专利名称：一种从谷氨酸离心母液中提取谷氨酸的方法
技术领域：
本发明涉及一种从谷氨酸离心母液中提取谷氨酸的方法，属于发酵食品工业技术领域。
背景技术：
谷氨酸是味精的前体，主要以淀粉或废糖蜜等为原料，经过微生物发酵和提取获得谷氨酸。谷氨酸，是一种酸性氨基酸。分子内含两个羧基，化学名称为α-氨基戊二酸。谷氨酸是里索逊1856年 发现的，为无色晶体，有鲜味，微溶于水，而溶于盐酸溶液，等电点3.22。大量存在于谷类蛋白质中，动物脑中含量也较多。谷氨酸在生物体内的蛋白质代谢过程中占重要地位，参与动物、植物和微生物中的许多重要化学反应。在谷氨酸生产中，利用调整谷氨酸的PH到3.22时，谷氨酸溶解度最小，使谷氨酸结晶析出，再通过离心得到。而离心母液中仍然含有较多的谷氨酸，造成了大量的浪费，所以需要一种方法来回收谷氨酸离心母液中的谷氨酸。目前，国内绝大多数味精生产企业在生产谷氨酸时的离心母液均采用等电后经过离子交换树脂的工艺，由于该工艺在等电点时，虽然谷氨酸的溶解度较低，但还是有一部分谷氨酸溶解在液体中，所以导致该工艺的收率比较低，造成大量的谷氨酸的浪费。另外等点母液过离子交换树脂时，母液中含有大量的杂质，易造成树脂的污染甚至破损，所以迫切需要一个新的工艺改善此不足之处。
发明内容
本发明的目的是提供一种从谷氨酸离心母液中提取谷氨酸的方法，该方法可以有效地延长树脂的寿命、减小谷氨酸的浪费、避免废水排放。采用如下的技术方案:
一种从谷氨酸离心母液中提取谷氨酸的方法，包括如下的步骤:
S1:使用陶瓷膜对谷氨酸离心母液经膜过滤，除去菌体、异物，得到澄清的谷氨酸母
液；
52:将上述澄清的谷氨酸母液用树脂进行吸附，再对树脂进行洗脱后得到洗脱液；
53:对上述的洗脱液蒸发浓缩、结晶、离心、洗涤、干燥后，得到谷氨酸结晶。一般来说，等电离心后的谷氨酸母液pH大约在3 4之间，在过滤之前需要用60 100目的滤网过滤一遍，去除大颗粒杂质，可以延长陶瓷膜寿命、提高过滤通量，优选80目滤网。步骤SI中，谷氨酸离心母液过滤所用膜为无机陶瓷膜，以除去菌体或蛋白质等杂质；另外，相对于普通的筛滤、砂滤，采用陶瓷膜过滤去除掉母液中的颗粒、蛋白质还有助于延长后续的树脂的使用寿命，防止树脂被蛋白污染、防止树脂被颗粒物损坏，同时可以防止树脂被污染后吸附量降低。过滤所用的膜孔径最优为50 200 nm，过滤的操作压力最优为
0.2 MPa 0.3 MPa,膜面流速为3 m/s 4 m/s。经过过滤后的浓缩液可以送去浓缩烘干作为有机肥料出售，以减少废物的排放。使用无机陶瓷膜进行过滤时，操作条件根据谷氨酸母液的性质进行调整，温度最高不超过80°C，操作压力最高不超过0.5MPa。步骤S2中，树脂的作用是吸附澄清的谷氨酸母液中的谷氨酸，一般可以采用阳离子交换树脂，比如723阳离子交换树脂。吸附速度为0.5 1.5BV/h，可采用连续吸附增加效率，吸附后，利用40 60%氨水进行洗脱，洗脱速度为0.3 1.0 BV/h。步骤S3中，蒸发方式可采用减压浓缩的方式。优选多效蒸发，以降低能耗。浓缩后的母液量为原液的1/2 1/6。所述蒸发浓缩后浓缩液冷却至30 50°C时，并育晶4 8小时再分离到得到谷氨酸。
技术效果
