CN110128286B - 一种谷氨酸提取结晶工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种谷氨酸提取结晶工艺，包括：S1、将谷氨酸发酵液离心后分为上层清液A和下层蛋白液B；S2、取出所述下层蛋白液B，将所述下层蛋白液B离心后分为上层清液C和蛋白浓浆D；S3、将所述步骤S1中的所述上层清液A和所述步骤S2中的上层清液C混合得到谷氨酸清液；S4、对于所述谷氨酸清液进行等电提取结晶，获取上层等电清液E和下层谷氨酸晶体；S5、浓缩所述上层等电清液E获取的浓缩液F，对所述浓缩液F进行等电提取结晶获取第二谷氨酸晶体。本发明的谷氨酸提取结晶工艺，可以降低菌体蛋白对于谷氨酸结晶过程的影响，提高谷氨酸的质量和收率。

Description

一种谷氨酸提取结晶工艺
技术领域
本发明涉及谷氨酸生产技术领域，尤其涉及一种谷氨酸提取结晶工艺。
背景技术
目前国内谷氨酸生产厂家常用的谷氨酸提取工艺是等电提取工艺，即将谷氨酸发酵液浓缩2倍或直接用硫酸将发酵液的PH调至谷氨酸的等电点3.2左右，静置沉降。底层沉淀离心分离出谷氨酸，上层清液添加絮凝剂凝出蛋白，去除蛋白后的浓污经过浓缩处理后再喷浆造粒做成肥料。
但该工艺中等电上层清液体积较大，残留大量谷氨酸使谷氨酸收率较低，并且大量谷氨酸在喷浆造粒过程中糊化更易产生异味。此外，谷氨酸发酵液在没去除菌体情况下直接等电，分离出的谷氨酸纯度较低；通过絮凝剂提取的菌体蛋白铵盐和灰分含量较高、分离不完全、菌体蛋白的纯度和收率都较低。
发明内容
针对相关技术中的上述问题，本发明提出了一种高收率的谷氨酸提取结晶工艺。
为实现上述目的，本发明提供一种谷氨酸提取结晶工艺，包括：
S1、将谷氨酸发酵液离心后分为上层清液A和下层蛋白液B；
S2、取出所述下层蛋白液B，将所述下层蛋白液B离心后分为上层清液C和蛋白浓浆D；
S3、将所述步骤S1中的所述上层清液A和所述步骤S2中的上层清液C混合得到谷氨酸清液；
S4、对于所述谷氨酸清液进行等电提取结晶，获取上层等电清液E和下层谷氨酸晶体；
S5、浓缩所述上层等电清液E获取的浓缩液F，对所述浓缩液F进行等电提取结晶获取第二谷氨酸晶体。
根据本发明的一个方面，在所述步骤S1、所述步骤S2中，离心的方式为碟片式离心机离心、卧螺离心机离心或膜过滤分离。
根据本发明的一个方面，在所述步骤S4中，对所述谷氨酸清液进行等电提取结晶包括：
用硫酸将所述谷氨酸清液的PH值调至谷氨酸等电点3.2，每小时降低所述谷氨酸清液PH值0.1-0.2，随PH下降并缓慢降温；
将所述谷氨酸清液再行静置降温至15℃-20℃；
将所述谷氨酸清液通过离心机进行离心，获得上层等电清液E和下层谷氨酸晶体。
根据本发明的一个方面，对所述谷氨酸清液降温时，按照1℃-2℃/h对所述谷氨酸清液逐渐降温。
根据本发明的一个方面，在所述步骤S5中，浓缩所述上层等电清液E时采用板式蒸发器浓缩所述上层等电清液E，浓缩3-4倍，得到所述浓缩液F。
根据本发明的一个方面，在所述步骤S5中，对所述浓缩液F进行等电提取结晶获取第二谷氨酸晶体包括：
用硫酸将所述浓缩液F的PH值调至谷氨酸等电点3.2，每小时降低所述浓缩液PH值0.1-0.2，随PH下降并缓慢降温；
将所述谷氨酸清液再行静置降温至15℃-25℃；
将所述浓缩液通过离心机进行离心，获得上层等电清液G和下层第二谷氨酸晶体。
根据本发明的一个方面，本发明的工艺还包括：将所述步骤S2中的所述蛋白浓浆D进行烘干得到菌体蛋白。
本发明的谷氨酸提取结晶工艺，将谷氨酸发酵液首先离心为清液A和蛋白液B，在将蛋白液B离心为清液C和蛋白浓浆D，将清液A和清液C混合后再等电提取谷氨酸晶体，而蛋白浓浆D去烘干获取菌体蛋白。如此可以使得料液中的菌体蛋白的含量大大降低，在获取谷氨酸晶体的过程中降低了菌体蛋白对于谷氨酸结晶的影响，提高了谷氨酸纯度和收率。
本发明谷氨酸提取结晶工艺，相比于传统的将谷氨酸发酵液直接浓缩处理的方式，本发明由于去除了菌体蛋白(蛋白浓浆D)，可将上层等电清液E浓缩3-4倍，降低30-50％的等电清液E的体积，有利于提升谷氨酸的纯度和收率。而传统工艺将谷氨酸发酵液直接浓缩的方式，浓缩倍数最高为2倍。
