專利名稱：一種從谷氨酸離心母液中提取谷氨酸的方法
技術領域：
本發明涉及一種從谷氨酸離心母液中提取谷氨酸的方法，屬于發酵食品工業技術領域。
背景技術：
谷氨酸是味精的前體，主要以淀粉或廢糖蜜等為原料，經過微生物發酵和提取獲得谷氨酸。谷氨酸，是一種酸性氨基酸。分子內含兩個羧基，化學名稱為α-氨基戊二酸。谷氨酸是里索遜1856年 發現的，為無色晶體，有鮮味，微溶于水，而溶于鹽酸溶液，等電點3.22。大量存在于谷類蛋白質中，動物腦中含量也較多。谷氨酸在生物體內的蛋白質代謝過程中占重要地位，參與動物、植物和微生物中的許多重要化學反應。在谷氨酸生產中，利用調整谷氨酸的PH到3.22時，谷氨酸溶解度最小，使谷氨酸結晶析出，再通過離心得到。而離心母液中仍然含有較多的谷氨酸，造成了大量的浪費，所以需要一種方法來回收谷氨酸離心母液中的谷氨酸。目前，國內絕大多數味精生產企業在生產谷氨酸時的離心母液均采用等電后經過離子交換樹脂的工藝，由于該工藝在等電點時，雖然谷氨酸的溶解度較低，但還是有一部分谷氨酸溶解在液體中，所以導致該工藝的收率比較低，造成大量的谷氨酸的浪費。另外等點母液過離子交換樹脂時，母液中含有大量的雜質，易造成樹脂的污染甚至破損，所以迫切需要一個新的工藝改善此不足之處。
發明內容
本發明的目的是提供一種從谷氨酸離心母液中提取谷氨酸的方法，該方法可以有效地延長樹脂的壽命、減小谷氨酸的浪費、避免廢水排放。采用如下的技術方案:
一種從谷氨酸離心母液中提取谷氨酸的方法，包括如下的步驟:
S1:使用陶瓷膜對谷氨酸離心母液經膜過濾，除去菌體、異物，得到澄清的谷氨酸母
液；
52:將上述澄清的谷氨酸母液用樹脂進行吸附，再對樹脂進行洗脫后得到洗脫液；
53:對上述的洗脫液蒸發濃縮、結晶、離心、洗滌、干燥后，得到谷氨酸結晶。一般來說，等電離心后的谷氨酸母液pH大約在3 4之間，在過濾之前需要用60 100目的濾網過濾一遍，去除大顆粒雜質，可以延長陶瓷膜壽命、提高過濾通量，優選80目濾網。步驟SI中，谷氨酸離心母液過濾所用膜為無機陶瓷膜，以除去菌體或蛋白質等雜質；另外，相對于普通的篩濾、砂濾，采用陶瓷膜過濾去除掉母液中的顆粒、蛋白質還有助于延長后續的樹脂的使用壽命，防止樹脂被蛋白污染、防止樹脂被顆粒物損壞，同時可以防止樹脂被污染后吸附量降低。過濾所用的膜孔徑最優為50 200 nm，過濾的操作壓力最優為
0.2 MPa 0.3 MPa,膜面流速為3 m/s 4 m/s。經過過濾后的濃縮液可以送去濃縮烘干作為有機肥料出售，以減少廢物的排放。使用無機陶瓷膜進行過濾時，操作條件根據谷氨酸母液的性質進行調整，溫度最高不超過80°C，操作壓力最高不超過0.5MPa。步驟S2中，樹脂的作用是吸附澄清的谷氨酸母液中的谷氨酸，一般可以采用陽離子交換樹脂，比如723陽離子交換樹脂。吸附速度為0.5 1.5BV/h，可采用連續吸附增加效率，吸附后，利用40 60%氨水進行洗脫，洗脫速度為0.3 1.0 BV/h。步驟S3中，蒸發方式可采用減壓濃縮的方式。優選多效蒸發，以降低能耗。濃縮后的母液量為原液的1/2 1/6。所述蒸發濃縮后濃縮液冷卻至30 50°C時，并育晶4 8小時再分離到得到谷氨酸。
技術效果
