CN102399833A - 赖氨酸的生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种赖氨酸的生产工艺，属于赖氨酸制备技术领域，糖化、发酵、分离、离交、浓缩、结晶、干燥、产品包装等环节，其中的分离、离交，包括：初步分离和再分离、过滤及树脂离子交换，将发酵后的赖氨酸发酵液在离心机初步分离，加速液体中颗粒的沉降速度，把发酵液中的蛋白、不同沉降物分离洗脱；然后将初步分离后的液体，利用超滤膜过滤，再进行树脂离子的交换，得到副产品及污水分离出去。本发明采用膜过滤环节，较传统的陶瓷膜过滤技术，能节省60％左右的污水和能耗，避免了因陶瓷膜过滤中的膜断裂，停车维修的弊端；工艺简单、制备的产品纯度高，应用领域广，同样适用于色氨酸、苯丙氨酸等其他氨基酸的生产等。

Description

赖氨酸的生产工艺
[技术领域]
本发明涉及微生物工业，更具体地讲，本发明通过发酵生产赖氨酸的工艺，及本发明涉及到一种赖氨酸的生产工艺。
[背景技术]
赖氨酸是人体必需的八种基本氨基酸之一，赖氨酸及苏氨酸是动物营养中最主要的氨基酸，因为其他几种氨基酸一般均能为具有X-酮基或羟基的类似物或小型光学异构体所代替，但赖氨酸在八种氨基酸中是唯一的仅L-型成分才能有效利用的，由于赖氨酸不能在人体中由还原胺化左右或转氨作用来生成，必须由食物中摄取，因此它是一种最重要的基本氨基酸。
赖氨酸为碱性必需氨基酸。由于谷物食品中的赖氨酸含量甚低，且在加工过程中易被破坏而缺乏，故称为第一限制性氨基酸。
赖氨酸可以调节人体代谢平衡，赖氨酸为合成肉碱提供结构组分，而肉碱会促使细胞中脂肪酸的合成。往食物中添加少量的赖氨酸，可以刺激胃蛋白酶与胃酸的分泌，提高胃液分泌功效，起到增进食欲、促进幼儿生长与发育的作用。赖氨酸还能提高钙的吸收及其在体内的积累，加速骨骼生长。如缺乏赖氨酸，会造成胃液分沁不足而出现厌食、营养性贫血，致使中枢神经受阻、发育不良。
赖氨酸在医药上还可作为利尿剂的辅助药物，治疗因血中氯化物减少而引起的铅中毒现象，还可与酸性药物(如水杨酸等)生成盐来减轻不良反应，与蛋氨酸合用则可抑制重症高血压病。
近年来，国内外饲料工业及食品工业快速发展，医药工业上赖氨酸新的用途不断被发掘，赖氨酸已成为一种国际市场上发展前景好，国内外市场上缺口较大。
赖氨酸的生成方法有抽提法、化学合成法和酶法以及发酵法，近年来国际上生成赖氨酸的大型企业，多数采用直接发酵法。
国内外发酵法生成赖氨酸的原料主要为葡萄糖或用淀粉生成的糖液和豆粕水解液，其生成步骤主要是菌种培养、发酵培养、提取和精制。
目前，国内赖氨酸市场需求量较大，以上的生产方法远远达不到市场的需求，主要原因包括以下三个方面：一是由于人们生活水平和对食品营养需要的提高，以及饲料工业产品技术水平、质量要求的提高，大大促进市场对赖氨酸的需求；二是由于赖氨酸生产设备投资过高配套工艺庞大，限制了新建项目的建设进度；三是市场农副产品价格上升，特别是豆的价格成倍加番，加大了生产成本，给生产企业造成经济压力和负担，制约了国内赖氨酸生产的增长速度。
现有生产技术中，在赖氨酸发酵液的过滤环节中，普遍采用陶瓷膜过滤技术，老工艺，此工艺污水多，能耗高，陶瓷膜经常断裂，一旦膜断裂就得停车维修，给生产企业造成大量的资源和能耗的损失。
[发明内容]
本发明需要解决的技术问题在于克服现有生产工艺的缺陷，提供一种具有工艺简单、纯度高的新生产工艺，还具有应用领域广、生产效率高、环保、节能等优点。
为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案来实现的：
赖氨酸的生产工艺，其流程主要包括：糖化、发酵、分离、离交、浓缩、结晶、干燥、产品包装等环节。
所述的糖化，将玉米淀粉加入淀粉酶，进行淀粉的水解，淀粉先经液化酶液化，再经糖化酶进行糖化至葡萄糖。
所述的发酵，将葡萄糖、培养基、营养物在126～130℃的温度下，进行连消灭菌，维持10～20分钟后再进行冷却，按一定的重量比，放入发酵罐中进行发酵，并进行补料进空气溶氧。
所述的分离、离交，包括：初步分离和再分离、过滤及树脂离子交换，将发酵后的赖氨酸发酵液在离心机初步分离，加速液体中颗粒的沉降速度，把发酵液中的蛋白、不同沉降物分离洗脱；然后将初步分离后的液体，利用超滤膜过滤，再进行树脂离子的交换，得到副产品及污水分离出去。
所述的浓缩、结晶，将树脂离子交换后的溶液进行浓缩，得到结晶体，然后进行分离，得到粗品赖氨酸。
所述的干燥，采用流化床干燥器，将结晶后赖氨酸经推料离心机，到流化床干燥器进行干燥，利用进热风使物料流化态，并吸入加热装置中的加热板加，使料仓沸腾达到流动干燥，已流化态进入物料流通装置，经加热板和蒸汽口带来的热空气的共同加热、干燥后以流化态进入冷却装置进行冷却，经冷却板和进风口带来的冷空气共同冷却后，经出料口排除，干燥后的大颗粒物料和水分经排风口排出，得到L-赖氨酸，最后将赖氨酸产品进行包装及入库。
以上工艺为生产98.5％赖氨酸的生产工艺。
本发明如果省去树脂离子交换、浓缩、结晶等环节，可生产纯度为65％～90％的赖氨酸。
由于采用了以上技术方案，与现有技术相比，本发明具有如下优势：1、由于本发明工艺将传统的陶瓷膜过滤技术，更换分离机分离，既能节省60％左右的污水和能耗，又可以连续生产，避免了因陶瓷膜过滤中的膜断裂，停车维修的弊端；
2、本发明生产工艺简单、制备的产品纯度高，具有应用领域广，同样适用于色氨酸、苯丙氨酸等其它氨基酸的生产、生产效率高、环保、节能等。
[附图说明]
图1为传统生产赖氨酸的工艺流程图；
图2为本发明生产纯度≥98％赖氨酸的生产工艺图；
图3为本发明生产纯度为65％～80％赖氨酸的生产工艺图。
[具体实施方式]
下面结合附图及具体实施例对本发明进一步进行描述：
赖氨酸的生产工艺，其流程主要包括：糖化、发酵、分离、离交、浓缩、结晶、干燥、产品包装等环节。
所述的糖化，将玉米淀粉加入淀粉酶，进行淀粉的水解，淀粉先经液化酶液化，再经糖化酶进行糖化至葡萄糖。
所述的发酵，将葡萄糖、培养基、营养物在126～130℃的温度下，进行连消灭菌，维持10～20分钟后再进行冷却，按一定的重量比，放入发酵罐中进行发酵，并进行补料进空气溶氧。
所述的分离、离交，包括：初步分离和再分离、过滤及树脂离子交换，将发酵后的赖氨酸发酵液在离心机初步分离，加速液体中颗粒的沉降速度，把发酵液中的蛋白、不同沉降物分离洗脱；然后将初步分离后的液体，利用超滤膜过滤，再进行树脂离子的交换，得到副产品及污水分离出去。
所述的浓缩、结晶，将树脂离子交换后的溶液进行浓缩，得到结晶体，然后进行分离，得到粗品赖氨酸。
所述的干燥，采用流化床干燥器，将结晶后赖氨酸经推料离心机，到流化床干燥器进行干燥，利用进热风使物料流化态，并吸入加热装置中的加热板加，使料仓沸腾达到流动干燥，已流化态进入物料流通装置，经加热板和蒸汽口带来的热空气的共同加热、干燥后以流化态进入冷却装置进行冷却，经冷却板和进风口带来的冷空气共同冷却后，经出料口排除，干燥后的大颗粒物料和水分经排风口排出，得到L-赖氨酸，最后将赖氨酸产品进行包装及入库。
以上工艺为生产98.5％赖氨酸的生产工艺。
本发明如果省去树脂离子交换、浓缩、结晶等环节，可生产纯度为65％～90％的赖氨酸。
最后：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (7)

