從糖蜜發(fā)酵谷氨酸發(fā)酵液分離提取谷氨酸的清潔生產(chǎn)工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種從糖蜜發(fā)酵谷氨酸發(fā)酵液分離提取谷氨酸的清潔生產(chǎn)工藝，其利用不銹鋼膜和一級納濾膜純化發(fā)酵液，利用二級納濾膜進行濃縮，并在常溫條件下進行兩次等電結(jié)晶，同時，對工藝中產(chǎn)生的各級廢水、廢渣進行綜合利用，開發(fā)出了菌體蛋白飼料、C.M.S、有機肥、氯銨肥料等副產(chǎn)品。與傳統(tǒng)濃縮等電工藝相比，采用膜法二次等電工藝在“無污染、零排放”的基礎上，可以實現(xiàn)巨額經(jīng)濟效益，是資源綜合利用程度更高的清潔生產(chǎn)工藝。
【專利說明】
從糖蜜發(fā)酵谷氨酸發(fā)酵液分離提取谷氨酸的清潔生產(chǎn)工藝
技術領域
[0001] 本發(fā)明屬于生物化工領域，特別涉及一種從糖蜜發(fā)酵谷氨酸發(fā)酵液分離提取谷氨 酸的清潔生產(chǎn)工藝。
【背景技術】
[0002] 現(xiàn)有技術中谷氨酸的提取方法有低溫等電法、離子交換法、金屬鹽法、鹽酸水解一 等電點法、濃縮等電法。
[0003] 其中，低溫等電法是將發(fā)酵液加酸調(diào)至谷氨酸的等電點，使谷氨酸的溶解度降低， 從而沉淀析出，結(jié)晶收率通?？梢赃_到75%以上，如果采用低溫等電法（10°C)，則收率可達 到80 %。
[0004] 離子交換法是將發(fā)酵液稀釋至一定濃度，然后用酸將發(fā)酵液調(diào)至等電點以下，采 用陽離子交換樹脂吸附谷氨酸，然后用洗脫劑(通常是氨水)將谷氨酸從樹脂上洗脫下來， 達到濃縮提純的目的。采用此法提取，通常收率可達90%，但是酸堿耗量大。目前國內(nèi)幾乎 所有廠家都采用等電一離交工藝，即將發(fā)酵液等電結(jié)晶后，母液繼續(xù)用酸調(diào)整到PH1.7,然 后用強酸性陽離子交換樹脂吸附并用氨水洗脫，總收率可達96%。但是此法酸堿用量大、廢 水量大，等電離交工藝產(chǎn)生的廢水很難生化處理，近年來大量科技工作者在味精廢水治理 難題上做了大量研究，但也僅能治理離交工藝中產(chǎn)生的中、低濃度有機廢水，或者僅僅停留 在實驗階段，沒有工業(yè)化案例，因此，環(huán)境污染問題非常嚴重。
[0005] 金屬鹽法通常指鋅鹽法，利用谷氨酸與鋅離子作用，生成難溶于水的谷氨酸鹽沉 淀析出，在酸性環(huán)境中谷氨酸金屬鹽被分解，在PH2.4時，谷氨酸又結(jié)晶析出，從而達到分離 純化的目的。此法收率可達85%左右，但是由于重金屬離子的污染問題，此法沒有廣泛應 用。
[0006] 鹽酸水解一等電點法中，發(fā)酵液中除含有谷氨酸外，尚有一定量的谷氨酰胺，焦谷 氨酸和菌體蛋白。這些物質(zhì)用等電點法、離子交換法及沉淀法等方法是無法回收的。發(fā)酵液 經(jīng)濃縮后采用鹽酸水解可回收這部分谷氨酸。但是，采用此法一方面對設備要求很高，同時 水解會產(chǎn)生大量雜氨基酸，不利于進一步純化。
[0007]濃縮等電法中，發(fā)酵液經(jīng)濃縮后再調(diào)酸等電結(jié)晶，結(jié)晶后母液直接肥料不再回收 利用，采用此法，收率根據(jù)發(fā)酵液性質(zhì)不同可以達到80-90%。采用此法沒有等電一離交工 藝所產(chǎn)生的大量高濃度以及中低濃度有機廢水，是比較環(huán)保的生產(chǎn)工藝，國外廠家多采用 此法。
[0008]然而，采用蔗糖糖蜜為原料進行發(fā)酵，如果采用等電離交工藝進行生產(chǎn)，其一、由 于發(fā)酵液中雜質(zhì)含量較高，低溫等電時結(jié)晶收率就很難保證;其二、結(jié)晶母液用陽離子樹脂 吸附時，樹脂容易中毒，從而導致樹脂更換頻繁;其三、產(chǎn)生的高濃度有機廢水無論從色素 還是C0D上都比淀粉原料發(fā)酵液產(chǎn)生的廢水高，因此，味丹公司只能采用濃縮等電工藝提取 谷氨酸。濃縮等電工藝雖然能從根本上解決污染問題，但是提取收率低、生產(chǎn)能耗高、資源 浪費嚴重在以下幾個方面存在嚴重弊端：
[0009] 1、養(yǎng)晶時間長，由于發(fā)酵液中的雜質(zhì)含量高，發(fā)酵液濃縮2.5-3倍后，濃縮發(fā)酵液 中的總固體含量達到了75%以上。因此，必須要相當長一段時間的養(yǎng)晶才能保證形成比較 堅固的晶體，從而在晶體和母液分離的過程中才能保證晶體能比較順利的從母液中分離。 另外，在四次水洗的過程中，晶體足夠堅固也能保證溶解在水洗水中的麩酸盡量少。但由于 養(yǎng)晶時間過長(720小時），一方面會造成生產(chǎn)風險過高，一次操作失誤有可能造成30個批次 的結(jié)晶液受到污染;另一方面時間過長也可能造成產(chǎn)品因為各種未知原因損耗。
