一种谷氨酸提取方法技术

一种谷氨酸提取方法，其包括如下步骤：a、在温度5～50℃下，调整发酵液pH值至2.9～3.2，谷氨酸结晶析出，分离上述结晶料液，得谷氨酸粗品和等电母液；b、洗涤步骤a中所述谷氨酸粗品，得谷氨酸成品和洗涤母液；将步骤a中所述等电母液进行除菌，得清母液和菌体；c、将步骤b中所述清母液进行蒸发浓缩，将所得浓缩液降温至10～40℃，育晶，分离，得谷氨酸结晶和结晶母液；d、将步骤c中所述谷氨酸结晶和步骤b中所述洗涤母液混合，酸化至pH小于2.0，至谷氨酸结晶溶解，得酸化液；步骤a中，调整发酵液pH值时，酸化剂包括步骤d中所述的酸化液。本发明专利技术谷氨酸提取方法的收率高、纯度高，物耗低、能源消耗少、排污少、资源利用度高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种谷氨酸的提取技术，具体地，涉及一种收率高、质量优、消耗低的 谷氨酸提取方法，属发酵食品

技术介绍
谷氨酸是一种重要氨基酸，是制造味精的前体物质，目前主要由葡萄糖通过微生 物发酵生成，然后从发酵液中提取获得谷氨酸晶体。通常，谷氨酸发酵液中含有10 16% (w/v)的谷氨酸，对谷氨酸提取技术而言，首 要考虑的是谷氨酸提取收率，其次是谷氨酸晶体质量。因为谷氨酸发酵液中还残留少量未 发酵的残余葡萄糖、菌体细胞、其它杂氨基酸、无机盐等杂质，因此，从杂质含量较高的发酵 液中提取谷氨酸，还必须考虑产品质量指标，如谷氨酸晶体纯度，晶体所夹带的硫酸根离子 浓度，以及晶体溶解液的透光等指标；另外，谷氨酸提取也是硫酸、液氨等物耗，以及蒸汽、 电力等能耗较大的工序，如何有效降低物耗和能耗，也是谷氨酸提取技术所需解决的问题； 谷氨酸提取技术还与最终污染物的排放量大小密切相关。因此，谷氨酸提取技术是味精生 产过程中影响经济效益和社会效益最为显著的一个环节。现有的谷氨酸提取技术主要有“等电离交”和“浓缩等电转晶”两种。“等电离交” 工艺是国内味精生产企业应用最广泛的提取工艺发酵液先通过一步冷冻等电结晶提取 80%左右的谷氨酸，残留在母液中的谷氨酸通过离子交换法回收。由于采用离子交换二次 回收谷氨酸，“等电离交”工艺的提取收率可达到94%左右。但由于离子交换技术必须在 pHl. 5以下上柱吸附，在pH9. 0以上洗脱，因此硫酸、液氨的消耗大，吨谷氨酸约消耗硫酸 850kg，液氨120kg ；“等电离交”工艺中，洗脱的高流份约为发酵液体积的60 70%，大体 积、高杂质的高流份回用，导致谷氨酸结晶质量差，表现为晶体干纯低，仅95%左右；透光 低，仅30%左右；而硫酸根离子浓度在0.6%以上；另外，采用“等电离交”工艺，提取后高浓 废水(C0D50000 80000ppm)体积较发酵液增加20 60%，每吨谷氨酸还增加中浓度离交 树脂洗水20 30吨(C0D3000 5000ppm)，给后续的废水污染治理带来严重压力。“浓缩等电转晶”是先将发酵液浓缩2 3倍，使谷氨酸浓度达28 30%，然后连 续等电结晶，等电母液作为废水排出提取工段；结晶得到的α晶型谷氨酸通过转晶变成β 晶型谷氨酸。采用“浓缩等电转晶”工艺，革除了酸碱消耗大、废水产出多的离子交换技术， 硫酸、液氨的消耗大幅度下降，吨谷氨酸硫酸消耗从850kg降到550kg左右，无液氨消耗；其 次，通过转晶技术，提取获得的谷氨酸结晶质量好，产品干纯可达97. 5 %，透光70 %，硫酸 根离子浓度小于0. 的优质指标，为后续精制生产味精创造了良好的条件；因发酵液浓 缩了 2 3倍，高浓废水量较发酵液减少50 60% ；但该工艺的缺点是提取收率低，一般 仅86 88%左右，其次，转晶过程中的电力、蒸汽消耗较高，导致生产成本增加，经济效益 低下。综上所述，现有产业化谷氨酸提取工艺存在或收率低、或产品质量差、或消耗高、 或污染重等等问题，制约着味精行业的可持续发展。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种收率高、质量优、消耗低的谷氨酸提取方法。，包括如下步骤a、在温度5 50°C下，调整发酵液pH值至2. 9 3. 2，谷氨酸结晶析出，分离上述 结晶料液，得谷氨酸粗品和等电母液；b、洗涤步骤a中所述谷氨酸粗品，得谷氨酸成品和洗涤母液；将步骤a中所述等电 母液进行除菌，得清母液和菌体； C、将步骤b中所述清母液进行蒸发浓缩，将所得浓缩液降温至10 40°C，育晶，分 离，得谷氨酸结晶和结晶母液；d、将步骤c中所述谷氨酸结晶和步骤b中所述洗涤母液混合，酸化至pH小于2. 