[發明專利]從蘇氨酸結晶母液中回收蘇氨酸的方法

在審

• 申請號: 201210144565.8
• 申請日: 2012-05-10
• 公開（公告）號: CN103071389A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 叢威;楊鵬波;王倩;張圩玲;田原
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: B01D61/44
• 分類號: B01D61/44;C07C229/22;C07C227/40
• 代理公司: 北京法思騰知識產權代理有限公司 11318
• 代理人: 楊小蓉;楊青

技術領域

本發明涉及氨基酸生產領域，特別地，涉及從蘇氨酸結晶母液中回收蘇氨酸的方法。

背景技術

蘇氨酸，學名2-氨基-3-羥基丁酸（Threonine?Itaconic?acid），簡稱為Thr），分子式為C₄H₉O₃N。其性狀為白色斜方晶系或結晶性粉末，無臭，味微甜，25℃時在水中溶解度為20.5g/100mL，不溶于乙醇、乙醚和氯仿。L-蘇氨酸是一種必需氨基酸，主要用于醫藥、化學試劑、食品強化劑、飼料添加劑等方面。

目前，發酵法已成為生產蘇氨酸的主流方法。該方法以葡萄糖和蔗糖為原料，在通氣條件下以乳糖發酵桿菌作為菌株利用其代謝作用生產蘇氨酸，在發酵過程中流加氨以補充氮源和調節pH值。從發酵液中提取蘇氨酸目前主要采用工藝流程相對簡單的等電結晶法（如圖1所示）：L-蘇氨酸發酵液經膜過濾除菌、脫色、除雜，用硫酸調節pH值至4.5-5.0，濃縮結晶，分離得到的L-蘇氨酸晶體經烘干后即得產品。因蘇氨酸溶解度較大，一次結晶后的母液中仍含有高達7%~12%的蘇氨酸，此外還含約2%~3%的無機鹽和雜質氨基酸（主要為谷氨酸、丙氨酸等）、蛋白質和殘糖等物質。為提高蘇氨酸收率，國內部分生產企業對蘇氨酸一次結晶母液進行再次濃縮結晶。二次結晶可使蘇氨酸收率提高6%~7%，但仍有約20%的蘇氨酸殘留在母液中。

對于結晶母液，蘇氨酸生產企業通常采用以下兩種方法處理：賣給飼料廠做飼料添加劑或直接排放到環境中。將其賣給飼料廠價值不高，而直接排放到環境中會造成極大浪費和污染。

國內專利（申請號200610014342.4）提出將經過二次結晶的蘇氨酸母液脫鹽后與經膜過濾除菌的發酵液混合，進入下一個循環提取蘇氨酸晶體，可采用的脫鹽方法包括離子交換、納濾和電滲析。但二次結晶后的母液中蛋白、色素、殘糖等各種雜質成分濃度進一步提高，顏色深，粘度大，流動性極差。上述方法難以對其進行有效且經濟的脫鹽。此外，該方法雖然可回收母液中的蘇氨酸，但母液不經處理直接與發酵液混合套用，影響了后續蘇氨酸的提取純度，而且母液中的雜質會在循環中累積，不能做到無限次循環。

原則上采用離子交換方法可回收一次結晶母液中的蘇氨酸。但一次結晶母液中含有一定量的無機鹽，在母液pH值環境下帶正電的蘇氨酸離子比例較低，離子交換過程中無機離子會與蘇氨酸形成強烈競爭，母液直接離交，樹脂幾乎不吸附蘇氨酸。國內專利（申請號201010587819.4）提出先將蘇氨酸一次結晶母液的pH值調整為1.5-3.0，再用離子交換吸附母液中蘇氨酸，然后用pH值為10-14的氨水進行洗脫，收集從洗脫開始到波美度為1的洗脫液，最后將得到的洗脫液與蘇氨酸發酵液混合套用，進入下一個循環提取蘇氨酸晶體。采用離子交換方法回收母液中蘇氨酸，既可提高蘇氨酸的總收率，又可將母液中大部分的雜質除去，保證了蘇氨酸的品質。但是該方法依然無法解除無機鹽離子在離子交換過程中對蘇氨酸吸附的干擾，且母液調酸和離子交換洗脫步驟會大幅度增加酸堿用量，多消耗的酸堿最后進入離交廢液，使得蘇氨酸離交廢液含有比蘇氨酸母液更高的鹽含量，增加了治理難度。

發明內容

本發明的目的在于克服現有生產蘇氨酸時產生的蘇氨酸結晶母液難以利用和難以治理的缺陷，提供一種從蘇氨酸結晶母液中回收蘇氨酸的方法。

本發明的從蘇氨酸結晶母液中回收蘇氨酸的方法，包括以下步驟：

1）采用雙極膜電滲析技術或普通電滲析技術從蘇氨酸結晶母液中將無機鹽脫除，得到脫無機鹽的蘇氨酸結晶母液；其中，所述雙極膜電滲析技術為“酸-鹽-堿”三室電滲析技術

2）用陽離子交換法從脫無機鹽的蘇氨酸結晶母液中回收蘇氨酸。

根據本發明的方法，所述普通電滲析技術為“濃-淡”兩室普通電滲析技術。

本發明的技術方案中，如采用雙極膜電滲析技術從蘇氨酸結晶母液中脫除無機鹽，是采用“酸-堿-鹽”三室雙極膜電滲析技術，如圖5所示，將含有無機鹽的蘇氨酸結晶母液通入鹽室，最后在酸室得到包含再生酸的酸室完成液，在堿室得到再生堿的堿室完成液，在鹽室得到脫無機鹽的蘇氨酸結晶母液。