[发明专利]一种制取谷氨酸钠的离子膜反应器装置及其方法

权利要求书

1.一种制取谷氨酸钠的离子膜反应器装置，其特征在于：包括离子重组电膜反应器(12)，所述离子重组电膜反应器(12)包括阴极板(7)、阳极板(8)和多个操作单元，所述阳极板(8)与所述操作单元之间设有阴极室(5)，所述阴极板(7)与所述操作单元之间设有阳极室(6)，每个所述操作单元均包含四个隔室，分别为：第一原料液隔室(1)、第一产品液隔室(2)、第二原料液隔室(3)、第二产品液隔室(4)，相邻隔室之间设有离子交换膜。

2.根据权利要求1所述的一种制取谷氨酸钠的离子膜反应器装置，其特征在于：所述离子重组电膜反应器(12)的出料端管道连接有料液循环罐(13)的进料端，所述料液循环罐(13)的进料端管道连接有磁力泵(14)，所述磁力泵(14)与所述离子重组电膜反应器(12)的进料端管道连接，所述离子重组电膜反应器(12)与所述料液循环罐(13)之间还设有电导率仪(15)、pH计(16)和流量计(17)，所述阴极板(7)固定连接有电源(11)的负极，所述阳极板(8)与所述电源(11)的正极固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种制取谷氨酸钠的离子膜反应器装置，其特征在于：所述阴极板(7)和阳极板(8)均为钛镀钌平板电极。

4.采用权利要求1-3任一提供的装置制取谷氨酸钠的方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：向离子重组电膜反应器(12)的第一原料液隔室(1)、第一产品液隔室(2)、第二原料液隔室(3)、第二产品液隔室(4)内填充预处理后的混合离子交换树脂；

步骤二：将第一原料液隔室(1)内加入硫酸钠溶液、第二原料液隔室(3)内加入浓缩处理后的谷氨酸发酵液、第一产品液隔室(2)和第二产品液隔室(4)内加入蒸馏水、所述阴极室(5)与阳极室(6)内加入硫酸钠溶液；

步骤三：将阴极板(7)和阳极板(8)通电形成直流电场，谷氨酸发酵液中的GA^-和硫酸钠溶液中的Na⁺分别透过阴、阳离子交换膜进入到第一产品液隔室(2)，经过离子重组，得到产品谷氨酸钠溶液；硫酸钠溶液中的S0₄^2-和谷氨酸发酵液中的NH₄⁺分别透过阴、阳离子交换膜进入到第二产品液隔室(4)生成硫酸铵溶液；

步骤四：切断电源(11)，分别补充谷氨酸发酵液、硫酸钠溶液和蒸馏水，使转化持续进行，重复上述步骤直到得到足够的谷氨酸钠溶液。

5.根据权利要求4所述的制取谷氨酸钠的方法，其特征在于：步骤一中，所述混合离子交换树脂包括阳离子交換树脂(18)和阴离子交換树脂(19)，所述阴离子交換树脂(19)与所述阳离子交換树脂(18)的体积比为6:4。

6.根据权利要求4所述的制取谷氨酸钠的方法，其特征在于：步骤二中，所述硫酸钠溶液中Na⁺浓度高于所述谷氨酸发酵液中GA^-浓度。

7.根据权利要求4所述的制取谷氨酸钠的方法，其特征在于：步骤一中，所述预处理采用有机膜过滤、无机膜过滤或离心分离的一种或几种。

8.根据权利要求4所述的制取谷氨酸钠的方法，其特征在于：步骤二中，所述浓缩处理采用蒸发、多效蒸发、膜蒸馏或电渗析的一种。

9.根据权利要求4所述的制取谷氨酸钠的方法，其特征在于：步骤三中，所述离子交换膜包括阴离子交换膜(9)和阳离子交换膜(10)，所述阴离子交换膜(9)和阳离子交换膜(10)皆为均相膜。

10.根据权利要求4所述的制取谷氨酸钠的方法，其特征在于：所述第一原料液隔室(1)、第一产品液隔室(2)、第二原料液隔室(3)、第二产品液隔室(4)、阴极室(5)、阳极室(6)的温度均为5～40℃，水流线速度0.1～10cm/s；电流密度1～200mA/cm²。