[发明专利]一种高效处理发酵液生产氨基酸的方法

说明书

一种高效处理发酵液生产氨基酸的方法，包括如下步骤：(1)使用孔径0.2～0.4μm的陶瓷膜对发酵液进行过滤；(2)使用有机超滤膜或活性炭对步骤(1)所得的滤液进行脱色除杂处理；(3)使用反渗透膜对步骤(2)处理后的液体进行浓缩处理；(4)步骤(3)所得到的浓缩液经多级闪蒸浓缩结晶，得到晶体中间产品；(5)合并步骤(4)所得到的纯度低于90％的晶体中间产品，以洗晶剂进行洗涤。该方法操作简便、高效节能、环境友好且成本低廉，可以解决现有氨基酸分离纯化工艺中收率低、成本高、三废多的问题。所获得的氨基酸晶体产品纯度超过95％，折纯收率高于85％。

技术领域

本发明涉及发酵法生产氨基酸的工艺，尤其涉及发酵产物的处理方法。

技术背景

目前氨基酸工业生产上广泛采用的一般为微生物发酵法，微生物发酵生产氨基酸的过程中，需要提供营养成分的培养基，因此发酵液除氨基酸以外还含有微生物、培养基残留物、代谢产物等。以培养基成分为例就含有无机盐、碳源(葡萄糖、蜜糖)、氮源、消泡剂(植物油)等等。由于发酵液的复杂成分，需要对其进行预处理才能通过结晶手段得到高纯度的氨基酸。

目前国内外普遍采用离子交换法除去发酵液中的杂质。主要过程为发酵液絮凝、过滤除菌体，调pH后离子交换，吸附饱和后，用氨水洗脱氨基酸，再采用重结晶的方式得到氨基酸晶体。该方法工艺复杂、收率低、成本高，并产生大量废水。

专利申请CN101298422报道了一种从发酵液中得到L-异亮氨酸的方法，首先加入中性絮凝剂过滤除菌体，滤液加活性炭脱色，再进行浓缩和重结晶得到产品。但结晶母液需离子交换处理，增加后续处理的难度及三废产生量。

综上，目前从发酵液中分离纯化氨基酸的方法得到的产品产率、纯度较低，且工艺过程能耗高，废水产生量大污染环境，这些都是新工艺开发过程中亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供一种高效处理发酵液氨基酸的方法，该方法尤其适用于L-亮氨酸、L-异亮氨酸、L-缬氨酸发酵液的处理。

所提供的方法包括如下步骤：

(1)使用孔径0.2～0.4μm的陶瓷膜对发酵液进行过滤；

(2)使用有机超滤膜或活性炭对步骤(1)所得的滤液进行脱色除杂处理；

(3)使用反渗透膜对步骤(2)处理后的液体进行浓缩处理；

(4)步骤(3)所得到的浓缩液经多级闪蒸浓缩结晶，得到晶体产品；

(5)合并步骤(4)所得到的纯度低于90％的晶体中间产品，以洗晶剂进行洗涤。

该方法操作简便、高效节能、环境友好且成本低廉，可以解决现有氨基酸分离纯化工艺中收率低、成本高、三废多的问题。所获得的氨基酸晶体产品纯度超过95％，折纯收率高于85％。

具体实施方式

本发明的目的在于提供一种高效处理发酵液生产氨基酸的方法。该方法有效解决了传统氨基酸提取方法产品低纯度、低收率、工艺复杂的问题。

本发明所述的高效处理发酵液生产氨基酸的方法，是包括陶瓷膜过滤、脱色除杂、反渗透浓缩、多级闪蒸及晶体纯化等多个工艺模块的综合操作方案。本发明的技术方案尤其适用于产生L-亮氨酸、L-异亮氨酸或L-缬氨酸的微生物发酵液的处理。

本发明所述的方法主要包括：

(1)陶瓷膜过滤，其主要目的是除去菌体；本发明中，使用孔径0.2～0.4μm的陶瓷膜对发酵液进行过滤，最优选的是使用孔径0.22μm的陶瓷膜；菌体浓度16％后进行多次清水稀释过滤，每次稀释加水体积为原发酵液的0.1～0.5倍，该稀释过滤的步骤重复3～5次；最后合并滤液。