一種酒石酸粗品的處理系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于生物化工領域，尤其是涉及一種酒石酸粗品的處理系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]酒石酸，Tartaric Acid，即2，3_二輕基丁二酸，分子式為C4H6O6，相對分子質量為150.09。最早是從制造葡萄酒時的榨渣經過各種化學處理獲得。酒石酸分子中存在兩個不對稱的碳原子，故存在左旋體(L-酒石酸)、右旋體(D-酒石酸)、內消旋體(MES0-酒石酸)及外消旋體(DL-酒石酸)這四種同分異構體。酒石酸的溶解性較大，并且可溶于甲醇、乙醇、甘油等有機溶劑，微溶于乙醚，部分溶于氯仿。廣泛應用于食品、制藥、輕工業(yè)、化工等行業(yè):如在食品工業(yè)中，酒石酸可作為飲料、糖果等食品的酸度調節(jié)劑和抗氧化劑;在制藥工業(yè)中，酒石酸可作為醫(yī)藥中間體，另外由于手性分子在醫(yī)藥領域應用的廣泛性，酒石酸也可作為常見的、高效拆分劑;在化學工業(yè)上可用于生產酒石酸鹽和酒石酸酯，酒石酸還能與多種金屬離子配位，可作為金屬表面的清洗劑和拋光劑;在紡織工業(yè)中，酒石酸和單寧合用，可作為酸性染料的媒染劑;此外，酒石酸在皮革、水泥、照相顯影等行業(yè)也有著重要的作用。酒石酸作為一種優(yōu)良的酸味劑，其酸味是檸檬酸的1.2-1.3倍，風味獨特。按我國食品添加劑使用衛(wèi)生標準，它主要與檸檬酸、蘋果酸等復配使用，可用于飲料、罐頭、果醬類、糖果等，使用量可根據(jù)生產需要確定。同時，酒石酸作為發(fā)酵粉等原料時，具有其他食用有機酸所沒有的特性，因此某些場合還可用作螯合劑、抗氧化增效劑、增香劑、速效性膨松劑。
[0003]酒石酸最早是從釀造葡萄酒的副產物酒石中提取的，世界著名的葡萄產地是西班牙、法國、德國、意大利等，這些國家同時也是早期世界酒石酸的主要生產國。但由于酒石供應量有限、來源不穩(wěn)定，導致酒石酸經常出現(xiàn)供不應求的情況，并且價格波動也較大。迄今為止，酒石酸的生產方法除了天然提取法，主要還有生物酶轉化法和化學合成法。1929年，佳木首先報道了利用曲霉菌(Aspergillus)在葡萄糖基質上生產酒石酸；1968年，山田浩一等人采用Gluconobacter Suboxyans IAM_1829(ATCC 621)直接發(fā)酵生產酒石酸，產酸為14.6g/L，轉化率為29.2%，并提出了酒石酸的生物合成途徑；1974年，左謄英次等人研究了利用Achromobacter tartarogenes和Alcaligenes epoxyIyticus水解順式環(huán)氧琥泊酸生產酒石酸的微生物轉化法。目前工業(yè)上多采用化學合成法和微生物發(fā)酵法。而以順式環(huán)氧琥珀酸二鈉為底物，進行微生物發(fā)酵獲得酒石酸的生物轉化率為100%，與其他方法相比，該法具有轉化率高、產品純度高、安全性好等優(yōu)點。
[0004]陶瓷膜是以氧化鋁、氧化鈦、氧化鋯等經1600°C高溫燒結而成的具有多孔結構的精密陶瓷過濾材料。它是由孔隙率30%?50%、孔徑50nm?15μπι的陶瓷載體，采用溶膠-凝膠法或其它工藝制作而成的非對稱復合膜。它的結構通常為“三明治”式:支撐層(又稱載體層)、過渡層(又稱中間層)、膜層(又稱功能分離層)。其中支撐層的孔徑一般為I?20μπι，孔隙率為30%?65%，其作用是增加膜的機械強度；中間層的孔徑比支撐層的孔徑小，其作用是防止膜層制備過程中顆粒向多孔支撐層的滲透，厚度約為20?60μπι，孔隙率為30%?40%;膜層具有分離功能，孔徑從0.8nm?Ιμπι不等，厚度約為3?ΙΟμπι，孔隙率為40%?55%。整個膜的孔徑分布由支撐層到膜層逐漸減小，形成不對稱的結構分布。陶瓷膜根據(jù)孔徑可分為微濾(孔徑大于50nm)、超濾(孔徑2?50nm)、納濾(孔徑小于2nm)等種類。陶瓷膜過濾是一種“錯流過濾”形式的流體分離過程:原料液在膜管內高速流動，在壓力驅動下含小分子組分的澄清滲透液沿與膜面垂直方向(徑向)向外透過膜，含大分子組分的混濁濃縮液被膜截留，從而使流體達到分離、濃縮、純化的目的。

