CN109775911A - 一种利用模拟移动床处理l-丙氨酸母液的方法 - Google Patents

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Abstract

本项发明公开了一种利用模拟移动床处理L‑丙氨酸母液的方法，将L‑丙氨酸发酵液精制过程中产生的副产物L‑丙氨酸母液进行絮凝后过板框，然后滤液经过模拟移动床，将L‑丙氨酸与色素、盐分等杂质分离。经模拟移动床分离后的提取液，进入L‑丙氨酸结晶设备生产L‑丙氨酸；分离后的提余液，经过浓缩后，可作为化肥原料。本发明工艺流程简单，提高L‑丙氨酸的纯度，使L‑丙氨酸蒸发结晶收率提高10％以上，同时可以将分离出的杂质作为原料，生产化肥，降低单位L‑丙氨酸的原料损耗，减少了母液的外排，遵循发酵法生产氨基酸绿色天然的原则。

Description

一种利用模拟移动床处理L-丙氨酸母液的方法
技术领域
本发明涉及化工废液处理技术领域，特别是一种利用模拟移动床处理L-丙氨酸母液的方法。
背景技术
L-丙氨酸发酵液精制过程中会产生大量的L-丙氨酸母液，一般来说，母液量占总发酵液15％左右。L-丙氨酸母液中L-丙氨酸纯度低，色素、盐分等杂质含量高，受分离提取设备、工艺的限制，其收率较低，同时也影响了L-丙氨酸产业的发展。目前，L-丙氨酸母液主要应用在以下几个方面：
(1)母液返回精制工序浓缩、结晶生产L-丙氨酸。随着母液回用次数的增加，L-丙氨酸的品质也会越来越差，此方法为了保证产品质量定期外排母液；
(2)母液浓缩后直接出售给化肥厂家作为生产原料使用，且价格较低，对L-丙氨酸生产企业的生产成本影响较大。
模拟移动床广泛用于氨基酸的分离，在苯丙氨酸、赖氨酸、色氨酸等的分离纯化上都有应用。国内建立了模拟移动床分离纯化L-赖氨酸、L-苯丙氨酸、L-丙氨酸和缬氨酸等氨基酸的装置。使用4带8柱模拟移动床实现了缬氨酸和丙氨酸的分离，得到含量98.6％的缬氨酸和82.9％的丙氨酸。利用模拟移动床技术进行L-丙氨酸的分离，提高了L-丙氨酸的收率，降低了生产成本，且减少了母液的外排，遵循发酵法生产氨基酸绿色天然的原则，符合国家环保政策。但是，氨基酸的相互分离与色素、盐分的分离存在差异，直接套用L-丙氨酸和缬氨酸的分离方法，进行L-丙氨酸母液的分离，效果并不理想。
发明内容
为了弥补现有L-丙氨酸母液处理方式的不足，本发明提供了一种利用模拟移动床处理L-丙氨酸母液的方法，该法是通过利用模拟移动床中的吸附剂对L-丙氨酸母液不同成分具有不同的吸附力而使L-丙氨酸母液中各组分分离，产品品质安全可靠。解决L-丙氨酸的收率低，母液的外排浪费严重，污染严重等问题。
本发明的技术方案为：
一种利用模拟移动床处理L-丙氨酸母液的方法，通过利用模拟移动床中的吸附剂对L-丙氨酸母液不同成分的吸附力不同使其互相分离，从而回收L-丙氨酸。
优选的，包括以下步骤：
(1)将L-丙氨酸生产过程中的副产物L-丙氨酸母液，加入絮凝剂，絮凝后过板框得到板框滤液；
(2)将板框滤液进入模拟移动床进行处理，先经过阳离子交换柱，后进入阴离子交换柱，得到离交滤液，离交滤液分别为提取液和提余液；
(3)将步骤(2)中所得提取液蒸发浓缩，打入L-丙氨酸养晶罐进行结晶，进一步处理得到L-丙氨酸产品；
(4)将步骤(2)中所得离交滤液中的提余液经减压浓缩后，得到化肥原料。
优选的，步骤(1)所述絮凝剂为ZnSO4，溶液浓度为20％，添加量为2％，絮凝反应时间为20min。
优选的，步骤(1)所得板框滤液中L-丙氨酸含量为15％-17％。
优选的，所述的步骤(2)中的阳离子交换柱中填充的树脂型号为001×8强酸性阳离子交换树脂，所述的阴离子交换柱中填充的树脂型号为D301-C大孔弱碱性阴离子树脂。
