一种发酵液中L-色氨酸的提取工艺制造技术

本发明专利技术属于生物工程技术领域，具体公开了一种发酵液中Ｌ－色氨酸的提取工艺。发酵液通过陶瓷膜进行过滤，过滤清液用吸附树脂吸附、氨水解析，解析液再依次进行脱色、过滤、干燥后即得Ｌ－色氨酸产品。本发明专利技术工艺简单且环保，采用该工艺提取Ｌ－色氨酸，不仅所得Ｌ－色氨酸产品的收率高，而且产品品质稳定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物工程
，具体涉及了一种发酵液中L-色氨酸的提取 工艺。
技术介绍
传统发酵法生产L-色氨酸过程中，L-色氨酸的提取工艺流程如图1所示。 该工艺流程的缺点在于因发酵液固形物含量低(20%左右)，板框过滤速度慢， 过滤液含杂质多，而且板框劳动强度大，装卸复杂，容易形成生产流程瓶颈， 且过滤效果不理想；由于板框过滤后的溶液杂质大，造成树脂吸附当量降低， 树脂利用率低下，树脂解析、再生频次频繁，树脂处理成本偏高，产品品质得 不到保证；现在一个树脂量为1.3吨，解析液在7吨左右， 一批料需要3.5个树 脂柱，约用树脂在4.5吨左右，批解析液体积在25吨以上，解析液体积偏大， 造成真空薄膜浓缩压力较大；粗品溶解量小(溶解度在3%左右，300公斤产品 需用10吨水溶解)，造成溶解液数量偏大，活性炭用量大，造成二次浓縮设备 压力偏大，形成工艺生产瓶颈。
技术实现思路
为克服现有技术的不足之处，本专利技术的目的就是在于提供一种生产工艺简 单、环保、产品收率高、产品品质稳定的发酵液中L-色氨酸的提取工艺。 为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下一种发酵液中L-色氨酸的提取工艺发酵液通过陶瓷膜进行过滤，过滤清 液用吸附树脂吸附、氨水解析，解析液再依次进行脱色、过滤、干燥后即得L-色氨酸产品。所述陶瓷膜是Al203质量百分含量为99%的陶瓷膜。陶瓷膜采用质量百分含 量99。/。Al203，解决陶瓷膜耐碱性差强度不高的致命缺点，由于膜支撑体材质为 99%A1203 ，在180(TC高温下烧结时收縮性小，支撑体孔径相对于 Al203/Ti02/Zr02混合材料烧结而成的支撑体孔径更大更均匀，膜元件孔径的不 对称性更大，因此错流过滤时膜的污染更低，更容易清洗。陶瓷膜的的孔径为0.1~0.5拜，过滤的通量为10 501/m2，h。在脱色之后、干燥之前的过滤分两步进行，先纳滤后超滤，超滤后用质量浓度20~40%的硫酸调节pH为2.0-6.5诱导L-色氨酸结晶，结晶后再干燥即得 L-色氨酸产品。纳滤时的纳滤膜的截留分子量为150道尔顿，设计通量为10~501/m2.H，浓 縮倍数为10倍；超滤膜的孔径为0.01,。吸附树脂吸附时，吸附流量为3~4m3/h，批吸附时间为8~12h。吸附树脂的 作用在于吸附产品，在保证最大吸附量的基础上，不吸附其他物质，确保产品 的纯度。所述氨水的浓度为O.5~2mol/1氨水，此浓度范围的氨水可保证产品解析速度 最快，体积最小，后处理压力相对最低，解析流量为每小时是树脂体积的2~3 倍量。吸附树脂为强酸阳离子吸附树脂。脱色时用脱色树脂脱色，脱色树脂为碱性阴离子树脂。脱色树脂的作用在 于吸附解析液中的色素，但最主要的是不能够吸附产品，确保产品的收率。 陶瓷膜过滤后的固液混合物经板框过滤、烘干用作蛋白饲料。 相对于现有技术，本专利技术工艺的有益效果如下1、 采用陶瓷膜过滤取代板框过滤直接处理发酵液，无需添加任何助滤剂， 就可以将菌丝体、悬浮物、可溶性大蛋白、部分色素、胶体、培养基残余、大 分子有机物等一步去除，得到澄清的超滤滤液，大大提高了收率，产品收率可 达到93%以上；而且进行树脂吸附时，提高树脂的吸附当量，纯化产品含量， 最终实现产品达到质量标准。2、 由于膜法过滤滤液质量大幅度的提升，大大提升了提取的整体工艺路线 收率，产品品质稳定，效益显著。3、 本专利技术工艺过滤用水可循环利用，废水排放量少；脱色树脂替代活性炭 脱色，减少了固废排放量，而传统工艺生产每吨产品污水排放量约在5000吨左 右，处理每吨产品脱色，废活性炭排放量约在500千克左右。