专利名称：一种利用发酵谷氨酸提取废液生产复合肥的方法
技术领域：
本发明涉及氨基酸发酵废液的处理技术和肥料生产技术，具体地，涉及一种利用 发酵谷氨酸提取废液生产复合肥的方法。
背景技术：
我国是氨基酸生产大国，据统计，我国谷氨酸年产量高达150多万吨。一般地，谷 氨酸的生产主要采用发酵法，在发酵得到的成熟发酵液中约含10-15%的谷氨酸，从该成熟 发酵液中提取谷氨酸后，剩余的废液统称为发酵谷氨酸提取废液。其中，由于从成熟的氨基酸发酵液中提取谷氨酸的提取工艺不同，每吨谷氨酸发 酵液排放的发酵谷氨酸提取废液的体积及废液浓度略有不同，但主要成分基本相同，主要 成分包括菌体细胞、氨基酸、残糖、铵根及微量元素等，各成分的总重量(weight，简称w) 约占发酵谷氨酸提取废液体积的5-20% (w/v)；并且，发酵谷氨酸提取废液的pH值约为 2. 8-3. 4 ；另外，在发酵谷氨酸提取废液中，含有大量的有机物(即COD)、氨氮(即NH3-N)和 硫酸根离子(即S042_)。另外，上述发酵谷氨酸提取废液具有“三高一低一多”的特点，“三高”是指C0D含 量高、NH3-N含量高及S042—含量高，具体的，在上述发酵谷氨酸提取废液中，COD的浓度约为 40000-80000mg/L，NH3-N 浓度约为 12000mg/L，S042_ 的浓度约为 22000mg/L ；“一低”是指 pH
值低；“一多”是指废水量多。对于上述发酵谷氨酸提取废液，若不经处理直接排放，则会对环境造成极大的污 染，同时也造成资源浪费。另外，若进行处理，则存在以下问题(1)由于发酵谷氨酸提取废 液中S042_含量很高，不能采用厌氧处理；(2)若采用好氧处理，则需要大量的清水对浓度 过高的有机物进行稀释，但是，即便如此，NH3-N指标也达不到环保要求；(3)若采用焚烧处 理，则成本太高；(4)若采用液体肥料法进行处理，则会因数量大、季节性强、储运困难和经 济效益低等困难，难以推行。因此，利用发酵谷氨酸提取废液生产复合肥是消除废水污染、 降低生产成本和实现废物资源转化及其重要的一步。在现有技术中，国内外的一些谷氨酸生产厂家大多采用喷浆造粒技术生产复合肥 的方法，对发酵谷氨酸提取废液进行处理。具体的，先将发酵谷氨酸提取废液经多效蒸发浓 缩处理，得到浓缩液，在该浓缩液中，固形物的重量约占该浓缩液总重量的45% (w/w)；再 将该浓缩液喷入造粒塔内，采用温度约为550°C的高温烟道气，进行烧结造粒处理；同时， 进行干燥处理，以除去剩余50%以上的水分。但是，在上述生产过程中，会产生大量难扩散的不洁尾气，当这些尾气排入大气 时，会对大气造成严重的二次污染。在当今环保要求的压力下，此污染已严重制约企业的发 展；其次，由于高温工艺和设备因素会造成肥料养分的损失，甚至使肥料过度炭化，施入田 地数年无法溶化，不仅达不到施肥的效果，而且造成土壤污染。因此，上述喷浆造粒技术已 严重制约谷氨酸发酵企业的发展，有些企业因尾气的二次污染而被迫限产或停产。在专利申请号为200710114385.4的专利申请中，提供了一种用谷氨酸发酵废液生产的复合肥，该复合肥的生产工艺为将谷氨酸发酵废液浓缩到15-25Be°，按比例加入粉 煤灰、磷酸一铵等物质，混合造粒后，通热风烘干，制得复合肥。但是，在该专利申请中，采用 的热风烘干方法，仍然存在大气污染的问题。综上所述，在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下缺陷(1)环保性差在采用喷浆造粒技术生产复合肥的方法处理发酵谷氨酸提取废 液的技术中，采用高温烟道气进行烧结造粒处理时，产生的尾气会对大气造成二次污染， 并且，当过度炭化时，制得的肥料施入田地数年不化，对土壤造成污染；在专利申请号为 200710114385. 4的技术中，采用的热风烘干方法，仍然会对大气造成污染；(2)回收资源利用率低在采用喷浆造粒技术生产复合肥的方法处理发酵谷氨酸 提取废液的技术中，高温工艺和设备因素会造成肥料养分的损失，当过度炭化时，施入田地 数年无法溶化，达不到施肥的效果。