[发明专利]谷氨酸结晶母液综合利用工艺

说明书

技术领域

本发明涉及三废处理，尤其涉及一种谷氨酸结晶母液综合利用工艺。

背景技术

中国是味精大国。中国味精年产量达160万吨以上。随着人民生活水平的提高，味精的消费量及产量仍然在杂逐年增长。由于味精即谷氨酸钠。其原料为谷氨酸。谷氨酸的生产为以葡萄糖、玉米浆、氨水以及其它有机、无机成分经过微生物发酵获得。在谷氨酸的生产过程中，由于产生大量高浓度有机废水，处理难度大，为企业带来严重负担。因此谷氨酸提取工艺的优化，如何降低成本、降低能耗、水耗，减少环境污染，成为各生产企业及科学工作者的亟待解决的问题。

在谷氨酸的提取工艺中，常用的方法是利用谷氨酸的两性特点，采用等电点结晶的方式将谷氨酸从发酵液中分离出来。在工业应用上具体又分两种，即：一、简称等电离交，即发酵结束，发酵液调pH至等电点，并降温，谷氨酸在低温下充分结晶，经过离心分离获得谷氨酸结晶。该部分谷氨酸收率大约78％。而经过离心的母液由于量大，并且仍然含有大量的未结晶或未被分离出来的谷氨酸，浓度大约在2％左右，该部分谷氨酸占到总量的20％以上。因此为提高谷氨酸提取收率，许多企业采用离子交换技术，将残留在母液的谷氨酸纯化，获得产品。该工艺使得整个谷氨酸的提取收率达到95％以上。此为目前工业上通用的等电离交工艺。其优点提取收率高。缺点，消耗的化学品量大。由于带菌上柱，带来大量的离交废水，环境污染严重。该工艺由于生产成本较低而被大多数企业使用。然而由于该工艺存在的严重环保问题，已经严重限制了企业的发展。二、简称浓缩等电，即发酵结束的发酵液，经过浓缩，发酵液被浓缩2-3倍，之后发酵液调pH到谷氨酸的等电点，在低温下结晶，再经过离心分离获得谷氨酸结晶。该工艺谷氨酸收率85-88％。结晶母液直接浓缩，经过喷浆造粒，作为有机肥出售。该工艺的优点：水、化学品的消耗大大减少，环保压力减轻；缺点：提取收率低，生产成本高。但是，由于采用该方法谷氨酸的收率低于常用的低温等电工艺，从而导致生产成本居高，从而限制了该方法的推广应用。

目前有人在研究新的谷氨酸提取工艺。如阜丰等采用膜分离技术去除菌体及蛋白、多糖等杂质，然后采用浓缩等电获得谷氨酸。整个生产工艺的收率结晶等电离交，并且无大量高浓度有机废水的产生。然而采用全膜工艺，投资巨大，能耗高，膜的更换费用庞大，大部分生产企业难以承受。

在等电离交工艺中，大量的高浓度有机废水是其遇到的主要问题。待上柱的离心母液中，pH3.2，除含有大约2％谷氨酸外，尚有大量菌体、蛋白、多糖、硫酸铵等，物料中含有大量菌体颗粒及胶体，呈混浊状。上柱过程中，由于带菌上柱，吸附过程中，菌体、胶体等颗粒黏附在树脂上，吸附结束，需要大量的水反洗离交柱，令黏附在树脂上的菌体去除，然后再用洗脱剂洗脱吸附在树脂上的谷氨酸，得到经过纯化的谷氨酸溶液。带菌上柱，树脂容易板结、堵塞，导致树脂柱柱压增高、短流、树脂污堵，吸附容量下降，从而导致吸附过程难以进行。因此需要大量水进行反洗，从而产生大量的高浓度、中浓度有机废水。同时该上柱过程中，由于柱压较大，无法采用串柱工艺，来减少水的用量。在上柱前，为利于谷氨酸的吸附，需用硫酸调pH到1.7。由于该溶液中含有的各种杂质量大，形成缓冲体系，从而导致硫酸消耗增加。

因离交工艺产生大量的废水，近年来浓缩等电工艺逐渐替代等电离交工艺。然而由于浓缩等电提取收率较等电离交工艺低7-10％，令该工艺推广受到很大限制。

发明内容

本发明的目的，就是为了解决上述现有技术存在的问题，提供一种谷氨酸结晶母液综合利用工艺。

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种谷氨酸结晶母液综合利用工艺，包括以下步骤：

一、将谷氨酸结晶母液导入膜分离系统进行膜分离，谷氨酸结晶母液中的固体颗粒、菌体、蛋白、多糖、胶体被膜截流，谷氨酸留在膜滤液中；膜截留液干燥后得到菌体蛋白，作为饲料添加剂使用，膜滤液进入下一步骤处理；

二、将步骤一所得膜滤液导入离子交换系统进行离子交换，谷氨酸被离子交换树脂吸附，当离交尾液中谷氨酸含量≤0.2％时，停止上柱，加入洗脱剂洗脱，谷氨酸进入洗脱液中，收集洗脱液，从洗脱液中回收谷氨酸，离交废液经过浓缩及喷浆造粒，获得有机肥。

所述洗脱剂采用液氨和硫酸铵配制，pH值为9.0±0.5，铵离子浓度为0.65--0.7mgN/ml。

所述洗脱剂的pH值为9.1±0.1。