一种颗粒型苏氨酸的提取制备工艺制造技术

本发明专利技术属于氨基酸生产技术领域，公开了一种颗粒型苏氨酸提取制备工艺，其包括如下步骤：步骤1）发酵，步骤2）发酵液分离提取，步骤3）浓缩结晶，步骤4）分离晶体，步骤5）干燥，步骤6）一次母液结晶和分离，步骤7）色谱分离，步骤8）结晶和分离，步骤9）制粒。本发明专利技术提取工艺是在苏氨酸发酵后的分离提取阶段，通过组合使用陶瓷膜、卧螺离心机对苏氨酸发酵醪液进行处理，通过干法辊压制粒工艺得到颗粒型苏氨酸。本工艺能够提高颗粒型苏氨酸产量，工艺简单可行，有效降低了环保污水处理压力以及生产损失，应用前景广阔。

Extraction and preparation of granular threonine

【技术实现步骤摘要】
一种颗粒型苏氨酸的提取制备工艺
本专利技术属于氨基酸生产领域，具体涉及颗粒型苏氨酸的分离提取制备工艺。
技术介绍
L-苏氨酸(Threonine，简写Thr)为白色结晶或结晶粉末，是一种极性氨基酸，无臭，味微甜。253℃熔化并分解。高温下溶于水，25℃溶解度为20.5g/100ml，不溶于乙醇、乙醚和氯仿。比旋光度为27.6°-29°，等电点pI5.64。L-苏氨酸是构成人类及动植物蛋白质的一种必需氨基酸。主要用于医药、化学试剂、食品强化剂和饲料添加剂等领域。特别是在饲料添加剂领域的用量增长快速，常添加到未成年仔猪和家禽的饲料中，是猪饲料的第二限制氨基酸和家禽饲料的第三限制氨基酸，也是家禽饲料配方中的第三或第四大限制氨基酸。在饲料中添加L-苏氨酸，不但可以平衡氨基酸组成，促进家禽生长，还可提高氮的利用率，降低饲养成本。目前，我国L-苏氨酸生产以发酵法为主，传统L-苏氨酸生产过程中大部分是以玉米浆和糖蜜作为发酵氮源，通过L-苏氨酸转化菌株进行发酵，发酵液经陶瓷膜设备进行截留，将其中的菌体蛋白等杂质去除，再经浓缩结晶、离心分离、干燥、筛分和包装等工艺操作，获得粉末状L-苏氨酸成品。此过程中L-苏氨酸发酵液经陶瓷膜截留后的浓缩液中含有大量的L-苏氨酸，若将此部分料液直接进行絮凝沉淀处理，会降低母液的利用价值，而排放到环境中会造成环境的污染和资源的浪费。此外粉末状苏氨酸由于颗粒度较小，容易吸潮结块，不利于运输和存放，而且在饲料添加使用过程中，流动性差，粉尘大，不利于添加，给苏氨酸行业的发展带来了一定限制。r>
技术实现思路
为了解决现有技术的缺陷，本专利技术提出了颗粒型苏氨酸的提取制备工艺。本专利技术工艺能够提高颗粒型苏氨酸产量，工艺简单可行，应用前景广阔。本专利技术是通过如下技术方案来实现的：颗粒型苏氨酸的生产工艺，其包括如下步骤：步骤1）发酵，步骤2）发酵液分离，步骤3）浓缩结晶，步骤4）分离晶体，步骤5）干燥，步骤6）一次母液结晶和分离，步骤7）色谱分离，步骤8）结晶和分离，步骤9）制粒。进一步地，所述步骤1）发酵，包括：将大肠杆菌工程菌种子液按照5-10%的接种量接入到含有发酵培养基的发酵罐中进行发酵，发酵时间为36h，然后按照5-10%的接种量接入莱茵衣藻，继续发酵培养48h，停止发酵，收集发酵液。优选地，所述发酵培养基的组分为：葡萄糖20g/L，甘油20g/L，玉米浆20g/L，硫酸铵2g/L，磷酸二氢钾0.2g/L，磷酸氢二钾0.2g/L，七水硫酸镁0.1g/L，七水硫酸亚铁0.01g/L，一水硫酸锰0.01g/L，pH值6.5。进一步地，所述步骤2）发酵液分离，包括：发酵液结束后，首先利用陶瓷膜对苏氨酸发酵醪液进行处理，膜组件透析液流量19-30m3/h，膜设备温度不高于80℃，膜进口压力0.3±0.05MPa，膜出口压力0.10±0.05MPa，设备顶部压力为0.15±0.05MPa，渗透侧压力（高压侧）为：0.15±0.08MPa，渗透侧压力（低压侧）为：0.1±0.05MPa，清液流量（高压侧）为：15±7m3/h，清液流量（低压侧）：10±5m3/h；所得陶瓷膜浓缩液再进入卧螺离心机进行处理，转速为2000-4000r/min，进机流量为16-20m3/h。进一步地，所述步骤3）浓缩结晶，包括：将陶瓷膜透过液及卧螺离心机清液经过蒸发器浓缩至原液体积的四分之一，然后用四效蒸发结晶器结晶。进一步地，所述步骤4）分离晶体：用离心机进行离心，收集晶体和一次母液。进一步地，所述步骤5）干燥，包括：分离出的晶体进行干燥，得到粉末状苏氨酸产品。进一步地，所述步骤6）一次母液结晶和分离，包括：将一次母液进行浓缩结晶，然后卧螺离心机离心，收集晶体和二次母液。进一步地，所述步骤7）色谱分离，包括：二次母液利用顺序式模拟移动床进行色谱分离，得到富含苏氨酸的分离液；进一步地，所述步骤8）结晶和分离，包括：将步骤7）所得分离液进行结晶处理，离心分离晶体，然后与步骤6）所得晶体合并，返回步骤3）中的间歇式单效浓缩结晶锅中。进一步地，所述步骤9）制粒，包括如下步骤：利用辊压制粒机，通过调整轧辊压力及轧辊间隙，将步骤5）得到的粉末状苏氨酸，压缩成细条状，物料经挤压成形后承受的压力逐渐减小，在重力作用下向下脱落，进入破碎、整粒系统。然后根据粒度要求进入回料绞龙，依次通过10目和30目筛，筛去过粗、过细的颗粒，收集10目-30目之间粒径的颗粒产品，包装既得。筛下的粉状又重新返回造粒。优选地，所述轧辊压力为75-250公斤，所述轧辊间隙为1.2-2.6mm。本专利技术研究的出发点以及取得的有益效果主要包括但是并不限于以下几个方面：本专利技术所运用卧螺离心机将陶瓷膜浓缩液中的L-苏氨酸进行回收，可以有效的将浓缩液中的液体与固体物质分开，使用本专利技术提供的工艺，可以回收苏氨酸陶瓷膜浓缩液中87%的苏氨酸。本专利技术将粉末状苏氨酸制备成颗粒型苏氨酸，能够改善流动性、便于保藏和运输、控制溶解度，提高了苏氨酸的品质和附加值。具体实施方式本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本专利技术。本专利技术的产品及工艺已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本
技术实现思路
、精神和范围内对本文所述的产品及工艺进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本专利技术技术。为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术进行详细说明。实施例1包括如下步骤：步骤1）发酵：将大肠杆菌工程菌种子液（种子液的浓度为1×108cfu/mL）按照10%的接种量接入到含有发酵培养基的发酵罐中进行发酵，温度30℃，罐压为0.04MPa，通气量为0.5vvm，转速为100rpm，发酵时间为36h，然后按照10%的接种量接入莱茵衣藻（莱茵衣藻的浓度为1×105cfu/mL），继续发酵培养48h，停止发酵，收集发酵液；所述发酵培养基的组分为：葡萄糖20g/L，甘油20g/L，玉米浆20g/L，硫酸铵2g/L，磷酸二氢钾0.2g/L，磷酸氢二钾0.2g/L，七水硫酸镁0.1g/L，七水硫酸亚铁0.01g/L，一水硫酸锰0.01g/L，pH值6.5；步骤2）发酵液分离：发酵液结束后，首先利用陶瓷膜对苏氨酸发酵醪液进行处理，膜组件透析液流量19m3/h，膜设备温度不高于80℃，膜进口压力0.3MPa，膜出口压力0.10MPa，设备顶部压力为0.15MPa，渗透侧压力（高压侧）为：0.15MPa，渗透侧压力（低压侧）为：0.1MPa，清液流量（高压侧）为：15m3/h，清液流量（低压侧）：10m3/h；所得陶瓷膜浓缩液再进入卧螺离心机进行处理，转速为2000r/min，进机流量为16m3/h，离心后上清液回陶瓷膜透过液；步骤3）浓缩结晶：将陶瓷膜透过液及卧螺离心机清液经过蒸发器浓缩至原液体积的四分之一，然后用四效蒸发结晶器结晶。...