1、從谷氨酸離心母液中回收了絕大部分的谷氨酸，提高了谷氨酸的收率，進一步提高了工廠的經濟效益。2、利用無機陶瓷膜進行過濾，除去了母液中大量的菌體和蛋白，回收的谷氨酸清液可以直接利用，減少了其他方法大量的工作量，并且沒有加入任何添加劑，也沒有發生相變的過程，防止了谷氨酸的變性。而且無機陶瓷膜工藝幾乎不產生廢水，降低了處理廢水的壓力。3、相對于傳統工藝板框或者其他過濾方式，利用無機陶瓷膜過濾后，濾液中幾乎沒有菌體等懸浮物，基恩少了后續樹脂的處理壓力，提高了樹脂的使用壽命。并且無機陶瓷膜的過濾效果也比其他過濾方式好，濾液透光明顯要高很多，這樣樹脂的使用量也會減少，預計能減少樹脂50%的用量。4、無機陶瓷膜過濾自動化程度高，不需很多人操作，并且設備占地面積小，工作衛生環境較好。在食品行業中，可以減少環境對產品的污染。
具體實施例方式 實施例一:
利用60目濾網對IOOkg谷氨酸離心母液進行預處理，以除去大顆粒雜質，得到谷氨酸母液預過濾液。
將步驟(I)得到的預過濾液升溫到50°C，所述預過濾液經過增壓泵增壓后通過孔徑為50nm的氧化鋁陶瓷膜以進行微濾。所述微濾的操作壓力為0.2MPa，所述微濾的膜面流速為3m/s。得到陶瓷膜過濾液。利用0.5m3的723陽離子交換樹脂吸附上述陶瓷膜過濾液中的谷氨酸，吸附速度設置為I BV/h，然后用50%的氨水溶液洗脫。氨水溶液的洗脫速度為0.5 BV/h，該工藝中樹脂壽命為2年。
將上述洗脫液送入蒸發器蒸發濃縮為濃縮液，控制濃縮溫度為50°C，濃縮液體積為濃縮前母液體積的1/2，真空度為-0.1MPa0在上述蒸發濃縮液加入0.1kg的a-形的晶種，恒溫45°C育晶4小時，得到谷氨酸結晶液。然后用離心機分離所述結晶液得到谷氨酸結晶，離心機轉速為1500轉/min。最終谷氨酸結晶經過烘干機烘干即可。
實施例二:
利用80目濾網對IOOkg谷氨酸離心母液進行預處理，以除去大顆粒雜質，得到谷氨酸母液預過濾液。將步驟(I)得到的預過濾液升溫到50°C，所述預過濾液經過增壓泵增壓后通過孔徑為IOOnm的氧化鋯陶瓷膜以進行微濾。所述微濾的操作壓力為0.25MPa，所述微濾的膜面流速為3.5m/s。得到陶瓷膜過濾液。利用0.5m3的723陽離子交換樹脂吸附上述陶瓷膜過濾液中的谷氨酸，吸附速度設置為0.5 BV/h，然后用60%的氨水溶液洗脫。氨水溶液的洗脫速度為0.3 BV/h，該工藝中樹脂壽命為2年。將上述洗脫液送入蒸發器蒸發濃縮為濃縮液，控制濃縮溫度為50°C，濃縮液體積為濃縮前母液體積的1/4，真空度-0.07MPa。在上述蒸發濃縮液加入0.1kg的a-形的晶種，恒溫45°C育晶6小時，得到谷氨酸結晶液。然后用離心機分離所述結晶液得到谷氨酸結晶，離心機轉速為1500轉/min。最終谷氨酸結晶經過烘干機烘干即可。` 實施例三:
利用80目濾網對IOOkg谷氨酸離心母液進行預處理，以除去大顆粒雜質，得到谷氨酸母液預過濾液。將步驟(I)得到的預過濾液升溫到50°C，所述預過濾液經過增壓泵增壓后通過孔徑為200nm的氧化鋁陶瓷膜以進行微濾。所述微濾的操作壓力為0.3MPa，所述微濾的膜面流速為4m/s。得到陶瓷膜過濾液。利用0.5m3的723陽離子交換樹脂吸附上述陶瓷膜過濾液中的谷氨酸，吸附速度設置為1.5 BV/h，然后用40%的氨水溶液洗脫。氨水溶液的洗脫速度為1.0 BV/h，該工藝中樹脂壽命為2年。將上述洗脫液送入蒸發器蒸發濃縮為濃縮液，控制濃縮溫度為50°C，濃縮液體積為濃縮前母液體積的1/6，真空度-0.03MPa。在上述蒸發濃縮液加入0.1kg的a-形的晶種，恒溫45°C育晶8小時，得到谷氨酸結晶液。然后用離心機分離所述結晶液得到谷氨酸結晶，離心機轉速為1500轉/min。最終谷氨酸結晶經過烘干機烘干即可。
對照例