1.赖氨酸的生产工艺，其特在在于：其流程主要包括：糖化、发酵、分离、离交、浓缩、结晶、干燥、产品包装环节。
2.根据权利要求1所述的赖氨酸的生产工艺，其特征在于：所述的糖化，将玉米淀粉加入淀粉酶，进行淀粉的水解，淀粉先经液化酶液化，再经糖化酶进行糖化至葡萄糖。
3.根据权利要求1所述的赖氨酸的生产工艺，其特征在于：所述的发酵，将葡萄糖、培养基、营养物在126～130℃的温度下，进行连消灭菌，维持10～20分钟后再进行冷却，按一定的重量比，放入发酵罐中进行发酵，并进行补料进空气溶氧。
4.根据权利要求1所述的赖氨酸的生产工艺，其特征在于：所述的分离、离交，包括：初步分离和再分离、过滤及树脂离子交换，将发酵后的赖氨酸发酵液在离心机初步分离，加速液体中颗粒的沉降速度，把发酵液中的蛋白、不同沉降物分离洗脱；然后将初步分离后的液体，利用超滤膜过滤，再进行树脂离子的交换，得到副产品及污水分离出去。
5.根据权利要求1所述的赖氨酸的生产工艺，其特征在于：所述的浓缩、结晶，将树脂离子交换后的溶液进行浓缩，得到结晶体，然后进行分离，得到粗品赖氨酸。
6.根据权利要求1所述的赖氨酸的生产工艺，其特征在于：所述的干燥，采用流化床干燥器，将结晶后赖氨酸经推料离心机，到流化床干燥器进行干燥，利用进热风使物料流化态，并吸入加热装置中的加热板加，使料仓沸腾达到流动干燥，已流化态进入物料流通装置，经加热板和蒸汽口带来的热空气的共同加热、干燥后以流化态进入冷却装置进行冷却，经冷却板和进风口带来的冷空气共同冷却后，经出料口排除，干燥后的大颗粒物料和水分经排风口排出，得到赖氨酸，最后将赖氨酸产品进行包装及入库。
7.根据权利要求1所述的赖氨酸的生产工艺，其特征在于：本发明提供了一种省去树脂离子交换、浓缩、结晶环节，可生产纯度为65％～90％的赖氨酸。
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