【發(fā)明內容】

[0005]本實用新型的目的在于提供一種酒石酸粗品的高效處理系統(tǒng)，為此，本實用新型采用如下技術方案:
[0006]—種酒石酸粗品的處理系統(tǒng)，所述酒石酸粗品來自于順式環(huán)氧琥珀酸鹽的發(fā)酵反應，所述處理系統(tǒng)包括陶瓷膜過濾系統(tǒng)、反滲透處理系統(tǒng)和蒸發(fā)處理系統(tǒng)，所述陶瓷膜過濾系統(tǒng)、反滲透處理系統(tǒng)和蒸發(fā)處理系統(tǒng)通過管道順次連接，所述酒石酸粗品依次經過陶瓷膜過濾系統(tǒng)、反滲透處理系統(tǒng)和蒸發(fā)處理系統(tǒng)處理后得到酒石酸成品。
[0007]進一步地，所述陶瓷膜過濾系統(tǒng)包括陶瓷膜過濾裝置，所述陶瓷膜過濾裝置用于過濾微生物菌體。
[0008]進一步地，所述陶瓷膜過濾裝置中陶瓷膜過濾孔徑優(yōu)選為200nm。
[0009]進一步地，所述反滲透處理系統(tǒng)包括一級反滲透處理系統(tǒng)和二級反滲透處理系統(tǒng)，所述一級反滲透處理系統(tǒng)的濃縮液進入蒸發(fā)處理系統(tǒng)進行處理，所述一級反滲透處理系統(tǒng)的滲透液進入二級反滲透處理系統(tǒng)進行濃縮處理，所述二級反滲透處理系統(tǒng)的濃縮液回用至一級反滲透處理系統(tǒng)的入口。
[0010]進一步地，所述一級反滲透處理系統(tǒng)的操作壓力為55bar，平均膜通量為8 LMH。
[0011]進一步地，所述二級反滲透處理系統(tǒng)的操作壓力為25bar，平均膜通量為20 LMH。
[0012]進一步地，所述一級反滲透處理系統(tǒng)包括一級一段反滲透處理裝置和一級二段反滲透處理裝置，所述一級一段反滲透處理裝置的濃縮液進入一級二段反滲透處理裝置進行濃縮處理，所述一級二段反滲透處理裝置的濃縮液進入蒸發(fā)處理系統(tǒng)進行處理，所述一級二段反滲透處理裝置的滲透液和一級一段反滲透處理裝置的滲透液均進入二級反滲透處理系統(tǒng)進行濃縮處理。
[0013]進一步地，所述二級反滲透處理系統(tǒng)包括二級反滲透處理裝置，所述二級反滲透處理裝置的濃縮液回用至一級反滲透處理系統(tǒng)的入口，所述二級反滲透處理裝置的滲透液回用至發(fā)酵罐進行發(fā)酵反應。
[0014]進一步地，所述蒸發(fā)處理系統(tǒng)包括膜蒸餾裝置和MVR蒸發(fā)裝置，所述膜蒸餾裝置和MVR蒸發(fā)裝置通過管道順次連接。
[0015]進一步地，所述陶瓷膜過濾系統(tǒng)的入口前設置有換熱裝置，來自發(fā)酵反應的酒石酸粗品經過換熱裝置與經過反滲透處理系統(tǒng)處理進入蒸發(fā)處理系統(tǒng)的濃縮液進行換熱后進入陶瓷膜過濾系統(tǒng)。
[0016]本實用新型提供一種酒石酸粗品的處理系統(tǒng)，所述處理系統(tǒng)具有如下優(yōu)點:
[0017]I)采用陶瓷膜過濾系統(tǒng)過濾發(fā)酵液內的菌體等雜質，不僅過濾效果好，而且能耐受發(fā)酵液較高的溫度；
[0018]2)采用一級二段反滲透處理裝置進行濃縮能提高酒石酸濃縮倍率，降低后續(xù)濃縮設備的投資成本；
[0019]3)采用二級反滲透處理裝置能回用發(fā)酵液中的水分，減少生產廢液的處理費用，提高環(huán)保效益，是環(huán)境友好型的處理方式，有推廣價值；
[0020]4)通過膜蒸餾裝置對