1、从谷氨酸离心母液中回收了绝大部分的谷氨酸，提高了谷氨酸的收率，进一步提高了工厂的经济效益。2、利用无机陶瓷膜进行过滤，除去了母液中大量的菌体和蛋白，回收的谷氨酸清液可以直接利用，减少了其他方法大量的工作量，并且没有加入任何添加剂，也没有发生相变的过程，防止了谷氨酸的变性。而且无机陶瓷膜工艺几乎不产生废水，降低了处理废水的压力。3、相对于传统工艺板框或者其他过滤方式，利用无机陶瓷膜过滤后，滤液中几乎没有菌体等悬浮物，基恩少了后续树脂的处理压力，提高了树脂的使用寿命。并且无机陶瓷膜的过滤效果也比其他过滤方式好，滤液透光明显要高很多，这样树脂的使用量也会减少，预计能减少树脂50%的用量。4、无机陶瓷膜过滤自动化程度高，不需很多人操作，并且设备占地面积小，工作卫生环境较好。在食品行业中，可以减少环境对产品的污染。
具体实施例方式 实施例一:
利用60目滤网对IOOkg谷氨酸离心母液进行预处理，以除去大颗粒杂质，得到谷氨酸母液预过滤液。
将步骤(I)得到的预过滤液升温到50°C，所述预过滤液经过增压泵增压后通过孔径为50nm的氧化铝陶瓷膜以进行微滤。所述微滤的操作压力为0.2MPa，所述微滤的膜面流速为3m/s。得到陶瓷膜过滤液。利用0.5m3的723阳离子交换树脂吸附上述陶瓷膜过滤液中的谷氨酸，吸附速度设置为I BV/h，然后用50%的氨水溶液洗脱。氨水溶液的洗脱速度为0.5 BV/h，该工艺中树脂寿命为2年。
将上述洗脱液送入蒸发器蒸发浓缩为浓缩液，控制浓缩温度为50°C，浓缩液体积为浓缩前母液体积的1/2，真空度为-0.1MPa0在上述蒸发浓缩液加入0.1kg的a-形的晶种，恒温45°C育晶4小时，得到谷氨酸结晶液。然后用离心机分离所述结晶液得到谷氨酸结晶，离心机转速为1500转/min。最终谷氨酸结晶经过烘干机烘干即可。
实施例二:
利用80目滤网对IOOkg谷氨酸离心母液进行预处理，以除去大颗粒杂质，得到谷氨酸母液预过滤液。将步骤(I)得到的预过滤液升温到50°C，所述预过滤液经过增压泵增压后通过孔径为IOOnm的氧化锆陶瓷膜以进行微滤。所述微滤的操作压力为0.25MPa，所述微滤的膜面流速为3.5m/s。得到陶瓷膜过滤液。利用0.5m3的723阳离子交换树脂吸附上述陶瓷膜过滤液中的谷氨酸，吸附速度设置为0.5 BV/h，然后用60%的氨水溶液洗脱。氨水溶液的洗脱速度为0.3 BV/h，该工艺中树脂寿命为2年。将上述洗脱液送入蒸发器蒸发浓缩为浓缩液，控制浓缩温度为50°C，浓缩液体积为浓缩前母液体积的1/4，真空度-0.07MPa。在上述蒸发浓缩液加入0.1kg的a-形的晶种，恒温45°C育晶6小时，得到谷氨酸结晶液。然后用离心机分离所述结晶液得到谷氨酸结晶，离心机转速为1500转/min。最终谷氨酸结晶经过烘干机烘干即可。` 实施例三:
利用80目滤网对IOOkg谷氨酸离心母液进行预处理，以除去大颗粒杂质，得到谷氨酸母液预过滤液。将步骤(I)得到的预过滤液升温到50°C，所述预过滤液经过增压泵增压后通过孔径为200nm的氧化铝陶瓷膜以进行微滤。所述微滤的操作压力为0.3MPa，所述微滤的膜面流速为4m/s。得到陶瓷膜过滤液。利用0.5m3的723阳离子交换树脂吸附上述陶瓷膜过滤液中的谷氨酸，吸附速度设置为1.5 BV/h，然后用40%的氨水溶液洗脱。氨水溶液的洗脱速度为1.0 BV/h，该工艺中树脂寿命为2年。将上述洗脱液送入蒸发器蒸发浓缩为浓缩液，控制浓缩温度为50°C，浓缩液体积为浓缩前母液体积的1/6，真空度-0.03MPa。在上述蒸发浓缩液加入0.1kg的a-形的晶种，恒温45°C育晶8小时，得到谷氨酸结晶液。然后用离心机分离所述结晶液得到谷氨酸结晶，离心机转速为1500转/min。最终谷氨酸结晶经过烘干机烘干即可。
