專利名稱：一種低物耗少廢水的谷氨酸提取新工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種低物耗少廢水的谷氨酸提取新工藝，具體地說是發(fā)酵食 品工業(yè)技術領域。
技術背景味精的生產(chǎn)工藝主要以淀粉或廢糖蜜為原料，經(jīng)過制糖、發(fā)酵和提取獲 得中間產(chǎn)物谷氨酸，谷氨酸再經(jīng)過中和、脫色、除鐵、結(jié)晶分離和干燥等工 序，制成成品味精。其中，從谷氨酸發(fā)酵液中提取谷氨酸的現(xiàn)有技術主要有"等電結(jié)晶+離 子交換"工藝和"濃縮等電結(jié)晶+變晶"工藝。國內(nèi)多數(shù)味精生產(chǎn)企業(yè)采用"等電結(jié)晶+離子交換"工藝。其工藝過程是用離子交換獲得的高流份調(diào)節(jié)發(fā)酵液的pH值，使其下降至等電點3.22，并 降溫至1(TC左右，使大部分谷氨酸結(jié)晶析出；殘留在結(jié)晶母液中的谷氨酸用離子交換樹脂吸附，再用氨水將樹脂吸附的谷氨酸洗脫獲得高流份，高流份 用于下一批發(fā)酵液等電結(jié)晶。該工藝的優(yōu)點是提取收率高， 一般總收率可達94%,但該工藝額外產(chǎn)生了 40%的高濃廢水，又額外消耗了 100%的硫酸和45% 的液氨。"濃縮等電+變晶"工藝是將谷氨酸發(fā)酵液濃縮3 4倍，使?jié)饪s發(fā)酵液 中谷氨酸濃度達到30%左右，然后進入連續(xù)等電罐，同時流加酸性水解液， 控制等電罐的pH值為3.0 3.2，同時降溫至3(TC左右，使谷氨酸結(jié)晶析出， 再用臥式螺旋離心機分離得到谷氨酸晶體。由于分離得到的谷氨酸結(jié)晶質(zhì)量 差，必須通過"變晶"后才能精制做味精。該工藝的優(yōu)點是硫酸、液氨消耗 量少，產(chǎn)生的廢水也少。其缺點是谷氨酸提取收率低，僅88%，經(jīng)濟上無明 顯競爭力，在國內(nèi)味精行業(yè)中僅有少許企業(yè)中的個別生產(chǎn)線試用。因此降低硫酸、液氨等物耗從而降低生產(chǎn)成本并減少廢水產(chǎn)生量的新型 谷氨酸提取技術，是味精工業(yè)健康發(fā)展的技術關鍵。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服上述不足之處，從而提供一種低物耗少廢水的谷氨酸提取新工藝，能降低硫酸和液氨的消耗；采用二次結(jié)晶工藝，可提高谷 氨酸提取收率；谷氨酸結(jié)晶質(zhì)量最好，無需"變晶"。 本發(fā)明的主要解決方案是這樣實現(xiàn)的。本發(fā)明一種低物耗少廢水的谷氨酸提取新工藝，采用以下工藝步驟1、 谷氨酸發(fā)酵液進入等電結(jié)晶罐等電結(jié)晶，加入含有2 30%谷氨酸的 稀硫酸溶液，硫酸濃度為1 50%;調(diào)節(jié)發(fā)酵液的pH值3.0 3. 2，控制溫度 5 25°C，使谷氨酸結(jié)晶析出；谷氨酸發(fā)酵液與稀硫酸溶液的比例由pH控制。2、 等電結(jié)晶后經(jīng)離心分離得到產(chǎn)品谷氨酸結(jié)晶和等電母液；3、 將等電母液通過菌體分離步驟得到副產(chǎn)物菌體蛋白和等電清母液；4、 將上述等電清母液分成兩部分，一部分占等電清母液總量的80 100% 進入蒸發(fā)器蒸發(fā)得到濃縮清母液，真空度-O. 09 -0. OlMPa，濃縮溫度為45 98°C，濃縮后體積為濃縮前清母液體積的1/2 1/8;另一部分占等電清母液 總量的0 20%不濃縮，作為步驟7中溶解二次結(jié)晶谷氨酸用；5、 濃縮清母液通過控制溫度和pH而二次結(jié)晶，使殘留在等電母液中的 谷氨酸繼續(xù)結(jié)晶析出；二次結(jié)晶的pH值3.0 3.6，控制溫度5 85'C;6、 二次結(jié)晶后分離得到谷氨酸二次結(jié)晶和二次結(jié)晶母液；7、 二次結(jié)晶的谷氨酸晶體進入溶解罐，在溶解罐中加入谷氨酸結(jié)晶重量 1 50倍的水和/或1 50倍的步驟4中留存的等電清母液，再加入1 15倍 的硫酸，使谷氨酸結(jié)晶溶解；8、 經(jīng)溶解得到的含有谷氨酸的稀硫酸溶液送回等電結(jié)晶罐，調(diào)節(jié)下一批 發(fā)酵液等電結(jié)晶。