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种利用发酵谷氨酸提取废液生产复合 肥的方法，以实现环保性好、产品性能好、适用面广和回收资源利用率高的优点。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种利用发酵谷氨酸提取废液生产 复合肥的方法，包括如下步骤a、在40-150°C的温度条件下，对发酵谷氨酸提取废液进行 蒸发浓缩处理，使所得浓缩浆料中固形物的重量含量达到40-99% ；b、对所述浓缩浆料进行 冷却处理，使其温度达到20-120°C ；c、对步骤b所得物料依次进行造粒处理和冷却固化成 型处理，得到所述复合肥。进一步地，步骤a具体为当所述发酵谷氨酸提取废液是经等电结晶、除菌、多效 蒸发浓缩和二次结晶分离处理得到时，在40-130°C的温度条件下，对所述发酵谷氨酸提取 废液进行多效蒸发浓缩处理，使所得浓缩浆料中固形物的重量含量达到40-85%。进一步地，步骤a具体为当所述发酵谷氨酸提取废液是经等电结晶、除菌、多效 蒸发浓缩和二次结晶分离处理得到时，在80-150°C的温度条件下，对所述发酵谷氨酸提取 废液进行单效蒸发浓缩处理，使所得浓缩浆料中固形物的重量含量达到80-99%。进一步地，步骤a具体为当所述发酵谷氨酸提取废液是经冷冻等电离交或浓缩 等电处理得到时，在40-130°C的温度条件下，对所述发酵谷氨酸提取废液进行多效蒸发浓 缩处理，使所得浓缩浆料中固形物的重量含量达到40-90% ；在80-150°C的温度条件下，对 所述多效蒸发浓缩处理所得浓缩浆料进行单效蒸发浓缩处理，使所得浓缩浆料中固形物的 重量含量达到80-99%。进一步地，在所述单效蒸发浓缩处理中，所得浓缩浆料中固形物的重量含量为 90-99%。进一步地，在步骤a之前，还包括如下步骤将所述发酵谷氨酸提取废液的PH值调 整为 4. 5-8. 0。进一步地，在步骤a之前，还包括如下步骤从所述发酵谷氨酸提取废液中除去菌 体细胞。进一步地，所述除去菌体细胞的方法包括絮凝、气浮和过滤。 进一步地，在步骤c中，在所述对步骤b所得物料进行造粒处理和冷却固化成型处理之前，还包括如下步骤在步骤b冷却处理所得物料中，添加N和/或P和/或K元素。进一步地，在步骤c中，在所述造粒处理和冷却固化成型处理之间，还包括如下步骤在所述造粒处理所得颗粒表面滚涂粉煤灰、腐殖土、石蜡、单质硫、变性淀粉和粘土中的 至少一种。在本发明中，在步骤c中，为了使步骤b冷却处理所得物料更容易进入造粒机，造 粒前可以增加破碎装置，将步骤b冷却处理所得物料破碎成小块状甚至粉末状。本发明各实施例的利用发酵谷氨酸提取废液生产复合肥的方法，由于在40-150°C 的温度条件下，对发酵谷氨酸提取废液进行蒸发浓缩处理，使所得浓缩浆料中固形物的重 量含量达到40-99% ；再对所述浓缩浆料进行冷却处理，使其温度达到20-120°C ；然后在冷 却处理所得物料中，添加N和/或P和/或K元素，并依次进行造粒处理和冷却固化成型处 理，包装成品；这里，将发酵谷氨酸提取废液进行低温蒸发浓缩处理，该废液中的水分可以 完全用低温蒸发的方法除去，低温蒸发产生的冷凝水为软水，比较洁净，可回用于生产其他 工序，如原料玉米的浸泡，可以解决发酵谷氨酸提取废液中原有废水的污染问题；并且，采 用本方法生产的复合肥无需烘干，可以解决现有技术的尾气二次污染问题；另外，本方法加 工温度相对低，肥料的养分损失少，溶解性好；从而可以克服现有技术中环保性差和回收资 源利用率低的缺陷，以实现环保性好、产品性能好、适用面广和回收资源利用率高的优点。