CN1161324A - 一种从发酵液中提取谷氨酸的新方法 - Google Patents

一种从发酵液中提取谷氨酸的新方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种从发酵液中提取谷氨酸的新方法，其主要工艺技术特征是去除结晶母液中的菌体，除菌母液浓缩，脱盐后水解，水解过滤液循环回调下一批发酵液结晶，过程主体为闭路循环，本发明既可达到95％以上的高提取收率，还可获得饲料和化肥等副产品，又从工艺内部解决了味精工业严重的废液污染问题。

Description

一种从发酵液中提取谷氨酸的新方法
本发明涉及一种从发酵液中提取谷氨酸的方法。
与本发明相关的从发酵液中提取谷氨酸的已有技术主要有下列几种：
1.《氨基酸工艺学》(天津轻工业学院等编著，轻工业出版社出版)介绍的低温(3-5℃)等电点结晶法，CN88106847.0公开的等电结晶离子交换法，是在上述低温等电结晶法的基础上再进行一次离交，用调整的发酵液或结晶母液洗脱，以回收结晶母液中的大部分谷氨酸，日本专利59-14794公开的浓缩等电结晶法，该方法先浓缩除菌发酵液，再加酸调浓缩液至pH3.2，使谷氨酸结晶分离。法国专利FR2574-790-A介绍的超滤和残余物水解法从发酵液中提取谷氨酸，将谷氨酸发酵液经超滤后，得到滤液和残留物，滤液浓缩，残留物水解过滤并与谷氨酸浓缩液混合后结晶。这些方法或谷氨酸提取收率不高，经济效益不高，或废水污染严重。
2.CN1099746A公开了一种谷氨酸的提取方法，虽然收率较高，又无废水污染，但用盐酸作水解催化剂时，循环主体物料中Cl-浓度过高，对普通不锈钢腐蚀性太大，用特殊钢材则投资太大。用硫酸作水解催化剂时，硫酸根容易在循环中结累，造成后期工艺运作困难，特别是，该技术没有考虑发酵液中除主产品谷氨酸之外的其它物质的回收，影响综合经济效益。
本发明的目的是克服上述已有技术的不足，提供一种既能较大幅度提高主产品谷氨酸提取收得率，又能获得大量的高蛋白菌体饲料和优质化肥以及高品位有机肥等副产物；既能大幅度提高综合经济效益，又能解决结晶母液大量排放对环境造成的严重污染的新工艺。
本发明的提取方法，包括下列步骤：
A.发酵液常温或低温等电结晶。
B.晶体和母液分离得到谷氨酸结晶和母液。
C.从母液中除去谷氨酸发酵菌。
D.除菌母液浓缩，得到浓缩液和冷凝水。
E.浓缩液脱盐，得到硫酸铵(含少量钾盐)以及脱盐浓缩液。
F.脱盐浓缩液可加酸水解后过滤，得到水解过滤液和滤饼。
G.水解过滤液可脱色，也可不脱色。至少部分循环到A，调节下一批发酵液的pH，等电点结晶。过程主体实现闭路循环。
附图1为本发明的工艺流程图。
以下结合有关设备对本发明作进一步描述：
在结晶罐中，将谷氨酸发酵液，先降温至30℃以下，加酸(第一批)或加上一批循环来的水解过滤液，使发酵液结晶。pH3.0-3.2下搅拌育晶后在离心机上离心分离出晶体，并用自来水洗涤晶体。将母液加热至110℃，5分钟，谷氨酸生产菌絮凝后加纤维质助滤剂板框过滤或用其它方法除去，除菌清母液在浓缩器内浓缩3-8倍，送至脱盐器内加液氨或氨水(也可不加)，在10-80℃下脱盐并离心，分离出铵盐结晶，脱盐浓缩液送入水解罐加酸水解，以便将浓缩时产生的焦谷氨酸水解回复成谷氨酸，有利于提高谷氨酸的提取收率，同时将残糖水解成腐殖质，不让其在闭路循环系统中积累，板框过滤或抽滤得到滤饼和水解过滤液，滤饼是一种高品位的腐殖酸有机肥料，水解过滤液呈酸性并富含谷氨酸，可加活性炭或其它脱色剂脱色，也可不脱色，该酸性(脱色)液循环返回代替硫酸调节下一批发酵液pH，等电点结晶。
