CN104962528B - 一种水合物法浓缩酶液工艺 - Google Patents
一种水合物法浓缩酶液工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104962528B CN104962528B CN201510075505.9A CN201510075505A CN104962528B CN 104962528 B CN104962528 B CN 104962528B CN 201510075505 A CN201510075505 A CN 201510075505A CN 104962528 B CN104962528 B CN 104962528B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hydrate
- gas
- enzyme solution
- enzyme
- concentration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
一种水合物法浓缩酶液工艺，属于浓缩分离技术领域，步骤包括：1）在稀酶液中通入气体，控制温度和压力使气体水合，形成水合物浆液；2）对所得水合物浆液进行固液分离、除去水合物固体，即得浓缩酶液。利用本发明提供的方法进行酶浓缩，其能耗低、浓缩效率高，且对酶的活性影响小，分离后分解出的水和气体可循环利用，节能环保效果显著。
Description
技术领域
本发明属于浓缩分离技术领域，尤其涉及一种水合物法浓缩酶液工艺。
背景技术
目前酶液浓缩分离方法主要包括膜分离、盐析分离、蒸发浓缩和冷冻浓缩等。但在实际应用中这些方法都存在各自的问题，例如，膜分离的膜材料价格较高、再生率低、膜污染以及浓差极化现象较为严重，影响了膜的寿命，膜需要经常更换，操作成本高；在膜分离过程中，有稳定作用的小分子物质被滤掉，有些酶分子受到剪切力的损伤，造成酶活下降。盐析分离的杂质含量较高，易引起酶的变性失活，且产生较多的污水；蒸发浓缩效率低，设备投资大，能耗高；冷冻浓缩由于受相平衡条件的约束，浓缩效率低。因此为了节约能耗、提高分离浓缩效率，需要不断开发新的环境友好型的酶液浓缩分离方法。
水合物溶液分离技术被认为是一项可以替代传统蒸发、冷冻法的新技术，该技术可以在水的冰点温度之上进行，能降低溶液分离过程的能耗，是工艺简单而且环保的一种新型技术，并得到了广泛的关注。现有的水合物分离技术主要应用于海水淡化、气体分离等方面，在酶液浓缩方面尚未见报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工艺简单、低成本、低能耗，既能实现酶液浓缩，又能实现沼气脱硫脱碳的工艺。
为实现上述目的，本发明提出的技术方案为：一种水合物法浓缩酶液工艺，其步骤包括：1）在稀酶液中通入气体，控制温度和压力使气体水合，形成水合物浆液；2）对所得水合物浆液进行固液分离、除去水合物固体，即得浓缩酶液。
所述气体为对酶无毒害作用的气体。
所述无毒害作用气体选择CO2或N2。
升温（通常升温至15~30℃）使分离出的水合物固体分解，得到水和气体；所得气体经压缩机升压后返回步骤1）循环使用。
所述步骤1）的水合温度控制在0~10℃。对于水合压力，可先绘制气体水合物相平衡曲线，然后在水合物稳定区取值。
所述稀酶液为粗滤除去大分子及微生物菌体杂质之后的酶发酵液。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
（1）本发明的浓缩过程无需高温，对酶活性影响小，能耗低，浓缩效率高；
（2）本发明工作温度接近常温，制冷能耗小，节能效果显著；
（3）本发明中分解得到的水，可以回收利用，节水效果显著；
（4）本发明生产过程中的气体循环使用，节能减排；
（5）本发明工艺简单、操作费用低，对环境无害、无污染，经济环保。
附图说明
图1是本发明工艺流程示意图。
具体实施方式
以下结合具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
实施例1
一种水合物法浓缩酶液工艺，以糖化酶液浓缩为例，如图1流程图所示，其步骤包括：1）将200mL粗滤后的糖化酶发酵液加入反应釜中，通入二氧化碳气体，降温；在工作温度为3℃，压力为3.0MPa的条件下反应45min，生成二氧化碳水合物；2）将水合物浆液送至高压低温离心机中带压分离；离心分离出的液体为浓缩酶液，经测定，稀酶液中酶活为16000U/mL，浓缩酶液中的酶活提高到了92000U/mL，浓缩率达到了5.75倍，酶活保持量为98.7%；分离出的固体为水合物晶体，将水合物晶体送至高压分解设备，升高温度到15℃并保持30min，在此过程中水合物不断分解，分解后产生的水中残余酶活512U/mL，可送至发酵工段再利用；分解产生的二氧化碳气体返回反应釜进行循环利用。
实施例2
一种水合物法浓缩酶液工艺，以纤维素酶液浓缩为例，其步骤包括：1）将200mL粗滤后的纤维素酶发酵液加入搅拌反应釜中，通入氮气，降温至2℃，在压力为18MPa的条件下反应50min，生成氮气水合物；2）将水合物浆液送至高压低温过滤机中带压分离；离心分离出的液体为浓缩酶液，经测定，稀酶液中纤维素酶活为180FPU/mL，而浓缩酶液中酶活达到了840 FPU/mL，浓缩率为4.67倍，酶活保持量为97.6%；分离出的固体为水合物晶体，将水合物晶体送至高压分解设备，升高温度到25℃并保持30min，在此过程中水合物不断分解，分解后产生的水中残余酶活22 FPU/mL，送至拌料工段再利用；分解产生的氮气经压缩机压缩，升压后进入反应釜循环再利用。
Claims (1)
1.一种水合物法浓缩酶液工艺，其特征在于，步骤包括：1）在稀酶液中通入气体，控制温度和压力使气体水合，形成水合物浆液，所述步骤1）的水合温度控制在0~10℃，水合压力，先绘制气体水合物相平衡曲线，然后在水合物稳定区取值；2）对所得水合物浆液进行固液分离、除去水合物固体，即得浓缩酶液，所述的固液分离、除去水合物固体是通过升温至15~30℃使分离出的水合物固体分解，得到水和气体；所得气体经压缩机升压后返回步骤1）循环使用；
所述气体为对酶无毒害作用的气体，气体选择CO2或N2；稀酶液为粗滤除去大分子及微生物菌体杂质之后的酶发酵液，稀酶液为糖化酶发酵液或纤维素酶发酵液。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510075505.9A CN104962528B (zh) | 2015-02-13 | 2015-02-13 | 一种水合物法浓缩酶液工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510075505.9A CN104962528B (zh) | 2015-02-13 | 2015-02-13 | 一种水合物法浓缩酶液工艺 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104962528A CN104962528A (zh) | 2015-10-07 |
| CN104962528B true CN104962528B (zh) | 2019-01-22 |