本發(fā)明所述的等電結(jié)晶工藝可采用間歇分批結(jié)晶，或采用連續(xù)結(jié)晶等各 種結(jié)晶技術。本發(fā)明所述的菌體分離可采用加入絮凝劑絮凝后過濾，或直接加熱使菌 體凝固后過濾，或采用膜過濾等分離方法。所用絮凝劑可以是聚丙烯酰胺、 聚丙烯酸鈉、聚合鋁鹽或聚合鐵鹽等，絮凝劑加入量為10 300ppm，加熱溫 度為50 145°C。本發(fā)明所述的蒸發(fā)方式可采用單效蒸發(fā)，或采用多效蒸發(fā)。 本發(fā)明中等電結(jié)晶時調(diào)節(jié)pH值所采用的稀硫酸溶液，是由硫酸、水和/或等電清母液、二次等電結(jié)晶獲得的谷氨酸晶體混合配成的。谷氨酸濃度2 30%，硫酸濃度1 50%。所述的二次結(jié)晶的谷氨酸晶體進入溶解罐溶解，稀硫酸溶液不足調(diào)發(fā)酵液的pH值時，可向發(fā)酵液中直接加硫酸，直至發(fā)酵液的pH值降到3. 0 3. 2。 本發(fā)明中的二次等電母液可自由加工成硫酸銨、復合肥等各種產(chǎn)品。 本發(fā)明與已有技術相比具有以下優(yōu)點1、 革除了離子交換工藝，因此硫酸和液氨的消耗最低，其消耗低于現(xiàn)有 的"等電結(jié)晶+離子交換"工藝和"濃縮等電結(jié)晶+變晶"工藝。。2、 采用二次結(jié)晶工藝，可提高谷氨酸提取收率。谷氨酸提取收率和"等 電結(jié)晶+離子交換"工藝基本持平，而高于"濃縮等電結(jié)晶+變晶"工藝。3、 二次結(jié)晶得到的谷氨酸晶體用硫酸、水、等電清母液混合，或用硫酸 和水混合，或用硫酸與清等電母液混合，溶解制成"含谷氨酸的稀硫酸溶液" 后返回等電結(jié)晶工段用于發(fā)酵液等電結(jié)晶，其效果優(yōu)于硫酸直接調(diào)等電，更 優(yōu)于離子交換得到的高流份調(diào)等電，因此獲得的谷氨酸結(jié)晶質(zhì)量最好，無需"變晶"。4、 產(chǎn)生的廢水體積比"等電結(jié)晶+離子交換"工藝減少30-80%，結(jié)合現(xiàn) 有的硫酸銨結(jié)晶技術、復合肥生產(chǎn)技術，不僅能順利回收硫酸銨、復合肥等 副產(chǎn)物而消除污染，且由于廢水總量少，消耗的蒸汽和電能也低，生產(chǎn)成本 低。


圖1為本發(fā)明工藝流程示意圖。
具體實施方式
下面本發(fā)明將結(jié)合附圖中的實施例作進一步描述實施例一本發(fā)明一種低物耗少廢水的谷氨酸提取新工藝采用以下工藝 步驟1、 取10(W谷氨酸發(fā)酵液，谷氨酸濃度為10%，溫度36°C， pH6. 7。谷 氨酸發(fā)酵液進入等電結(jié)晶罐，加入16 1113含有6%谷氨酸的硫酸濃度為25%的 稀硫酸溶液，緩慢調(diào)節(jié)發(fā)酵液的pH值到3. 1，冷卻降溫到5。C，使谷氨酸結(jié) 晶析出。2、 用離心機分離，離心機分離速度為1200rpm，得到10. 1噸產(chǎn)品谷氨酸結(jié)晶和110m3等電母液；3、 在分離得到的等電母液中加入5Kg聚丙烯酸鈉絮凝劑，使菌體絮凝后 過濾，得到2. 1噸菌體蛋白和108m3等電清母液。4、 步驟3中得到的等電清母液，95r^進入四效蒸發(fā)器濃縮，剩余13m3 留到步驟7中溶解用。四效蒸發(fā)器從第一效到第四效的蒸發(fā)溫度在45 78X: 之間，真空度-0. 09 _0. 04MPa，濃縮后體積為25m3。5、 濃縮后的等電清母液降溫到2(TC，使殘留在等電清母液中的谷氨酸 二次結(jié)晶析出，二次結(jié)晶的pH值為3.2。6、 二次結(jié)晶后用離心機分離得到谷氨酸結(jié)晶和二次結(jié)晶母液；離心機分 離速度為6000rpm。