本发明的谷氨酸提取结晶工艺，提高了谷氨酸的收率，降低了等电清液中的谷氨酸残留，如此在将等电清液用于喷浆造粒过程中可以避免由于残留谷氨酸造成糊化、产生异味的情况，有利于环保。
本发明的谷氨酸提取结晶工艺，采用离心的方式一步步分离出蛋白浓浆D，并最终烘干为菌体蛋白，相比于现有技术中通过添加絮凝剂的方式而言，分离效率更高，菌体蛋白的纯度和收率更高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是示意性表示根据本发明的谷氨酸提取结晶工艺的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
图1是示意性表示本发明的谷氨酸提取结晶工艺的流程图。如图1所示，本发明的谷氨酸提取结晶工艺包括：S1、将谷氨酸发酵液离心后分为上层清液A和下层蛋白液B；S2、取出下层蛋白液B，将下层蛋白液B离心后分为上层清液C和蛋白浓浆D；S3、将步骤S1中的上层清液A和步骤S2中的上层清液C混合得到谷氨酸清液；S4、对于谷氨酸清液进行等电提取结晶，获取上层等电清液E和下层谷氨酸晶体；S5、浓缩上层等电清液E获取的浓缩液F，对浓缩液F进行等电提取结晶获取第二谷氨酸晶体。
在本发明中，在步骤S1和步骤S2中，离心的方式可以有很多中，例如，采用碟片式离心机离心、卧螺离心机利息或者膜过滤分离(陶瓷膜)。而本发明谷氨酸提取结晶工艺中的等电提取可以采用直接等电或者间接等电的方式。
根据本发明的一种实施方式，本发明的谷氨酸提取结晶工艺如下：将谷氨酸发酵液用碟片式离心机进行分离，离心成两部分，一部分是含有微量菌体蛋白的清液A4800L，另一部分是含有大量菌体蛋白的蛋白液B1200L。清液A位于上层，蛋白液B位于下层。清液A中的菌体蛋白含量为0.1％(体积比)，蛋白液B中的菌体蛋白含量为80％(体积比)。
然后在步骤S2中，将含有大量菌体蛋白的蛋白液B1200L用卧螺离心机分离，离心成两部分。一部分是含有少量菌体蛋白的上层清液C910L，其菌体蛋白含量为0.45％(体积比)，另一部分是呈糊状的蛋白浓浆D285kg，其菌体蛋白含量为35％(体积比)。
接着在步骤S3中将步骤21得到的清液A4800L和步骤S2得到的清液C混合得到谷氨酸清液。然后在S4中，用硫酸将谷氨酸清液的PH值调至谷氨酸等电点3.2，每小时降低所述谷氨酸清液PH值0.1-0.2，并将所述谷氨酸清液温度降至25℃。具体来说，按照1℃-2℃/h对谷氨酸清液逐渐降温至25℃左右，然后维持该温度，温度调节偏差幅度在±1℃。
接着将谷氨酸清液降温迅速冷却至15℃以下，然后采用对谷氨酸清液进行离心，可以通过平板离心机或者卧螺离心机进行离心，将转速控制在1000r/min，离心时间为10min，如此可以分离得到上层等电清液E410L和下层谷氨酸晶体，此时可以确认得到的谷氨酸晶体的纯度达到96.7％。
接着在步骤S5中，采用板式蒸发器浓缩上层等电清液E410L，设定浓缩温度为80℃，真空度为0.06MPa，浓缩3.5倍，得到浓缩液F1140L。之后再用硫酸将浓缩液F1140L的PH值调至谷氨酸等电点3.2，每小时降低料液PH值0.1-0.2，并将料液逐渐降温。降温速度为1-2℃/h，将温度降至20℃。
然后将浓缩液F1140L迅速降温至15℃以下，再采用平板离心机或卧螺离心机进行离心，转速设定为1000r/min，离心时间为10min，分离得到第二谷氨酸晶体和上层等电清液G，第二谷氨酸晶体的纯度为92.8％。
根据本发明的谷氨酸提取结晶工艺还包括：将步骤S2中得到的蛋白浓浆D285kg用烘干设备进行烘干得到菌体蛋白130kg，纯度为80％。烘干设备采用回低温和回转式冷却机、干燥机进风温度为600℃，出料温度为100℃，出料后菌体蛋白进入冷却机，冷却机的出料温度为40℃。
利用本发明的谷氨酸提取结晶工艺和传统工艺在相同条件下提取谷氨酸的指标对比如下表：
指标 谷氨酸纯度 谷氨酸收率 菌体蛋白收率 菌体蛋白纯度
传统工艺 94.6％ 88.7％ 92.8％ 80％
本发明工艺 97.2％ 92.3％ 97.4％ 95.4％.
