温度过低导致分离困难， 硫酸铵含水分高。
离心机洗水量的大小决定硫酸铵的产量和质 量，根据料液进离心机的速度和密度控制，洗水量 过大会导致硫酸铵的流失，而洗水量过小会导致分 离困难，硫酸铵产品质量达不到要求。
该工艺除加液氨调pH 外．不需添加其他物质 即可生产氮（N）含量（以干基计）≥19.0%、硫（S） 18%的无机复混肥。由于硫酸铵含有N 和S 两种养 分，一是适于碱性土壤和碳质土壤；二是对农作物 极为有利，尤其对水稻，可以提高光合作用效能； 三是适合于口感好的经济作物，如瓜果、柑桔、甘 蔗作物等，也可用于医药等方面。硫酸铵还可改善 其他肥料的造粒性能，是团粒法生产复混肥的主要 原料之一，增产效果显著，具有明显改善农产品品 质的作用。而离心出来的液体蛋白当副产品出售， 该粗蛋白含量≥25%(干基计)，氨基酸含量高，可作 奶牛专用饲料等，有很好的利用价值。
以每天处理700 m3 味精废母液计，其总投资 2000 万元左右。
在生产过程中，由于该套设备基本全自动化控 制，需要人员较少(四班三倒，每班2 人，再加上班 长和维修，总计10 人)就可维持正常生产。该套设 备可以处理700 m3／d 味精废母液，每年可生产 24000 t 硫酸铵肥料，价值2040 万元；离心出来的 液体蛋白当副产品出售，该粗蛋白含量≥25%(干基 计)，氨基酸含量高，可作奶牛专用饲料等，有很好 的利用价值，每年可生产30000 t 液体蛋白，价值 500 万元。而该套工艺生产成本约为600 元／t，效 益明显。因设备工艺是跟法国合资独创，同时肥料 跟液体蛋白性能良好，出口跟内销一直供不应求。
采用该项技术使味精发酵行业最难处理的高浓 度废母液实现零排放，同时又可获得较好的经济效 益，为解决味精、发酵行业废水处理找出一条较好 的途径。
| [1] | 王永泉,高立栋. 谷氨酸母液生产有机无机复混肥[J]. 发酵科技通讯,2007,36(2):12. ( 1)
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| [2] | 龚盛昭,黄小文. 我国味精废水治理技术进展[J]. 发酵科技通讯,2002(4):17-19. (1)
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| [3] | 许玉东. 味精废水处理工艺设计[J]. 环境工程,2002(6):18-20. (1)
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