7、 上述二次結(jié)晶后分離得到的1.22噸谷氨酸結(jié)晶，投入溶解罐，在溶 解罐中加入13m3清等電母液，再加入3700Kg濃度為93%的工業(yè)硫酸，使谷氨 酸結(jié)晶溶解；8、 將步驟7中得到的含有谷氨酸的稀硫酸溶液返回等電結(jié)晶罐，調(diào)節(jié)下 一批發(fā)酵液等電結(jié)晶。實施例二本發(fā)明一種低物耗少廢水的谷氨酸提取新工藝采用以下工 藝步驟1、 取10m3谷氨酸發(fā)酵液，谷氨酸濃度為9%，溫度35°C， pH6. 5。谷氨 酸發(fā)酵液進入等電結(jié)晶罐，加入1.51113含有7%谷氨酸的硫酸濃度為20%的稀 硫酸溶液，另加入60Kg濃度為93%的工業(yè)硫酸，調(diào)節(jié)發(fā)酵液的pH值3.2，控 制溫度15'C，使谷氨酸結(jié)晶析出；2、 用離心機分離，離心機分離速度為1200rpm，得到0.9噸產(chǎn)品谷氨酸 結(jié)晶和11m3等電母液；3、 將步驟2中分離得到的等電母液用水蒸汽加熱到12(TC，然后過濾得 到0. 22噸副產(chǎn)物菌體蛋白和10. 7m3等電清母液；4、 將步驟3中的等電清母液進入二效蒸發(fā)器濃縮，蒸發(fā)溫度為65 75 。C，真空度-O. 04 -0. 02MPa，濃縮后體積為2. 2m3;5、 濃縮后的等電清母液降溫到25°C，使殘留在等電母液中的谷氨酸結(jié) 晶析出；二次結(jié)晶的pH值為3.2。6、 二次結(jié)晶后，用離心機分離得到谷氨酸結(jié)晶和二次結(jié)晶母液，離心機分離速度6000rpm。7、 將步驟6中得到的谷氨酸結(jié)晶進入溶解罐，在溶解罐中加入lOOOKg 的水和300Kg的濃度為93%的工業(yè)硫酸，使谷氨酸結(jié)晶溶解。8、 將步驟7中得到的含有谷氨酸的硫酸溶液返回等電結(jié)晶罐，調(diào)節(jié)下一 批發(fā)酵液等電結(jié)晶。實施例三本發(fā)明一種低物耗少廢水的谷氨酸提取新工藝采用以下工藝 步驟1、 100m3谷氨酸發(fā)酵液，谷氨酸濃度為IO. 5%，溫度35。C， pH6. 7。谷氨 酸發(fā)酵液進入連續(xù)等電結(jié)晶系統(tǒng)。連續(xù)等電結(jié)晶系統(tǒng)由四個等電罐串聯(lián)而成， 四個等電結(jié)晶罐中同時加入9m3，含有10%谷氨酸的硫酸濃度為47%的稀硫酸 溶液，調(diào)節(jié)四個等電罐中發(fā)酵液的pH值依次為4.2、 3.8、 3.5、 3.2，控制 最終溫度1(TC，使谷氨酸結(jié)晶析出；2、 用離心機分離得到10.6噸產(chǎn)品谷氨酸結(jié)晶和101m3等電母液。離心 機分離速度為1440rpm。3、 將步驟2中的等電母液用膜分離，得到的菌體濃縮液加熱到8CTC后 再過濾，得到2.2噸副產(chǎn)物菌體蛋白。濾液合并得到97m3等電清母液；4、 將步驟3中的95m3等電清母液進入四效蒸發(fā)器濃縮，蒸發(fā)溫度為55 75°C，濃縮倍數(shù)(濃縮前后清等電母液體積比)為6倍；真空度-0.04 -0.015MPa:其余2m3等電清母液留作步驟7中溶解用。5、 濃縮后的等電清母液降溫到2CTC，使殘留在等電清母液中的谷氨酸 繼續(xù)結(jié)晶析出；二次結(jié)晶的PH值為3.2。6、 二次結(jié)晶后離心分離得到谷氨酸結(jié)晶和二次結(jié)晶母液；7、 將步驟6中得到的谷氨酸結(jié)晶進入溶解罐，在溶解罐中加入5m3水和 2m3的等電清母液，和3倍于谷氨酸二次結(jié)晶晶體重量的濃度為93%的工業(yè)硫 酸使谷氨酸結(jié)晶溶解；8、 將步驟7中得到的含有谷氨酸的硫酸溶液返回等電結(jié)晶罐，調(diào)節(jié)下一 批發(fā)酵液等電結(jié)晶。
權利要求