本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变 得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明 书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实 施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中图1为根据本发明利用发酵谷氨酸提取废液生产复合肥的方法的总体流程示意 图；图2为根据本发明利用发酵谷氨酸提取废液生产复合肥的方法实施例一的流程 示意图；图3为根据本发明利用发酵谷氨酸提取废液生产复合肥的方法实施例四的流程 示意图；图4为根据本发明利用发酵谷氨酸提取废液生产复合肥的方法实施例七的流程 示意图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实 施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。本发明的基本思想如图1所示，本发明利用发酵谷氨酸提取废液生产复合肥的方法包括如下步骤步骤101 除去发酵谷氨酸提取废液中的菌体细胞；
在步骤101中，发酵谷氨酸提取废液中的菌体细胞是一种蛋白资源，在实施本发 明所述方法前，可选择先分离除去菌体细胞，或不除去菌体细胞；在除去菌体细胞时，可以 采用絮凝、气浮或过滤等方法，从发酵谷氨酸提取废液中除去菌体细胞；这里，絮凝、气浮或 过滤等方法是成熟工艺，除去或不除去菌体细胞，以及菌体细胞除去多少，对本发明所述方 法的实施无实质影响；步骤102 使用氨水、液氨或NaOH溶液，将发酵谷氨酸提取废液的pH值调整为 4. 5-8. 0 ；在步骤102中，可以将氨水、液氨和NaOH溶液等碱性物质中的一种或多种复合，将 发酵谷氨酸提取废液的PH值调整至4. 5-8. 0之间；其中，氨水、液氨和NaOH溶液等碱性物 质的用量，以及氨水和NaOH溶液的浓度，可以由发酵谷氨酸提取废液调整前后的pH值决 定；另外，在本发明中，也可以不对发酵谷氨酸提取废液的PH值进行调整；步骤103 在40-150°C的温度条件下，对发酵谷氨酸提取废液进行蒸发浓缩处理， 使所得浓缩浆料中固形物的重量含量达到40-99% ；在步骤103中，蒸发浓缩处理包括多效蒸发浓缩处理和单效蒸发浓缩处理，多效 蒸发浓缩处理可以采用多效蒸发器，多效蒸发器可以采用二效蒸发器、三效蒸发器或四效 蒸发器；在向多效蒸发器中加料时，进料方式可以采用顺流方式或逆流方式；单效蒸发浓 缩处理可以采用单效蒸发器。在本发明中，采用的多效蒸发器和/或单效蒸发器进行蒸发浓缩处理的操作，是 成熟的化工单元操作，蒸发操作需要的温度、压力等工艺参数，可以根据企业条件做调整， 蒸发形式、蒸发器结构及蒸发操作工艺参数，可以通过常规试验获得。另外，本发明所述的发酵谷氨酸提取废液，是指谷氨酸发酵液经过各种提取技术 提取主产品谷氨酸后剩余的废液；这里，谷氨酸提取技术包括(1) “冷冻等电离交”提取 技术，所得发酵谷氨酸提取废液的PH值为1.5-5.0，固形物的重量(w)占发酵谷氨酸提取 废液的体积(ν)的5-20% ;(2) “浓缩等电”提取技术，所得发酵谷氨酸提取废液的pH值 为2. 8-3. 6，固形物的重量(w)占发酵谷氨酸提取废液的体积(ν)的10-25%; (3) “等电二 次结晶分离”提取技术，即经等电结晶、除菌、多效蒸发浓缩和谷氨酸浓缩二次结晶分离处 理，所得发酵谷氨酸提取废液的PH值为2. 8-3. 6，固形物的重量(w)占发酵谷氨酸提取废液 的体积(ν)的30-65% ；其中，对于采用“冷冻等电离交”提取技术和“浓缩等电”提取技术 得到的发酵谷氨酸提取废液，可以依次经多效蒸发浓缩处理和单效蒸发浓缩处理；对于采 用“等电二次结晶分离”提取技术得到的发酵谷氨酸提取废液，由于固形物浓度高，可以采 用多效蒸发浓缩处理，或者，直接采用单效蒸发浓缩处理；步骤104 将步骤103的浓缩浆料进行冷却处理，使该浓缩浆料的温度达到 20-120°C ；在步骤104中，冷却处理可以采用自然风冷却，也可以采用制冷后的空气冷却，这 里，自然风或制冷后的冷却空气的温度为-20 40°C ；另外，也可以采用冷却器进行冷却处理，冷却器为钢制间壁冷却设备，可以优选转 鼓冷却器、带式冷却器、真空耙式冷却器和转盘式冷却器等；冷却器中的冷却介质为循环水 或自来水或地下水，水温5-45 °C ；步骤105 在步骤104冷却所得浆料中添加N和/或P和/或K元素；