利用板框壓濾對IOOkg谷氨酸離心母液進行預處理，以除去大顆粒雜質，得到谷氨酸母液壓濾液。
利用Im3的723陽離子交換樹脂吸附上述板框壓濾液中的谷氨酸，吸附速度設置為I BV/h，然后用50%的氨水溶液洗脫。氨水溶液的洗脫速度為0.5 BV/h，該工藝中樹脂壽命為10個月。將上述洗脫液送入蒸發器蒸發濃縮為濃縮液，控制濃縮溫度為50°C，濃縮液體積為濃縮前母液體積的1/6，真空度-0.03MPa。在上述蒸發濃縮液加入0.1kg的a-形的晶種，恒溫45°C育晶8小時，得到谷氨酸結晶液。然后用離心機分離所述結晶液得到谷氨酸結晶，離心機轉速為1500轉/min。最終谷氨酸結晶經過烘干機烘干即可。實施例1 3中通過陶瓷膜過濾后得到的濾液的透光性要好于傳統的使用板框過濾器得到的濾液。另外，按得到的谷氨酸的重量計，實施例1 3的提取方法中耗用的樹脂的量一般可以比對照例節約40 50%，樹脂壽命可延長將近2.5倍，主要是由于陶瓷膜可以去除谷氨酸離心母液中的一些蛋白質，進而防止了蛋白質在樹脂上的吸附，延長了樹脂的壽命，從而在生產過程中可 以節約樹脂的用量。
權利要求
1.一種從谷氨酸離心母液中提取谷氨酸的方法，包括如下的步驟: S1:使用陶瓷膜對谷氨酸離心母液經膜過濾，除去菌體、異物，得到澄清的谷氨酸母液； S2:將上述澄清的谷氨酸母液用樹脂進行吸附，再對樹脂進行洗脫后得到洗脫液； S3:對上述的洗脫液蒸發濃縮、結晶、離心、洗滌、干燥后，得到谷氨酸結晶。
2.根據權利要求1所述的從谷氨酸離心母液中提取谷氨酸的方法，其特征在于:所述的樹脂是陽離子交換樹脂。
3.根據權利要求1所述的從谷氨酸離心母液中提取谷氨酸的方法，其特征在于:所述的步驟SI中，陶瓷膜的平均孔徑是50 200 nm,過濾的操作壓力為0.2 MPa 0.3 MPa,膜面流速為3 m/s 4 m/s。
4.根據權利要求1所述的從谷氨酸離心母液中提取谷氨酸的方法，其特征在于:所述的步驟S2中，吸附速度為0.5 1.5BV/h，通過40% 60%的氨水對樹脂進行洗脫，洗脫速度為 0.3 1.0 BV/h0
5.根據權利要求1所述的從谷氨酸離心母液中提取谷氨酸的方法，其特征在于:所述的步驟S3中，蒸發方式是多效蒸發，濃縮后的母液量為原料液的1/2 1/6。
6.根據權利要求1所述的從谷氨酸離心母液中提取谷氨酸的方法，其特征在于:所述的步驟S3中，結晶溫度是30 50°C，結晶時間是4 8小時。
全文摘要
本發明公開了一種從谷氨酸離心母液中提取谷氨酸的方法。所述提取方法包括(1)將谷氨酸離心母液經膜過濾除去菌體，得到澄清的谷氨酸母液；(2)將上述谷氨酸母液經離交樹脂脫色，然后對所述樹脂進行洗脫得到洗脫液；(3)對上述所得洗脫液進行蒸發濃縮，結晶，離心分離，洗滌和干燥得到谷氨酸晶體。本方法，從谷氨酸離心母液中回收了絕大部分的谷氨酸，提高了谷氨酸的收率，進一步提高了工廠的經濟效益。除去了母液中大量的菌體和蛋白，回收的谷氨酸清液可以直接利用，減少了其他方法大量的工作量，并且沒有加入任何添加劑，也沒有發生相變的過程，防止了谷氨酸的變性。而且無機陶瓷膜工藝幾乎不產生廢水，降低了處理廢水的壓力。
文檔編號C07C227/40GK103242185SQ201310191709
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月22日 優先權日2013年5月22日
發明者楊文銀, 范克銀, 趙艷, 熊福軍, 彭文博, 陳磊 申請人:江蘇久吾高科技股份有限公司