本發(fā)明涉及一種實(shí)現(xiàn)谷氨酸等電母液高值化的方法，具體涉及一種利用超濾膜、多效濃縮、蒸發(fā)結(jié)晶、結(jié)晶分離等技術(shù)手段處理谷氨酸等電母液，從等電母液中回收菌體蛋白、谷氨酸、硫酸銨及飼料多種產(chǎn)品，從而實(shí)現(xiàn)等電母液的高值化的方法，屬于工業(yè)發(fā)酵。

背景技術(shù)：

1、目前，國內(nèi)谷氨酸產(chǎn)品主要是依靠微生物發(fā)酵法生產(chǎn)，發(fā)酵結(jié)束后，發(fā)酵液中谷氨酸濃度達(dá)到170～200g/l，為提取發(fā)酵液中谷氨酸，現(xiàn)工業(yè)中主要采用“濃縮等電提取工藝”，該工藝的提取收率一般在85～88％之間，提取谷氨酸后產(chǎn)生的母液被稱為等電母液。該等電母液中不僅含有大量高副價(jià)值的菌體、硫酸銨(約為70～120g/l)和20～35g/l的谷氨酸，還含有殘?zhí)?、雜氨基酸等有益成分。由于菌體和其它雜質(zhì)的存在，導(dǎo)致等電母液中中的谷氨酸無法直接回收，而高濃度的硫酸銨存在又使等電母液無法進(jìn)行生化處理，等電母液的處理不僅造成大量高副價(jià)值的產(chǎn)品無法回收，造成重大經(jīng)濟(jì)損失，還給環(huán)境造成極大的破壞。

2、目前，針對(duì)等電母液的處理用到較多的方法是采用濃縮和噴霧干燥法將母液變?yōu)榉柿?，以減少等電母液對(duì)環(huán)境的污染。但生產(chǎn)肥料過程中產(chǎn)生大量廢氣、肥料肥效低、肥料溶解性差等因素限制了肥料的生產(chǎn)和出售，同時(shí)也因谷氨酸提取收率低、等電母液制肥運(yùn)行成本高、仍存在廢氣污染等因素而導(dǎo)致味精生產(chǎn)企業(yè)效益降低，影響味精生產(chǎn)企業(yè)的健康發(fā)展。

3、在現(xiàn)有技術(shù)中專利cn?110407388?a(一種谷氨酸濃縮等電提取廢液的資源化處理方法)公開了一種谷氨酸濃縮等電提取廢液的資源化處理方法，該方法將谷氨酸濃縮等電提取廢液先經(jīng)過超濾膜處理獲得膜濃縮液和膜濾清液，膜濃縮液經(jīng)過過濾、干燥獲得菌體蛋白，所述膜濾清液經(jīng)過活性碳脫色后進(jìn)行電滲析處理，得到電滲析截留液和電滲析透過液，所述電滲析截留液和電滲析透過液分別經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶和分離回收得到谷氨酸和硫酸銨。但該方法中缺少對(duì)于谷氨酸純度的探究，同時(shí)對(duì)等電母液中的其它蛋白等營(yíng)養(yǎng)資源也未做到充分回收。

4、因此，需要繼續(xù)尋找一種能夠從谷氨酸等電母液中回收谷氨酸以及其他高副價(jià)值的產(chǎn)品，且不會(huì)大幅增加成本的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、技術(shù)問題

2、現(xiàn)有的谷氨酸等電母液的處理方法存在無法回收谷氨酸、處理成本高、未能實(shí)現(xiàn)等電母液高值化問題。

3、技術(shù)方案

4、為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種采用超濾分離、熱變性、多效濃縮、蒸發(fā)結(jié)晶、固液分離、電滲析處理等技術(shù)來處理谷氨酸等電母液的方法，實(shí)現(xiàn)了從等電母液中回收菌體蛋白、谷氨酸、硫酸銨和飼料；同時(shí)，蒸發(fā)濃縮時(shí)產(chǎn)生的冷凝水可循環(huán)回用到生產(chǎn)中，最終實(shí)現(xiàn)等電母液高值化目的。本發(fā)明方法不僅獲得高副價(jià)值的菌體蛋白、谷氨酸，還回收大量硫酸銨和飼料，并消除了高濃度等電母液、廢氣對(duì)環(huán)境的污染，還因蒸發(fā)冷凝水的循環(huán)回用而減少水資源的消耗，不僅實(shí)現(xiàn)可觀的經(jīng)濟(jì)效益還具有良好的環(huán)境效益。