Family
ID=54216622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510075505.9A Active CN104962528B (zh) | 2015-02-13 | 2015-02-13 | 一种水合物法浓缩酶液工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104962528B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110050914B (zh) * | 2018-12-24 | 2022-05-13 | 广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所 | 一种电场辅助提高水合物浓缩果汁品质的方法及装置 |
| CN112244184B (zh) * | 2020-09-30 | 2022-08-12 | 广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所 | 一种变频超声辅助水合物浓缩液态食品的装置和方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101456556A (zh) * | 2008-12-31 | 2009-06-17 | 中国科学院广州能源研究所 | 一种水合物法混合气体中co2工业化分离提纯系统及方法 |
-
2015
- 2015-02-13 CN CN201510075505.9A patent/CN104962528B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101456556A (zh) * | 2008-12-31 | 2009-06-17 | 中国科学院广州能源研究所 | 一种水合物法混合气体中co2工业化分离提纯系统及方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| ENHANCED RECOVERY OF PROTEINS FROM REVERSED MICELLES BY GAS HYDRATE;E. Dehnavi et al.;《1th national conference of chemical and petrochemical》;20140331;第1-3页 |
| Recovery of protein from reverse micelles through gas hydrate formation;Hidetaka Noritomi et al.;《Biotechnology Techniques》;19991231;第13卷;第181-183段 |
| 天然气水合物及相关新技术研究进展;胡玉峰;《天然气工业》;20010930;第21卷(第5期);第85页右栏第4-5段， 第86页左栏第2段、右栏第3段 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104962528A (zh) | 2015-10-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| de Vrije et al. | “In situ” removal of isopropanol, butanol and ethanol from fermentation broth by gas stripping | |
| Xue et al. | Two-stage in situ gas stripping for enhanced butanol fermentation and energy-saving product recovery | |
| Maiti et al. | A re-look at the biochemical strategies to enhance butanol production | |
| CN102676589B (zh) | 一种发酵偶联气提的生产和分离纯化丁醇的方法 | |
| Lozano et al. | A cyclic process for full enzymatic saccharification of pretreated cellulose with full recovery and reuse of the ionic liquid 1-butyl-3-methylimidazolium chloride | |
| CN108892611B (zh) | 一种乙酸钠溶液的生产工艺 | |
| CN103555560B (zh) | 一种丙酮丁醇发酵偶联分离纯化制备丁醇的装置和方法 | |
| CN104962528B (zh) | 一种水合物法浓缩酶液工艺 | |
| Pramanik | Parametric studies on batch alcohol fermentation using Saccharomyces yeast extracted from toddy | |
| CN109336271B (zh) | 减压辅助的沼液氨氮膜回收系统与方法 | |
| CN110981099A (zh) | 一种沼液、酒糟清液资源化处理并回用生产乙醇的方法 | |
| CN105177061A (zh) | 一种添加外源蛋白酶提高城市污泥发酵产酸的方法 | |
| Napoli et al. | 6.1 Optimization of solvent recovery in the production of butanol by fermentation | |
| CN102373238B (zh) | 一种嗜热芽孢杆菌及其在发酵产氢中的应用 | |
| CN103420793B (zh) | 一种用聚偏氟乙烯-聚二甲基硅氧烷复合膜分离纯化丁醇的方法 | |
| CN103627740B (zh) | 一种微生物细胞转化法生产2-酮基-d-葡萄糖酸的方法 | |
| CN102199640A (zh) | 一种结冷胶的节能生产方法 | |
| CN102911854A (zh) | 一种分离纯化丁醇和丙酮的装置及方法 | |
| CN106746162B (zh) | 一种纤维乙醇生产废水的处理方法 | |
| CN104673416A (zh) | 利用水合物法进行沼气脱碳脱硫并浓缩酶的工艺 | |
| CN108624341B (zh) | 一种生物质气化与厌氧发酵复合的燃料乙醇生产系统 | |
| CN104086409A (zh) | 一种双极膜电渗析法生产葡萄糖酸的工艺 | |
| CN106349055A (zh) | 一种葡萄糖酸钠母液的新型分离提取方法 | |
| CN104892406B (zh) | 一种2-羟基-3-萘甲酸的工业制备方法 | |
| CN204294104U (zh) | 一种以厌氧发酵沼液为载体的co2吸收和储存利用系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |