[發明專利]一種制備蛋氨酸和回收副產物二氧化碳的方法及其裝置

有效

• 申請號: 201510916136.1
• 申請日: 2015-12-10
• 公開（公告）號: CN105671587B
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 沈江南;林溪;侯震東;張偉
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: C25B3/00
• 分類號: C25B3/00;C25B1/00
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司33201
• 代理人: 黃美娟,王曉普

1.一種制備蛋氨酸和回收副產物二氧化碳的方法，其特征在于所述方法為：將甲硫基乙基乙內酰脲經堿性水解得到的蛋氨酸鹽和碳酸鹽混合溶液用微孔膜過濾后，所得濾液送入雙極膜電滲析系統進行電滲析處理，分別得到酸液A和堿液A，堿液A送回雙極膜電滲析系統中連續循環處理，酸液A經過氣液分離器，分離得到二氧化碳氣體和酸液B，酸液B送回雙極膜電滲析系統中連續循環處理，至酸液B的pH值為3.8～4.5之間，表示反應結束，所得pH值為3.8～4.5的酸液B即為蛋氨酸溶液，蛋氨酸溶液經濃縮結晶制得蛋氨酸；

氣液分離器分離得到的二氧化碳氣體通入吸收池，被吸收池中的二氧化碳吸收劑吸收，吸收池上部的二氧化碳吸收母液通入膜蒸餾裝置，經膜蒸餾濃縮，得到濃縮至過飽和的母液，再循環回吸收池，此循環過程中吸收池底部生長碳酸鹽晶體，吸收池上部的二氧化碳吸收母液繼續通入膜蒸餾裝置循環處理；吸收池內生長得到的碳酸鹽晶體由吸收池底部引出，經固液分離，回收得到碳酸鹽。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述反應結束時，得到的堿液A的濃度為5wt％以上；經過電滲析循環處理的濃度達5wt％以上的堿液作為二氧化碳吸收劑，加入吸收池中。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述膜蒸餾裝置采用疏水性中空纖維膜進行膜蒸餾。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述膜蒸餾裝置在蒸餾濃縮過程中冷凝出來的水作為冷凝劑，通入膜蒸餾裝置的管身，與二氧化碳吸收母液的流動方向相反，循環流動。

5.如權利要求3所述的方法，其特征在于所述膜蒸餾裝置為管式膜結構，管端口兩側分別為二氧化碳吸收母液進出口，管身進出口為冷凝劑進出口，所述膜蒸餾裝置內部換熱方式采取兩股物料對流換熱方式。

6.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述回收得到的碳酸鹽作為甲硫基乙基乙內酰脲堿性水解的堿性原料，回收利用。

7.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述雙極膜電滲析系統由1～50個雙極膜電滲析裝置串聯或并聯組成，所述雙極膜電滲析裝置由兩側的極液室和夾在兩側極液室中間的電滲析隔室組成，所述極液室分別為陰極室和陽極室，所述電滲析隔室由1～500組膜單元串聯排列組成，所述膜單元為兩隔室或三隔室結構，所述三隔室結構為雙極膜、陽離子交換膜、陰離子交換膜間隔排列構成堿室、料液室、酸室；所述兩隔室結構為雙極膜和陽離子交換膜交替排列構成堿室、料液室；

所述電滲析處理時，蛋氨酸鹽和碳酸鹽混合溶液用微孔膜過濾后得到的濾液通入兩隔室或三隔室結構的料液室，在極液室加入質量濃度1-3％的強電解質溶液，其余隔室均通入純水，將雙極膜電滲析系統的陰級、陽極分別與直流電源的負極和正極相連接，啟動雙極膜電滲析系統，進行電滲析處理；

所述電滲析處理時，控制雙極膜電滲析系統中雙極膜及陰、陽離子交換膜的電流密度為50-150mA/cm²，控制生產體系的溫度在10～40℃，連續循環處理，監測酸液B的pH為3.8～4.5之間時，停止設備運行。

8.如權利要求7所述的方法，其特征在于所述電滲析處理中，雙極膜電滲析系統為三隔室結構時，堿室出口得到堿液A，堿液A送回雙極膜電滲析系統中的堿室，連續循環處理；酸室出口得到酸液A，經過氣液分離器，分離得到二氧化碳氣體和酸液B，酸液B送回雙極膜電滲析系統中的酸室，連續循環處理；料液室出口得到的處理后的料液送回料液室，連續循環處理；

雙極膜電滲析系統為兩隔室結構時，堿室出口得到堿液A，堿液A送回雙極膜電滲析系統中的堿室，連續循環處理；料液室出口得到酸液A，經過氣液分離器，分離得到二氧化碳氣體和酸液B，酸液B送回雙極膜電滲析系統中的料液室，連續循環處理。