CN113828157A - 一种谷氨酰胺提取液高压浓缩的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种谷氨酰胺提取液高压浓缩的方法，属于谷氨酰胺生产技术领域，所述方法包括以下步骤：对谷氨酰胺提取液进行高压膜浓缩，得到谷氨酰胺浓缩液；所述高压膜浓缩所用高压膜的截留精度≤100da，所述高压膜浓缩的压强≥2MPa。本发明选择截留精度小于等于100da的高压膜能够使谷氨酰胺保留在浓缩液中，而其它无效成分随水进入透析液中。本发明选择高压膜浓缩的压强为大于等于2MPa不仅能够使浓缩稳定进行，而且浓缩效率高、投资效益比高。
Description
技术领域
本发明涉及谷氨酰胺生产技术领域，尤其涉及一种谷氨酰胺提取液高压浓缩的方法。
背景技术
谷氨酰胺是一种氨基酸，在人体血液中是含量最高的氨基酸，可在体内转化为其它氨基酸，故称为蛋白质合成的中转物质，在应激或患病状态下，血液谷氨酰胺含量会迅速降低，达到耗竭水平，使人体因此而产生相关疾病或病程延长，所以又称为条件必须氨基酸。谷氨酰胺可作为药物、食品及饲料添加剂，市场需求量巨大。
传统谷氨酰胺生产主要是发酵培养、发酵液预处理、谷氨酰胺提取、纳滤膜脱色除杂和浓缩、浓缩液结晶，其中浓缩步骤通常使用常压膜进行浓缩富集，存在浓缩效率低的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种谷氨酰胺提取液高压浓缩的方法，本发明的方法浓缩效率高。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种谷氨酰胺提取液高压浓缩的方法，包括以下步骤：
对谷氨酰胺提取液进行高压膜浓缩，得到谷氨酰胺浓缩液；所述高压膜浓缩所用高压膜的截留精度≤100da，所述高压膜浓缩的压强≥2MPa。
优选的，所述高压膜浓缩的压为2～7MPa。
优选的，所述高压膜浓缩的压强为3～5MPa。
优选的，所述高压膜浓缩的温度为30～35℃。
优选的，所述高压膜的截留精度为30～100da。
优选的，所述高压膜的截留精度为60～80da。
优选的，在所述对谷氨酰胺提取液进行高压膜浓缩前，还包括对谷氨酰胺提取液进行精密过滤；所述精密过滤的精度为10～20μm。
优选的，所述高压膜浓缩前后，谷氨酰胺提取液和谷氨酰胺浓缩液的体积比的比值大于3。
优选的，所述高压膜浓缩前后，谷氨酰胺提取液和谷氨酰胺浓缩液的体积比的比值大于等于8。
本发明还提供了一种谷氨酰胺的生产方法，包括以下步骤：
1)将含有谷氨酰胺的生物发酵液依次进行板框过滤和色谱提取，得到谷氨酰胺提取液；
2)采用上述方案所述的方法对所述谷氨酰胺提取液进行高压膜浓缩，得到谷氨酰胺浓缩液。
本发明提供了一种谷氨酰胺提取液高压浓缩的方法，包括以下步骤：对谷氨酰胺提取液进行高压膜浓缩，得到谷氨酰胺浓缩液；所述高压膜浓缩所用高压膜的截留精度≤100da，所述高压膜浓缩的压强≥2MPa。本发明选择截留精度小于等于100da的高压膜能够使谷氨酰胺保留在浓缩液中，而其它无效成分随水进入透析液中。本发明选择高压膜浓缩的压强大于等于2MPa不仅能够使浓缩稳定进行，而且浓缩效率高、投资效益比高。
本发明中，谷氨酰胺提取液经过高压膜处理后的浓缩液中杂质含量降低，透光率提高，透析液可以直接排放至环保水处理站进行生化环保无害化处理，克服了传统纳滤浓缩导致的出水水质偏差、COD高和不利于环保的缺陷。浓缩液中谷氨酰胺营养物质进一步浓缩，提高了谷氨酰胺产品纯度，增加了生产附加值，降低了生产成本。