5、本發(fā)明提供一種實(shí)現(xiàn)谷氨酸等電母液高值化的方法，所述方法包括：

6、將谷氨酸等電母液先經(jīng)過陶瓷膜處理，得到陶瓷膜清液和陶瓷膜濃液；陶瓷膜濃液經(jīng)熱變性，再進(jìn)行過濾獲得菌體蛋白和過濾清液，過濾清液返回陶瓷膜處理；陶瓷膜清液經(jīng)過超濾膜處理獲得超濾濃縮液和超濾清液，超濾濃縮液返回?zé)嶙冃院瓦^濾；超濾清液經(jīng)過一級(jí)電滲析處理，獲得一級(jí)濃水和一級(jí)淡水；一級(jí)濃水經(jīng)過減壓濃縮、蒸發(fā)結(jié)晶和固液分離獲得硫酸銨晶體，分離所得濾液返回一級(jí)電滲析處理；一級(jí)淡水調(diào)整ph后進(jìn)行二級(jí)電滲析，獲得二級(jí)濃水和二級(jí)淡水；二級(jí)濃水調(diào)整ph后進(jìn)行減壓濃縮、冷卻結(jié)晶和固液分離獲得谷氨酸晶體；二級(jí)淡水在減壓濃縮后干燥即可獲得飼料。

7、進(jìn)一步的，所述陶瓷膜處理是將等電母液中菌體及大分子蛋白去除，便于后續(xù)分離提純操作；所述陶瓷膜處理中使用的陶瓷膜孔徑為10-50nm，操作壓力為0.2～0.6mpa，操作溫度為35～60℃，膜面流速為3～6m/s，出水濁度≤0.1ntu。

8、進(jìn)一步的，所述熱變性是通過加熱使得濃液中的菌體蛋白變性從而有利于后續(xù)分離；所述熱變性為：將陶瓷膜濃液加熱至60～90℃，持續(xù)10～50min；加熱的熱源可采用蒸汽。

9、進(jìn)一步的，所述熱變性中可添加聚丙烯酸鈉；聚丙烯酸鈉的添加量為300～600ppm。

10、進(jìn)一步的，過濾可選為板框過濾，即使用板框過濾器進(jìn)行過濾。

11、進(jìn)一步的，所述超濾膜處理中截留分子量為5～500kda，操作壓力為0.1～0.6mpa，操作溫度為25～60℃，膜面流速為2～4m/s。

12、進(jìn)一步的，所述一級(jí)電滲析處理的參數(shù)為：對(duì)膜電壓維持在0.7～0.9v，操作溫度為20～35℃，當(dāng)一級(jí)淡水電導(dǎo)率在10～20ms/cm時(shí)即停止電滲析。

13、進(jìn)一步的，一級(jí)濃水的減壓濃縮采用多效降膜蒸發(fā)器或升膜蒸發(fā)器進(jìn)行。

14、優(yōu)選的，一級(jí)濃水的減壓濃縮采用多效降膜蒸發(fā)器進(jìn)行；所述多效降膜蒸發(fā)器為四效降膜蒸發(fā)器。

15、進(jìn)一步的，一級(jí)濃水的減壓濃縮的濃縮倍數(shù)在10～20倍之間。

16、具體可選的，一級(jí)濃水的減壓濃縮采用四效降膜蒸發(fā)器進(jìn)行，控制一效蒸發(fā)溫度為100～120℃，未效的蒸發(fā)溫度為45～60℃，未效真空度為10～20kpa，蒸發(fā)濃縮10～20倍。

17、進(jìn)一步的，一級(jí)濃水的蒸發(fā)結(jié)晶的溫度為40～60℃。

18、進(jìn)一步的，一級(jí)濃水的固液分離可使用錐藍(lán)離心或刮刀離心機(jī)進(jìn)行；離心時(shí)溫度控制在20-60℃。

19、進(jìn)一步的，一級(jí)淡水的ph調(diào)整為4.5～7.0。

20、優(yōu)選的，一級(jí)淡水的ph調(diào)整為5.0～6.0。

21、進(jìn)一步的，所述二級(jí)電滲析處理的參數(shù)為：對(duì)膜電壓維持在0.7～0.9v，操作溫度為20～35℃，當(dāng)二級(jí)淡水電導(dǎo)率再2～5ms/cm時(shí)即停止電滲析。

22、進(jìn)一步的，二級(jí)濃水的ph調(diào)整為3～4。

23、進(jìn)一步的，二級(jí)濃水的減壓濃縮為：先經(jīng)過多效減壓蒸發(fā)濃縮，然后再經(jīng)過單效負(fù)壓蒸發(fā)濃縮或雙效減壓蒸發(fā)濃縮。

24、具體可選的，二級(jí)濃水的減壓濃縮為：先采用四效減壓濃縮，控制一效蒸發(fā)溫度為85～90℃，未效蒸發(fā)溫度為45～60℃，未效真空度為10～20kpa，濃縮2～5倍；然后再采用單效負(fù)壓蒸發(fā)，控制蒸發(fā)溫度為45～60℃，單效蒸發(fā)絕對(duì)壓力為10～20kpa，蒸發(fā)濃縮5～10倍。