在步骤105中，可以根据实际需要，在冷却所得浆料中添加N和/或P和/或K等 元素，其中，可以通过添加尿素、硫酸铵、碳酸氢铵和磷酸一铵等中的一种或多种添加N元 素，通过添加磷酸一铵、过磷酸钙和重磷酸钙等中的一种或多种添加P元素，N元素和P元 素的添加比例均为浓缩浆料重量的0-40% ；通过添加氯化钾、硫酸钾、钾石盐、钾镁盐、光卤石、硝酸钾和窖灰钾肥等中的一种 或多种添加K元素，K元素的添加比例为浓缩浆料重量的0-20% ；步骤106 将步骤105所得浆料进行造粒处理，得到颗粒；在步骤106中，可以采用造粒机对步骤105所得浆料进行造粒处理，优选地，造粒 机可以包括螺杆挤压造粒机、对辊造粒机和对齿造粒机等；在步骤106中，为了使步骤105所得物料更容易进入造粒机，造粒前可以增加破碎 装置，将步骤104冷却处理所得物料破碎成小块状甚至粉末状；步骤107 在步骤106的颗粒表面包衣；在步骤107中，在颗粒表面包衣的处理具体为在颗粒表面滚涂粉煤灰、腐殖土、 石蜡、单质硫、变性淀粉和粘土等中的一种或多种，这里，粉煤灰、腐殖土、石蜡、单质硫、变 性淀粉和粘土等单独或混合使用的用量为颗粒重量的0-20% ；其中，粉煤灰是燃煤电厂经除尘设备回收的灰份，主要成分为炭、硅、铝等无机盐， 因燃煤品种和燃烧工况不同，粉煤灰成分也不同，但对本发明所述方法的实施无影响；腐殖 土是一大类含有丰富腐殖质的泥土的泛指，也是一种煤化程度最低的煤，主要成分为腐殖 酸和有机质，中国的腐殖土资源丰富，主要集中在云贵高原、长江中下游等地区，可用来加 工土壤改良剂、有机肥等；这里，当腐殖土的产地或成分的不同时，并不影响本发明所述方 法的实施；步骤108 将步骤107所得包衣颗粒冷却固化成型，再筛分、计量，并包装成品。经上述步骤101-步骤108，可以制得本发明颗粒直径为l_6mm的复合肥。其中，步 骤101、步骤102、步骤105和步骤107不是必须执行的步骤，实施者可以根据需要执行或跳 过相应的处理。在本发明中，调整发酵谷氨酸提取废液的pH值时，可以在多效蒸发浓缩处理和/ 或单效蒸发浓缩处理前一步调整到位；也可以分两次，即先在多效蒸发浓缩处理前调整 发酵谷氨酸提取废液的PH值，再在单效蒸发浓缩处理前调整经多效蒸发浓缩处理所得浓 缩浆料的PH值。实施例一根据本发明实施例，提供了一种利用发酵谷氨酸提取废液生产复合肥的方法。如 图2所示，本实施例包括如下步骤步骤201 采用冷冻等电离交法，得到发酵谷氨酸提取废液；在本实施例中，在步骤201中，发酵谷氨酸提取废液的pH值为3. 5，固形物的重量 (w)占发酵谷氨酸提取废液的体积(ν)的10% ；步骤202 除去菌体细胞；这里，步骤202可以根据实际需要选择是否执行；在本实施例中，可以选择不执行该步骤；步骤203 使用氨水、液氨或NaOH溶液，将pH值调整为4. 5-8. 0 ；在本实施例中，在步骤203中，可以使用液氨，将发酵谷氨酸提取废液的pH值调整为 6.0 ；步骤204 在40-130°C的温度条件下，进行多效蒸发浓缩处理，使所得浓缩浆料中 固形物的重量含量达到40-90% ；在本实施例中，在步骤204中，采用四效降膜蒸发器进行四效蒸发浓缩处理，第一 效采用压力为3kgf/cm2的生蒸汽加热，第二至第四效依次采用前一效的二次蒸汽加热，各 效物料蒸发温度分别为120°C、10(TC、8(rC和60°C，四效蒸发浓缩处理后，所得浓缩浆料中 固形物的重量浓度可以达到60% ；步骤205 在80-150°C的温度条件下，进行单效蒸发浓缩处理，使所得浓缩浆料中 