具体实施方式
本发明提供了一种谷氨酰胺提取液高压浓缩的方法，包括以下步骤：
对谷氨酰胺提取液进行高压膜浓缩，得到谷氨酰胺浓缩液；所述高压膜浓缩所用高压膜的截留精度≤100da，所述高压膜浓缩的压强≥2MPa。
本发明对所述谷氨酰胺提取液的提取方法没有特殊限制，采用本领域的常规方法即可。在本发明中，所述谷氨酰胺提取液优选的采用以下方法制备得到：将含有谷氨酰胺的生物发酵液依次进行板框过滤和色谱提取，得到谷氨酰胺提取液。
谷氨酰胺提取液中含有大量水分，直接蒸发会使谷氨酰胺风味受影响，这是由于长时间蒸发过程中的高温会导致谷氨酰胺变性从而影响其原有成晶形状，而通过高压膜去除谷氨酰胺提取液中部分水分，使有效成分谷氨酰胺留在浓缩液中，从而提高谷氨酰胺中的有效物质浓度，增加生产附加值。
在本发明中，所述谷氨酰胺提取液中谷氨酰胺的初始质量含量≤1％。
本发明中，所述高压膜浓缩所用高压膜的截留精度优选为30～100，更优选为60～80da。本发明选择截留精度小于等于100da这个范围内任意截留精度的高压膜能够使谷氨酰胺保留在浓缩液中，而其它无效成分随水进入透析液中。在本发明中，所述高压膜来源于常规市售，优选的购自于美国AMI膜在华代理商中科瑞阳膜技术(北京)有限公司。
在本发明中，所述高压膜浓缩的温度优选为30～35℃，更优选为32～33℃。在此区间为高压膜的最适宜工作温度，既能保证高压膜的使用寿命又能保证处理效果。
在本发明中，在所述对谷氨酰胺提取液进行高压膜浓缩前，优选的还包括对谷氨酰胺提取液进行精密过滤；所述精密过滤的精度优选为10～20μm，更优选为15～18μm。
在本发明中，所述高压膜浓缩的压强优选为2～7MPa，更优选为3～5MPa。
本发明通过精密过滤除去谷氨酰胺提取液中的可见颗粒物，使料液的浊度降低，防止高压膜浓缩过程中损伤膜系统。本发明对所述精密过滤的设备没有特殊限制，选用本领域技术人员熟知的精密过滤器即可，本发明具体实施过程中采用的精密过滤设备包括袋式精密过滤器或熔铸式精密过滤器。
在本发明中，所述高压膜浓缩前后，谷氨酰胺提取液和谷氨酰胺浓缩液的体积比的比值优选为大于3，更优选为大于8。在本发明中，所述谷氨酰胺浓缩液可直接交由生产，能够减少后续生产过程中的蒸汽使用量，这是由于高压膜浓缩能取代一部分蒸发的功能，从而减少蒸发时间节约蒸汽使用量，增加生产附加值。
本发明还提供了一种谷氨酰胺的生产方法，包括以下步骤：
1)将含有谷氨酰胺的生物发酵液依次进行板框过滤和色谱提取，得到谷氨酰胺提取液；
2)采用上述方案所述的方法对所述谷氨酰胺提取液进行高压膜浓缩，得到谷氨酰胺浓缩液。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
1)收集新疆某生物科技有限公司通过生物发酵法方法生产过程中的谷氨酰胺提取液。谷氨酰胺提取液中谷氨酰胺质量含量为0.6％。
2)将步骤1)中得到的谷氨酰胺提取液进行精密过滤(精度为10μm)，后增压至0.3MPa，进行高压膜浓缩，高压膜截留精度为30da，高压膜浓缩运行的温度为33℃，运行至进料液体积与最终浓缩液体积的比值大于8时，得到谷氨酰胺浓缩液和谷氨酰胺高压膜透析液。
上述得到的谷氨酰胺高压膜透析液的谷氨酰胺含量为0％，谷氨酰胺浓缩液中谷氨酰胺的质量含量为4％；所得谷氨酰胺高压膜透析液可直接排放。按照每天1000吨谷氨酰胺提取液基数，每天生产4wt％浓度成品谷氨酰胺浓缩液120吨，折算增加生产附加值1.5万元。
实施例2
1)收集内蒙某生物科技有限公司通过生物发酵法方法生产中的谷氨酰胺提取液。谷氨酰胺提取液中谷氨酰胺质量含量为1％。
