[发明专利]一种新的谷氨酸生产方法

说明书

技术领域

本发明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领域。

背景技术

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等。

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β型结晶，β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，发明一种硫酸、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。

发明内容

发明人经过一系列研究开发了一种新的谷氨酸生产方法，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。

本发明具有液氨、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，本发明一种谷氨酸新工艺提取方法的具体操作步骤为：

(1)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％、K₂HPO₄·3H₂O 0.2％、Na₂HPO₄0.2％、生物素0.5％、MgSO₄·7H₂O 0.2％、尿素0.025％，115℃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(1)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℃，5～10h为34℃，10～18h为35℃，18～26h为36℃，26～32h为37℃；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0.5～1.0％，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。