固形物的重量含量达到80-99% ；在本实施例中，在步骤205中，将步骤204所得浓缩浆料送入单效蒸发器，进行二 次蒸发浓缩处理，单效蒸发器采用压力为4kgf/cm2的生蒸汽加热，蒸发过程中浓缩浆料的 蒸发温度从80°C逐渐上升到130°C，单效蒸发浓缩处理后，所得浓缩浆料中固形物的重量 浓度可以达到97% ；步骤206 冷却至 20_120°C ；在本实施例中，在步骤206中，可以将单效蒸发浓缩处理所得浓缩浆料送至冷却 器，采用冷却水，将该浓缩浆料降温至70°C ；这里，冷却水可以是循环水，水温为45°C ；步骤207 添加N和/或P和/或K元素；这里，步骤207可以根据实际需要选择 执行；在本实施例中，可以选择不执行该步骤；步骤208 造粒，得到颗粒；在本实施例中，在步骤208中，可以将冷却处理所得物料送入螺杆挤压造粒机，进 行造粒，得到颗粒；在步骤208中，为了使步骤207所得物料更容易进入造粒机，造粒前可以增加破碎 装置，将步骤206冷却处理所得物料破碎成小块状甚至粉末状；步骤209 在颗粒表面包衣；在本实施例中，在步骤209中，可以将步骤208的颗粒送入滚筒，按颗粒重量的3 % 加入粉煤灰，进行滚涂；步骤210 冷却固化成型，并筛分、计量，包装成品；在本实施例中，在步骤210中，将从步骤209的滚筒出来的包衣颗粒，送到带式输 送机上，边输送边自然冷却，使温度降至50°C以下，再计量、包装、入库。实施例二与上述实施例一不同的是，在本实施例中，如图2所示，利用发酵谷氨酸提取废液 生产复合肥的方法中，可以包括如下步骤在步骤201中，发酵谷氨酸提取废液的pH值为1. 5，固形物的重量(w)占发酵谷氨 酸提取废液的体积(ν)的20% ；在本实施例中，可以选择执行步骤202 ；在步骤203中，将发酵谷氨酸提取废液的pH值调整为4. 5 ；在步骤204中，经多效蒸发浓缩处理后，所得浓缩浆料中固形物的重量浓度可以 达到80% ；
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在步骤205中，经单效蒸发浓缩处理后，所得浓缩浆料中固形物的重量浓度可以 达到90% ；在步骤206中，可以将上述所得浓缩浆料降温至60°C。实施例三与上述实施例一和/或实施例二不同的是，在本实施例中，如图2所示，利用发酵 谷氨酸提取废液生产复合肥的方法中，可以包括如下步骤在步骤201中，发酵谷氨酸提取废液的pH值为5. 0，固形物的重量(w)占发酵谷氨 酸提取废液的体积(ν)的5% ；在步骤203中，将发酵谷氨酸提取废液的pH值调整为8. 0 ；在步骤204中，经多效蒸发浓缩处理后，所得浓缩浆料中固形物的重量浓度可以 达到50% ；在步骤205中，经单效蒸发浓缩处理后，所得浓缩浆料中固形物的重量浓度可以 达到80% ；在步骤206中，可以将上述所得浓缩浆料降温至80°C ；在本实施例中，可以选择执行步骤207，可以添加占上述步骤所得浓缩物料重量 2 %的磷酸一铵、1 %的过磷酸钙、1 %的氯化钾和1 %的硫酸钾。实施例四根据本发明实施例，提供了一种利用发酵谷氨酸提取废液生产复合肥的方法。如 图3所示，本实施例包括如下步骤步骤301 采用浓缩等电法，得到发酵谷氨酸提取废液；在本实施例中，在步骤301中，发酵谷氨酸提取废液的pH值为3. 1，固形物的重量 (w)占发酵谷氨酸提取废液的体积(ν)的16% ；步骤302 除去菌体细胞；这里，步骤302可以根据实际需要执行，也可以根据实际 需要不执行；在本实施例中，选择不执行该步骤；步骤303 使用氨水、液氨或NaOH溶液，将pH值调整为4. 5-8. 0 ；在本实施例中，在步骤303中，可以采用氨水调整发酵谷氨酸提取废液的pH值，具 体地，可以将液氨缓慢通入发酵谷氨酸提取废液，缓慢调整发酵谷氨酸提取废液的PH值， 最终将发酵谷氨酸提取废液的PH值调整为4. 8 ；步骤304 在40-130°C的温度条件下，进行多效蒸发浓缩处理，使所得浓缩浆料中 固形物的重量含量达到40-90% ；在本实施例中，在步骤304中，采用三效强制外循环蒸发器进行三效蒸发浓缩处 理，第一效采用压力为2. 