0， 至谷氨酸结晶溶解，得酸化液；步骤a中，调整发酵液pH值时，酸化剂包括步骤d中所述的酸化液。作为对本技术方案的改进，步骤a中，所述谷氨酸结晶的方法包括分批式间歇等 电结晶，或连续等电结晶。再者，步骤a中，调整发酵液pH值时，酸化剂还包括硫酸，或水解味精精制母液得 到的水解液。当步骤d中提供的酸化液不足以将发酵液的pH值调整到2. 9 3. 2之间时， 可以直接向发酵液中补充添加硫酸或水解液(水解味精精制母液得到的水解液)的一种或 两种，添加量由等电结晶的终点PH值决定。分离步骤a中所述结晶料液的方法包括离心机 离心分离，或真空带式过滤机过滤。再者，步骤b中，所述洗涤的方法包括用水淋洗，或用水搅洗，洗涤用水的重量是 谷氨酸粗品重量的0.2 2倍。对步骤a所得谷氨酸粗品湿晶体进行洗涤，去除晶体颗粒表面夹带的菌体细胞、 硫酸根离子等杂质，可以提高产品质量。洗涤用水的温度是0 100°C，水淋洗时，在离心机 或真空带式过滤机上配置洗涤水，将分离和洗涤合二为一；水搅洗时，将分离得到的谷氨酸 粗品投入带搅拌的罐中，加水洗涤，然后再分离，其中以第一种方式为优选方案。洗涤用水 可采用自来水，或来自其它工序洁净的蒸发凝结水。再者，步骤b中，所述除菌的方法包括直接过滤，絮凝后过滤，或絮凝后气浮。除菌操作用以去除等电母液中的菌体细胞、水溶性蛋白等杂质。添加聚丙烯酸钠 等絮凝剂，可促使菌体细胞凝聚，再过滤分离。也可以添加聚丙烯酸钠促使菌体细胞絮凝， 再采用气浮的方式除菌。絮凝后过滤或气浮等除菌方法是本行业的成熟技术，絮凝剂的种 类、添加量也容易推测、计算得出。再者，步骤c中，所述蒸发浓缩的方法包括单效蒸发，或多效蒸发，总浓缩倍数为 2 8倍。蒸发浓缩操作可采用单效或多效蒸发器，浓缩后浓缩液体积为原清母液体积的 12. 5% 50%。对本领域专业技术人员而言，蒸发浓缩是成熟技术，蒸发器的效数、蒸发温 度等工艺参数可简便地通过试验确定。步骤c中，所述育晶时间是1 他，育晶时，可以加入适量晶种。加入晶种可改善 结晶速率和晶体质量，晶种添加量为浓缩液质量的0 10%。步骤C中，所述分离的方法包 括自然沉降，离心分离，或过滤分离。最后，步骤d中，所述混合时，谷氨酸结晶和洗涤母液的重量比是0.05 0. 30 1 ；所述酸化时，酸化剂包括硫酸，或水解液(水解味精精制母液得到的水解液)。混合后，可加入硫酸、水解液的一种或两种，硫酸及/或水解液的添加量由混合后 酸化液的PH值决定，控制酸化液的pH值小于2. 0，使谷氨酸结晶全部溶解，得到含有谷氨酸 的酸化液，并循环回到等电结晶工序，用以调节发酵液的PH值。所得酸化液可直接回步骤 a调pH，或经过过滤后回步骤a调pH。上述的水解液是指味精精制母液加硫酸水解、过滤获得的一种含有谷氨酸的稀硫 酸溶液，水解液中谷氨酸、硫酸的浓度不影响酸化效果。本专利技术的第一个优点是提取收率可达到94%以上，和“等电 离交”工艺的提取收率相当；第二个优点革除了离子交换技术，因此物耗低，每吨谷氨酸消 耗硫酸550kg以下，无液氨消耗；第三个优点是通过洗晶工序，结晶谷氨酸的质量得到提 高，干纯达到98%以上，硫酸根离子浓度降低到0. 以下，和“转晶”技术所得谷氨酸质量 相当，但设备简单，投资低，劳动强度小，蒸汽、电力等能源消耗少；第四个优点是高浓度废 水排放量少。发酵液通过等电结晶、除菌分离、浓缩结晶等工序后，步骤c排放的结晶母液 体积仅为发酵液的10 20%，仅约为“等电离交”工艺排放的离交尾本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种谷氨酸提取方法，其特征在于，所述谷氨酸提取方法包括如下步骤：ａ、在温度５～５０℃下，调整发酵液ｐＨ值至２．９～３．２，谷氨酸结晶析出，分离上述结晶料液，得谷氨酸粗品和等电母液；ｂ、洗涤步骤ａ中所述谷氨酸粗品，得谷氨酸成品和洗涤母液；将步骤ａ中所述等电母液进行除菌，得清母液和菌体；ｃ、将步骤ｂ中所述清母液进行蒸发浓缩，将所得浓缩液降温至１０～４０℃，育晶，分离，得谷氨酸结晶和结晶母液；ｄ、将步骤ｃ中所述谷氨酸结晶和步骤ｂ中所述洗涤母液混合，酸化至ｐＨ小于２．０，至谷氨酸结晶溶解，得酸化液；步骤ａ中，调整发酵液ｐＨ值时，酸化剂包括步骤ｄ中所述的酸化液。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：毛忠贵，张建华，张宏建，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：32