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(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)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(fā)酵食品工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
谷氨酸是味精的前體，主要以淀粉或廢糖蜜等為原料，經(jīng)過微生物發(fā)酵和提取獲得谷氨酸。谷氨酸，是一種酸性氨基酸。分子內(nèi)含兩個羧基，化學(xué)名稱為α-氨基戊二酸。谷氨酸是里索遜1856年 發(fā)現(xiàn)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(zhì)中，動物腦中含量也較多。谷氨酸在生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)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(xué)反應(yīng)。在谷氨酸生產(chǎn)中，利用調(diào)整谷氨酸的PH到3.22時，谷氨酸溶解度最小，使谷氨酸結(jié)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(nèi)絕大多數(shù)味精生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)谷氨酸時的離心母液均采用等電后經(jīng)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(dǎo)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(zhì)，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(fā)明內(nèi)容
本發(fā)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(shù)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(jīng)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(fā)濃縮、結(jié)晶、離心、洗滌、干燥后，得到谷氨酸結(jié)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(wǎng)過濾一遍，去除大顆粒雜質(zhì)，可以延長陶瓷膜壽命、提高過濾通量，優(yōu)選80目濾網(wǎng)。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(zhì)等雜質(zhì)；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(zhì)還有助于延長后續(xù)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(yōu)為50 200 nm，過濾的操作壓力最優(yōu)為
0.2 MPa 0.3 MPa,膜面流速為3 m/s 4 m/s。經(jīng)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(jù)谷氨酸母液的性質(zhì)進行調(diào)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(xù)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(fā)方式可采用減壓濃縮的方式。優(yōu)選多效蒸發(fā)，以降低能耗。濃縮后的母液量為原液的1/2 1/6。所述蒸發(fā)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(shù)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(jīng)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(fā)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(chǎn)生廢水，降低了處理廢水的壓力。3、相對于傳統(tǒng)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(xù)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(yù)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(shè)備占地面積小，工作衛(wèi)生環(huán)境較好。在食品行業(yè)中，可以減少環(huán)境對產(chǎn)品的污染。
具體實施例方式 實施例一:
利用60目濾網(wǎng)對IOOkg谷氨酸離心母液進行預(yù)處理，以除去大顆粒雜質(zhì)，得到谷氨酸母液預(yù)過濾液。

將步驟(I)得到的預(yù)過濾液升溫到50°C，所述預(yù)過濾液經(jīng)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(shè)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(fā)器蒸發(fā)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(fā)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(jié)晶液。然后用離心機分離所述結(jié)晶液得到谷氨酸結(jié)晶，離心機轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/min。最終谷氨酸結(jié)晶經(jīng)過烘干機烘干即可。
實施例二:
利用80目濾網(wǎng)對IOOkg谷氨酸離心母液進行預(yù)處理，以除去大顆粒雜質(zhì)，得到谷氨酸母液預(yù)過濾液。將步驟(I)得到的預(yù)過濾液升溫到50°C，所述預(yù)過濾液經(jīng)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(shè)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(fā)器蒸發(fā)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(fā)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(jié)晶液。然后用離心機分離所述結(jié)晶液得到谷氨酸結(jié)晶，離心機轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/min。最終谷氨酸結(jié)晶經(jīng)過烘干機烘干即可。` 實施例三:
利用80目濾網(wǎng)對IOOkg谷氨酸離心母液進行預(yù)處理，以除去大顆粒雜質(zhì)，得到谷氨酸母液預(yù)過濾液。將步驟(I)得到的預(yù)過濾液升溫到50°C，所述預(yù)過濾液經(jīng)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(shè)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(fā)器蒸發(fā)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(fā)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(jié)晶液。然后用離心機分離所述結(jié)晶液得到谷氨酸結(jié)晶，離心機轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/min。最終谷氨酸結(jié)晶經(jīng)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(yù)處理，以除去大顆粒雜質(zhì)，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(shè)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(fā)器蒸發(fā)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(fā)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(jié)晶液。然后用離心機分離所述結(jié)晶液得到谷氨酸結(jié)晶，離心機轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/min。最終谷氨酸結(jié)晶經(jīng)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(tǒng)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(jié)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(zhì)，進而防止了蛋白質(zhì)在樹脂上的吸附，延長了樹脂的壽命，從而在生產(chǎn)過程中可 以節(jié)約樹脂的用量。
權(quán)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(jīng)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(fā)濃縮、結(jié)晶、離心、洗滌、干燥后，得到谷氨酸結(jié)晶。
2.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(fā)方式是多效蒸發(fā)，濃縮后的母液量為原料液的1/2 1/6。
6.根據(jù)權(quán)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(jié)晶溫度是30 50°C，結(jié)晶時間是4 8小時。
全文摘要
本發(fā)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(jīng)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(jīng)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(fā)濃縮，結(jié)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(jīng)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(fā)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(chǎn)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(yōu)先權(quán)日2013年5月22日
發(fā)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