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谷氨酸鈉俗稱味精，是 上應用范圍較廣、產銷量較大的一種氨基酸。味精的主要作用是增加食品的鮮味，在中國菜里用的較多。

隨著生物技術的不斷發(fā)展和對味精需求量的不斷增加，中國成為味精的 大生產和消費國。然而高產出的同時，高物耗高濃度廢水排放使味精行業(yè)被列為高污染行業(yè)。從味精的生產工藝看出主要污染物的產生是谷氨酸的提取階段，谷氨酸發(fā)酵液經離心機分離后產生大量高濃度有機物廢水。它不僅制約了谷氨酸的提取率、質量、生產成本，而且很大程度上束縛著整個產業(yè)未來的發(fā)展，如果能結合關鍵工藝的改變，改進離心機設備結構特性，提高分離效率，降低能耗，減少污染物排放，將對整個工藝的可持續(xù)發(fā)展帶來積極的作用。

1 谷氨酸的提取工藝的發(fā)展變化

我國味精企業(yè)谷氨酸提取經歷了很多種工藝，主要經歷了傳統(tǒng)的等電離交法，發(fā)展到濃縮高溫連續(xù)等電提取工藝，再到改進后的新清潔工藝的發(fā)展過程。

1.1 傳統(tǒng)的等電離交工藝流程

發(fā)酵液經過冷凍等電后進入離心機進行分離，分離后得到谷氨酸和等電母液，谷氨酸經過中和進入下一道味精精制提取，等電母液進入離子交換吸附，再洗脫后回等電結晶。

傳統(tǒng)等電離交工藝的優(yōu)點是提取率較高，可以達到94%～95%。但是存在輔料消耗大，廢水多等缺點。我們將LW450型離心機應用在這種工藝的發(fā)酵提取工段，這是離心機開始在味精行業(yè)的應用。與過濾機等其他設備相比，離心機具有許多優(yōu)點：

（1）設備工藝連續(xù)性好，可以24h不間斷運行，其他設備是間斷進料、出料。

（2）生產能力大，產能比其他設備大幾倍。

（3）勞動強度小，操作人員少，在分離過程中，十幾臺離心機只需要1～2名操作人員。

（4）操作簡便，無需高強度體力操作。

（5）設備運行可靠，故障少，維護保養(yǎng)簡便。

1.2 濃縮等電變晶工藝流程

河南周口味之素公司引進了濃縮高溫連續(xù)等電加轉晶（簡稱濃縮等電變晶工藝），為國內濃縮連續(xù)等電技術奠定了基礎。濃縮連續(xù)等電工藝中在一級分離和二級分離工序中都采用離心機，此工藝對離心機來說，問題是谷氨酸發(fā)酵液的固液比更高，物料濃度達到20%～25%。

LWD430B型離心機具有以下特點：

（1）采用調速電機加電渦流控制技術，實現(xiàn)轉速和差轉速可調。

（2）采用硬質合金耐磨技術，解決出渣口和螺旋推料器的不耐磨損情況。

（3）采用承載能力更大的行星齒輪差速技術。

（4）采用更節(jié)能的轉鼓和輸送扭矩更大的螺旋輸送器技術。

（5）提高控制系統(tǒng)性能。

采用這些技術的離心機物料適用性更好，并 在周口味之素公司成功運用，使離心機在味精行業(yè)應用進一步擴大，被國內更多的味精廠使用和推廣。

1.3 新清潔工藝的優(yōu)勢及創(chuàng)新點

新清潔工藝低消耗，低污染（尤其水量消耗大大的降低，是原工藝用水量的10%左右，同時也降低了能耗）；降低料液粘度，不易精罐，利于谷氨酸結晶；提高了谷氨酸純度；提高了味精的質量；為提高精制收率奠定基礎；能有效提高設備利用率（設備只有老工藝的1/3）；降低精制生辰成本；料液中焦谷氨酸回收率高（≥98%）。

2 臥螺離心機隨著谷氨酸提取工藝的進步而不斷創(chuàng)新

2.1 臥螺離心機的組成及工作原理

臥螺離心機是臥式螺旋卸料沉降離心機的簡稱，是利用離心力的作用分離有一定密度差的液體與固體顆?；蛞后w與液體的混合物。利用不同密度或粒度的固體顆粒在液體中沉降速度不同的特點，有些沉降離心機還可以對固體顆粒按密度或粒度進行分級。離心機大量應用于市政、化工、食品、發(fā)酵、制藥、選礦等固液分離領域。

