一种从甘氨酸发酵液中提取氨基酸制备肥料的方法与流程

本发明涉及肥料制备，具体为一种从甘氨酸发酵液中提取氨基酸制备肥料的方法。

背景技术：

1、氨基酸是构成蛋白质的基本单位，在生物体内具有重要的生理功能，甘氨酸作为一种重要的氨基酸，在农业、医药、食品等领域有着广泛的应用，甘氨酸发酵液是生产甘氨酸的主要原料之一，其中含有丰富的氨基酸资源，然而，如何从甘氨酸发酵液中高效地提取氨基酸，并将其制备成具有高附加值的肥料，是当前面临的一个重要技术挑战；

2、现有的从甘氨酸发酵液中提取氨基酸制备肥料存在一定的技术缺陷，首先，现有技术存在提取效率低、氨基酸原料质量不高的问题，导致肥料养分含量不足，无法满足需求，其次，现有肥料可能稳定性和储存期限较短，功能性单一，无法满足农业生产的多样化需求，再者，对剩余发酵液的回收利用不足，可能造成资源浪费和环境污染，能耗也较高，为此，我们提出一种从甘氨酸发酵液中提取氨基酸制备肥料的方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种从甘氨酸发酵液中提取氨基酸制备肥料的方法。

2、以解决上述背景技术中提出的问题，本发明提供如下技术方案：一种从甘氨酸发酵液中提取氨基酸制备肥料的方法，所述制备肥料的方法包括以下步骤：

3、步骤一、将甘氨酸发酵液置于反应容器中，在温度为30℃-35℃、ph值为6.0-6.5的条件下，向发酵液中加入特定生物酶，添加量为发酵液质量的2%-3%，搅拌速度控制在70r/min-80r/min，持续处理时间为3h-4h，分解发酵液中的杂质；

4、步骤二、选用离子液体复合萃取剂作为提取剂，按提取剂与发酵液质量比为1:1.5-2.0的比例与发酵液混合后，置于提取设备中，在温度为45℃-50℃、压力为0.4mpa-0.5mpa的条件下进行搅拌提取，提取过程分为前期和后期两个阶段，前期提取时间为2.5h-3.0h，在此期间实时监测提取液，当提取液中氨基酸浓度达到发酵液初始氨基酸浓度的40%-50%时，进入后期提取阶段，后期提取时间为1.5h-2.0h，提取氨基酸；

5、步骤三、对提取出的氨基酸溶液进行初步过滤，过滤采用微孔陶瓷过滤材质，去除残留的微小杂质，接着将过滤后的溶液通过离子交换树脂柱，利用离子交换树脂对溶液中的离子杂质进行吸附，然后对氨基酸溶液进行蒸发浓缩；

6、步骤四、在浓缩后的氨基酸中添加天然抗氧化剂维生素c，随后搅拌均匀，再加入有益成分腐殖酸，其与氨基酸的质量比例为1:3.5-4.0，采用特定造粒工艺，在温度为55℃-60℃下进行造粒，制备肥料；

7、步骤五、对提取出的氨基酸进行纯化处理，采用多级膜分离纯化方法，在温度为40℃-45℃和压力为0.35mpa-0.4mpa条件下进行纯化操作，提高氨基酸的纯度，使其纯度不低于95%；

8、步骤六、对提取氨基酸后的剩余发酵液进行回收处理，将剩余发酵液在温度为35℃-40℃下进行过滤处理，随后再进行浓缩处理，提取其中的剩余营养成分，用于制备其他产品，实现资源循环利用，完成肥料的制备。

9、作为本发明的进一步方案：所述步骤一中，特定生物酶为经过特定基因序列修饰的酶制剂，在30℃-35℃和ph值为6.0-6.5的范围内具有高度活性和稳定性，在加入发酵液时，通过滴加装置均匀分散，使酶与发酵液均匀接触，处理过程中，搅拌速度控制在70r/min-80r/min，促进酶与杂质的反应，反应时间控制在3h-4h。

10、作为本发明的进一步方案：所述步骤二中，离子液体复合萃取剂由离子液体与有机萃取剂按比例复合而成，离子液体具有独特的阳离子和阴离子结构，对氨基酸具有高选择性和亲和力，有机萃取剂则能增强提取剂的溶解性和稳定性，在提取过程中，搅拌速度控制在90r/min-100r/min，确保提取剂与氨基酸充分混合。

