專利名稱：一種降低l-異亮氨酸發(fā)酵廢液中銨氮含量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種降低L-異亮氨酸發(fā)酵廢液中銨氮含量的方法，具體涉及一種L-異亮氨酸的 清潔生產(chǎn)方法，屬于生物化工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
L-異亮氨酸是人體八種必需氨基酸之一，同時又是三種支鏈氨基酸之一，在醫(yī)藥 和食品行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用及商業(yè)價值，目前L-異亮氨酸主要采用發(fā)酵法生產(chǎn)。在L-異 亮氨酸的發(fā)酵過程中需要間歇流加氨水用于調(diào)節(jié)PH和補充氮源。采用現(xiàn)有工藝生產(chǎn)L-異 亮氨酸，發(fā)酵廢液中銨氮含量較高。目前含銨氮發(fā)酵廢液的處理都是采用“末端治理技術(shù)”， 以求排放廢液達(dá)到對環(huán)境無害的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。這種處理方法是一個消極的、治標(biāo)不治本的治 污方法，特別是對大量的工業(yè)高濃度廢水，難以根治；從技術(shù)角度而言，末端治理技術(shù)的開 發(fā)難度不亞于生產(chǎn)工藝技術(shù)的開發(fā)，而更大的問題是經(jīng)濟(jì)問題，末端治理技術(shù)的少量產(chǎn)出， 難以抵消工程建設(shè)的資金投入和日常昂貴的運行費用，生產(chǎn)規(guī)模越大越難以承受。而清潔 生產(chǎn)強調(diào)在源頭削減廢物，使生產(chǎn)過程不產(chǎn)生或最大限度地少產(chǎn)生廢物。因此在L-異亮氨 酸的發(fā)酵生產(chǎn)過程中，如采用較為清潔的生產(chǎn)工藝使得氨水的消耗和發(fā)酵廢液中銨氮的含 量都有不同程度的降低，將會帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種降低L-異亮氨酸發(fā)酵廢液中銨氮含量的方法，該方 法能使L-異亮氨酸發(fā)酵廢液中銨氮的含量降低80%以上；氨水用量降低50%以上。在L-異亮氨酸的發(fā)酵過程中，需要流加氨水以調(diào)節(jié)pH和補充氮源。但由于發(fā)酵 中后期的氨水僅起到調(diào)節(jié)PH的作用，未被及時利用，導(dǎo)致發(fā)酵廢液中銨氮含量偏高。本發(fā) 明提供一種降低L-異亮氨酸發(fā)酵廢液中銨氮含量的方法，其原理是在發(fā)酵中后期，停止流 加氨水，改為流加氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)PH，以達(dá)到降低發(fā)酵廢液中銨氮含量和氨水用量的目 的?，F(xiàn)有的L-異亮氨酸的發(fā)酵技術(shù)的工藝配方及工藝參數(shù)概括如表1。表1工藝配方及工藝參數(shù) 生產(chǎn)菌種為JHI 2-75乳糖發(fā)酵短桿菌，該菌株已在無錫市科技局組織鑒定的名 稱為“支鏈氨基酸高產(chǎn)菌清潔生產(chǎn)工藝的關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化”的科學(xué)技術(shù)成果鑒定證書
(2009-1-17)上公開。在上述工藝配方的基礎(chǔ)上進(jìn)行培養(yǎng)，搖瓶一級種接到種子罐擴(kuò)配后， 接入生產(chǎn)發(fā)酵罐，在發(fā)酵罐的培養(yǎng)過程中，通過流加氨水控制適宜的PH值，保證菌種的發(fā) 酵培養(yǎng)。生產(chǎn)過程初始流加氨水為接種后3-25小時，整個流加周期在50-70小時，發(fā)酵結(jié) 束后，發(fā)酵液殘余氨氮在3000-6000mg/L。本發(fā)明的技術(shù)方案一種降低L-異亮氨酸發(fā)酵廢液中銨氮含量的方法，在L-異亮 氨酸的發(fā)酵過程中，用氫氧化鈉溶液部分代替流加的氨水，以降低發(fā)酵廢液中銨氮的含量； 工藝條件為發(fā)酵液接種3-25小時，優(yōu)選4-15小時后，開始流加氨水以補充氮源和控制 PH7. 2-7. 5，流加周期為15-40小時，優(yōu)選流加周期為20-40小時，流加的氨水質(zhì)量濃度為 50 % -100 %，優(yōu)選 70 % -100 %。自發(fā)酵液接種20-45小時，優(yōu)選25-45小時后，停止流加氨水，改為流加氫氧化鈉 溶液控制PH7. 2-7. 5，流加周期為10-40小時，優(yōu)選流加周期為15-25小時，流加的氫氧化鈉 溶液濃度為 0. l-5mol/L，優(yōu)選 0. 5_2mol/L。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明與現(xiàn)有工藝技術(shù)相比，本發(fā)明方法的優(yōu)越性是能大幅 度降低發(fā)酵廢液中的銨氮含量，使L-異亮氨酸發(fā)酵廢液中銨氮的含量降低80%以上；使氨 水用量降低50%以上。
