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摘要：以玉米淀粉为原料采用双酶法工艺生产啤酒糖浆；发酵法生产赖氨酸通常以玉米、淀粉为原料，配以膜过濾技术，发酵液放罐后直接经超滤系统过滤，能使收率达到99%以上，整个工艺过程除了最终产品赖氨酸和副产品饲料、硫酸铵外，无多余废水排放。
关键词：玉米淀粉；啤酒糖浆；赖氨酸
1.啤酒糖浆生产工艺技术
1.1啤酒糖浆生产工艺技术的选择
淀粉经过不同程度水解后可获得多组分糖浆，不同的转化方法获得的各种糖的比例不同。根据淀粉的转化程度，分为麦芽糊精、低转化糖浆、中转化糖浆和高转化糖浆。生产啤酒糖浆属高转化糖浆，高转化糖浆的生产一般采用酸酶法或双酶法工艺。酸酶法是用酸法将浓度为30～45%的淀粉乳液化到DE值38～50%，中和、过滤、脱色，引入糖化桶中调温，加入酶制剂继续糖化至所需要DE值；双酶法是先用酶液化得DE值15～20%的淀粉液化液，再用酶糖化，得到高转化糖浆。在相同转化程度时，酸酶法所得糖浆中麦芽糖含量和发酵糖含量都比双酶法低一些。生产中可以通过不同工艺或不同酶来控制糖浆中糖分组成。啤酒糖浆为高转化麦芽糖浆，采用双酶法工艺组织生产。
1.2啤酒糖浆工艺流程简述
1.2.1调浆配置
玉米淀粉与水的比例为1：1.4，水温40～50℃，用碳酸钠调pH6.0～6.5，加入一定量耐高温α-淀粉酶和CaCl2，搅拌均匀。
1.2.2液化
调配好的料打入喷射液化器中，和蒸汽直接接触，使料液温度瞬间升到105～108℃，维持5～10min，以充分糊化淀粉，然后进入真空冷却器闪蒸泄压放出多余的蒸汽，降温到95～100℃，在此温度下保温1～1.5h，达到DE值15%，完成液化过程。
1.2.3过滤
用泵把液化液打入板框压滤机，过滤掉粉渣，以利糖化，滤渣用热水洗涤2～3次，提高出糖率。
1.2.4糖化降解
将过滤后的液化清液打入糖化罐，冷却到60℃左右，用盐酸调pH5.3～5.8，加入一定量的真菌β-淀粉酶，搅拌保温糖化40h。
1.2.5保留有效氮
加入一定量的蛋白酶，是蛋白质部分分解，保证α-氨基酸及不同分子量含氮物质的比例。
1.2.6脱色、过滤
糖化液用盐酸调pH4.8，部分蛋白质由于达到等电点而凝结析出，加入0.5～1%的糖用活性炭，加热到80℃，搅拌30min后压滤，滤清液先进高效旋流分离器分离脂肪，然后进行离子交换操作。
1.2.7离子交换
脱色去除脂肪后的糖液送入离子交换柱进行离子交换，去除脱色后糖液中残留的蛋白质、有色物质和金属离子。阳离子交换树脂采用732型，阴离子交换树脂采用711型，阳阴离子交换树脂串联使用，树脂再生分别用盐酸和氢氧化钠。
1.2.8真空浓缩
用泵将脱色净化糖液打入到真空浓缩罐中，在真空度80kPa以下浓缩到固形物浓度78～80%，该糖浆即为成品。
2.赖氨酸生产工艺技术
2.1赖氨酸生产工艺技术的选择
淀粉中的酸或酶经水解成淀粉糖，加入营养盐调pH值后，进入发酵罐进行灭菌处理，然后接入种子培养物便其发酵，经过微生物发酵后的浓缩液冷冻结晶、离心分离、烘干提纯后即得产品。
