一种新的谷氨酸生产方法技术

本发明专利技术公开了一种新的谷氨酸生产方法，属氨基酸生产技术领域。其利用高速碟片分离去除菌体及不溶物，经过分离之后的谷氨酸料液经过多效板式蒸发器低温蒸发浓缩，产生的二次蒸汽冷凝水，用于谷氨酸发酵配料，蒸发后的谷氨酸浓缩液通过连续等电提取谷氨酸，上清液通过离交柱吸附谷氨酸，解析的谷氨酸去等电再次提取，高浓废水去肥料车间生产肥料，重相(菌体蛋白)通过板框压榨后造粒，通过流化床干燥生产高蛋白饲料。本发明专利技术具有液氨、硫酸单耗低、谷氨酸提取收率高、离交投资少等优点，同时所提取的谷氨酸纯度高，不需要变晶即可生产谷氨酸钠，整个过程对资源进行充分利用，达到了节能减耗的目的，具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高效生产谷氨酸的方法，属于发酵法生产氨基酸的

技术介绍
谷氨酸是味精的前体，主要用于味精的生产，谷氨酸的生产国内外使用最广泛的方法是发酵法，从发酵液中提取谷氨酸的工艺有多种，主要的方法有等电法提取谷氨酸、离子交换法提取谷氨酸、锌盐法提取谷氨酸、盐酸盐法提取谷氨酸或电渗析法提取谷氨酸坐寸o 其中等电法提取谷氨酸是利用谷氨酸的下述性质谷氨酸是一种两性电解质，在谷氨酸的等电点PH值3. 22时谷氨酸在溶液中的溶解度最小，工业上通过向谷氨酸发酵液中添加硫酸或盐酸，使发酵液pH值降到3. 0 3. 2，谷氨酸结晶析出，称之为等电结晶。在等电点PH时，谷氨酸的正负电荷相等，总电荷为0，形成偶极离子，它在此时的溶解度最小，并成晶体形态析出。具体提取方法可分为间歇等电法和连续等电法，间歇等电法优点是工艺成熟，结晶颗粒较均匀，缺点是不能连续操作，效率低；连续等电结晶法的优点是连续出料，每级结晶罐设定有固定的等电PH值，易于控制，缺点是颗粒不均匀；在结晶罐降pH值加硫酸这一环节上，传统工艺采用直接将硫酸管道连到结晶罐，在加硫酸时，容易出现局部过饱和现象而产生3型结晶，3型结晶不易离心脱水，堆积密度小，给后期包装、运输都带来了一定的困难。此外现有技术提取方法没有对菌体蛋白和谷氨酸液进行分离，等电周期长，变晶过程的母液水解要耗费大量的硫酸，不仅废水处理量大，而且对设备要求高。未经浓缩的料液直接进行离交，氨洗脱液的用量较大。其普遍存在离子交换的液体体积庞大，增加了硫酸、氨水的消耗的缺陷，同时不可避免的增加了大量的废水，原料。不仅环保治理成本高，而且得到的谷氨酸杂质多品质差。近几年来，硫酸、液氨等化工原料价格不断上涨，同时社会对企业排污要求不断提高。因此，专利技术一种硫酸、液氨、碱用量小、废水量小，且能保证谷氨酸提取收率及产品质量的提取工艺，是非常重要的。而且，随着味精行业的发展来到了“绿色、低耗、环保、高效”新的历史时期，环保问题成为影响企业可持续发展的关键，谷氨酸的生产工艺如何从源头控制污染就成为重要的环保课题。
技术实现思路
专利技术人经过一系列研究开发了，该方法利用高速碟片分离去除菌体及不溶物，经过分离之后的谷氨酸料液经过多效板式蒸发器低温蒸发浓缩，产生的二次蒸汽冷凝水，用于谷氨酸发酵配料，蒸发后的谷氨酸浓缩液通过连续等电提取谷氨酸，上清液通过离交柱吸附谷氨酸，解析的谷氨酸去等电再次提取，高浓废水去肥料车间生产肥料，重相(菌体蛋白)通过板框压榨后造粒，通过流化床干燥生产高蛋白饲料。本专利技术具有液氨、硫酸单耗低、谷氨酸提取收率高、离交投资少等优点，同时所提取的谷氨酸纯度高，整个过程对资源进行充分利用，达到了节能减耗的目的。为实现上述目的，本专利技术一种谷氨酸新工艺提取方法的具体操作步骤为(I)培养种子配制种子培养基(以下均为质量百分比)葡萄糖2. 5%、玉米浆3%、K2HPO4 3H20 0. 2%, Na2HPO4O. 2 %、生物素 0. 5%, MgSO4 7H20 0.2%、尿素 0.025%，115°C灭菌15min ;将菌种接入种子培养基中，接种量为3% ;在适宜的温度、pH和溶氧条件下于5L自动控制发酵罐中培养至对数期，制得种子液；(2)好氧发酵将步骤⑴制得的种子液以15%接种量接种发酵，控制发酵液温度采用顺序提温模式0 5h为33°C，5 IOh为34°C，10 18h为35°C，18 26h为36°C，26 32h为37°C ;通入适当空气，调节适当搅拌转速，采用分阶段供氧模式控制溶氧水平0 15h为18%，16 32h为6%;通过自动流加氨水控制pH在7. 0 7. 2 ;并通过流加浓度为500 800g/L的葡萄糖溶液将残糖控制在0. 5 I. 0%，发酵至32h停止，得发酵液；(3)谷氨酸发酵液利用高速碟片分离机将发酵液中的谷氨酸料液和菌体蛋白进行分离，去除发酵菌体，高速碟片机分离菌体的转速为4000 5000r/min，通过以上条件，将·谷氨酸料液和菌体蛋白分离。(4)将分离的谷氨酸料液经过多效板式蒸发器低温蒸发浓缩，得到谷氨酸含量达到质量浓度为25 32%的谷氨酸浓缩液。