[0010] 2、晶體分離困難，由于結(jié)晶母液固形物含量過高，晶體和母液的分離非常困難，按 年產(chǎn)萬噸麩酸的生產(chǎn)規(guī)模計算，共需要40KW的臥式螺旋式離心機48臺，離心機能耗非常巨 大。
[0011] 3、晶體純度低，結(jié)晶獲得的麩酸晶體純度低，僅為80%，需要四次水洗、兩次轉(zhuǎn)晶 才能得到質(zhì)量合格的麩酸晶體，這不但會造成產(chǎn)品損失，還會帶來巨大的能源消耗和酸堿 資源浪費。
[0012] 4、結(jié)晶收率低，由于雜質(zhì)含量高、養(yǎng)晶時間長、水洗次數(shù)多甚至還需要兩次轉(zhuǎn)晶， 因此，麩酸的結(jié)晶收率低，僅為84 %。
[0013] 5、資源綜合利用程度低，發(fā)酵液中的菌體蛋白、焦糖色素及其它有機物最終作為 混合在結(jié)晶母液中作為污染源處理。
[0014] 鑒于如上原因，有必要研究一種從糖蜜發(fā)酵谷氨酸發(fā)酵液分離提取谷氨酸的清潔 生產(chǎn)工藝，以解決現(xiàn)有技術中存在的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 考慮到至少一個上述問題而完成了本發(fā)明，并且本發(fā)明的一個目的在于提供一種 從糖蜜發(fā)酵谷氨酸發(fā)酵液分離提取谷氨酸的清潔生產(chǎn)工藝，其特征在于包括以下步驟：
[0016] 加熱糖蜜發(fā)酵的谷氨酸發(fā)酵液；
[0017] 采用微濾膜對所述發(fā)酵液進行過濾并加水透析，獲得第一濾液和第一截留液；
[0018] 對第一截留液進行噴霧干燥獲得副產(chǎn)品單菌體蛋白飼料；
[0019] 采用第一級納濾膜過濾第一濾液獲得第二濾液和第二截留液；
[0020] 第二截留液經(jīng)蒸發(fā)濃縮獲得副產(chǎn)品濃縮蜜糖發(fā)酵液C.M.S.;
[0021] 采用第二級納濾膜過濾第二濾液獲得第三濾液和第三截留液，該第三濾液作為前 述水用于透析；
[0022] 采用鹽酸調(diào)整第三截留液的pH值，等電結(jié)晶，并采用三足離心機離心分離獲得第 一谷氨酸晶體和第一結(jié)晶母液；
[0023]采用液氨調(diào)整第一結(jié)晶母液的pH值，然后采用第三級納濾膜進行過濾獲得第四濾 液和第四截留液；
[0024]第四濾液為高純度的氯化銨溶液，采用蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶干燥后獲得副產(chǎn)品氯化銨 肥料；
[0025]第四截留液采用鹽酸調(diào)整pH值，等電結(jié)晶，然后采用三足離心機離心分離獲得第 二谷氨酸晶體和第二結(jié)晶母液；
[0026] 第二結(jié)晶母液采用蒸發(fā)濃縮獲得富含谷氨酸、氯化銨的副產(chǎn)品液肥；
[0027] 其中，第一谷氨酸晶體和第二谷氨酸晶體合并用于轉(zhuǎn)化谷氨酸鈉。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明另一方面，采用鹽酸調(diào)整第三截留液pH值為3-4,以及第四截留液采用 鹽酸調(diào)整pH值為3-4。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明另一方面，采用液氨調(diào)整第一結(jié)晶母液的pH值為5-6。
[0030] 根據(jù)本發(fā)明另一方面，微濾膜為管式結(jié)構(gòu)的陶瓷膜或不銹鋼膜，其支撐層材質(zhì)為 Al2〇3，或不銹鋼，膜層材質(zhì)為金紅石Ti02，或α-Α12〇 3，其過濾孔徑為20-200nm。
[0031] 根據(jù)本發(fā)明另一方面，第一級納濾膜為卷式組件方式的高分子膜，其截留分子量 為300-400D，其對硫酸鎂的截留率為80-90%，其溫度耐受范圍為5-60°C。
[0032] 根據(jù)本發(fā)明另一方面，微濾膜徹底去除了固體懸浮物，第二截留液采用三效蒸發(fā) 濃縮至固體含量60%，經(jīng)過10天靜置后沒有固體物質(zhì)沉淀析出。
[0033] 根據(jù)本發(fā)明另一方面，第二和第三級納濾膜為卷式組件方式的高分子膜，其截留 分子量為100-200D，其對硫酸鎂的截留率為96-99 %，其溫度耐受范圍為5-45 °C。
