[發明專利]一種厭氧消化液循環回用生產檸檬酸的方法

有效

• 申請號: 201810939709.6
• 申請日: 2018-08-17
• 公開（公告）號: CN109022502B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 張宏建;張建華;毛忠貴;王柯;陳旭升
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C12P7/48
• 分類號: C12P7/48;C12P5/02
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 張勇

本發明涉及一種厭氧消化液循環回用生產檸檬酸的方法，屬于有機酸發酵工業技術領域。本發明的技術方案包含以下步驟：檸檬酸提取廢液進入厭氧沼氣發酵罐進行沼氣發酵，厭氧出水經過固液分離后排出的厭氧消化液作為工藝拌料水，經過液化后經或未經固液分離的液化液，再經過發酵并在發酵(2+n)～(28?m)小時期間采用勻速或變速流加堿液控制發酵的pH，發酵結束后并經過提取等常規生產工藝獲得發酵產品，提取廢液進入下一批次的循環。本發明的優點是厭氧消化液可循環回用，不僅消除了檸檬酸廢水的污染，還節約了淡水資源，并淘汰運行費用高的曝氣好養處理工序，降低了廢水處理成本、提升經濟效益和環境效益。

技術領域

本發明涉及一種厭氧消化液循環回用生產檸檬酸的方法，屬于有機酸發酵工業技術領域。

背景技術

檸檬酸是一種重要的有機酸，廣泛應用在食品、醫藥、化工、環保等領域，在產量上是僅次于酒精的第二大發酵產品，我國檸檬酸產量達到120萬噸，占世界總產量的65％以上，隨著檸檬酸應用領域的不斷擴大，預計今后仍將以4％的速度遞增，其發展速度和規模受人矚目。然而，檸檬酸產業同其它傳統發酵產業一樣是高污染和高水耗的產業，每生產一噸檸檬酸要排放7.5～15噸廢水，該廢水具有水量大，濃度高(COD約15 000～25 000mg/L)，pH低等特點。檸檬酸廢水治理成本以及廢水污染問題已制約我國檸檬酸產業的健康可持續發展，另外，每生產一噸檸檬酸還消耗7～9噸新鮮水，也造成我國的淡水資源更加匱乏，因此，對于我國檸檬酸生產企業，如何降低新鮮水的消耗與減排有著同樣重要的意義。

目前，我國檸檬酸廢水主要采用“厭氧消化+好氧消化”生物處理方式：即檸檬酸廢水先經過厭氧消化，即沼氣發酵，再經過曝氣等好氧消化處理。在該處理方法中，雖然沼氣發酵產生的沼氣，可作為清潔能源獲得良好的經濟效益，但后續的曝氣等好氧消化處理，則存在占地大、動力消耗多、運行費用高等問題，且好氧消化處理后仍不能達標排放，還需要進放城市污水管網進行深度處理，從而增加處理成本，提高企業的經濟負擔，同時也會造成水資源的浪費。

專利申請(CN107963682A)提出了一種以檸檬酸生產廢水資源化處理方法，該方法通過對檸檬酸生產廢水進行蒸發和空氣吹脫處理，獲得濃縮液和蒸發冷凝水再回收利用。但蒸發和空氣吹脫消耗大量能量，每噸廢水處理成本約為45元，不僅大大增加生產成本，而且又將廢水中揮發性有機酸或氨氮排至空氣中，造成新的大氣污染。專利申請(CN104109697A)提出了一種以檸檬酸生產廢水直接回用生產檸檬酸的方法，該方法將檸檬酸廢水作為配料水回用生產檸檬酸，由于廢水中含有黑曲霉的代謝廢物，隨著回用次數的增加，這些代謝廢物會出現積累現象，并抑制檸檬酸發酵；另外檸檬酸廢水大量的有機物未能轉化為清潔能源-沼氣，也造成資源的浪費。專利申請(CN102690003A)提出了雙膜法深度處理檸檬酸廢水的裝置及方法，該方法是將好氧消化出水先后經過絮凝、超濾、反滲透處理，反滲透出水回用于生產中。但好氧消化、絮凝以及高壓操作的反滲透等均使操作成本較高，限制了該法在生產中的應用。

發明內容

為了克服上述不足之處，本發明提出一種利用厭氧消化液能夠連續循環回用生產檸檬酸的方法，實現減少廢水的污染及淡水資源的消耗，并淘汰傳統的好氧裝置，降低運行成本，提高經濟效益。

本發明提供的一種厭氧消化液循環回用生產檸檬酸的方法，是將檸檬酸厭氧消化液用于檸檬酸發酵，并在發酵(2+n)～(28-m)小時期間采用勻速或變速流加堿液控制發酵的pH，總流加堿液量與發酵液按照摩爾體積比控制在0.01～0.30:1(mol/L)；其中，0≤n≤4，0≤m≤5，檸檬酸厭氧消化液為檸檬酸發酵液經過分離提取檸檬酸和厭氧消化后得到的。

進一步的，所述堿液為氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鈣水溶液中的一種或幾種，

進一步的，所述堿液的濃度為0.2～5mol/L。

進一步的，所述變速流加堿液的方式優選變速流加。