因此，本专利技术整 个工艺环境污染小，较传统工艺环境效益显著。4、 产品处理量减少，避免了真空浓縮大体积处理的工艺瓶颈，能够有效i也 保证产品质量和含量。附图说明图l:传统发酵液中L-色氨酸的提取工艺流程图； 图2:本专利技术发酵液中L-色氨酸的提取工艺流程图。具体实施例方式以下以具体实施例结合附图对本专利技术作进一步的详细说明，但本专利技术的保 护范围并不局限于此 实施例1如图2所示的本专利技术发酵液中L-色氨酸的提取工艺流程图，发酵液1000ml (发酵液比重0.98，固形物质量百分含量18%，其中L-色氨酸250g)通过Al203 质量百分含量99%的陶瓷膜进行过滤，陶瓷膜孔径为O.l拜，过滤的通量为 101/m2，h，陶瓷膜过滤后的固液混合物(主要成分为生物蛋白，固形物质量百分 含量35%)经板框过滤、烘干用作蛋白饲料，过滤清液则用强酸阳离子吸附树 脂JK008柱吸附，吸附流量3m3/11，批吸附时间8h，之后用0.5mol/l的氨水进行 解析，解析流量为每小时是树脂体积的2倍量，解析液送去碱性阴离子树脂D315 柱脱色，脱色液先用纳滤膜(GE公司生产的型号为DK8040纳滤膜)纳滤预浓 縮脱盐，纳滤膜截留分子量为150道尔顿，纳滤压力0.5公斤，设计通量为 101/m2'H，浓縮倍数为10倍，浓縮液进一步用孔径O.OlMm的超滤膜在0.5公斤 的操作压力下进行超滤脱色处理，得到产品质量百分含量10%的饱和溶液，饱 和溶液直接喷雾干燥即得237.75gL-色氨酸产品，产品收率为95.1%，含量为 98.5%。实施例2与实施例1的不同之处在于超滤后所得饱和溶液用质量浓度20%的硫酸调 节其pH为2.0诱导L-色氨酸结晶，结晶后再干燥得235.5g L-色氨酸产品，产品 收率为94.2%，含量为98.6%。实施例3如图2所示的本专利技术发酵液中L-色氨酸的提取工艺流程图，发酵液1000ml (发酵液比重0.98，固形物质量百分含量20%，其中L-色氨酸250g)通过A1203 质量百分含量99%的陶瓷膜进行过滤，陶瓷膜孔径为0.3pm,过滤的通量为 301/m2*h，陶瓷膜过滤后的固液混合物(主要成分为生物蛋白，固形物质量百分含量40%)经板框过滤、烘干用作蛋白饲料，过滤清液则用强酸阳离子吸附树 脂JK008柱吸附，吸附流量3.5m3/11，批吸附时间10h，之后用lmo1/1的氨水进 行解析，解析流量为每小时是树脂体积的2.5倍量，解析液送去碱性阴离子树脂 D305柱脱色，脱色液先用纳滤膜(GE公司生产的型号为DK8040纳滤膜)纳 滤预浓縮脱盐，纳滤膜截留分子量为150道尔顿，纳滤压力0.5公斤，设计通量 为321/m^H，浓縮倍数为10倍，浓縮液进一步用孔径0.01^m的超滤膜在0.5公 斤的操作压力下进行超滤脱色处理，得到产品质量百分含量15%的饱和溶液， 饱和溶液通过薄膜浓縮干燥即得238,25gL-色氨酸产品，产品收率为95.3%,含 量为98.8%。实施例4与实施例3的不同之处在于超滤后所得饱和溶液用质量浓度30%的硫酸调 节其pH为4.0诱导L-色氨酸结晶，结晶后再干燥得239g L-色氨酸产品，产品 收率为95.6°/。，含量为98.7°/0。实施例5如图2所示的本专利技术发酵液中L-色氨酸的提取工艺流程图，发酵液1000ml (发酵液比重0.98，固形物质量百分含量21%，其中L-色氨酸270g)通过Al203 质量百分含量99%的陶瓷膜进行过滤，陶瓷膜孔径为0.5^im,过滤的通量为 501/m2'h，陶瓷膜过滤后的固液混合物(主要成分为生物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发酵液中Ｌ－色氨酸的提取工艺，其特征在于：发酵液通过陶瓷膜进行过滤，过滤清液用吸附树脂吸附、氨水解析，解析液再依次进行脱色、过滤、干燥后即得Ｌ－色氨酸产品。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孟军虎，王进全，武涛，
申请(专利权)人：河南孟成生物药业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]