2.1.1 臥螺離心機的組成

臥螺離心機主要由主、副驅動裝置、轉鼓部件、螺旋部件、軸承座、差速器等主要部件以及電器控制系統(tǒng)組成。

2.1.2 臥螺離心機的工作原理

離心機的工作原理是根據(jù)離心力的作用，將具有不同比重互不相溶的物體分開。谷氨酸發(fā)酵液由進料管進入離心機轉鼓內，在轉鼓高速旋轉時所產生的離心力的作用下，將存在比重差固液兩相分層，比重較大的固體顆粒沉積在轉鼓內壁上被螺旋推料器不斷推出至轉鼓的出渣口，較輕的液相轉鼓的溢流口流出，螺旋推料器與轉鼓之間的轉速差通過差速器來實現(xiàn)，轉速差的大小通過副電機來進行調節(jié)，就完成了離心機對谷氨酸發(fā)酵液的連續(xù)分離過程。

2.2 新舊工藝下的離心機應用

新清潔工藝與傳統(tǒng)工藝的差別，對離心機應用來說區(qū)別是谷氨酸發(fā)酵液固液比非常高，傳統(tǒng)工藝中發(fā)酵液的固液質量比約為≤10%，而新工藝中發(fā)酵液固液比提高20%～25%，達到30%～40%，尤其是二次分離液的固含量高達50%，這樣對離心機的分離性能要求越來越高，具體表現(xiàn)為以下幾點：

（1）需要更大推料扭矩的差速器，否則對離心機設備會造成損壞。

（2）對離心機的控制系統(tǒng)提出了較高的要求，能夠精準采集扭矩信號并穩(wěn)定控制扭矩，才能保證離心機的正常運行。

（3）進料系統(tǒng)的設計要合理，盡量減小進料濃度的波動。

（4）提高離心機的處理能力，提高設備的利用率。

3 高效離心機的結構特點

高效離心機是應用于味精發(fā)酵液分離的機型，針對物料的特性，離心機設計考慮有大長徑比、大錐角、高轉速、耐磨性能好、使用運行性能高等特點。

（1）大長徑比設計：大的長徑比可以增加離心機的有效沉降區(qū)域，延長物料在轉鼓內的停留時間，提高固形物的去除率，使分離后的清液更清。清液不溶物含量可以做到≤2%（一般在3%左右），更易于后道工序的處理，減輕廢水處理和環(huán)保壓力；高效離心機的長徑比大于4，增加了有效沉降面積，也就是增大了處理量，處理量可以由5～6m3/h提高至8～10m3/h，處理能力更大，分離性能更優(yōu)。

（2）大錐角選型設計：相對于以往的機型，針對谷氨酸發(fā)酵液選用大錐角結構，半錐角大于10°，這種機型的特點是液層深度較深，相同長徑比的機型物料澄清段較長，液相較清；錐角大，擠壓力大，使渣相更干，這樣可以保證兩相的分離效果都有所提高，從而得到更滿意的分離性能。

（3）高轉速設計：離心機的設計轉速大于3500r/min，分離因數(shù)＞3200，經對離心機的轉鼓、螺旋、機架等主要部件做了結構優(yōu)化設計，使設備可以達到更高的性能。發(fā)酵液分離后，渣相的含水率可以達到20%以下。

（4）高耐磨要求：高濃度物料，高轉速對離心機的耐磨要求更嚴峻。旋轉部件采用渦流式結構，加速物料快速進入轉鼓，在與物料接觸的關鍵部位，使用高硬度的材料，結合流線型耐磨結構，減少物料的擾動；在物料出口處采用增加可更換耐磨保護結構工藝，增加關鍵部位的耐磨性，增加了螺旋體的使用壽命。

應用于各種工藝的機型及參數(shù)見下表：

由上表可知，濃縮工藝的耗水量是等電工藝的20%～30%，新節(jié)能工藝的耗水量是工藝的8%～12%，大大節(jié)約水資源，同時減少廢水處理量，提升企業(yè)效益，減輕環(huán)保壓力。

4 結束語

隨著味精工藝的不斷改進，要適應未來工藝發(fā)展的要求，離心機需要向著高效率低能耗、節(jié)能、環(huán)保的方向開發(fā)創(chuàng)新，同時向大型化大產能機型不斷發(fā)展。