[发明专利]一种高质量低物耗少废水的谷氨酸提取方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高质量低物耗少废水的谷氨酸提取方法，具体地说是发酵食品工业技术领域。

背景技术

味精的生产工艺主要以淀粉或废糖蜜为原料，经过制糖、发酵和提取获得中间产物谷氨酸，谷氨酸再经过中和、脱色、除铁、结晶分离和干燥等工序，制成成品味精。

在味精生产工艺中，硫酸、液氨等辅料的消耗主要集中在谷氨酸提取工段，高浓度废水也主要产生在谷氨酸提取工段，另外，提取工艺的差异决定着谷氨酸的质量，并最终影响精制生产味精后续工段的活性碳、蒸汽和电力等资源和能源消耗水平。因此，不能仅仅根据单项技术或经济指标选择谷氨酸提取工艺，必须综合考虑产品质量、原辅材料消耗、污染物排放量以及生产成本等因素。

回顾分析现有的谷氨酸提取工艺，主要有：“等电结晶+离子交换”和“浓缩等电结晶+变晶”两种工艺。

“等电结晶+离子交换”工艺的优点是提取收率高，一般总收率可达94～95％，但该工艺的缺点是消耗高，提取1吨谷氨酸，消耗硫酸850公斤，液氨120公斤；其次，污染严重，提取1吨谷氨酸，排放12～16吨COD_cr高达60000～80000mg/L的高浓度废水，又额外排放30～40吨COD_cr在3000～4000mg/L的中浓度洗柱废水，污染治理给企业带来了沉重的经济负担；另外，该工艺获得的谷氨酸质量不尽如人意，一般谷氨酸的绝干纯度在95％左右，后续精制加工味精时活性炭消耗高，蒸汽、电力消耗高。因此，“等电结晶+离子交换”已越来越没有产业化优势。

“浓缩等电+变晶”工艺不采用“离子交换”工序，因而该工艺的硫酸、液氨消耗量少，提取1吨谷氨酸，仅消耗硫酸550公斤，液氨0公斤；其次，由于发酵液前期经过浓缩，产生的废水少，一般仅4～6吨；另一方面，谷氨酸经过“转晶”工艺后，产品质量大幅度提高，谷氨酸的绝干纯度可达到98％以上，后续精制时活性炭、蒸汽和电力的消耗比“等电结晶+离子交换”减少一半以上。其缺点是谷氨酸提取收率低，仅88％，比“等电结晶+离子交换”减少6～7％，因此在经济上无明显竞争力，在国内味精行业中仅有少许企业中的个别生产线试用。

综上所述，如何提高产品收得率和产品质量，降低硫酸、液氨等物耗，同时减少废水产生量，是谷氨酸提取新工艺的发展方向，是味精工业健康发展的技术关键。

专利申请200810023516.2“一种低物耗少废水的谷氨酸提取新工艺”公开了一种低物耗少废水的谷氨酸提取工艺，但在如何提高产品质量方面仍有潜力，产品收率还能进一步提高。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种高质量、低物耗、少废水的谷氨酸提取方法；通过先除菌体再等电结晶，可提高谷氨酸结晶的质量，同时可提高谷氨酸提取收率。

按照本发明提供的技术方案，一种高质量低物耗少废水的谷氨酸提取方法，采用以下工艺步骤：

1、成熟谷氨酸发酵液通过菌体分离得到副产物菌体蛋白和清发酵液，菌体蛋白用0.5～4倍的水洗涤，洗涤水和清发酵液合并；

2、清发酵液进入等电结晶罐等电结晶，加入含有2～30％谷氨酸的稀硫酸溶液，硫酸溶液的质量百分浓度为1～50％；调节清发酵液的最终pH值3.0～3.2，控制温度5～30℃，使谷氨酸结晶析出。

3、等电结晶后经离心分离得到产品谷氨酸结晶和等电母液；

4、将上述等电母液分成两部分，一部分占等电母液总量的80～100％进入蒸发器蒸发得到浓缩清母液，真空度-0.09～-0.01MPa，浓缩温度为45～98℃，浓缩后体积为浓缩前母液体积的1/2～1/8；另一部分占等电母液总量的0～20％不浓缩，作为步骤7中溶解二次结晶谷氨酸用；

5、浓缩清母液通过控制温度、pH值和蒸发速度而二次结晶，使残留在等电母液中的谷氨酸继续结晶析出；二次结晶的pH值3.0～3.6，控制温度5～85℃；

6、二次结晶后分离得到谷氨酸二次结晶和二次结晶母液；

7、二次结晶的谷氨酸晶体进入溶解罐，在溶解罐中加入谷氨酸结晶重量1～50倍的水和/或1～50倍的步骤4中留存的等电母液，再加入1～15倍的硫酸，使谷氨酸结晶溶解；

8、经溶解得到的含有谷氨酸的稀硫酸溶液送回等电结晶罐，调节下一批发酵液等电结晶。

本发明所述的等电结晶可采用间歇分批结晶，或采用连续结晶等各种结晶技术。

本发明所述的菌体分离可采用膜过滤或菌体絮凝后气浮过滤。