[0034]根據(jù)本發(fā)明另一方面，采用鹽酸調(diào)整第三截留液pH值為3.2,以及第四截留液采用 鹽酸調(diào)整pH值為3.2。
[0035] 根據(jù)本發(fā)明另一方面，采用液氨調(diào)整第一結(jié)晶母液的pH值為5.5。
[0036] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明利用不銹鋼膜和一級納濾膜純 化發(fā)酵液，利用二級納濾膜進行濃縮，并在常溫條件下進行兩次等電結(jié)晶，同時，對工藝中 產(chǎn)生的各級廢水、廢渣進行綜合利用，開發(fā)出了菌體蛋白飼料、C.M.S、有機肥、氯銨肥料等 副產(chǎn)品。谷氨酸提取總收率2 96%，與傳統(tǒng)工藝相比不但谷氨酸提取收率提升12%以上，而 且水耗、電耗、能耗大幅度降低，與傳統(tǒng)濃縮等電工藝相比，采用膜法二次等電工藝在"無污 染、零排放"的基礎上，可以實現(xiàn)巨額經(jīng)濟效益，是資源綜合利用程度更高的清潔生產(chǎn)工藝。
【附圖說明】
[0037] 圖1是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的從糖蜜發(fā)酵谷氨酸發(fā)酵液分離提取谷氨酸的清潔 生產(chǎn)工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0038] 下面結(jié)合附圖，通過優(yōu)選實施例來描述本發(fā)明的最佳實施方式，這里的具體實施 方式在于詳細地說明本發(fā)明，而不應理解為對本發(fā)明的限制，在不脫離本發(fā)明的精神和實 質(zhì)范圍的情況下，可以做出各種變形和修改，這些都應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
[0039] 參見圖1，本發(fā)明優(yōu)選實施例提供了一種從糖蜜發(fā)酵谷氨酸發(fā)酵液分離提取谷氨 酸的清潔生產(chǎn)工藝。該從糖蜜發(fā)酵谷氨酸發(fā)酵液分離提取谷氨酸的清潔生產(chǎn)工藝包括以下 步驟：
[0040] 加熱糖蜜發(fā)酵的谷氨酸發(fā)酵液；
[0041] 采用微濾膜對所述發(fā)酵液進行過濾并加水透析，獲得第一濾液和第一截留液；
[0042] 對第一截留液進行噴霧干燥獲得副產(chǎn)品單菌體蛋白飼料；
[0043] 采用第一級納濾膜過濾第一濾液獲得第二濾液和第二截留液；
[0044] 第二截留液經(jīng)蒸發(fā)濃縮獲得副產(chǎn)品濃縮蜜糖發(fā)酵液C.M.S.;
[0045]采用第二級納濾膜過濾第二濾液獲得第三濾液和第三截留液，該第三濾液作為前 述水用于透析；
[0046] 采用鹽酸調(diào)整第三截留液的pH值，等電結(jié)晶，并采用三足離心機離心分離獲得第 一谷氨酸晶體和第一結(jié)晶母液；
[0047] 采用液氨調(diào)整第一結(jié)晶母液的pH值，然后采用第三級納濾膜進行過濾獲得第四濾 液和第四截留液；
[0048] 第四濾液為高純度的氯化銨溶液，采用蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶干燥后獲得副產(chǎn)品氯化銨 肥料；
[0049]第四截留液采用鹽酸調(diào)整pH值，等電結(jié)晶，然后采用三足離心機離心分離獲得第 二谷氨酸晶體和第二結(jié)晶母液；
[0050]第二結(jié)晶母液采用蒸發(fā)濃縮獲得富含谷氨酸、氯化銨的副產(chǎn)品液肥；
[0051 ]其中，第一谷氨酸晶體和第二谷氨酸晶體合并用于轉(zhuǎn)化谷氨酸鈉。
[0052]優(yōu)選地，采用鹽酸調(diào)整第三截留液pH值為3-4,以及第四截留液采用鹽酸調(diào)整pH值 為 3-4。
[0053 ]優(yōu)選地，采用液氨調(diào)整第一結(jié)晶母液的pH值為5-6。
[0054]優(yōu)選地，微濾膜為管式結(jié)構(gòu)的陶瓷膜或不銹鋼膜，其支撐層材質(zhì)為Al2〇3,或不銹 鋼，膜層材質(zhì)為金紅石Ti〇2，或α-Α12〇3，其過濾孔徑為20-200nm。
[0055] 優(yōu)選地，第一級納濾膜為卷式組件方式的高分子膜，其截留分子量為300-400D，其 對硫酸鎂的截留率為80-90%，其溫度耐受范圍為5-60°C。
[0056] 優(yōu)選地，微濾膜徹底去除了固體懸浮物，第二截留液采用三效蒸發(fā)濃縮至固體含 量60%，經(jīng)過10天靜置后沒有固體物質(zhì)沉淀析出。