2)将步骤1)中得到的谷氨酰胺提取液进行精密过滤(精度为15μm)，后增压至0.3MPa，进行高压膜浓缩，高压膜截留精度为100da，高压膜浓缩运行的温度为36℃，运行至进料液体积与最终浓缩液体积的比值等于7时，得到谷氨酰胺浓缩液和谷氨酰胺高压膜透析液。压力低于优选压力范围，系统收率低。
3)上述得到的谷氨酰胺高压膜透析液的谷氨酰胺含量为0％，谷氨酰胺浓缩液浓度为7％；所得谷氨酰胺高压膜透析液可直接排放。按照每天700吨谷氨酰胺提取液基数按，每天生产7wt％浓度成品谷氨酰胺100吨，折算增加生产附加值1万元。
实施例3
1)收集河南某生物科技有限公司通过生物发酵法方法生产过程中的谷氨酰胺提取液。谷氨酰胺提取液中谷氨酰胺质量含量为0.4％。
2)将步骤1)中得到的谷氨酰胺提取液进行精密过滤(精度为10μm)，后增压至0.3MPa，进行高压膜浓缩，高压膜截留精度为60da，高压膜浓缩运行的温度为35℃，运行至进料液体积与最终浓缩液体积的比值大于8时，得到谷氨酰胺浓缩液和谷氨酰胺高压膜透析液。压力低于优选压力范围，系统收率低。
3)上述得到的谷氨酰胺高压膜透析液的谷氨酰胺含量为0％，谷氨酰胺浓缩液浓度为3.2％；所得谷氨酰胺高压膜透析液可直接排放。按照每天1600吨谷氨酰胺提取液基数按，每天生产3.2wt％浓度成品谷氨酰胺200吨，折算增加生产附加值2.5万元。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种谷氨酰胺提取液高压浓缩的方法，包括以下步骤：
对谷氨酰胺提取液进行高压膜浓缩，得到谷氨酰胺浓缩液；所述高压膜浓缩所用高压膜的截留精度≤100da，所述高压膜浓缩的压强≥2MPa。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高压膜浓缩的压为2～7MPa。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述高压膜浓缩的压强为3～5MPa。
4.根据权利要求1～3任意一项所述的方法，其特征在于，所述高压膜浓缩的温度为30～35℃。
5.根据权利要求1～3任意一项所述的方法，其特征在于，所述高压膜的截留精度为30～100da。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述高压膜的截留精度为60～80da。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述对谷氨酰胺提取液进行高压膜浓缩前，还包括对谷氨酰胺提取液进行精密过滤；所述精密过滤的精度为10～20μm。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高压膜浓缩前后，谷氨酰胺提取液和谷氨酰胺浓缩液的体积比的比值大于3。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述高压膜浓缩前后，谷氨酰胺提取液和谷氨酰胺浓缩液的体积比的比值大于等于8。
10.一种谷氨酰胺的生产方法，包括以下步骤：
1)将含有谷氨酰胺的生物发酵液依次进行板框过滤和色谱提取，得到谷氨酰胺提取液；
2)采用权利要求1～9任意一项所述的方法对所述谷氨酰胺提取液进行高压膜浓缩，得到谷氨酰胺浓缩液。
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