在赖氨酸生产传统工艺中，发酵液不进行过滤直接上柱提取（混液吸附），树脂吸附后进行洗涤含大量的菌体、蛋白、胶体的废水将被洗涤下来形成难以治理的废水。事实上该废水是具有丰富营养资源的物质可做饲料使用的有价值的东西，但废水浓度很稀要将该废水浓缩成饲料要耗费大量的能源，经济上极不划算，这就是赖氨酸生产时废水难以治理的原因所在。由于混液吸附，树脂要频繁洗涤反冲，造成树脂破碎，树脂用量大更换频繁。更为重要的是杂质的吸附一定程度上影响了树脂的提取收率、解吸下的杂质及色素会带入下游工艺中影响产品的色泽、结晶质量。
另外由于赖氨酸利用其两性氨基酸的特性进行吸附与解析，因此要在上柱之前进行硫酸调酸处理，然后解析时通过加入一定流量的氨水改变pH解析赖氨酸。不可避免的将会产生含硫酸铵的废水。
采用膜过滤技术，发酵液放罐后直接经超滤系统过滤，能使收率达到99%以上，滤渣中含有大量的蛋白质及菌丝等营养物质，烘干后作饲料，同时有利于下一工序的离子交换。
滤过液经离子交换吸附后的废液，经纳滤膜过滤，透过液回收作为树脂柱的清洗液，浓缩液用于生产硫酸铵肥料。离子交换后的洗脱液经纳滤膜过滤，透过液回收做为树脂柱的清洗液，浓缩液进入下一工序生产赖氨酸。整个工艺过程除了最终产品赖氨酸和副产品饲料、硫酸铵外，无多余废水排放。
2.2赖氨酸工艺流程简述
2.2.1玉米淀粉乳制糖
2.2.1.1调浆配料
将玉米淀粉乳浓度调到16～18Be?，温度控制在30～40℃，BA值控制在5.8～6.2之间，耐高温淀粉酶用量为0.45L/t干淀粉，氯化钙用量视水质情况而定，一般CaCl2用量为干淀粉的0.15～0.3%。
2.2.1.2喷射液化
工作蒸汽压力一定要稳定，不能或高或低，一般在0.5MPa左右。流量25m3/h，喷射温度控制在105～108℃，1～2小时左右，以碘液及应呈棕黄色即可。此液化液DE值一般在8～12%。
2.2.1.3糖化
液化液经过螺旋板式换热器温度控制在60～62℃之间，进入中间罐调pH，用盐酸调pH4.1～4.3之间，然后泵入糖化罐糖化。高转化糖酶用量为1～1.2L/t干淀粉，糖化周期36h，糖化过程每隔1～2h开动搅拌10min，糖化终点用无水乙醇检测无白色沉淀为准。用碳酸钠水溶液调pH4.6～5.0之间，离开蒸汽灭酶80℃，20min。 2.2.1.4过滤
将灭过菌的水解糖液打入板框压滤机，压力0.25～0.3MPa，开始滤出的糖液浑浊经回流管返回，直到糖液完全清亮后开始收集。
2.2.2赖氨酸发酵
2.2.2.1种子培养
菌种：引进赖氨酸生产菌。
斜面培养基：蛋白胨1.0%，酵母膏0.5%，菌菌糖0.5%，氯化钠0.5%，琼脂粉1.6%，pH7.0～7.2，灭菌120℃，30分钟，培养30～31℃，24h放4℃冰箱保存。
一级种子培养基：双酶糖3.0%，尿素0.2%，硫酸铵1.0%，玉米漿3.0%，豆粕水解液4.0%，磷酸氨二钾0.1%，硫酸镁0.05%，pH7.0，灭菌120℃，30min。30～31℃，经复式摇床，98～100次/min培养18～20h。
二级种子培养基：双酶糖3.5%，尿素0.3%，硫酸铵1.0%，玉米浆3.0～3.5%，豆粕水解液4.0%，K2HPO? 0.1%，MgSO4 4.7%，H2O 0.05%，pH7.0，灭菌连消120℃，10min。