[0057] 優(yōu)選地，第二和第三級納濾膜為卷式組件方式的高分子膜，其截留分子量為100- 200D，其對硫酸鎂的截留率為96-99%，其溫度耐受范圍為5-45°C。
[0058]優(yōu)選地，采用鹽酸調(diào)整第三截留液pH值為3.2,以及第四截留液采用鹽酸調(diào)整pH值 為 3.2〇
[0059] 優(yōu)選地，采用液氨調(diào)整第一結(jié)晶母液的pH值為5.5。
[0060] 可見，本發(fā)明針對糖蜜發(fā)酵谷氨酸濃縮等電生產(chǎn)工藝的弊端，從根本上改造谷氨 酸提取技術，提供一種高收率，低成本，低能耗，資源綜合利用、工藝連續(xù)可控，低投資高效 率的清潔生產(chǎn)工藝。
[0061] 優(yōu)選地，本發(fā)明還提供了一種從糖蜜發(fā)酵的谷氨酸發(fā)酵液中分離提取谷氨酸的清 潔生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：
[0062] a、糖蜜發(fā)酵的谷氨酸發(fā)酵液，發(fā)酵成熟后，放罐過程中保持發(fā)酵罐中通氣、攪拌、 罐溫等條件不變，發(fā)酵液在放罐管路中采用蒸汽噴射加熱，瞬時達到75!，加熱后的發(fā)酵液 進入微濾膜進料罐，熱處理收率大于99.5 % ;
[0063] b、步驟a所得的滅菌發(fā)酵液，采用微濾膜進行澄清過濾，并加水透析，獲得濾液1和 截留液1;過濾溫度為75°C，過濾壓力為O-lObar，微濾膜過濾濃縮倍數(shù)為4-10倍，透析水添 加量為截留液1體積的3-5倍，過濾收率大于99% ;
[0064] c、步驟b所得的截留液1采用噴霧干燥獲得副產(chǎn)品單菌體蛋白飼料;截留液1中總 固體含量2 18%，蛋白含量(干基）2 50%，經(jīng)過噴霧干燥后獲得副產(chǎn)品單菌體蛋白飼料；
[0065] d、步驟b所得的濾液1，采用板式換熱器冷卻后，采用一級納濾膜過濾獲得濾液2和 截留液2;過濾溫度為40-60°C，過濾壓力0_42bar，過濾收率大于99% ;
[0066] e、步驟d所得的截留液2,經(jīng)多效蒸發(fā)濃縮至固體含量60%，獲得副產(chǎn)品C.M.S.。
[0067] f、步驟d所得的濾液2,經(jīng)板式換熱器冷卻后，采用二級納濾膜過濾獲得濾液3和截 留液3;過濾溫度為20-45 °C，過濾壓力0_42bar，由于濾液套用，本單元沒有收率損失；
[0068] g、步驟f所得的濾液3,套用到步驟a作為透析水使用；
[0069] h、步驟f所得的截留液3,采用鹽酸調(diào)整到谷氨酸等電點pH3.2,等電結(jié)晶，并采用 三足離心機離心分離獲得谷氨酸晶體1和結(jié)晶母液1;一次結(jié)晶收率達到85-90% ;
[0070] i、步驟h獲得的結(jié)晶母液1采用液氨調(diào)整到PH5.5,然后采用三級納濾膜進行過濾 獲得濾液4和截留液4;過濾溫度為20-45 °C，過濾壓力0_42bar;過濾收率2 99.5 % ;
[0071] j、步驟i獲得的濾液4為高純度的氯化銨溶液，采用蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶干燥后獲得副 產(chǎn)品氯化銨肥料；
[0072] k、步驟i獲得的截留液4,采用鹽酸調(diào)整到pH3.2,等電結(jié)晶，然后采用三足離心機 離心分離獲得谷氨酸晶體2和結(jié)晶母液2;二次結(jié)晶收率達到85-90% ;
[0073] 1、步驟k獲得的結(jié)晶母液2采用蒸發(fā)濃縮獲得富含谷氨酸、氯化銨的副產(chǎn)品液肥；
[0074] m、步驟h和步驟k獲得的谷氨酸晶體1和谷氨酸晶體2合并用于轉(zhuǎn)化谷氨酸鈉（味 精），谷氨酸提取總收率2 96%，谷氨酸折干純度2 98.5%，水分含量10-18%，鈣離子20- 40ppm，草酸根離子 15-30ppm，氯離子 100-300ppm，硫酸根 10-30ppm。
[0075] 優(yōu)選地，本發(fā)明還提供了一種從糖蜜發(fā)酵的谷氨酸發(fā)酵液中分離提取谷氨酸的清 潔生產(chǎn)工藝，其中，以糖蜜為原料的谷氨酸成熟發(fā)酵液，采用如下步驟處理：
[0076] a、糖蜜發(fā)酵的谷氨酸發(fā)酵液，發(fā)酵成熟后，放罐過程中保持發(fā)酵罐中通氣、攪拌、 罐溫等條件不變，發(fā)酵液在放罐管路中采用蒸汽噴射加熱，瞬時達到751，加熱后的發(fā)酵液 進入微濾膜進料罐，熱處理收率為99.6 % ;
