谷氨酸钠俗称味精，是 上应用范围较广、产销量较大的一种氨基酸。味精的主要作用是增加食品的鲜味，在中国菜里用的较多。

随着生物技术的不断发展和对味精需求量的不断增加，中国成为味精的 大生产和消费国。然而高产出的同时，高物耗高浓度废水排放使味精行业被列为高污染行业。从味精的生产工艺看出主要污染物的产生是谷氨酸的提取阶段，谷氨酸发酵液经离心机分离后产生大量高浓度有机物废水。它不仅制约了谷氨酸的提取率、质量、生产成本，而且很大程度上束缚着整个产业未来的发展，如果能结合关键工艺的改变，改进离心机设备结构特性，提高分离效率，降低能耗，减少污染物排放，将对整个工艺的可持续发展带来积极的作用。

1 谷氨酸的提取工艺的发展变化

我国味精企业谷氨酸提取经历了很多种工艺，主要经历了传统的等电离交法，发展到浓缩高温连续等电提取工艺，再到改进后的新清洁工艺的发展过程。

1.1 传统的等电离交工艺流程

发酵液经过冷冻等电后进入离心机进行分离，分离后得到谷氨酸和等电母液，谷氨酸经过中和进入下一道味精精制提取，等电母液进入离子交换吸附，再洗脱后回等电结晶。

传统等电离交工艺的优点是提取率较高，可以达到94%～95%。但是存在辅料消耗大，废水多等缺点。我们将LW450型离心机应用在这种工艺的发酵提取工段，这是离心机开始在味精行业的应用。与过滤机等其他设备相比，离心机具有许多优点：

（1）设备工艺连续性好，可以24h不间断运行，其他设备是间断进料、出料。

（2）生产能力大，产能比其他设备大几倍。

（3）劳动强度小，操作人员少，在分离过程中，十几台离心机只需要1～2名操作人员。

（4）操作简便，无需高强度体力操作。

（5）设备运行可靠，故障少，维护保养简便。

1.2 浓缩等电变晶工艺流程

河南周口味之素公司引进了浓缩高温连续等电加转晶（简称浓缩等电变晶工艺），为国内浓缩连续等电技术奠定了基础。浓缩连续等电工艺中在一级分离和二级分离工序中都采用离心机，此工艺对离心机来说，问题是谷氨酸发酵液的固液比更高，物料浓度达到20%～25%。

LWD430B型离心机具有以下特点：

（1）采用调速电机加电涡流控制技术，实现转速和差转速可调。

（2）采用硬质合金耐磨技术，解决出渣口和螺旋推料器的不耐磨损情况。

（3）采用承载能力更大的行星齿轮差速技术。

（4）采用更节能的转鼓和输送扭矩更大的螺旋输送器技术。

（5）提高控制系统性能。

采用这些技术的离心机物料适用性更好，并 在周口味之素公司成功运用，使离心机在味精行业应用进一步扩大，被国内更多的味精厂使用和推广。

1.3 新清洁工艺的优势及创新点

新清洁工艺低消耗，低污染（尤其水量消耗大大的降低，是原工艺用水量的10%左右，同时也降低了能耗）；降低料液粘度，不易精罐，利于谷氨酸结晶；提高了谷氨酸纯度；提高了味精的质量；为提高精制收率奠定基础；能有效提高设备利用率（设备只有老工艺的1/3）；降低精制生辰成本；料液中焦谷氨酸回收率高（≥98%）。

2 卧螺离心机随着谷氨酸提取工艺的进步而不断创新

2.1 卧螺离心机的组成及工作原理

卧螺离心机是卧式螺旋卸料沉降离心机的简称，是利用离心力的作用分离有一定密度差的液体与固体颗粒或液体与液体的混合物。利用不同密度或粒度的固体颗粒在液体中沉降速度不同的特点，有些沉降离心机还可以对固体颗粒按密度或粒度进行分级。离心机大量应用于市政、化工、食品、发酵、制药、选矿等固液分离领域。

