[发明专利]味精生产中谷氨酸等电母液的处理方法

说明书

技术领域

本发明属于味精行业，特别涉及一种味精生产中谷氨酸等电母液的处理方法。

背景技术

味精，学名谷氨酸单钠盐(Monosodium Glutamate，简称为MSG)。味精是一种重要的食品添加剂，可以丰富和改善食品的风味，广泛用于食品及食品加工行业。我国是味精生产大国，2005年产量约135万吨，占世界总产量的70％以上。味精是由发酵提取的谷氨酸(称麸酸)精制而来。

我国主要以淀粉发酵生产谷氨酸，在发酵过程中不断补加氨维持发酵液的pH维持在7左右。发酵结束后，采用等电结晶步骤提取谷氨酸，即用浓硫酸调节发酵液的pH至谷氨酸的等电点使谷氨酸结晶(简称“等电”)。等电结晶通常包括常温等电、低温等电。或连续等电。分出的谷氨酸晶体经精制(溶解、脱色、中和、结晶)而成味精，而剩余的上清液中还含有15～20g/L谷氨酸、30～40克/升的硫酸根和10～15克/升的铵根，pH约为3.0。通常称等电结晶前的料液为等电原液，称结晶后的上清液为“等电母液”。

为了提高谷氨酸的收率，目前的工业生产对等电母液的处理方法是采用阳离子交换从等电母液中提取剩余的谷氨酸。具体方法是用浓硫酸调节等电母液的pH值到1.8～2.0(称为酸化)，酸化后的等电母液进入阳离子交换柱(氢型)将谷氨酸交换吸附上柱，洗脱液为含有40～50克/升的硫酸根和15～20克/升的铵根的离交废液，再用氨水洗脱该阳离子交换柱，得到含谷氨酸的解脱液(这股物料通常称为“高流分”)，将该解脱液返回等电结晶步骤。

上述生产流程称为“等电结晶-离子交换”工艺，简称“等电-离交”工艺，如图1所示。在“等电-离交”工艺中，虽然提取了等电母液中剩余的谷氨酸，但是代价是更多地消耗硫酸和氨，导致每生产1吨谷氨酸要消耗硫酸(100％计)约900kg、消耗液氨约400kg。多消耗的硫酸和氨最后进入谷氨酸离交废液，使得谷氨酸离交废液含有比谷氨酸等电母液更大量的硫酸根和铵根，更加难以治理。

为此，现有部分味精生产企业采用“浓缩-等电”工艺，即在等电结晶步骤前加入浓缩发酵液的步骤，如图2所示。等电结晶步骤分离谷氨酸晶体后得到的等电母液含有约100克/升的硫酸根、约35～40克/升的铵根和约30克/升的谷氨酸，pH 2～3。通常，该“浓缩-等电”工艺得到的等电母液不再提取其中的谷氨酸，而是将等电母液分离菌体后直接浓缩制复合肥。在“浓缩-等电”工艺中，每生产1吨谷氨酸耗硫酸(100％计)约400kg、消耗液氨约300kg。

无论何种工艺，谷氨酸等电母液中均含有高浓度的硫酸根和铵。现有的谷氨酸等电母液的处理方法会碰到诸多问题。例如，用生物厌氧和好氧处理等电母液时，会受高浓度硫酸铵抑制；硫酸铵本身也难以降解；将等电母液用来培养酵母时，受高浓度硫酸铵抑制，酵母的生长速率低；而将等电母液浓缩以生产硫酸铵复合肥或结晶硫酸铵时，能耗过大，造成二次污染。在将等电母液经过阳离子交换提取谷氨酸后，得到的谷氨酸离交废液含有更大量的硫酸根和铵，更加难以治理。因而，用现有方法处理等电母液，一方面限制了等电母液中有机质的再利用或降解，另一方面也造成了味精生产的重污染。

发明内容

本发明的目的在于基本上克服现有方法处理谷氨酸等电母液的种种缺陷，从而提供一种味精生产中谷氨酸等电母液的处理方法。

本发明的处理方法能够解决在双极膜电渗析中出现的漏氢问题。

本发明的处理方法还可避免谷氨酸易在双极膜电渗析器的酸室料液中结晶。

本发明提供的味精生产中谷氨酸等电母液的处理方法，是采用双极膜电渗析技术，将含有硫酸铵、氯化铵或硝酸铵的谷氨酸等电母液通入三室双极膜电渗析器或“酸-盐”两室双极膜电渗析器的盐室，采用含谷氨酸的料液作为酸室的初始液；最后在三室双极膜电渗析器或“酸-盐”两室双极膜电渗析器的盐室得到脱无机盐的等电母液，在酸室得到含有谷氨酸和再生的硫酸、盐酸或硝酸的料液，以及得到再生的氨。

所述含谷氨酸的料液包括：谷氨酸发酵液、谷氨酸发酵液的过滤液(将谷氨酸发酵液用膜过滤等方法过滤除菌后得到的透过液)、发酵液过滤的透析液

(将谷氨酸发酵液用微滤或超滤膜过滤时，菌体浓缩后过滤的膜通量下降，同时也为了提高过滤的透过液中谷氨酸的收率，需要在膜的截留侧加水，继续过滤，此时的透过液称为透析液)或它们的稀释液；或采用传统的“等电-离交”工艺中离交步骤洗脱谷氨酸时，得到的含谷氨酸的解脱液。