[0077] b、步驟a所得的滅菌發(fā)酵液，采用微濾膜進行澄清過濾，并加水透析，獲得濾液1和 截留液1;過濾溫度為75°C，過濾壓力為5bar，微濾膜過濾濃縮倍數(shù)為8倍，透析水添加量為 截留液1體積的3.7倍，過濾收率99.1 % ;
[0078] c、步驟b所得的截留液1采用噴霧干燥獲得副產(chǎn)品單菌體蛋白飼料;截留液1中總 固體含量20%，蛋白含量(干基)55%，經(jīng)過噴霧干燥后獲得副產(chǎn)品單菌體蛋白飼料；
[0079] d、步驟b所得的濾液1，采用板式換熱器冷卻后，采用一級納濾膜過濾獲得濾液2和 截留液2;過濾溫度為53°C，過濾壓力3lbar，過濾收率為99.1% ;
[0080] e、步驟d所得的截留液2,經(jīng)多效蒸發(fā)濃縮至固體含量60%，獲得副產(chǎn)品C.M.S.。
[0081] f、步驟d所得的濾液2,經(jīng)板式換熱器冷卻后，采用二級納濾膜過濾獲得濾液3和截 留液3;過濾溫度為37°C，過濾壓力33bar，由于濾液套用，本單元沒有收率損失；
[0082] g、步驟f所得的濾液3,套用到步驟a作為透析水使用；
[0083] h、步驟f所得的截留液3,采用鹽酸調(diào)整到谷氨酸等電點pH3.2,等電結(jié)晶，并采用 三足離心機離心分離獲得谷氨酸晶體1和結(jié)晶母液1;一次結(jié)晶收率達到87% ;
[0084] i、步驟h獲得的結(jié)晶母液1采用液氨調(diào)整到pH5.5,然后采用三級納濾膜進行過濾 獲得濾液4和截留液4;過濾溫度為22°C，過濾壓力32bar;過濾收率99.6% ;
[0085] j、步驟i獲得的濾液4為高純度的氯化銨溶液，采用蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶干燥后獲得副 產(chǎn)品氯化銨肥料；
[0086] k、步驟i獲得的截留液4,采用鹽酸調(diào)整到pH3.2,等電結(jié)晶，然后采用三足離心機 離心分離獲得谷氨酸晶體2和結(jié)晶母液2;二次結(jié)晶收率達到88% ;
[0087] 1、步驟k獲得的結(jié)晶母液2采用蒸發(fā)濃縮獲得富含谷氨酸、氯化銨的副產(chǎn)品液肥；
[0088] m、步驟h和步驟k獲得的谷氨酸晶體1和谷氨酸晶體2合并用于轉(zhuǎn)化谷氨酸鈉（味 精），谷氨酸提取總收率為96.3%，谷氨酸晶體折干純度98.5%，水分含量15%，鈣離子 30ppm，草酸根離子20ppm，氯離子200ppm，硫酸根20ppm。
[0089] 優(yōu)選地，本發(fā)明還提供了一種從糖蜜發(fā)酵的谷氨酸發(fā)酵液中分離提取谷氨酸的清 潔生產(chǎn)工藝，其中，以糖蜜為原料的谷氨酸成熟發(fā)酵液，采用如下步驟處理：
[0090] a、糖蜜發(fā)酵的谷氨酸發(fā)酵液，發(fā)酵成熟后，放罐過程中保持發(fā)酵罐中通氣、攪拌、 罐溫等條件不變，發(fā)酵液在放罐管路中采用蒸汽噴射加熱，瞬時達到7?，加熱后的發(fā)酵液 進入微濾膜進料罐，熱處理收率為99.5 % ;
[0091] b、步驟a所得的滅菌發(fā)酵液，采用微濾膜進行澄清過濾，并加水透析，獲得濾液1和 截留液1;過濾溫度為75°C，過濾壓力為7bar，微濾膜過濾濃縮倍數(shù)為9倍，透析水添加量為 截留液1體積的4倍，過濾收率99.3% ;
[0092] c、步驟b所得的截留液1采用噴霧干燥獲得副產(chǎn)品單菌體蛋白飼料;截留液1中總 固體含量23%，蛋白含量(干基)52%，經(jīng)過噴霧干燥后獲得副產(chǎn)品單菌體蛋白飼料；
[0093] d、步驟b所得的濾液1，采用板式換熱器冷卻后，采用一級納濾膜過濾獲得濾液2和 截留液2;過濾溫度為55 °C，過濾壓力32bar，過濾收率為99.2%;
[0094] e、步驟d所得的截留液2,經(jīng)多效蒸發(fā)濃縮至固體含量60%，獲得副產(chǎn)品C.M.S.。
[0095] f、步驟d所得的濾液2,經(jīng)板式換熱器冷卻后，采用二級納濾膜過濾獲得濾液3和截 留液3;過濾溫度為37°C，過濾壓力36bar，由于濾液套用，本單元沒有收率損失；
[0096] g、步驟f所得的濾液3,套用到步驟a作為透析水使用；
[0097] h、步驟f所得的截留液3,采用鹽酸調(diào)整到谷氨酸等電點pH3.2,等電結(jié)晶，并采用 三足離心機離心分離獲得谷氨酸晶體1和結(jié)晶母液1;一次結(jié)晶收率達到86% ;