对照例
利用板框压滤对IOOkg谷氨酸离心母液进行预处理，以除去大颗粒杂质，得到谷氨酸母液压滤液。
利用Im3的723阳离子交换树脂吸附上述板框压滤液中的谷氨酸，吸附速度设置为I BV/h，然后用50%的氨水溶液洗脱。氨水溶液的洗脱速度为0.5 BV/h，该工艺中树脂寿命为10个月。将上述洗脱液送入蒸发器蒸发浓缩为浓缩液，控制浓缩温度为50°C，浓缩液体积为浓缩前母液体积的1/6，真空度-0.03MPa。在上述蒸发浓缩液加入0.1kg的a-形的晶种，恒温45°C育晶8小时，得到谷氨酸结晶液。然后用离心机分离所述结晶液得到谷氨酸结晶，离心机转速为1500转/min。最终谷氨酸结晶经过烘干机烘干即可。实施例1 3中通过陶瓷膜过滤后得到的滤液的透光性要好于传统的使用板框过滤器得到的滤液。另外，按得到的谷氨酸的重量计，实施例1 3的提取方法中耗用的树脂的量一般可以比对照例节约40 50%，树脂寿命可延长将近2.5倍，主要是由于陶瓷膜可以去除谷氨酸离心母液中的一些蛋白质，进而防止了蛋白质在树脂上的吸附，延长了树脂的寿命，从而在生产过程中可 以节约树脂的用量。
权利要求
1.一种从谷氨酸离心母液中提取谷氨酸的方法，包括如下的步骤: S1:使用陶瓷膜对谷氨酸离心母液经膜过滤，除去菌体、异物，得到澄清的谷氨酸母液； S2:将上述澄清的谷氨酸母液用树脂进行吸附，再对树脂进行洗脱后得到洗脱液； S3:对上述的洗脱液蒸发浓缩、结晶、离心、洗涤、干燥后，得到谷氨酸结晶。
2.根据权利要求1所述的从谷氨酸离心母液中提取谷氨酸的方法，其特征在于:所述的树脂是阳离子交换树脂。
3.根据权利要求1所述的从谷氨酸离心母液中提取谷氨酸的方法，其特征在于:所述的步骤SI中，陶瓷膜的平均孔径是50 200 nm,过滤的操作压力为0.2 MPa 0.3 MPa,膜面流速为3 m/s 4 m/s。
4.根据权利要求1所述的从谷氨酸离心母液中提取谷氨酸的方法，其特征在于:所述的步骤S2中，吸附速度为0.5 1.5BV/h，通过40% 60%的氨水对树脂进行洗脱，洗脱速度为 0.3 1.0 BV/h0
5.根据权利要求1所述的从谷氨酸离心母液中提取谷氨酸的方法，其特征在于:所述的步骤S3中，蒸发方式是多效蒸发，浓缩后的母液量为原料液的1/2 1/6。
6.根据权利要求1所述的从谷氨酸离心母液中提取谷氨酸的方法，其特征在于:所述的步骤S3中，结晶温度是30 50°C，结晶时间是4 8小时。
全文摘要
本发明公开了一种从谷氨酸离心母液中提取谷氨酸的方法。所述提取方法包括(1)将谷氨酸离心母液经膜过滤除去菌体，得到澄清的谷氨酸母液；(2)将上述谷氨酸母液经离交树脂脱色，然后对所述树脂进行洗脱得到洗脱液；(3)对上述所得洗脱液进行蒸发浓缩，结晶，离心分离，洗涤和干燥得到谷氨酸晶体。本方法，从谷氨酸离心母液中回收了绝大部分的谷氨酸，提高了谷氨酸的收率，进一步提高了工厂的经济效益。除去了母液中大量的菌体和蛋白，回收的谷氨酸清液可以直接利用，减少了其他方法大量的工作量，并且没有加入任何添加剂，也没有发生相变的过程，防止了谷氨酸的变性。而且无机陶瓷膜工艺几乎不产生废水，降低了处理废水的压力。
文档编号C07C227/40GK103242185SQ201310191709
公开日2013年8月14日 申请日期2013年5月22日 优先权日2013年5月22日
发明者杨文银, 范克银, 赵艳, 熊福军, 彭文博, 陈磊 申请人:江苏久吾高科技股份有限公司