[實用新型]一種谷氨酸結晶母液回收裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320071206.4
• 申請日: 2013-02-07
• 公開（公告）號: CN203112721U
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發(fā)明（設計）人: 申雅維;邵蔚;張崇能;曹厚康
• 申請（專利權）人: 上海凱鑫分離技術有限公司
• 主分類號: C07C229/24
• 分類號: C07C229/24;C07C227/40
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

技術領域

本發(fā)明涉及種谷氨酸結晶母液的回收，尤其是涉及一種谷氨酸結晶母液回收裝置。

背景技術

谷氨酸是味精的生產(chǎn)原料。谷氨酸的生產(chǎn)為以葡萄糖、玉米漿、氨水以及其它有機、無機成分經(jīng)過微生物發(fā)酵獲得。在谷氨酸的生產(chǎn)過程中，由于產(chǎn)生大量高濃度有機廢水，處理難度大，為企業(yè)帶來嚴重負擔。因此谷氨酸提取工藝的優(yōu)化，如何降低成本、降低能耗、水耗，減少環(huán)境污染，成為各生產(chǎn)企業(yè)及科學工作者的亟待解決的問題。

在谷氨酸的提取工藝中，常用的方法是利用谷氨酸的兩性特點，采用等電點結晶的方式將谷氨酸從發(fā)酵液中分離出來。在工業(yè)應用上具體又分兩種，即：一、簡稱等電離交，即發(fā)酵結束，發(fā)酵液調pH至等電點，并降溫，谷氨酸在低溫下充分結晶，經(jīng)過離心分離獲得谷氨酸結晶。該部分谷氨酸收率大約78％。而經(jīng)過離心的母液由于量大，并且仍然含有大量的未結晶或未被分離出來的谷氨酸，濃度大約在2％左右，該部分谷氨酸占到總量的20％以上。因此為提高谷氨酸提取收率，許多企業(yè)采用離子交換技術，將殘留在母液的谷氨酸純化，獲得產(chǎn)品。該工藝使得整個谷氨酸的提取收率達到95％以上。此為目前工業(yè)上通用的等電離交工藝。其優(yōu)點提取收率高。缺點，消耗的化學品量大。由于帶菌上柱，帶來大量的離交廢水，環(huán)境污染嚴重。該工藝由于生產(chǎn)成本較低而被大多數(shù)企業(yè)使用。然而由于該工藝存在的嚴重環(huán)保問題，已經(jīng)嚴重限制了企業(yè)的發(fā)展。二、簡稱濃縮等電，即發(fā)酵結束的發(fā)酵液，經(jīng)過濃縮，發(fā)酵液被濃縮2-3倍，之后發(fā)酵液調pH到谷氨酸的等電點，在低溫下結晶，再經(jīng)過離心分離獲得谷氨酸結晶。該工藝谷氨酸收率85-88％。結晶母液直接濃縮，經(jīng)過噴漿造粒，作為有機肥出售。該工藝的優(yōu)點：水、化學品的消耗大大減少，環(huán)保壓力減輕；缺點：提取收率低，生產(chǎn)成本高。但是，由于采用該方法谷氨酸的收率低于常用的低溫等電工藝，從而導致生產(chǎn)成本居高，從而限制了該方法的推廣應用。

在等電離交工藝中，大量的高濃度有機廢水是其遇到的主要問題。待上柱的結晶母液中，pH3.2，除含有大約2％谷氨酸外，尚有大量菌體、蛋白、多糖、硫酸銨等，物料中含有大量菌體顆粒及膠體，呈混濁狀。上柱過程中，由于帶菌上柱，吸附過程中，菌體、膠體等顆粒黏附在樹脂上，吸附結束，需要大量的水反洗離交柱，令黏附在樹脂上的菌體去除，然后再用洗脫劑洗脫吸附在樹脂上的谷氨酸，得到經(jīng)過純化的谷氨酸溶液。帶菌上柱，樹脂容易板結、堵塞，導致樹脂柱柱壓增高、短流、樹脂污堵，吸附容量下降，從而導致吸附過程難以進行。因此需要大量水進行反洗，從而產(chǎn)生大量的高濃度、中濃度有機廢水。同時該上柱過程中，由于柱壓較大，無法采用串柱工藝，來減少水的用量。在上柱前，為利于谷氨酸的吸附，需用硫酸調pH到1.7。由于該溶液中含有的各種雜質量大，形成緩沖體系，從而導致硫酸消耗增加。

因離交工藝產(chǎn)生大量的廢水，近年來濃縮等電工藝逐漸替代等電離交工藝。然而由于濃縮等電提取收率較等電離交工藝低7-10％，令該工藝推廣受到很大限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷而提供一種效率高、無需漂洗菌體，改善柱結構，減少樹脂柱的死體積、節(jié)水的谷氨酸結晶母液回收裝置。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案來實現(xiàn)：一種谷氨酸結晶母液回收裝置，其特征在于，包括結晶母液澄清過濾單元和谷氨酸純化回收單元；所述的結晶母液澄清過濾單元包括膜分離系統(tǒng)、循環(huán)泵，循環(huán)泵通過管道和管道上設置的閥門連接膜分離系統(tǒng)和原料儲罐以及超濾液儲罐；所述的谷氨酸純化回收單元包括至少兩組離子交換柱，各離子交換柱通過管道和閥門連接超濾液儲罐、水及洗脫液進口、離交廢液出口和水及洗脫液出口。結晶母液由泵將水輸送到結晶母液澄清過濾單元。超濾或微濾器將結晶母液中菌體、蛋白、多糖以及膠體和各種懸浮細小顆粒和大分子可溶物質截流，為后續(xù)谷氨酸回收盡量去除較多的雜質。濾液進入濾液儲罐準備進入谷氨酸回收單元。濃縮液采用蒸發(fā)濃縮及噴霧干燥，得到高品質單細胞蛋白飼料添加劑。或濃縮液回到淀粉加工飼料加工工段，與其它原料混合制作飼料。

所述的原料儲罐通過管道依次連接輸送泵、循環(huán)泵和超濾或微濾膜過濾器。

所述的輸送泵流量使膜分離系統(tǒng)的膜表面流速為1～7米/秒，揚程20-100M。

所述的膜分離系統(tǒng)為截流分子量≥5000D的管式或者板式超濾膜，或者膜過濾孔徑為10-500nm的管式、板式超濾膜或微濾膜，其膜元件為不銹鋼膜、陶瓷膜或高分子膜。

所述的不銹鋼膜是以不銹鋼作為支撐層、以金屬氧化物作為過濾層的管式膜，陶瓷膜是以金屬氧化物作為支撐層及過濾層的管式膜、板式膜或卷式膜。