[發(fā)明專利]一種谷氨酸發(fā)酵液制備谷氨酸鈉的方法

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• 申請日: 2017-06-07
• 公開（公告）號: CN107337611A
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邱全國
• 申請（專利權(quán)）人: 成都連接流體分離科技有限公司
• 主分類號: C07C227/40
• 分類號: C07C227/40;C07C227/42;C07C227/18;C07C229/24;C12P13/14;A23L27/22;A23K10/37
• 代理公司: 成都金英專利代理事務(wù)所(普通合伙)51218
• 代理人: 袁英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及技術(shù)領(lǐng)域為食品工業(yè)，具體涉及一種谷氨酸發(fā)酵液制備谷氨酸鈉的方法。

背景技術(shù)

谷氨酸鈉俗稱味精，學名谷氨酸單鈉鹽 (Monosodium Glutamate，簡稱為 MSG)。谷氨酸鈉是一種重要的食品添加劑，可以豐富和改善食品的風味，廣泛用于食品及食品加工行業(yè)。我國是谷氨酸鈉生產(chǎn)大國，年產(chǎn)量接近 200萬噸。谷氨酸鈉是重要的鮮味劑，對香味具有增強作用。谷氨酸鈉廣泛用于食品調(diào)味劑，既可單獨使用，又能與其它氨基酸等并用。隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展和對谷氨酸鈉需求量的不斷增加，谷氨酸鈉的產(chǎn)量在逐年的提高，谷氨酸鈉已成為第一大發(fā)酵產(chǎn)品。谷氨酸鈉現(xiàn)行生產(chǎn)均采用先從谷氨酸銨發(fā)酵液分離谷氨酸半成品，用NaOH或Na2C03進行中和轉(zhuǎn)化為谷氨酸鈉，經(jīng)脫色、濃縮、精制而成谷氨酸鈉的工藝。因此在提取過程中，需要完成：谷氨酸銨—谷氨酸—谷氨酸鈉的產(chǎn)品轉(zhuǎn)化過程。此轉(zhuǎn)化過程需要消耗大量的酸堿，生產(chǎn)成本提高，而且會造成大量的環(huán)境污染。目前的研究主要集中在產(chǎn)率和提取工藝的改進上，沒有從根本解決成本過高、污染嚴重等問題。

谷氨酸鈉是由發(fā)酵提取的谷氨酸 ( 稱麩酸 ) 精制而來，精制過程是將谷氨酸溶解、用碳酸鈉中和、脫色、濃縮結(jié)晶、干燥得到成品谷氨酸鈉。我國主要以淀粉發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸，在發(fā)酵過程中不斷補加氨維持發(fā)酵液的 pH 維持在7左右，所得發(fā)酵液是谷氨酸銨。發(fā)酵結(jié)束后，采用等電結(jié)晶步驟提取谷氨酸，即用濃硫酸調(diào)節(jié)發(fā)酵液的pH 至谷氨酸的等電點使谷氨酸結(jié)晶(簡稱“等電結(jié)晶”)。分離出的谷氨酸晶體經(jīng)精制(溶解、中和、脫色、結(jié)晶)而成谷氨酸鈉。分離出谷氨酸晶體剩余的上清液稱為“等電母液”。目前的工業(yè)生產(chǎn)通常采用“等電結(jié)晶、離子交換”工藝(如圖1所示)，用離子交換法從等電母液中提取剩余的谷氨酸，其中等電母液中含有15-20g/L 谷氨酸、30-40 g/L的硫酸根和10 -15 g/L的銨根，pH 約為3.0。工業(yè)生產(chǎn)采用的另一個工藝“濃縮—等電”工藝(如圖2 所示)無論是“等電—離交”工藝得到的離交廢液，還是“濃縮—等電”工藝得到的等電母液，均含有高濃度的硫酸根和銨，用現(xiàn)有的處理方法會碰到諸多問題。例如，用生物厭氧和好氧處理時，會受高濃度硫酸銨抑制；硫酸銨本身也難以降解；用來培養(yǎng)酵母時，受高濃度硫酸銨抑制，酵母的生長速率低；而將其濃縮以生產(chǎn)硫酸銨復合肥或結(jié)晶硫酸銨時，能耗過大，造成二次污染。綜上所述，現(xiàn)有的谷氨酸鈉生產(chǎn)工藝都經(jīng)過了谷氨酸的提取階段，流程長，步驟多，還產(chǎn)生大量廢液。因此，專利CN 102126979.A中介紹了從谷氨酸發(fā)酵液直接制取谷氨酸單鈉的方法，該方法采用電滲析方法從谷氨酸(銨)發(fā)酵液直接制取谷氨酸單鈉，可以減少谷氨酸鈉生產(chǎn)步驟，降低生產(chǎn)成本，減少廢液排放，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)。同時，得到了副產(chǎn)物氯化銨、硫酸銨或硝酸銨。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種谷氨酸發(fā)酵液制備谷氨酸鈉的方法。本發(fā)明生產(chǎn)谷氨酸鈉的工藝節(jié)能、環(huán)保且能高效高品質(zhì)，解決了酸堿大量消耗、廢液大量排放的問題。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

一種從谷氨酸發(fā)酵液制取谷氨酸鈉的方法，其特征在于，包括如下步驟：

將谷氨酸發(fā)酵液中菌體分離，得到的含谷氨酸銨的液體。

將上述除去菌體的谷氨酸銨的發(fā)酵液，通過超濾膜，得到谷氨酸氨溶液。

上述得到的谷氨酸氨溶液，用堿液中和，得到谷氨酸鈉水溶液和氨。

上述中和后的谷氨酸鈉溶液用壓縮空氣脫出氨，氨用水進行吸收后回收用于發(fā)酵。

上述脫氨后的谷氨酸鈉溶液，用納濾膜濃縮。

上述得到的谷氨酸鈉初濃縮液，再用蒸發(fā)濃縮的方法，得到谷氨酸鈉濃縮液。

上述得到谷氨酸鈉濃縮液進行結(jié)晶，得到成品谷氨酸鈉（味精）。

結(jié)晶母液進行再濃縮、結(jié)晶，得到谷氨酸鈉。

進一步地，所述菌體分離采用高速離心機、微濾膜或者絮凝氣浮的方法。

進一步地，所述超濾膜過濾為截留發(fā)酵液中的大分子物質(zhì)，如蛋白、多糖以及色素，得到谷氨酸溶液。

進一步地，所述堿液中和為氫氧化鈉中和，控制PH為6-8、溫度為60-80℃，得到谷氨酸鈉水溶液和氨。

進一步地，所述脫氨為60-80℃時通入壓縮空氣將中和液產(chǎn)生的氨脫出，脫出的氨用水吸收后回收用于發(fā)酵。

進一步地，所述濾膜濃縮為納濾膜濃縮，谷氨酸鈉水溶液濃縮至20-30%。

進一步地，所述MVR濃縮將谷氨酸水溶液濃縮至30-35°Bé。