[0098] i、步驟h獲得的結(jié)晶母液1采用液氨調(diào)整到pH5.5,然后采用三級納濾膜進行過濾 獲得濾液4和截留液4;過濾溫度為22°C，過濾壓力32bar;過濾收率99.7 % ;
[0099] j、步驟i獲得的濾液4為高純度的氯化銨溶液，采用蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶干燥后獲得副 產(chǎn)品氯化銨肥料；
[0100] k、步驟i獲得的截留液4,采用鹽酸調(diào)整到pH3.2,等電結(jié)晶，然后采用三足離心機 離心分離獲得谷氨酸晶體2和結(jié)晶母液2;二次結(jié)晶收率達到89% ;
[0101] 1、步驟k獲得的結(jié)晶母液2采用蒸發(fā)濃縮獲得富含谷氨酸、氯化銨的副產(chǎn)品液肥；
[0102] m、步驟h和步驟k獲得的谷氨酸晶體1和谷氨酸晶體2合并用于轉(zhuǎn)化谷氨酸鈉（味 精），谷氨酸提取總收率為96.2%，谷氨酸晶體折干純度98.6%，水分含量14%，鈣離子 28ppm，草酸根離子19ppm，氯離子190ppm，硫酸根18ppm。
[0103] 優(yōu)選地，本發(fā)明還提供了一種從糖蜜發(fā)酵的谷氨酸發(fā)酵液中分離提取谷氨酸的清 潔生產(chǎn)工藝，其中，以糖蜜為原料的谷氨酸成熟發(fā)酵液，采用如下步驟處理：
[0104] a、糖蜜發(fā)酵的谷氨酸發(fā)酵液，發(fā)酵成熟后，放罐過程中保持發(fā)酵罐中通氣、攪拌、 罐溫等條件不變，發(fā)酵液在放罐管路中采用蒸汽噴射加熱，瞬時達到7:5i，加熱后的發(fā)酵液 進入微濾膜進料罐，熱處理收率為99.7 % ;
[0105] b、步驟a所得的滅菌發(fā)酵液，采用微濾膜進行澄清過濾，并加水透析，獲得濾液1和 截留液1;過濾溫度為75°C，過濾壓力為9bar，微濾膜過濾濃縮倍數(shù)為10倍，透析水添加量為 截留液1體積的5倍，過濾收率99.7% ;
[0106] c、步驟b所得的截留液1采用噴霧干燥獲得副產(chǎn)品單菌體蛋白飼料;截留液1中總 固體含量22%，蛋白含量(干基)53%，經(jīng)過噴霧干燥后獲得副產(chǎn)品單菌體蛋白飼料；
[0107] d、步驟b所得的濾液1，采用板式換熱器冷卻后，采用一級納濾膜過濾獲得濾液2和 截留液2;過濾溫度為56 °C，過濾壓力37bar，過濾收率為99.3%;
[0108] e、步驟d所得的截留液2,經(jīng)多效蒸發(fā)濃縮至固體含量60%，獲得副產(chǎn)品C.M.S.。
[0109] f、步驟d所得的濾液2,經(jīng)板式換熱器冷卻后，采用二級納濾膜過濾獲得濾液3和截 留液3;過濾溫度為39°C，過濾壓力35bar，由于濾液套用，本單元沒有收率損失；
[0110] g、步驟f所得的濾液3,套用到步驟a作為透析水使用；
[0111] h、步驟f所得的截留液3,采用鹽酸調(diào)整到谷氨酸等電點pH3.2,等電結(jié)晶，并采用 三足離心機離心分離獲得谷氨酸晶體1和結(jié)晶母液1;一次結(jié)晶收率達到89% ;
[0112] i、步驟h獲得的結(jié)晶母液1采用液氨調(diào)整到pH5.5,然后采用三級納濾膜進行過濾 獲得濾液4和截留液4;過濾溫度為20°C，過濾壓力30bar;過濾收率99.6% ;
[0113] j、步驟i獲得的濾液4為高純度的氯化銨溶液，采用蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶干燥后獲得副 產(chǎn)品氯化銨肥料；
[0114] k、步驟i獲得的截留液4,采用鹽酸調(diào)整到pH3.2,等電結(jié)晶，然后采用三足離心機 離心分離獲得谷氨酸晶體2和結(jié)晶母液2;二次結(jié)晶收率達到85% ;
[0115] 1、步驟k獲得的結(jié)晶母液2采用蒸發(fā)濃縮獲得富含谷氨酸、氯化銨的副產(chǎn)品液肥；
[0116] m、步驟h和步驟k獲得的谷氨酸晶體1和谷氨酸晶體2合并用于轉(zhuǎn)化谷氨酸鈉（味 精），谷氨酸提取總收率為96.7%，谷氨酸晶體折干純度98.7%，水分含量12%，鈣離子 25ppm，草酸根離子17ppm，氯離子160ppm，硫酸根15ppm。
[0117] 優(yōu)選地，本發(fā)明還提供了一種從糖蜜發(fā)酵的谷氨酸發(fā)酵液中分離提取谷氨酸的清 潔生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：