本发明第一个优点是谷氨酸平均提取收率高达95-97％。这是本发明设计的闭路循环工艺的突出优点。损失只来自菌体，硫酸铵结晶和腐殖酸滤饼离开循环圈时对谷氨酸的少量夹带。如对它们很好地洗涤，可以再减少损失，则提取收率还可进一步提高。
本发明第二个优点是过程主体形成闭路循环(无限循环)，实现了无污染排放，离开循环圈的大量凝结水，其COD可控制在400ppm左右，可作为工艺用水，离开循环圈的固体物质或为产品或为副产品。因此，解决了味精工业长期未能解决的严重的废水污染问题。
本发明的第三个突出优点是产出大量的副产品——高蛋白菌体饲料(蛋白含量＞50％，其量约占味精产量的12％)；结晶硫酸铵(约占味精产量的70％)；高品位有机质肥料(总腐殖酸含量55％，其量约占味精产量的11％)；有显著的经济效益。
本发明的第四个优点是本闭路循环工艺可采用常温结晶而不降低提取收率，与冷冻结晶相比，可节约大量电能和冷冻装置的投资。基本弥补了浓缩时的热能消耗费用。
实施例1：
25℃的发酵液3000ml，加浓硫酸调等电结晶，过滤除去晶体后得到谷氨酸等电母液3050ml，母液谷氨酸浓度2.0％。将母液加热至110℃，维持5分钟后加助滤剂0.5％，布氏漏斗过滤并洗涤滤饼一次，得澄清滤液3010ml，湿滤饼50g，在陶瓷锅内常压浓缩约5倍，加氨水调pH5.5-7.5，温度10-80℃下脱盐。离心后得硫酸铵150g，脱盐浓缩液400ml。可在脱盐浓缩液中加浓硫酸80ml，0.2MPa下水解5小时，并蒸发约100ml水，过滤得滤饼120g，水解过滤液250ml。在水解过滤液中加入活性炭2.5g，脱色1小时后过滤除去滤渣，用该水解脱色液调节下一批3000ml，谷氨酸浓度为8.0％的发酵液的pH，等电点结晶，获得结晶谷氨酸237.4g，纯度为96.5％，母液3200ml。浓度为1.90％。
依次可无限循环。
实施例2：
在结晶罐中，将1000L，谷氨酸含量为8.2％的发酵液，先降温至20℃，加上一批循环来的水解过滤液，使发酵液结晶，pH3.0-3.2下搅拌育晶后，在离心机上离心分离，得到81.2kg干晶体，纯度为96.5％；将母液加热至100℃，10分钟，菌体絮凝后加3kg纤维质助滤剂，板框过滤得到菌体絮凝物24kg(含水52％)，除菌清母液在浓缩器内浓缩4倍后，送至脱盐器内，在70℃下脱盐并离心，分离出硫酸铵结晶73.2kg(含水10％)，脱盐后的浓缩液121L可送入水解罐加24.2L浓硫酸在0.2MPa下水解4小时，并在水解后期蒸发25L水，板框过滤得到滤饼22.3kg(含水48％)和水解过滤液103L，水解过滤液返回调节下一批发酵液pH，等电点结晶，依次可无限循环。

Claims (4)

1.一种从发酵液中提取谷氨酸的新方法，该方法由以下步骤组成：
A.发酵液常温或低温等电点结晶。
B.晶体和母液分离得到谷氨酸结晶和母液。
C.从母液中除去谷氨酸发酵菌。
D.除菌母液浓缩，得到浓缩液和冷凝水。
E.浓缩液脱盐，得到硫酸盐或/和其它盐类以及脱盐浓缩液。
F.脱盐浓缩液可加酸水解后过滤，得到水解过滤液和滤饼。
G.水解过滤液可脱色，也可不脱色，循环到A。调节下一批发酵液的pH，等电点结晶。过程主体形成闭路循环。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于用热絮凝-过滤法除菌体。即：温度80-120℃，保温时间5-25分钟絮凝菌体，添加纤维质助滤剂后过滤除菌体。
3.按权利要求1所述的方法，其特征是：在20-120℃，pH4.0-8.0下结晶脱除硫酸盐。
4.按权利要求1所述的方法，其特征在于加硫酸进行水解。
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