5kgf/cm2的生蒸汽加热，第二、第三效依次采用前一效的二次蒸汽 加热，各效物料蒸发温度分别为120°C、9(TC和65°C，三效蒸发浓缩处理后，所得浓缩浆料 中固形物的重量浓度可以达到85% ；步骤305 在80-150°C的温度条件下，进行单效蒸发浓缩处理，使所得浓缩浆料中 国形物的重量含量达到80-99% ；在本实施例中，在步骤305中，将步骤304所得浓缩浆料送入单效蒸发器进行单效 蒸发浓缩处理，加热用蒸汽压力为3kgf/cm2，蒸发温度为70-120°C，单效蒸发浓缩处理后，所得浓缩浆料中固形物的重量浓度可以达到95% ；步骤306 冷却至 20-120°C ；在本实施例中，在步骤306中，可以将单效蒸发浓缩处理所得浓缩浆料送至冷却 器，采用冷却水，将该浓缩浆料降温至50°C ；这里，冷却水可以是地下水，水温为5°C步骤307 添加N和/或P和/或K元素；在本实施例中，可以添加占步骤306的浓缩物料重量2%的磷酸一铵、的过磷 酸钙、1 %的氯化钾和1 %的硫酸钾，混勻；步骤308 造粒，得到颗粒；在本实施例中，在步骤308中，可以将步骤307所得物料送入对齿造粒机，进行造 粒，得到颗粒；在步骤308中，为了使步骤307所得物料更容易进入造粒机，造粒前可以增加破碎 装置，将步骤306冷却处理所得物料破碎成小块状甚至粉末状；步骤309 在颗粒表面包衣；在本实施例中，在步骤309中，可以将步骤308的颗粒送入滚筒，按颗粒重量的5 % 加入腐殖土，进行滚涂；步骤310 冷却固化成型，并筛分、计量，包装成品；在本实施例中，在步骤310中，将从步骤309的滚筒出来的颗粒，送入振动筛筛分， 将未滚涂到颗粒上的腐殖土进行分离回收处理；再将筛分得到的包衣颗粒，送到带式输送 机上，边输送边自然冷却，使温度降至50°C以下，再计量、包装、入库。实施例五与上述实施例四不同的是，在本实施例中，如图3所示，利用发酵谷氨酸提取废液 生产复合肥的方法中，可以包括如下步骤在步骤301中，发酵谷氨酸提取废液的pH值为2. 8，固形物的重量(w)占发酵谷氨 酸提取废液的体积(ν)的25% ；在步骤303中，可以采用氨水调整发酵谷氨酸提取废液的pH值，具体地，可以将液 氨缓慢通入发酵谷氨酸提取废液，缓慢调整发酵谷氨酸提取废液的PH值，最终将发酵谷氨 酸提取废液的PH值调整为5. 0 ；在步骤304中，经多效蒸发浓缩处理后，所得浓缩浆料中固形物的重量浓度可以 达到70% ；在步骤305中，经单效蒸发浓缩处理后，所得浓缩浆料中固形物的重量浓度可以 达到85%。进一步地，在本实施例中，可以选择不执行步骤302和步骤307。实施例六与上述实施例四和/或实施例五不同的是，在本实施例中，如图3所示，利用发酵 谷氨酸提取废液生产复合肥的方法中，可以包括如下步骤在步骤301中，发酵谷氨酸提取废液的pH值为3. 6，固形物的重量(w)占发酵谷氨 酸提取废液的体积(ν)的10% ；在步骤303中，可以采用氨水调整发酵谷氨酸提取废液的pH值，具体地，可以将液 氨缓慢通入发酵谷氨酸提取废液，缓慢调整发酵谷氨酸提取废液的PH值，最终将发酵谷氨
11酸提取废液的PH值调整为6. 2 ；在步骤304中，经多效蒸发浓缩处理后，所得浓缩浆料中固形物的重量浓度可以 达到60% ；在步骤305中，经单效蒸发浓缩处理后，所得浓缩浆料中固形物的重量浓度可以 达到80%。在本实施例中，可以选择执行步骤302。实施例七根据本发明实施例，提供了一种利用发酵谷氨酸提取废液生产复合肥的方法。如 图4所示，本实施例包括如下步骤步骤401 经等电结晶、除菌、多效蒸发浓缩和二次结晶分离处理，得到发酵谷氨 酸提取废液；在本实施例中，步骤401的发酵谷氨酸提取废液的pH值为3. 2，固形物的重量浓度 为 46% ；步骤402 使用氨水、液氨或NaOH溶液，将pH值调整为4. 5-8. 