[0118] 糖蜜發(fā)酵的谷氨酸發(fā)酵液，發(fā)酵成熟后，放罐過程中保持發(fā)酵罐中通氣、攪拌、罐 溫等條件不變，發(fā)酵液在放罐管路中采用蒸汽噴射加熱，瞬時達到751,加熱后的發(fā)酵液進 入微濾膜進料罐；
[0119] 步驟a所得的滅菌發(fā)酵液，采用微濾膜進行澄清過濾，并加水透析，獲得濾液1和截 留液1;
[0120] 步驟b所得的截留液1采用噴霧干燥獲得副產(chǎn)品單菌體蛋白飼料；
[0121] 步驟b所得的濾液1，采用一級納濾膜過濾獲得濾液2和截留液2;
[0122] 步驟d所得的截留液2,經(jīng)多效蒸發(fā)濃縮至固體含量60%，獲得副產(chǎn)品C.M.S.。
[0123] 步驟d所得的濾液2,采用二級納濾膜過濾獲得濾液3和截留液3;
[0124] 步驟f所得的濾液3，套用到步驟a作為透析水使用；
[0125] 步驟f所得的截留液3,采用鹽酸調(diào)整到谷氨酸等電點pH3.2,等電結(jié)晶，并采用三 足離心機離心分離獲得谷氨酸晶體1和結(jié)晶母液1;
[0126] 步驟h獲得的結(jié)晶母液1采用液氨調(diào)整到pH5.5,然后采用三級納濾膜進行過濾獲 得濾液4和截留液4;
[0127] 步驟i獲得的濾液4為高純度的氯化銨溶液，采用蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶干燥后獲得副產(chǎn) 品氯化銨肥料；
[0128] 步驟i獲得的截留液4,采用鹽酸調(diào)整到pH3.2,等電結(jié)晶，然后采用三足離心機離 心分離獲得谷氨酸晶體2和結(jié)晶母液2;
[0129] 步驟k獲得的結(jié)晶母液2采用蒸發(fā)濃縮獲得富含谷氨酸、氯化銨的副產(chǎn)品液肥； [0130]步驟h和步驟k獲得的谷氨酸晶體1和谷氨酸晶體2合并用于轉(zhuǎn)化谷氨酸鈉(味精）。
[0131] 優(yōu)選地，步驟a所述的糖蜜發(fā)酵的谷氨酸發(fā)酵液，發(fā)酵成熟后，放罐過程中保持發(fā) 酵罐中通氣、攪拌、罐溫等條件不變，以保證發(fā)酵罐內(nèi)菌體的活性，減少升溫過程帶來的菌 體代謝紊亂造成的谷氨酸損失，發(fā)酵液在放罐管路中采用蒸汽噴射加熱，瞬時達到75!，菌 體及菌體分泌的酶在極短時間內(nèi)滅活，加熱后的發(fā)酵液進入微濾膜進料罐。
[0132] 優(yōu)選地，步驟b所述的微濾膜，為管式結(jié)構(gòu)的陶瓷膜或不銹鋼膜，其支撐層材質(zhì)為 Al2〇3，或不銹鋼，膜層材質(zhì)為金紅石Ti02，或α-Α12〇 3，其過濾孔徑為20nm-200nm。
[0133] 優(yōu)選地，步驟c所述的截留液1中富含菌體蛋白及氨基酸，經(jīng)過噴霧干燥后可以作 為副廣品單菌體蛋白伺料。
[0134] 優(yōu)選地，步驟d所述的一級納濾膜為卷式組件方式的高分子膜，其截留分子量為 300-400D，其對硫酸鎂的截留率為80-90%，其溫度耐受范圍為5-60°C ;
[0135] 優(yōu)選地，步驟e所述的截留液2,經(jīng)多效蒸發(fā)濃縮至固體含量60%，獲得副產(chǎn)品 C.M.S.X.M.S.是以糖蜜為原料以微生物發(fā)酵制成，它除了含有糖蜜原有的營養(yǎng)成分和良 好風味外，更多出了發(fā)酵過程中由微生物所合成的蛋白質(zhì)，氨基酸，有機酸，維生素和酵素 輔因子，是一種具有高營養(yǎng)價值的飼料添加劑。該產(chǎn)品不僅用于畜牧業(yè):乳牛、肉豬、蛋雞， 肉雞;水產(chǎn)業(yè):魚蝦等的飼料添加劑，還可以部分替代高價位的蛋白質(zhì)飼料原料，同時由于 該產(chǎn)品有植物所需氮，磷，鉀肥料的三種微量元素以及容易被植物所吸收利用的低分子有 機營養(yǎng)成分，具有促進作物生長的功效，也可以用于調(diào)配液態(tài)有機肥料或添加固態(tài)肥料中。 步驟b采用微濾膜徹底去除了固體懸浮物，截留液2采用三效蒸發(fā)濃縮至固體含量60%，經(jīng) 過10天靜置后沒有固體物質(zhì)沉淀析出，這打破了歐洲C.M.S.的技術壁皇。
[0136] 優(yōu)選地，步驟f所述二級納濾膜為卷式組件方式的高分子膜，其截留分子量為100- 200D，其對硫酸鎂的截留率為96-99%，其溫度耐受范圍為5-45°C。
[0137] 優(yōu)選地，步驟i所述的三級納濾膜為卷式組件方式的高分子膜，其截留分子量為 100-200D，其對硫酸鎂的截留率為96-99%，5-45°C。
[0138] 優(yōu)選地，步驟j所述的富含高純度氯化銨的濾液4經(jīng)過結(jié)晶蒸發(fā)工藝可以獲得氯化 錢副廣品。