2.1.1 卧螺离心机的组成

卧螺离心机主要由主、副驱动装置、转鼓部件、螺旋部件、轴承座、差速器等主要部件以及电器控制系统组成。

2.1.2 卧螺离心机的工作原理

离心机的工作原理是根据离心力的作用，将具有不同比重互不相溶的物体分开。谷氨酸发酵液由进料管进入离心机转鼓内，在转鼓高速旋转时所产生的离心力的作用下，将存在比重差固液两相分层，比重较大的固体颗粒沉积在转鼓内壁上被螺旋推料器不断推出至转鼓的出渣口，较轻的液相转鼓的溢流口流出，螺旋推料器与转鼓之间的转速差通过差速器来实现，转速差的大小通过副电机来进行调节，就完成了离心机对谷氨酸发酵液的连续分离过程。

2.2 新旧工艺下的离心机应用

新清洁工艺与传统工艺的差别，对离心机应用来说区别是谷氨酸发酵液固液比非常高，传统工艺中发酵液的固液质量比约为≤10%，而新工艺中发酵液固液比提高20%～25%，达到30%～40%，尤其是二次分离液的固含量高达50%，这样对离心机的分离性能要求越来越高，具体表现为以下几点：

（1）需要更大推料扭矩的差速器，否则对离心机设备会造成损坏。

（2）对离心机的控制系统提出了较高的要求，能够精准采集扭矩信号并稳定控制扭矩，才能保证离心机的正常运行。

（3）进料系统的设计要合理，尽量减小进料浓度的波动。

（4）提高离心机的处理能力，提高设备的利用率。

3 高效离心机的结构特点

高效离心机是应用于味精发酵液分离的机型，针对物料的特性，离心机设计考虑有大长径比、大锥角、高转速、耐磨性能好、使用运行性能高等特点。

（1）大长径比设计：大的长径比可以增加离心机的有效沉降区域，延长物料在转鼓内的停留时间，提高固形物的去除率，使分离后的清液更清。清液不溶物含量可以做到≤2%（一般在3%左右），更易于后道工序的处理，减轻废水处理和环保压力；高效离心机的长径比大于4，增加了有效沉降面积，也就是增大了处理量，处理量可以由5～6m³/h提高至8～10m³/h，处理能力更大，分离性能更优。

（2）大锥角选型设计：相对于以往的机型，针对谷氨酸发酵液选用大锥角结构，半锥角大于10°，这种机型的特点是液层深度较深，相同长径比的机型物料澄清段较长，液相较清；锥角大，挤压力大，使渣相更干，这样可以保证两相的分离效果都有所提高，从而得到更满意的分离性能。

（3）高转速设计：离心机的设计转速大于3500r/min，分离因数＞3200，经对离心机的转鼓、螺旋、机架等主要部件做了结构优化设计，使设备可以达到更高的性能。发酵液分离后，渣相的含水率可以达到20%以下。

（4）高耐磨要求：高浓度物料，高转速对离心机的耐磨要求更严峻。旋转部件采用涡流式结构，加速物料快速进入转鼓，在与物料接触的关键部位，使用高硬度的材料，结合流线型耐磨结构，减少物料的扰动；在物料出口处采用增加可更换耐磨保护结构工艺，增加关键部位的耐磨性，增加了螺旋体的使用寿命。

应用于各种工艺的机型及参数见下表：

由上表可知，浓缩工艺的耗水量是等电工艺的20%～30%，新节能工艺的耗水量是工艺的8%～12%，大大节约水资源，同时减少废水处理量，提升企业效益，减轻环保压力。

4 结束语

随着味精工艺的不断改进，要适应未来工艺发展的要求，离心机需要向着高效率低能耗、节能、环保的方向开发创新，同时向大型化大产能机型不断发展。