一种微生物酶蛋白废液的综合利用方法技术

本发明专利技术公开了一种微生物酶蛋白废液的综合利用方法，属于提取技术领域。该方法将蛋白等电点沉淀技术、难溶盐沉淀技术、膜滤除杂技术等技术相结合，实现了蛋白类、盐类和其他杂质的有效去除，对浓液中产物进行有效提纯和分离，最终实现了酶蛋白废液中产物的有效回收，同时该方法还将酶蛋白固渣和无机盐固渣混合作为有机肥原料，具有环保价值，符合绿色循环要求，适合工业化推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种微生物酶蛋白废液的综合利用方法
本专利技术属于提取
，尤其涉及一种微生物酶蛋白废液的综合利用方法。
技术介绍
为了应对全球气候变化，我国提出“2030碳达峰、2060碳中和”的目标承诺。目前人们常用的大宗化学品仍然以化学合成法为主，但其生产工艺能耗高、污染严重等问题愈发引起重视。随着生物技术的快速发展，类似丙烯酰胺、单甘油酯、壳聚糖、透明质酸、黄原胶、氨基酸等多种产品均已实现生物发酵法或酶法生产。在生物发酵法工艺中，由于发酵条件温和，所得发酵液中的菌体细胞相对完整，可通过传统絮凝工艺实现菌体细胞的絮凝和去除。专利CN201810731711.4中公开了一种L-丙氨酸发酵液中分离L-丙氨酸的方法，通过加入聚合氯化铝和聚丙烯酸钠作为絮凝剂，可有效除去发酵液中的无机杂质、蛋白质多糖等生物杂质，从而实现产物的分离提纯。然而，在生物酶法制备氨基酸的生产工艺中，反应过程中需要加入大量的菌体酶蛋白，由于反应温度和pH较高，所得催化产物采用传统加入絮凝剂的方法难以实现菌体蛋白和产物的有效分离。如何从高浓度酶蛋白中分离产物，且实现酶蛋白的资源化利用，成为了一个技术问题。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种微生物酶蛋白废液的综合利用方法。为达上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：一种微生物酶蛋白废液的综合利用方法，该方法包括如下步骤：(1)向酶蛋白废液中加入酸，调节其pH值至1.0～7.0，加酸后混匀5s～60s，混匀后静置2～10min，温度控制在20～40℃；(2)将步骤(1)中所得料液进行过滤，得到清液1和固渣1；(3)向步骤(2)所得清液1中加入碱性氧化物调节其pH值，加入碱性氧化物后混合反应5s～60s，反应温度控制在30～60℃；(4)将步骤(3)中所得料液进行固液分离，得到清液2和固渣2；(5)将步骤(4)所得清液2进行膜过滤，得到清液3和浓液3，其中浓液3回用至清液1；(6)将步骤(5)所得清液3进行蒸发浓缩、离心、干燥，得到β-丙氨酸粗品，或将步骤(5)所得浓液3直接回用至清液1，进一步提取纯化；(7)将步骤(6)中所述清液3经蒸发浓缩、离心分离得到的母液回用至步骤(2)中所述清液1中。(8)将步骤(2)中固渣1和步骤(4)中固渣2混合后，可作为有机肥原料。本专利技术优选的技术方案中，步骤(1)中所述添加的酸可为硫酸、磷酸、柠檬酸、盐酸、硝酸中的一种或其组合；优选硫酸或磷酸，更优选磷酸。本专利技术优选的技术方案中，步骤(1)中所述pH值的范围为2～5，优选2.5～3.5。本专利技术优选的技术方案中，步骤(2)中所述过滤优选预涂层转鼓过滤，其中预涂层可采用硅藻土、珍珠岩或其组合。本专利技术优选的技术方案中，步骤(3)中所述碱性氧化物为氧化镁、氧化钙，或其组合。本专利技术优选的技术方案中，步骤(3)中所述pH值的范围为7.0～11.0，优选8.0～10.0，更优选8.0～9.0。本专利技术优选的技术方案中，步骤(4)中所述固液分离的方式可为过滤分离、离心分离，其中优选过滤分离，更优选硅藻土预涂层转鼓过滤分离。本专利技术优选的技术方案中，步骤(5)中所述膜可为有机膜、无机膜，其中优选有机膜，更优选截留分子量在200～1500Da的有机膜。本专利技术优选的技术方案中，步骤(5)中膜过滤处理过程中，不进行透析处理，清液3体积与清液2的比值控制在80％～90％。本专利技术优选的技术方案中，步骤(6)中将清液3蒸发浓缩至β-丙氨酸质量分数70％～95％，其中优选75％～85％。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：(1)本专利技术的方法实现了酶蛋白废液中产物的有效回收，该方法将蛋白等电点沉淀技术、难溶盐沉淀技术、膜滤除杂技术等技术相结合，可实现蛋白类、盐类和其他杂质的有效去除，实现浓液中β-丙氨酸的有效提纯和分离。(2)本专利技术的方法实现了酶蛋白废液中有机物和无机盐的资源化利用，该方法将酶蛋白固渣和无机盐固渣混合作为有机肥原料，具有环保价值，符合绿色循环要求，适合工业化推广应用。附图说明图1为本专利技术的工艺流程图。图2为实施例1-5和对比例1-3中所得β-丙氨酸粗品纯度检测结果图。具体实施方式参考例1酶蛋白废液的制备：参照CN201310722755.8中实施例4，在10m3反应罐中加入6m3水和200kg的L-天冬氨酸，用氨水调至pH为7.2，加入1000kg打散的菌体，700ml丙酮酸，1kg磷酸吡哆醛，随着转化过程中pH值的升高，分批次加入1300kg的L-天冬氨酸，维持反应罐内物料的pH值在7.2，然后用10％的盐酸控制反应液的pH值在7.2，用岛津LC-15C高效液相色谱仪测β-丙氨酸的生成量，确定L-天冬氨酸的转化是否完全。待反应完全后，通过膜过滤获得清液和浓液。所得清液直接进行后续产物提取工艺，所得浓液即酶蛋白废液用于进行以下实施例。实施例1一种微生物酶蛋白废液的综合利用方法，包括以下步骤：(1)取参考例1中2m3酶蛋白废液，加入磷酸，调节pH值至2.0，搅拌混匀15s，静置5min，温度控制在30℃。(2)将步骤(1)中所得料液进行板框过滤分离，得到清液1和固渣1，过滤处理总耗时36.2min。(3)向步骤(2)所得清液1中加入氧化镁调节其pH值至8.5，搅拌混合60s，温度控制在30℃。(4)将步骤(3)中所得料液进行板框过滤分离，得到清液2和固渣2。(5)将步骤(4)所得清液2进行1500Da有机膜过滤，得到清液3和浓液3。(6)将步骤(5)所得清液3进行蒸发浓缩至β-丙氨酸质量分数80％、离心、干燥，得到β-丙氨酸粗品，检测其β-丙氨酸纯度，结果见图2。(7)同时可将步骤(6)中所述清液3经蒸发浓缩、离心分离得到的母液回用至步骤(2)中所述清液1中。(8)将步骤(2)中固渣1和步骤(4)中固渣2混合，作为有机肥原料。实施例2一种微生物酶蛋白废液的综合利用方法，包括以下步骤：(1)取参考例1中2m3酶蛋白废液，加入磷酸，调节pH值至3.5，搅拌混匀15s，静置5min，温度控制在30℃。(2)将步骤(1)中所得料液进行板框过滤分离，得到清液1和固渣1，过滤处理总耗时34.7min。(3)向步骤(2)所得清液1中加入氧化镁调节其pH值至8.0，搅拌混合60s，温度控制在30℃。(4)将步骤(3)中所得料液进行板框过滤分离，得到清液2和固渣2。(5)将步骤(4)所得清液2进行1500Da有机膜过滤，得到清液3和浓液3。(6)将步骤(5)所得清液3进行蒸发浓缩至β-丙氨酸质量分数80％、离心、干燥，得到β-丙氨酸粗品，检测其β-丙氨酸纯度，结果见图2。(7)同时可将步骤(6)中所述清液3经蒸发浓缩、离心分离得到的母液回用至步骤(2)中所述清液1中。...