(5)通过多效板式蒸发器蒸发后的谷氨酸浓缩液采用连续流加硫酸形式对谷氨酸进行连续等电沉降提取谷氨酸，达到谷氨酸和上清液分离的目的。连续等电工艺过程中，经浓缩处理的谷氨酸料液和硫酸以一定的流速连续流加至等电罐中，pH3. 0 3. 2。(6)上述上清液加硫酸调pH为I. 5 I. 8后进行离子交换柱吸附提取谷氨酸，将液氨调至PH9. 0对离子交换柱进行洗脱。洗脱液加硫酸调pH为I. 8后泵入步骤(5)中的等电罐，与原浓缩液混合进行提取谷氨酸。(7)分离的菌体蛋白通过板框压榨后造粒，通过流化床干燥生产高蛋白饲料。其中步骤⑵中发酵培养基优选为葡萄糖10 %、玉米浆0.5%、MgSO4 *7H200. 2%, K2HPO4 3H20 0. 2%, NaCl 0. 2%, MnSO4 0. 001%, FeSO4 0. 0001%, Vbi 0. 00001%,pH 7. 0 7. 2 ;发酵菌种优选谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)ATCC13032,或天津短杆菌(Brevibacterium Tianjianense),所述天津短杆菌优选为天津短杆菌T613。本专利技术通过适当流加较高浓度的葡萄糖溶液将残糖浓度控制在恰当水平，使整个发酵过程中既不因葡萄糖浓度过高而引起渗透压过大且产生“葡萄糖效应”阻遏分解代谢物，也不因葡萄糖浓度过低而构成底物限制，使发酵液中的残糖迅速耗尽，导致菌种生产能力不能得到最大限度的发挥，且通过适当调节发酵罐搅拌转速和风量将溶氧浓度控制在恰当的水平上，使整个发酵过程中既不因溶氧浓度过低导致TCA循环代谢流量减小，不足以平衡葡萄糖酵解速率，从而刺激了乳酸脱氢酶的酶活，使代谢流转向乳酸生成，造成乳酸积累，也不因溶氧浓度过高导致谷氨酸脱氢酶酶活明显降低，TCA循环流量加大生成大量C02而造成碳源的大量流失；本专利技术首先使用高速碟片分离机将发酵液中的谷氨酸料液和菌体蛋白进行分离，去除发酵菌体，高速碟片机分离菌体的转速为4000 5000r/min，通过以上条件，将谷氨酸料液和菌体蛋白分离，该使用高速碟片分离机为申请人首创，碟片式分离机是沉降式离心机中的一种，用于分离难分离的物料(例如粘性液体与细小固体颗粒组成的悬浮液或密度相近的液体组成的乳浊液等)。本专利技术在等电结晶之前使用碟片式分离机去除发酵液中的菌体，不但达到回收谷氨酸菌体蛋白的目的，还可以明显提高谷氨酸一次等电回收率和改善谷氨酸晶体质量，采用高速碟片分离机除菌体蛋白后，一次等电回收率相对于直接等电提高了 5%的回收率，减轻了离子交换工艺的负荷，使得氨的单耗低，且能够避免出现细晶，缩短等电周期，节约大量的硫酸，本专利技术的整个过程节约能源，资源耗费少，废水排放量少，污染低，在降低投资的同时不仅节约人力和时间更能够提高企业的经济效益。本专利技术提供的谷氨酸生产工艺，工艺体系中的液体循环使用，减少产品损失，节省工艺用水。且从源头上减少废水，保证产品纯度，提高提取收率和生产效率高，降低生产成本，进而使企业效益更好。本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种谷氨酸的生产方法，其特征在于包括如下步骤 (1)制备谷氨酸发酵液，首先配制种子培养基，将菌种接入种子培养基中，制得种子液；发酵温度采用顺序提温模式，通入适当空气，控制溶氧水平及PH，发酵32h，得发酵液； (2)谷氨酸发酵液利用高速碟片分离机将发酵液中的谷氨酸料液和菌体蛋白进行分离，去除发酵菌体，高速碟片机分离菌体的转速为4000 5000r/min ； (3)将分离的谷氨酸料液浓缩，得到谷氨酸含量为重量分数25 32%的谷氨酸浓缩液， (4)在等电罐中连续流加硫酸对谷氨酸进行连续等电沉降提取谷氨酸，pH3.0 3. 2。(5)等电上清液加硫酸调pH为I.5 I. 8后进行离子交换柱吸附提取谷氨酸，将液氨调至pH9. 0，对离子交换柱进行洗脱，洗脱的谷氨酸加硫酸调pH为I. 8后泵入步骤(4)中的等电罐； (6)分离的菌体蛋白通过板框压榨后造粒，通过流化床干燥生产高蛋白饲料； 其中步骤(I)中所述谷氨酸发酵液具体操作为 培养种子配制种子培养基(以下均为质量百分比)葡萄糖2.5%、玉米浆3%、K2HPO4 3H20 0. 2%, Na2HPO4O. 2%、生物素 0. 5%, MgSO4 7H20 0. 2%、尿素 0. 025%，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯珍泉，唐永强，马仕敏，白红兵，董力青，
申请(专利权)人：呼伦贝尔东北阜丰生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：