0 ；在本实施例中，可以选用液氨，将液氨通入步骤401的发酵谷氨酸提取废液中，将 该谷氨酸发酵费用的PH值调整为4. 5 ；步骤4032 在80-150°C的温度条件下，进行单效蒸发浓缩处理；在本实施例中，在步骤4032中，可以采用单效蒸发器进行单效蒸发浓缩处理；具 体地，将步骤402所得发酵谷氨酸提取废液送入单效蒸发器，进行蒸发浓缩处理，加热用蒸 汽压力4kgf/cm2，蒸发温度为70-140°C，使所得浓缩浆料中固形物的重量浓度达到98% ；步骤404 冷却至 20_120°C ；在本实施例中，在步骤404中，将步骤4032所得浓缩浆料送至冷却器，用冷却水冷 却降温至60°C ；这里，冷却水可以是自来水，水温为20°C ；步骤405 添加N和/或P和/或K元素；在本实施例中，在步骤405中，在步骤404所得浓缩浆料中，均勻加入占该浓缩浆 料重量1 %的氯化钾和1 %的硫酸钾，混勻；步骤406 造粒，得到颗粒；在本实施例中，在步骤406中，将步骤405所得物料送入螺杆造粒机，进行造粒，得 到颗粒；在步骤406中，为了使步骤405所得物料更容易进入造粒机，造粒前可以增加破碎 装置，将步骤404冷却处理所得物料破碎成小块状甚至粉末状；步骤407 在颗粒表面包衣；在本实施例中，在步骤407中，将步骤406所得颗粒送入滚筒，按颗粒重量的1%， 喷入80°C的液态石蜡，进行滚涂；步骤408 冷却固化成型、筛分、计量、包装；在本实施例中，在步骤408中，将从步骤407滚筒出来的颗粒，在带式输送机上，边 输送，边用10°C的冷风冷却，冷却降温到30°C以下，进行计量、包装、入库。实施例八与上述实施例七不同的是，在本实施例中，利用发酵谷氨酸提取废液生产复合肥的方法包括如下步骤步骤401 经等电结晶、除菌、多效蒸发浓缩和二次结晶分离处理，得到发酵谷氨酸提取废液；步骤402 使用氨水、液氨或NaOH溶液，将pH值调整为4. 5-8. 0 ；步骤4031 在40-130°C的温度条件下，进行多效蒸发浓缩处理；步骤404 冷却至 20_120°C ；步骤405 添加N和/或P和/或K元素；步骤406 造粒，得到颗粒；步骤407 在颗粒表面包衣；步骤408 冷却固化成型、筛分、计量、包装。在本发明上述各实施例中，利用发酵谷氨酸提取废液生产复合肥的方法主要包含 以下步骤将含菌体细胞或除去菌体细胞后的发酵谷氨酸提取废液，分别通过多效蒸发器 和/或单效蒸发器，依次进行各效蒸发浓缩处理，使所得浓缩浆料中固形物的重量浓度达 到设定值，再经冷却、添加营养元素、造粒、滚涂、筛分和冷却固化成型等工序，生产颗粒肥 料；然后送到包装车间计量、包装后得到成品。其中，多效、单效蒸发浓缩处理排出的二次蒸 汽冷凝成凝结水，凝结水可以回用于其它生产工序；可以消除发酵谷氨酸提取废液中产生 的废水污染，并且，生产的复合肥质量好，无大气污染，且节约了水资源。综上所述，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果(1)环保性好在本发明利用发酵谷氨酸提取废液生产复合肥的过程中，不需进 行干燥处理，所以不会产生大量的酸性水分挥发进入大气，对周围环境没有烟、雾、气及其 携带的有毒化学成分的二次污染问题；(2)产品性能好在本发明利用发酵谷氨酸提取废液生产复合肥的过程中，各步 骤物料温度不高于150°C，物料温度显然低于喷浆造粒工艺，制得的复合肥营养成份的损耗 少、无炭化，水溶性好；(3)适用面广本发明利用发酵谷氨酸提取废液生产复合肥的方法，适用于使用 各种谷氨酸提取技术，自谷氨酸发酵液中提取谷氨酸后剩余的废液，适用面广；(4)节约能源在本发明利用发酵谷氨酸提取废液生产复合肥的过程中，蒸发浓 缩处理排出的二次蒸汽冷凝后获得冷凝水，冷凝水是软水，可回用于玉米浸泡等其它生产 工序，不仅无污染，而且有利于节约大量的水资源。最后应说明的是以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明， 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可 以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的 保护范围之内。