1、一種低物耗少廢水的谷氨酸提取新工藝，其特征是采用以下工藝步驟(1)、谷氨酸發(fā)酵液進入等電結(jié)晶罐等電結(jié)晶，加入含有2～30％谷氨酸的稀硫酸溶液，硫酸溶液濃度為1～50％；調(diào)節(jié)發(fā)酵液的pH值3.0～3.2，控制溫度5～25℃，使谷氨酸結(jié)晶析出；(2)等電結(jié)晶后經(jīng)離心分離得到產(chǎn)品谷氨酸結(jié)晶和等電母液；(3)、將等電母液通過菌體分離得到副產(chǎn)物菌體蛋白和等電清母液；(4)、將上述等電清母液分成兩部分，一部分占等電清母液總量的80～100％進入蒸發(fā)器蒸發(fā)得到濃縮清母液，真空度-0.09～-0.01MPa，濃縮溫度為45～98℃；另一部分占等電清母液總量的0～20％不濃縮，留存為二次結(jié)晶谷氨酸溶解用；(5)、濃縮清母液通過二次結(jié)晶，使殘留在等電母液中的谷氨酸繼續(xù)結(jié)晶析出；二次結(jié)晶的pH值3.0～3.6，控制溫度5～85℃；(6)、二次結(jié)晶后分離得到二次結(jié)晶的谷氨酸晶體和二次結(jié)晶母液；(7)、二次結(jié)晶的谷氨酸晶體進入溶解罐，在溶解罐中加入谷氨酸結(jié)晶重量1～50倍的水和/或1～50倍的上述留存的等電清母液，再加入1～15倍的稀硫酸溶液，使谷氨酸結(jié)晶溶解；溶液中硫酸濃度為1～50％；(8)、經(jīng)溶解得到的含有谷氨酸的稀硫酸溶液送回等電結(jié)晶罐，調(diào)節(jié)下一批發(fā)酵液等電結(jié)晶。
2、 根據(jù)權利要求1所述的一種低物耗少廢水的谷氨酸提取新工藝，其特 征在于所述的等電結(jié)晶采用間歇分批結(jié)晶或采用連續(xù)結(jié)晶。
3、 根據(jù)權利要求1所述的一種低物耗少廢水的谷氨酸提取新工藝，其特 征在于所述的菌體分離可采用加入絮凝劑絮凝后過濾，或直接加熱使菌體凝 固后過濾，或采用膜過濾分離。
4、 根據(jù)權利要求3所述的一種低物耗少廢水的谷氨酸提取新工藝，其特 征在于所述的絮凝劑可以是聚丙烯酰胺、聚丙烯酸鈉、聚合鋁鹽或聚合鐵鹽 等，絮凝劑加入量為10 300ppm，溫度為50 145。C。
5、 根據(jù)權利要求3所述的一種低物耗少廢水的谷氨酸提取新工藝，其特征在于所述的加熱使菌體凝固，加熱溫度為50 145°C。
6、 根據(jù)權利要求1所述的一種低物耗少廢水的谷氨酸提取新工藝，其特 征在于所述的蒸發(fā)采用單效蒸發(fā)或采用多效蒸發(fā)。
7、 根據(jù)權利要求1所述的一種低物耗少廢水的谷氮酸提取新工藝，其特 征在于當所述的二次結(jié)晶的谷氨酸晶體進入溶解罐溶解，稀硫酸溶液不足調(diào) 發(fā)酵液的pH值時，可向發(fā)酵液中直接加硫酸，直至發(fā)酵液的pH值降到3. 0 3. 2。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低物耗少廢水的谷氨酸提取新工藝，特征是谷氨酸發(fā)酵液進入等電結(jié)晶罐等電結(jié)晶；等電結(jié)晶后經(jīng)離心分離得到谷氨酸結(jié)晶和等電母液；將等電母液通過菌體分離得到菌體蛋白和等電清母液；再將等電清母液一部分蒸發(fā)得到濃縮清母液，另一部分留存為二次結(jié)晶谷氨酸溶解用；濃縮清母液經(jīng)二次結(jié)晶，得到二次結(jié)晶谷氨酸晶體，用水、等電清母液和硫酸使二次結(jié)晶谷氨酸晶體溶解；經(jīng)溶解得到的含有谷氨酸的稀硫酸溶液送回等電結(jié)晶罐，調(diào)節(jié)下一批發(fā)酵液等電結(jié)晶。本發(fā)明能降低硫酸和液氨的消耗；由于采用二次結(jié)晶工藝，可提高谷氨酸提取收率；谷氨酸結(jié)晶質(zhì)量最好，無需“變晶”。
文檔編號C12P13/14GK101255120SQ20081002351
公開日2008年9月3日 申請日期2008年4月2日 優(yōu)先權日2008年4月2日
發(fā)明者張建華, 毛忠貴 申請人:江南大學