25、進(jìn)一步的，二級(jí)濃水的冷卻結(jié)晶為：降溫速度為1～3℃/h，降溫至10～35℃。

26、進(jìn)一步的，二級(jí)濃水的固液分離可使用錐藍(lán)離心或刮刀離心機(jī)進(jìn)行。

27、進(jìn)一步的，二級(jí)淡水的減壓濃縮采用多效降膜蒸發(fā)器或升膜蒸發(fā)器進(jìn)行。

28、具體可選的，二級(jí)淡水的減壓濃縮采用多效降膜蒸發(fā)器進(jìn)行，控制一效蒸發(fā)溫度在90～105℃，未效的蒸發(fā)溫度為55～60℃，未效真空度為10～20kpa，濃縮至固形物濃度為50～65％時(shí)停止?jié)饪s。

29、進(jìn)一步的，淡水經(jīng)過減壓濃縮后的干燥可以選用噴霧干燥或滾筒干燥。

30、本發(fā)明中將谷氨酸等電母液先經(jīng)過陶瓷膜處理，濃縮液熱變性，然后再通過板框過濾獲得菌體蛋白和板框過濾清液，菌體蛋白可作飼料蛋白外售；板框過濾清液再經(jīng)過超濾膜處理獲得超濾濃縮液和超濾清液，超濾濃縮液返回至熱變性板框過濾；超濾清液經(jīng)過一級(jí)電滲析處理，獲得一級(jí)濃水和一級(jí)淡水，一級(jí)濃水經(jīng)過多效蒸發(fā)濃縮，通過蒸發(fā)結(jié)晶和固液分離獲得硫酸銨晶體，濾液返回一級(jí)電滲析處理，從而提高硫酸銨產(chǎn)出，獲得硫酸銨產(chǎn)品可作化肥外售；一級(jí)淡水經(jīng)過二級(jí)電滲析處理，獲得二級(jí)濃水和二級(jí)淡水，二級(jí)濃水經(jīng)過多效濃縮、等電結(jié)晶及固液分離獲谷氨酸固體和谷氨酸分離母液，從而可提高谷氨酸產(chǎn)品的收率，所述谷氨酸分離母液再循環(huán)回至二級(jí)電滲析處理；二級(jí)淡水因含有一定量的葡萄糖、谷氨酸、雜氨基酸和一些小分子蛋白，這些成份是飼料中非常需要的組分，經(jīng)過濃縮后，干燥或?qū)⑵渑淙腼暳现?，以提高飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，從而實(shí)現(xiàn)谷氨酸等電母液的高值化的目的。

31、本發(fā)明還提供一種飼料，所述飼料由二級(jí)淡水在減壓濃縮后干燥獲得；

32、所述二級(jí)淡水的制備為：將谷氨酸等電母液先經(jīng)過陶瓷膜處理，得到陶瓷膜清液和陶瓷膜濃液；陶瓷膜濃液經(jīng)熱變性，再進(jìn)行過濾獲得菌體蛋白和過濾清液，過濾清液返回陶瓷膜處理；陶瓷膜清液經(jīng)過超濾膜處理獲得超濾濃縮液和超濾清液，超濾濃縮液返回?zé)嶙冃院瓦^濾；超濾清液經(jīng)過一級(jí)電滲析處理，對(duì)膜電壓維持在0.7～0.9v，當(dāng)一級(jí)淡水電導(dǎo)率在10～20ms/cm時(shí)即停止電滲析，獲得一級(jí)濃水和一級(jí)淡水；一級(jí)濃水經(jīng)過減壓濃縮、蒸發(fā)結(jié)晶和固液分離獲得硫酸銨晶體，分離所得濾液返回一級(jí)電滲析處理；一級(jí)淡水調(diào)整ph至4.5～7.0后進(jìn)行二級(jí)電滲析，對(duì)膜電壓維持在0.7～0.9v，當(dāng)二級(jí)淡水電導(dǎo)率再2～5ms/cm時(shí)即停止電滲析獲得二級(jí)濃水和二級(jí)淡水。

33、本發(fā)明取得的有益效果：

34、1、本發(fā)明可回收等電母液中的60～85％的谷氨酸以及80～95％的硫酸銨，每噸味精增產(chǎn)400kg硫酸銨、160kg飼料，提升谷氨酸收率6～9百分點(diǎn)，每噸味精的經(jīng)濟(jì)效益提升了700～900元；

35、2、本發(fā)明采用二級(jí)電滲析，可以實(shí)現(xiàn)等電母液中谷氨酸高純度的回收，純度在85％以上，同時(shí)也很好地分離了小分子蛋白，使得最終制得的飼料中含有49～51％的蛋白。本發(fā)明的工藝對(duì)谷氨酸等電母液中的各種物質(zhì)都實(shí)現(xiàn)了充分的利用，最大化經(jīng)濟(jì)收益，實(shí)現(xiàn)了等電母液的高值化。