具體實施例方式實施例1
5升的發(fā)酵罐中裝入3. 0升發(fā)酵液，接種5%種子液，發(fā)酵8小時后流加質(zhì)量濃度 50%的氨水控制pH至7. 2-7. 5，發(fā)酵40小時停止流加氨水，改為流加0. lmol/L的氫氧化 鈉溶液控制PH至7. 2-7. 5，至發(fā)酵結(jié)束時，L-異亮氨酸的產(chǎn)量為28. 4g/L。與現(xiàn)有工藝技 術(shù)相比，氨水用量降低50 %左右，發(fā)酵液中銨氮的含量從4000mg/L左右降低至600mg/L左
右ο實施例2500升的發(fā)酵罐中裝入350升發(fā)酵液，接種5%種子液，發(fā)酵10小時后流加質(zhì)量濃 度70%的氨水控制pH至7. 2-7. 5，發(fā)酵42小時停止流加氨水，改為流加0. 5mol/L的氫氧 化鈉溶液控制PH至7. 2-7. 5，至發(fā)酵結(jié)束時，L-異亮氨酸的產(chǎn)量為28. 7g/L。與現(xiàn)有工藝技 術(shù)相比，氨水用量降低50%左右，發(fā)酵液中銨氮的含量從4000mg/L降低至500mg/L左右。實施例35000升的發(fā)酵罐中裝入3500升發(fā)酵液，接種5%種子液，發(fā)酵10小時后流加質(zhì)量 濃度80%的氨水控制pH至7. 2-7. 5，發(fā)酵39小時停止流加氨水，改為流加2mol/L的氫氧 化鈉溶液控制PH至7. 2-7. 5，至發(fā)酵結(jié)束時，L-異亮氨酸的產(chǎn)量為29. lg/L。與現(xiàn)有工藝技 術(shù)相比，氨水用量降低50%左右，發(fā)酵液中銨氮的含量從4000mg/L降低至600mg/L左右。實施例450000升的發(fā)酵罐中裝入35000升發(fā)酵液，接種5%種子液，發(fā)酵10小時后流加質(zhì) 量濃度100%的氨水控制PH至7. 2-7. 5，發(fā)酵38小時停止流加氨水，改為流加5mol/L的氫 氧化鈉溶液控制PH至7. 2-7. 5，至發(fā)酵結(jié)束時，L-異亮氨酸的產(chǎn)量為29. 4g/L。與現(xiàn)有工 藝技術(shù)相比，氨水用量降低50%左右，發(fā)酵液中銨氮的含量從4000mg/L降低至600mg/L左
右ο
權(quán)利要求
一種降低L 異亮氨酸發(fā)酵廢液中銨氮含量的方法，其特征是在L 異亮氨酸的發(fā)酵過程中，用氫氧化鈉溶液部分代替流加的氨水，以降低發(fā)酵廢液中銨氮的含量；工藝條件為發(fā)酵液接種3 25小時后，開始流加氨水以補充氮源和控制pH7.2 7.5，流加周期為15 40小時，流加的氨水質(zhì)量濃度為50％ 100％；自發(fā)酵液接種20 45小時后，停止流加氨水，改為流加氫氧化鈉溶液控制pH7.2 7.5，流加周期為10 40小時，流加的氫氧化鈉溶液濃度為0.1 5mol/L。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低L-異亮氨酸發(fā)酵廢液中銨氮含量的方法，其特征是在 L-異亮氨酸的發(fā)酵過程中，用氫氧化鈉溶液部分代替流加的氨水，以降低發(fā)酵廢液中銨氮 的含量；工藝條件為發(fā)酵液接種4-15小時后，開始流加氨水以補充氮源和控制pH7. 2-7. 5，流加周期為 25-40小時，流加的氨水濃度為70% -100% ；自發(fā)酵液接種25-45小時后，停止流加氨水，改為流加氫氧化鈉溶液控制pH7. 2-7. 5， 流加周期為15-25小時，流加的氫氧化鈉溶液濃度為0. 5-2mol/L。
全文摘要
一種降低L-異亮氨酸發(fā)酵廢液中銨氮含量的方法，具體涉及一種L-異亮氨酸的清潔生產(chǎn)方法，屬于生物化工技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明主要是在L-異亮氨酸發(fā)酵過程中，用氫氧化鈉溶液部分代替流加的氨水，以補充氮源和控制pH，在不降低L-異亮氨酸產(chǎn)量的同時，降低氨水的用量和發(fā)酵廢液中銨氮的含量。本發(fā)明與現(xiàn)有工藝技術(shù)相比，最大的優(yōu)越性是能大幅度降低發(fā)酵廢液中的銨氮含量，使L-異亮氨酸發(fā)酵廢液中銨氮的含量降低80％以上；使氨水用量降低50％以上。
文檔編號C12R1/13GK101899482SQ20101024470
公開日2010年12月1日 申請日期2010年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月28日
發(fā)明者寧健飛, 蔡立明 申請人:無錫晶海氨基酸有限公司