权利要求
一种利用发酵谷氨酸提取废液生产复合肥的方法，其特征在于，包括如下步骤a、在40 150℃的温度条件下，对发酵谷氨酸提取废液进行蒸发浓缩处理，使所得浓缩浆料中固形物的重量含量达到40 99％；b、对所述浓缩浆料进行冷却处理，使其温度达到20 120℃；c、对步骤b所得物料进行造粒处理和冷却固化成型处理，得到所述复合肥。
2.根据权利要求1所述的利用发酵谷氨酸提取废液生产复合肥的方法，其特征在于， 步骤a具体为当所述发酵谷氨酸提取废液是经等电结晶、除菌、多效蒸发浓缩和二次结晶分离处理 得到时，在40-130°C的温度条件下，对所述发酵谷氨酸提取废液进行多效蒸发浓缩处理，使 所得浓缩浆料中固形物的重量含量达到40-85%。
3.根据权利要求1所述的利用发酵谷氨酸提取废液生产复合肥的方法，其特征在于， 步骤a具体为当所述发酵谷氨酸提取废液是经等电结晶、除菌、多效蒸发浓缩和二次结晶分离处理 得到时，在80-150°C的温度条件下，对所述发酵谷氨酸提取废液进行单效蒸发浓缩处理，使 所得浓缩浆料中固形物的重量含量达到80-99%。
4.根据权利要求1所述的利用发酵谷氨酸提取废液生产复合肥的方法，其特征在于， 步骤a具体为当所述发酵谷氨酸提取废液是经冷冻等电离交或浓缩等电处理得到时，在40-130°C的 温度条件下，对所述发酵谷氨酸提取废液进行多效蒸发浓缩处理，使所得浓缩浆料中固形 物的重量含量达到40-90% ；在80-150°C的温度条件下，对所述多效蒸发浓缩处理所得浓缩浆料进行单效蒸发浓缩 处理，使所得浓缩浆料中固形物的重量含量达到80-99%。
5.根据权利要求3或4所述的利用发酵谷氨酸提取废液生产复合肥的方法，其特征在 于，在所述单效蒸发浓缩处理中，所得浓缩浆料中固形物的重量含量为90-99%。
6.根据权利要求1或2或5所述的利用发酵谷氨酸提取废液生产复合肥的方法，其特 征在于，在步骤a之前，还包括如下步骤将所述发酵谷氨酸提取废液的PH值调整为4. 5-8. 0。
7.根据权利要求6所述的利用发酵谷氨酸提取废液生产复合肥的方法，其特征在于， 在步骤a之前，还包括如下步骤从所述发酵谷氨酸提取废液中除去菌体细胞。
8.根据权利要求7所述的利用发酵谷氨酸提取废液生产复合肥的方法，其特征在于， 所述除去菌体细胞的方法包括絮凝、气浮和过滤。
9.根据权利要求1所述的利用发酵谷氨酸提取废液生产复合肥的方法，其特征在于， 在步骤c中，在所述对步骤b所得物料进行造粒处理和冷却固化成型处理之前，还包括如下 步骤在步骤b冷却处理所得物料中，添加N和/或P和/或K元素。
10.根据权利要求1所述的利用发酵谷氨酸提取废液生产复合肥的方法，其特征在于， 在步骤C中，在所述造粒处理和冷却固化成型处理之间，还包括如下步骤在所述造粒处理所得颗粒表面滚涂粉煤灰、腐殖土、石蜡、单质硫、变性淀粉和粘土中的至少一种。
全文摘要
本发明公开了一种利用发酵谷氨酸提取废液生产复合肥的方法，包括如下步骤a、在40-150℃的温度条件下，对发酵谷氨酸提取废液进行蒸发浓缩处理，使所得浓缩浆料中固形物的重量含量达到40-99％；b、对所述浓缩浆料进行冷却处理，使其温度达到20-120℃；c、对步骤b所得物料中依次进行造粒处理和冷却固化成型处理，得到所述复合肥。本发明所述方法，可以克服现有技术中环保性差和回收资源利用率低等缺陷，以实现环保性好、产品性能好、适用面广和回收资源利用率高的优点。
文档编号C05G1/00GK101993280SQ20091016205
公开日2011年3月30日 申请日期2009年8月10日 优先权日2009年8月10日
发明者唐蕾, 孙付保, 张宏建, 张建华, 毛忠贵 申请人:江南大学