[0139] 優(yōu)選地，步驟1所述的富含谷氨酸和氯化銨的結(jié)晶母液2經(jīng)過多效蒸發(fā)濃縮后可以 獲得副產(chǎn)品液肥。
[0140] 綜上所述，本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明利用不銹鋼膜和一級納濾膜純化發(fā)酵 液，利用二級納濾膜進行濃縮，并在常溫條件下進行兩次等電結(jié)晶，同時，對工藝中產(chǎn)生的 各級廢水、廢渣進行綜合利用，開發(fā)出了菌體蛋白飼料、C.M.S、有機肥、氯銨肥料等副產(chǎn)品。 與傳統(tǒng)濃縮等電工藝相比，采用膜法二次等電工藝在"無污染、零排放"的基礎上，可以實現(xiàn) 巨額經(jīng)濟效益，是資源綜合利用程度更高的清潔生產(chǎn)工藝。
[0141] 本發(fā)明不限于上述具體實施例?？梢岳斫獾氖牵诓幻撾x本發(fā)明的精神和實質(zhì)范 圍的情況下，可以做出各種變形和修改，這些都應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1. 一種從糖蜜發(fā)酵谷氨酸發(fā)酵液分離提取谷氨酸的清潔生產(chǎn)工藝，其特征在于，包括 以下步驟： 加熱糖蜜發(fā)酵的谷氨酸發(fā)酵液； 采用微濾膜對所述發(fā)酵液進行過濾并加水透析，獲得第一濾液和第一截留液； 對第一截留液進行噴霧干燥獲得副產(chǎn)品單菌體蛋白飼料； 采用第一級納濾膜過濾第一濾液獲得第二濾液和第二截留液； 第二截留液經(jīng)蒸發(fā)濃縮獲得副產(chǎn)品濃縮蜜糖發(fā)酵液C.M.S.; 采用第二級納濾膜過濾第二濾液獲得第三濾液和第三截留液，該第三濾液作為前述水 用于透析； 采用鹽酸調(diào)整第三截留液的pH值，等電結(jié)晶，并采用三足離心機離心分離獲得第一谷 氨酸晶體和第一結(jié)晶母液； 采用液氨調(diào)整第一結(jié)晶母液的pH值，然后采用第三級納濾膜進行過濾獲得第四濾液和 第四截留液； 第四濾液為高純度的氯化銨溶液，采用蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶干燥后獲得副產(chǎn)品氯化銨肥料； 第四截留液采用鹽酸調(diào)整pH值，等電結(jié)晶，然后采用三足離心機離心分離獲得第二谷 氨酸晶體和第二結(jié)晶母液； 第二結(jié)晶母液采用蒸發(fā)濃縮獲得富含谷氨酸、氯化銨的副產(chǎn)品液肥； 其中，第一谷氨酸晶體和第二谷氨酸晶體合并用于轉(zhuǎn)化谷氨酸鈉。2. 根據(jù)權利要求1所述的工藝，其特征在于采用鹽酸調(diào)整第三截留液pH值為3-4,以及 第四截留液采用鹽酸調(diào)整pH值為3-4。3. 根據(jù)權利要求2所述的工藝，其特征在于采用液氨調(diào)整第一結(jié)晶母液的pH值為5-6。4. 根據(jù)權利要求1-3任一項所述的工藝，其特征在于微濾膜為管式結(jié)構(gòu)的陶瓷膜或不 銹鋼膜，其支撐層材質(zhì)為Al2〇3，或不銹鋼，膜層材質(zhì)為金紅石Ti0 2，或α-Α12〇3，其過濾孔徑為 20-200nm〇5. 根據(jù)權利要求4所述的工藝，其特征在于第一級納濾膜為卷式組件方式的高分子膜， 其截留分子量為300-400D，其對硫酸鎂的截留率為80-90 %，其溫度耐受范圍為5-60 °C。6. 根據(jù)權利要求4所述的工藝，其特征在于微濾膜徹底去除了固體懸浮物，第二截留液 采用三效蒸發(fā)濃縮至固體含量60%，經(jīng)過10天靜置后沒有固體物質(zhì)沉淀析出。7. 根據(jù)權利要求5所述的工藝，其特征在于第二和第三級納濾膜為卷式組件方式的高 分子膜，其截留分子量為100-200D，其對硫酸鎂的截留率為96-99%，其溫度耐受范圍為5-45。。。8. 根據(jù)權利要求5所述的工藝，其特征在于采用鹽酸調(diào)整第三截留液pH值為3.2,以及 第四截留液采用鹽酸調(diào)整pH值為3.2。9. 根據(jù)權利要求5所述的工藝，其特征在于采用液氨調(diào)整第一結(jié)晶母液的pH值為5.5。
【文檔編號】A23K20/147GK105837460SQ201610402246
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年6月8日
【發(fā)明人】曹建勇, 趙清, 楊榮, 梅波
【申請人】北京清源創(chuàng)智科技有限公司