由上述表格可知，本发明谷氨酸提取结晶工艺可以提高谷氨酸的纯度和收率，提高菌体蛋白的纯度和收率。虽然在数字上差距在3-5％，但是在工业化生产中，即能够带来巨大的收益。
本发明的谷氨酸提取结晶工艺，将谷氨酸发酵液首先离心为清液A和蛋白液B，在将蛋白液B离心为清液C和蛋白浓浆D，将清液A和清液C混合后再等电提取谷氨酸晶体，而蛋白浓浆D去烘干获取菌体蛋白。如此可以使得料液中的菌体蛋白的含量大大降低，在获取谷氨酸晶体的过程中降低了菌体蛋白对于谷氨酸结晶的影响，提高了谷氨酸纯度和收率。
本发明谷氨酸提取结晶工艺，相比于传统的将谷氨酸发酵液直接浓缩处理的方式，本发明由于去除了菌体蛋白(蛋白浓浆D)，可将上层等电清液E浓缩3-4倍，降低30-50％的等电清液E的体积，有利于提升谷氨酸的纯度和收率。而传统工艺将谷氨酸发酵液直接浓缩的方式，浓缩倍数最高为2倍。
本发明的谷氨酸提取结晶工艺，提高了谷氨酸的收率，降低了等电清液中的谷氨酸残留，如此在将等电清液用于喷浆造粒过程中可以避免由于残留谷氨酸造成糊化、产生异味的情况，有利于环保。
本发明的谷氨酸提取结晶工艺，采用离心的方式一步步分离出蛋白浓浆D，并最终烘干为菌体蛋白，相比于现有技术中通过添加絮凝剂的方式而言，分离效率更高，菌体蛋白的纯度和收率更高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种谷氨酸提取结晶工艺，包括：
S1、将谷氨酸发酵液离心后分为上层清液A和下层蛋白液B；
S2、取出所述下层蛋白液B，将所述下层蛋白液B离心后分为上层清液C和蛋白浓浆D；
S3、将所述步骤S1中的所述上层清液A和所述步骤S2中的上层清液C混合得到谷氨酸清液；
S4、对于所述谷氨酸清液进行等电提取结晶，获取上层等电清液E和下层谷氨酸晶体；
S5、浓缩所述上层等电清液E获取的浓缩液F，对所述浓缩液F进行等电提取结晶获取第二谷氨酸晶体。
2.根据权利要求1所述的谷氨酸提取结晶工艺，其特征在于，在所述步骤S1、所述步骤S2中，离心的方式为碟片式离心机离心或卧螺离心机离心；在所述步骤S1、所述步骤S2中也可通过膜过滤分离的方式实现对上层清液A和下层蛋白液B及上层清液C和蛋白浓浆D的分离。
3.根据权利要求1所述的谷氨酸提取结晶工艺，其特征在于，在所述步骤S4中，对所述谷氨酸清液进行等电提取结晶包括：
用硫酸将所述谷氨酸清液的PH值调至谷氨酸等电点3.2，每小时降低所述谷氨酸清液PH值0.1-0.2，随PH下降并缓慢降温；
将所述谷氨酸清液再行静置降温至15℃-25℃；
将所述谷氨酸清液通过离心机进行离心，获得上层等电清液E和下层谷氨酸晶体。
4.根据权利要求3所述的谷氨酸提取结晶工艺，其特征在于，对所述谷氨酸清液降温时，按照1℃-2℃/h对所述谷氨酸清液逐渐降温。
5.根据权利要求1所述的谷氨酸提取结晶工艺，其特征在于，在所述步骤S5中，浓缩所述上层等电清液E时采用板式蒸发器浓缩所述上层等电清液E，浓缩3-4倍，得到所述浓缩液F。
6.根据权利要求1或5所述的谷氨酸提取结晶工艺，其特征在于，在所述步骤S5中，对所述浓缩液F进行等电提取结晶获取第二谷氨酸晶体包括：
用硫酸将所述浓缩液F的PH值调至谷氨酸等电点3.2，每小时降低所述浓缩液PH值0.1-0.2，随PH下降并缓慢降温；
将所述谷氨酸清液再行静置降温至15℃-25℃；
将所述浓缩液通过离心机进行离心，获得上层等电清液G和下层第二谷氨酸晶体。
7.根据权利要求1所述的谷氨酸提取结晶工艺，其特征在于，本发明的工艺还包括：将所述步骤S2中的所述蛋白浓浆D进行烘干得到菌体蛋白。
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