优选的，在所述的步骤(2)中所采用的模拟移动床参数为：模拟移动床直径3500mm-5000mm，高度7000mm-10000mm，所填装的树脂体积为50m3-180m3。
优选的，步骤(2)中板框滤液进入模拟移动床时，板框滤液体积与洗脱剂的体积比为1∶1.5-1∶2。
优选的，所述步骤(2)的提取液中L-丙氨酸含量大于20％，提余液中L-丙氨酸含量小于10％。
优选的，在所述的步骤(3)中，提取液经蒸发浓缩后L-丙氨酸含量在50％-60％，打入养晶罐中，分离后所得L-丙氨酸，收率为80％-90％。
优选的，在所述的步骤(4)中，提余液经减压浓缩L-丙氨酸含量60％。
有益效果
本发明的优势在于：与传统处理L-丙氨酸母液的工艺相比，运用物理分离的方法，产品品质安全可靠，提高了L-丙氨酸的收率，且达到了节能环保的目的。
附图说明
附图1本发明所涉及的模拟移动床工作原理。
附图2本发明的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1：
(1)取自秦皇岛华恒生物工程有限公司的副产物L-丙氨酸母液，利用高效液相色谱进行分析其L-丙氨酸含量，结果如下：
表1：不同样品中L-丙氨酸含量
样品 L-丙氨酸含量(％)
样品1 15.9
样品2 16.6
样品3 16.2
样品4 15.7
(2)将L-丙氨酸生产过程中的副产物L-丙氨酸母液，加入浓度为20％的ZnSO4，添加量为2％，反应时间为20min。
(3)将板框滤液进入模拟移动床进行处理，先经过阳离子交换柱，后进入阴离子交换柱，得到离交滤液，离交滤液分别为提取液和提余液，其中，用模拟移动床进行处理时，运行流量为10m3/h，板框滤液体积与洗脱剂体积比为1∶1.5；
表2：经过模拟移动床处理后的提取液与提余液指标见下表：
项目指标 L-丙氨酸含量(％)
进料母液 16.5
提取液 21.0
提余液 8.6
(4)将提取液蒸发浓缩，打入L-丙氨酸养晶罐进行结晶，分离干燥后得到L-丙氨酸产品，L-丙氨酸纯度为86.0％；将提余液减压浓缩60％，经转鼓，得化肥原料，色度，气味，氨基酸含量符合原料标准。
实施例2：
(1)L-丙氨酸母液指标、L-丙氨酸母液絮凝工艺条件同实施例1。
(2)将板框滤液进入模拟移动床进行处理，先经过阳离子交换柱，后进入阴离子交换柱，得到离交滤液，离交滤液分别为提取液和提余液，其中，用模拟移动床进行处理时，运行流量为10m3/h，板框滤液体积与洗脱剂体积比为1∶2；
表3：经过模拟移动床处理后的提取液和提余液指标见下表：
项目指标 L-丙氨酸含量(％)
进料母液 15.8
提取液 20.4
提余液 6.3
将提取液蒸发浓缩，L-丙氨酸养晶罐进行结晶，分离干燥后得到L-丙氨酸产品，L-丙氨酸纯度为86.2％；将提余液减压浓缩60％，经转鼓，得化肥原料，色度，气味，氨基酸含量符合原料标准。
实施例3：
(1)L-丙氨酸母液指标、L-丙氨酸母液絮凝工艺条件同实施例1。
(2)将板框滤液进入模拟移动床进行处理，先经过阳离子交换柱，后进入阴离子交换柱，得到离交滤液，离交滤液分别为提取液和提余液，其中，用模拟移动床进行处理时，运行流量为10m3/h，板框滤液体积与洗脱剂体积比为1∶1.8；
表4：经过模拟移动床处理后的提取液和提余液指标见下表：
项目指标 L-丙氨酸含量(％)
进料母液 17.0
提取液 23.1
提余液 7.7
(3)将提取液蒸发浓缩，L-丙氨酸养晶罐进行结晶，分离干燥后得到L-丙氨酸产品，L-丙氨酸纯度为87.9％；将提余液减压浓缩60％，经转鼓，得化肥原料，色度，气味，氨基酸含量符合原料标准。