培养：二级种子培养基灭好菌后降温至21℃，用无菌空气保压，接入无污染，活力强的赖氨酸一级种，风量1：0.2～1：0.4。温度30～31℃，pH6.6～7.0，时间22～26h。
2.2.2.2发酵
水解糖10%，硫酸铵2.5%，玉米浆1.5%，糖蜜3.0%，豆粕水解液2～3.5%，K2PO4 0.1%，MgSO?4 4.7%，H2O 0.05%，pH7.2～7.0，灭菌连消，120℃10分钟，降温后接入二级种子。
培养控制：通风量，平均1：0.4，pH通氨控制6.5～7.0，温度31～33℃，糖浓度降至3.0%时开始补加糖液，根据发酵中氨基氮情况酌情补入硫酸铵。发酵周期约48h。
2.2.2.3超滤提取
发酵液放罐后经超滤系统过滤，去除蛋白质、菌丝、悬浮物、胶体、细菌及其他大分子有机物于滤渣中，滤渣中含有大量的营养物质，送入饲料车间，烘干后作为饲料进行包装销售。
经超滤分离除掉菌体的清液在调酸罐中用硫酸调至pH<2，然后送入连续离子交换装置，经离子交换树脂吸附和用氨水洗脱，赖氨酸被提取出来。洗脱液用泵至浓缩和中和程序。
洗脱液进入浓缩供料罐，用泵经热送至三效降膜蒸发装置进行脱氨和一次浓缩。蒸脱的氨气经冷凝回收用作配置洗脱剂。浓缩液送入中和罐用硫酸调至赖氨酸硫酸盐的等电点，生成赖氨酸硫酸盐，然后用泵送入二次浓缩供料箱，供二次浓缩用。二次浓缩在真空浓缩罐中进行。
将二次浓缩液放入结晶机进行冷却结晶，然后用卧式连续分离机分离。母液根据其质量可返回一次浓缩工序或离交工序。分离出的赖氨酸硫酸盐送至干燥包装工序。
分离后的赖氨酸硫酸盐用干燥机进行干燥。干燥后经振动筛筛分和包装即为成品饲料级L-赖氨酸硫酸盐。
关键词：玉米淀粉；啤酒糖浆；赖氨酸
1.啤酒糖浆生产工艺技术
1.1啤酒糖浆生产工艺技术的选择
淀粉经过不同程度水解后可获得多组分糖浆，不同的转化方法获得的各种糖的比例不同。根据淀粉的转化程度，分为麦芽糊精、低转化糖浆、中转化糖浆和高转化糖浆。生产啤酒糖浆属高转化糖浆，高转化糖浆的生产一般采用酸酶法或双酶法工艺。酸酶法是用酸法将浓度为30～45%的淀粉乳液化到DE值38～50%，中和、过滤、脱色，引入糖化桶中调温，加入酶制剂继续糖化至所需要DE值；双酶法是先用酶液化得DE值15～20%的淀粉液化液，再用酶糖化，得到高转化糖浆。在相同转化程度时，酸酶法所得糖浆中麦芽糖含量和发酵糖含量都比双酶法低一些。生产中可以通过不同工艺或不同酶来控制糖浆中糖分组成。啤酒糖浆为高转化麦芽糖浆，采用双酶法工艺组织生产。
1.2啤酒糖浆工艺流程简述
1.2.1调浆配置
玉米淀粉与水的比例为1：1.4，水温40～50℃，用碳酸钠调pH6.0～6.5，加入一定量耐高温α-淀粉酶和CaCl2，搅拌均匀。
1.2.2液化
调配好的料打入喷射液化器中，和蒸汽直接接触，使料液温度瞬间升到105～108℃，维持5～10min，以充分糊化淀粉，然后进入真空冷却器闪蒸泄压放出多余的蒸汽，降温到95～100℃，在此温度下保温1～1.5h，达到DE值15%，完成液化过程。
1.2.3过滤
用泵把液化液打入板框压滤机，过滤掉粉渣，以利糖化，滤渣用热水洗涤2～3次，提高出糖率。
1.2.4糖化降解
将过滤后的液化清液打入糖化罐，冷却到60℃左右，用盐酸调pH5.3～5.8，加入一定量的真菌β-淀粉酶，搅拌保温糖化40h。
1.2.5保留有效氮
加入一定量的蛋白酶，是蛋白质部分分解，保证α-氨基酸及不同分子量含氮物质的比例。
1.2.6脱色、过滤
糖化液用盐酸调pH4.8，部分蛋白质由于达到等电点而凝结析出，加入0.5～1%的糖用活性炭，加热到80℃，搅拌30min后压滤，滤清液先进高效旋流分离器分离脂肪，然后进行离子交换操作。
1.2.7离子交换
脱色去除脂肪后的糖液送入离子交换柱进行离子交换，去除脱色后糖液中残留的蛋白质、有色物质和金属离子。阳离子交换树脂采用732型，阴离子交换树脂采用711型，阳阴离子交换树脂串联使用，树脂再生分别用盐酸和氢氧化钠。
1.2.8真空浓缩
用泵将脱色净化糖液打入到真空浓缩罐中，在真空度80kPa以下浓缩到固形物浓度78～80%，该糖浆即为成品。
2.赖氨酸生产工艺技术
2.1赖氨酸生产工艺技术的选择
淀粉中的酸或酶经水解成淀粉糖，加入营养盐调pH值后，进入发酵罐进行灭菌处理，然后接入种子培养物便其发酵，经过微生物发酵后的浓缩液冷冻结晶、离心分离、烘干提纯后即得产品。
在赖氨酸生产传统工艺中，发酵液不进行过滤直接上柱提取（混液吸附），树脂吸附后进行洗涤含大量的菌体、蛋白、胶体的废水将被洗涤下来形成难以治理的废水。事实上该废水是具有丰富营养资源的物质可做饲料使用的有价值的东西，但废水浓度很稀要将该废水浓缩成饲料要耗费大量的能源，经济上极不划算，这就是赖氨酸生产时废水难以治理的原因所在。由于混液吸附，树脂要频繁洗涤反冲，造成树脂破碎，树脂用量大更换频繁。更为重要的是杂质的吸附一定程度上影响了树脂的提取收率、解吸下的杂质及色素会带入下游工艺中影响产品的色泽、结晶质量。
另外由于赖氨酸利用其两性氨基酸的特性进行吸附与解析，因此要在上柱之前进行硫酸调酸处理，然后解析时通过加入一定流量的氨水改变pH解析赖氨酸。不可避免的将会产生含硫酸铵的废水。
采用膜过滤技术，发酵液放罐后直接经超滤系统过滤，能使收率达到99%以上，滤渣中含有大量的蛋白质及菌丝等营养物质，烘干后作饲料，同时有利于下一工序的离子交换。
滤过液经离子交换吸附后的废液，经纳滤膜过滤，透过液回收作为树脂柱的清洗液，浓缩液用于生产硫酸铵肥料。离子交换后的洗脱液经纳滤膜过滤，透过液回收做为树脂柱的清洗液，浓缩液进入下一工序生产赖氨酸。整个工艺过程除了最终产品赖氨酸和副产品饲料、硫酸铵外，无多余废水排放。
2.2赖氨酸工艺流程简述
2.2.1玉米淀粉乳制糖
2.2.1.1调浆配料
将玉米淀粉乳浓度调到16～18Be?，温度控制在30～40℃，BA值控制在5.8～6.2之间，耐高温淀粉酶用量为0.45L/t干淀粉，氯化钙用量视水质情况而定，一般CaCl2用量为干淀粉的0.15～0.3%。
2.2.1.2喷射液化
工作蒸汽压力一定要稳定，不能或高或低，一般在0.5MPa左右。流量25m3/h，喷射温度控制在105～108℃，1～2小时左右，以碘液及应呈棕黄色即可。此液化液DE值一般在8～12%。
2.2.1.3糖化
液化液经过螺旋板式换热器温度控制在60～62℃之间，进入中间罐调pH，用盐酸调pH4.1～4.3之间，然后泵入糖化罐糖化。高转化糖酶用量为1～1.2L/t干淀粉，糖化周期36h，糖化过程每隔1～2h开动搅拌10min，糖化终点用无水乙醇检测无白色沉淀为准。用碳酸钠水溶液调pH4.6～5.0之间，离开蒸汽灭酶80℃，20min。 2.2.1.4过滤
将灭过菌的水解糖液打入板框压滤机，压力0.25～0.3MPa，开始滤出的糖液浑浊经回流管返回，直到糖液完全清亮后开始收集。
2.2.2赖氨酸发酵
2.2.2.1种子培养
菌种：引进赖氨酸生产菌。
斜面培养基：蛋白胨1.0%，酵母膏0.5%，菌菌糖0.5%，氯化钠0.5%，琼脂粉1.6%，pH7.0～7.2，灭菌120℃，30分钟，培养30～31℃，24h放4℃冰箱保存。
一级种子培养基：双酶糖3.0%，尿素0.2%，硫酸铵1.0%，玉米漿3.0%，豆粕水解液4.0%，磷酸氨二钾0.1%，硫酸镁0.05%，pH7.0，灭菌120℃，30min。30～31℃，经复式摇床，98～100次/min培养18～20h。
二级种子培养基：双酶糖3.5%，尿素0.3%，硫酸铵1.0%，玉米浆3.0～3.5%，豆粕水解液4.0%，K2HPO? 0.1%，MgSO4 4.7%，H2O 0.05%，pH7.0，灭菌连消120℃，10min。
培养：二级种子培养基灭好菌后降温至21℃，用无菌空气保压，接入无污染，活力强的赖氨酸一级种，风量1：0.2～1：0.4。温度30～31℃，pH6.6～7.0，时间22～26h。
2.2.2.2发酵
水解糖10%，硫酸铵2.5%，玉米浆1.5%，糖蜜3.0%，豆粕水解液2～3.5%，K2PO4 0.1%，MgSO?4 4.7%，H2O 0.05%，pH7.2～7.0，灭菌连消，120℃10分钟，降温后接入二级种子。
培养控制：通风量，平均1：0.4，pH通氨控制6.5～7.0，温度31～33℃，糖浓度降至3.0%时开始补加糖液，根据发酵中氨基氮情况酌情补入硫酸铵。发酵周期约48h。
2.2.2.3超滤提取
发酵液放罐后经超滤系统过滤，去除蛋白质、菌丝、悬浮物、胶体、细菌及其他大分子有机物于滤渣中，滤渣中含有大量的营养物质，送入饲料车间，烘干后作为饲料进行包装销售。
经超滤分离除掉菌体的清液在调酸罐中用硫酸调至pH<2，然后送入连续离子交换装置，经离子交换树脂吸附和用氨水洗脱，赖氨酸被提取出来。洗脱液用泵至浓缩和中和程序。
洗脱液进入浓缩供料罐，用泵经热送至三效降膜蒸发装置进行脱氨和一次浓缩。蒸脱的氨气经冷凝回收用作配置洗脱剂。浓缩液送入中和罐用硫酸调至赖氨酸硫酸盐的等电点，生成赖氨酸硫酸盐，然后用泵送入二次浓缩供料箱，供二次浓缩用。二次浓缩在真空浓缩罐中进行。
将二次浓缩液放入结晶机进行冷却结晶，然后用卧式连续分离机分离。母液根据其质量可返回一次浓缩工序或离交工序。分离出的赖氨酸硫酸盐送至干燥包装工序。
分离后的赖氨酸硫酸盐用干燥机进行干燥。干燥后经振动筛筛分和包装即为成品饲料级L-赖氨酸硫酸盐。