11、作为本发明的进一步方案：所述步骤三中，初步过滤采用的微孔陶瓷过滤材质，孔径为0.08μm-0.1μm，去除提取出的氨基酸溶液中的微小杂质，过滤过程在压力为0.25mpa-0.3mpa下进行，过滤后的溶液进行蒸发浓缩时，控制温度在60℃-70℃，当溶液浓度达到质量分数为60%-70%时停止蒸发浓缩，确保溶液浓度达到符合造粒的要求。

12、作为本发明的进一步方案：所述步骤四中，天然抗氧化剂维生素c在添加时，控制其添加量为肥料总质量的1.5%-2%，抗氧化剂与浓缩后的氨基酸及其他有益成分混合过程中，通过搅拌设备搅拌30min，确保均匀分布，在造粒工艺中，温度为55℃-60℃的条件下，抗氧化剂能够有效防止氨基酸被氧化分解，提高肥料的稳定性和储存期限。

13、作为本发明的进一步方案：所述步骤四中，添加腐殖酸至腐殖酸与氨基酸的质量比例为1:3.5-4.0，在加入过程中，采用先加入浓缩后的氨基酸后加入腐殖酸的加料顺序，确保与氨基酸充分融合，这些成分与氨基酸共同作用，为植物提供多种营养，在造粒过程中，通过控制造粒时间为1h，使有益成分均匀分布在肥料颗粒中，提高肥料的多功能性，促进植物生长和提高抗逆性。

14、作为本发明的进一步方案：所述步骤五中，氨基酸纯化处理采用多级膜分离纯化方法和纯化设备，基于膜的选择性分离原理去除杂质和不纯物，纯化设备为温度和压力控制装置，在温度40℃-45℃和压力为0.35mpa-0.4mpa条件下进行纯化操作，通过三级膜分离处理，提高氨基酸的纯度，使其纯度不低于95%，为制备高质量肥料提供优质原料。

15、作为本发明的进一步方案：所述步骤六中，对副产物的回收处理过程中，首先将剩余发酵液在温度为35℃-40℃下进行过滤，过滤采用的过滤介质为活性炭过滤棉，过滤精度为0.04μm-0.05μm，过滤后的溶液再进行浓缩处理，采用蒸发浓缩方法，在温度为65℃-70℃下进行浓缩，浓缩过程中严格控制工艺参数，确保浓缩后的剩余营养成分含量不低于60%，以便用于制备其他产品，实现资源循环利用。

16、作为本发明的进一步方案：所述步骤三中，离子交换树脂柱的操作温度为25℃-30℃，流速控制在每小时1.5-2倍树脂体积。

17、采用上述技术方案，与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

18、1.本发明通过选用特定生物酶和离子液体复合萃取剂，能分解甘氨酸发酵液中的杂质，为氨基酸的提取创造有利条件，通过精确控制生物酶的添加量、适宜的反应温度、ph值以及搅拌速度等反应条件，同时明确了萃取剂的使用比例和精确的提取流程，能够确保提取过程的高效性和稳定性，使得氨基酸的提取效率得到显著提升，使得提取效率大幅提高，从而为后续制备高质量肥料提供了充足且优质的氨基酸原料，大大提高了肥料中养分的含量。

19、2.本发明通过在肥料制备环节中，添加天然抗氧化剂维生素c能够阻止氨基酸的氧化分解，使得能够延长肥料的稳定性和储存期限，并且通过将氨基酸与腐殖酸等有益成分结合，使得制备出的肥料具有多样功能性，它不仅能够改良土壤结构，还能促进植物生长并提高其抗逆性，满足农业生产中对肥料多样化功能的需求；

20、3.本发明通过对提取氨基酸后的剩余发酵液进行回收处理，通过特定温度的过滤、精确过滤介质和浓缩处理，提取剩余营养成分用于制备其他产品，实现了资源最大化利用，减少了资源浪费，同时，离子液体复合萃取剂相较于传统萃取剂，挥发性和毒性更低，减少了对环境的污染，这些措施降低了能耗和废弃物排放，大大降低了对环境的污染。