Claims (10)

1.一种利用模拟移动床处理L-丙氨酸母液的方法，其特征在于，通过利用模拟移动床中的吸附剂对L-丙氨酸母液不同成分的吸附力不同使其互相分离，从而回收L-丙氨酸。
2.根据权利要求1所述的利用模拟移动床处理L-丙氨酸母液的方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将L-丙氨酸生产过程中的副产物L-丙氨酸母液，加入絮凝剂，絮凝后过板框得到板框滤液；
(2)将板框滤液进入模拟移动床进行处理，先经过阳离子交换柱，后进入阴离子交换柱，得到离交滤液，离交滤液分别为提取液和提余液；
(3)将步骤(2)中所得提取液蒸发浓缩，打入L-丙氨酸养晶罐进行结晶，进一步处理得到L-丙氨酸产品；
(4)将步骤(2)中所得离交滤液中的提余液经减压浓缩后，得到化肥原料。
3.根据权利要求2所述的利用模拟移动床处理L-丙氨酸母液的方法，其特征在于在：步骤(1)所述絮凝剂为ZnSO4，溶液浓度为20％，添加量为2％，絮凝反应时间为20min。
4.根据权利要求2所述的利用模拟移动床处理L-丙氨酸母液的方法，其特征在于：步骤(1)所得板框滤液中L-丙氨酸含量为15％-17％。
5.根据权利要求2所述的利用模拟移动床处理L-丙氨酸母液的方法，其特征在于：所述的步骤(2)中的阳离子交换柱中填充的树脂型号为001×8强酸性阳离子交换树脂，所述的阴离子交换柱中填充的树脂型号为D301-C大孔弱碱性阴离子树脂。
6.根据权利要求2所述的利用模拟移动床处理L-丙氨酸母液的方法，其特征在于：在所述的步骤(2)中所采用的模拟移动床参数为：模拟移动床直径3500mm-5000mm，高度7000mm-10000mm，所填装的树脂体积为50m3-180m3。
7.根据权利要求2所述的利用模拟移动床处理L-丙氨酸母液的方法，其特征在于：步骤(2)中板框滤液进入模拟移动床时，板框滤液体积与洗脱剂的体积比为1∶1.5-1∶2。
8.根据权利要求2所述的利用模拟移动床处理L-丙氨酸母液的方法，其特征在于：所述步骤(2)的提取液中L-丙氨酸含量大于20％，提余液中L-丙氨酸含量小于10％。
9.根据权利要求2所述的利用模拟移动床处理L-丙氨酸母液的方法，其特征在于：在所述的步骤(3)中，提取液经蒸发浓缩后L-丙氨酸含量在50％-60％，打入养晶罐中，分离后所得L-丙氨酸，收率为80％-90％。
10.根据权利要求2所述的利用模拟移动床处理L-丙氨酸母液的方法，其特征在于：在所述的步骤(4)中，提余液经减压浓缩L-丙氨酸含量60％。
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