【技术保护点】
1.一种微生物酶蛋白废液的综合利用方法，其特征在于，所述综合利用方法包括以下步骤：/n(1)向酶蛋白废液中加入酸，调节其pH值至1.0～7.0，加酸后混匀5s～60s，混匀后静置2～10min，温度控制在20～40℃；/n(2)将步骤(1)中所得料液进行过滤，得到清液1和固渣1；/n(3)向步骤(2)所得清液1中加入碱性氧化物调节其pH值至7.0～11.0，加入碱性氧化物后混合反应5s～60s，反应温度控制在30～60℃；/n(4)将步骤(3)中所得料液进行固液分离，得到清液2和固渣2；/n(5)将步骤(4)所得清液2进行膜过滤，得到清液3和浓液3，其中浓液3回用至清液1；/n(6)将步骤(5)所得清液3进行蒸发浓缩、离心、干燥，得到结晶粗品；/n(7)将步骤(6)中所述清液3经蒸发浓缩、离心分离得到的母液回用至步骤(2)中所述清液1中。/n

【技术特征摘要】
1.一种微生物酶蛋白废液的综合利用方法，其特征在于，所述综合利用方法包括以下步骤：
(1)向酶蛋白废液中加入酸，调节其pH值至1.0～7.0，加酸后混匀5s～60s，混匀后静置2～10min，温度控制在20～40℃；
(2)将步骤(1)中所得料液进行过滤，得到清液1和固渣1；
(3)向步骤(2)所得清液1中加入碱性氧化物调节其pH值至7.0～11.0，加入碱性氧化物后混合反应5s～60s，反应温度控制在30～60℃；
(4)将步骤(3)中所得料液进行固液分离，得到清液2和固渣2；
(5)将步骤(4)所得清液2进行膜过滤，得到清液3和浓液3，其中浓液3回用至清液1；
(6)将步骤(5)所得清液3进行蒸发浓缩、离心、干燥，得到结晶粗品；
(7)将步骤(6)中所述清液3经蒸发浓缩、离心分离得到的母液回用至步骤(2)中所述清液1中。


2.根据权利要求1所述的微生物酶蛋白废液的综合利用方法，其特征在于，所述步骤(1)中的酸为硫酸、磷酸、柠檬酸、盐酸、硝酸中的至少一种，调节pH值至2～5。


3.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志成，刘鼎，唐思青，刘洋，
申请(专利权)人：秦皇岛华恒生物工程有限公司，安徽华恒生物科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13