【技术保护点】
1.一种颗粒型苏氨酸的提取制备工艺，其特征在于，是将陶瓷膜、卧螺离心机、干法辊压制粒组合使用处理苏氨酸发酵醪液。/n

【技术特征摘要】
1.一种颗粒型苏氨酸的提取制备工艺，其特征在于，是将陶瓷膜、卧螺离心机、干法辊压制粒组合使用处理苏氨酸发酵醪液。


2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述提取制备工艺是将待处理发酵醪液先经过陶瓷膜处理，再经卧螺离心机处理，将陶瓷膜透过液及卧螺离心机清液经结晶分离干燥成粉末状苏氨酸进行干法辊压制粒。


3.一种颗粒型苏氨酸的提取制备工艺，其特征在于，是在苏氨酸生产的提取阶段，通过组合使用陶瓷膜、卧螺离心机、干法辊压制粒，对苏氨酸发酵醪液进行处理。


4.根据权利要求3所述的工艺，其特征在于，苏氨酸发酵醪液首先进入所述陶瓷膜进行处理，所得陶瓷膜浓缩液再进入所述卧螺离心机进一步离心处理，将陶瓷膜透过液及卧螺离心机清液经结晶分离干燥成粉末状苏氨酸进行干法辊压制粒。


5.根据权利要求1-4任一权利要求所述的工艺，其特征在于，所述陶瓷膜设置参数为：料液正常不染菌情况下，过滤过程中每个膜组件透析液流量参数为19m3/h以上，膜设备温度为：80℃，膜进口压力0.3MPa，膜出口压力0.10MPa，设备顶部压力为0.15MPa，渗透侧压力（高压侧）为：0.15MPa，渗透侧压力（低压侧）为：0.1MPa，清液流量（高压侧）为：15m3/h，清液流量（低压侧）：10m3/h；卧螺离心机设置参数为：转速2000-4000r/min，进机流量为16m3/h以上。


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【专利技术属性】
技术研发人员：韩杨，关健，董力青，高雅坤，冯珍泉，王建文，卢树军，
申请(专利权)人：齐齐哈尔龙江阜丰生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙;23