[发明专利]用于液体蛋氨酸生产的液-液分离装置及方法

说明书

本发明公开了一种用于液体蛋氨酸生产的液‑液分离装置及方法，该装置包括分离容器、分离容器内装配的超亲水滤网/超疏水滤网及将超亲水滤网/超疏水滤网安装并定位于分离容器内的移动式固定件。本发明通过超亲水滤网/超疏水滤网，将液体蛋氨酸和水相溶液完全隔离开，实现了液体蛋氨酸和水相溶液的分离和收集，进一步提高了液体蛋氨酸的分离纯度和分离效率。

技术领域

本发明属于液体蛋氨酸生产技术领域，涉及用于液体蛋氨酸生产过程的液-液两相的分离装置及方法。

背景技术

液体蛋氨酸(MHA)是2-羟基-4-甲硫基丁酸的高浓度水溶液，具有较强的酸性，作为蛋氨酸的替代物，因其特殊的结构性质，不仅具备蛋氨酸的营养功能，而且能够发挥蛋氨酸不具备的酸化剂、抗生素等生物学功能,被广泛应用于饲料添加剂中。液体蛋氨酸可以在动物体内转化为L-蛋氨酸，其在动物体内作为必需氨基酸合成机体蛋白，能提高生长性能；可转化为胱氨酸，发挥保肝解毒的作用；还能提供活性羟基基团，补充胆碱或维生素B₁₂的部分作用；同时，还可降低日粮配制时的粗蛋白含量，降低血浆尿素氮水平，减少氮的浪费和排泄，减轻对环境的污染。另外，由于MHA是一种酸性较强的有机酸，可通过直接扩散进入细胞内，降低细胞内pH，抑制蛋白质、脂类、DNA、RNA等大分子细胞膜的组成成分的代谢，破坏病原菌细胞膜的完整性，从而起到杀菌作用。MHA对霉菌也具有抑制和杀灭作用，在饲料中添加，可以防止或控制霉菌在饲料中的繁殖，保持饲料的新鲜度，防止微生物对饲料营养物质的分解，从而提高饲料的适口性和营养物质的利用率，在动物饲料里添加液体蛋氨酸可以在短时间内帮助动物快速成长，使其节省大约40％的饲料。因此，液体蛋氨酸的制备和提纯对于生物医药及农副产品加工具有重要的意义。

液体蛋氨酸的合成方法之一为氰醇水解法，首先氰醇和水在65℃、浓硫酸催化下进行水合反应，生成中间产物2-羟基-4-甲硫基丁酰胺；再在120℃下进一步水解，生成含2-羟基-4-甲硫基丁酸、硫酸铵和硫酸氢铵的水解液；水解液经加氨(以氨作为萃取剂)中和使得硫酸氢铵转化为硫酸铵，利用中和反应热除去部分水形成硫酸铵饱和溶液，此体系会自发形成一个富含2-羟基-4-甲硫基丁酸的有机相和富含硫酸铵的水相；通过液-液分离装置后有机相被送入后续工段，经干燥除去水、过滤和调制后得到液体蛋氨酸产品，富含硫酸铵的水相则通过硫酸铵工段回收其中的液体蛋氨酸，并得到副产物硫酸铵。

目前主要通过重力澄析的方式来进行油水两相的分离，但液体蛋氨酸-硫酸铵-水体系油水两相密度差较小，分相速率慢，相界面不清晰，给生产系统的稳定控制和自动化控制带来极大的困难。另外，目前对液体蛋氨酸和饱和硫酸铵溶液两相的分离还存在许多不足之处：(1)在分离过程中使用的普通有机分离膜材料主要为醋酸纤维素(CA)、聚砜(PS)、聚丙烯腈(PAN)、聚醚砜(POS)等，而这些有机分离膜材料会使液体蛋氨酸乳液静置，致使分离困难，分离不彻底，从而导致下层的硫酸铵具有难闻的气味，且具有一定的黏性，难以干燥，几乎没有利用价值，也会导致液体蛋氨酸的损失较大，收率较低；(2)采用现有的分离膜材料对液体蛋氨酸和饱和硫酸铵溶液两相分离，会使分离时间较长，极易出现返混现象，导致成本和能耗较高；(3)现有的分离膜材料分离阻力较大，且难以避免网膜与油接触出现溶胀的现象，会导致液体蛋氨酸产品出现一定的损失。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中的不足，提供一种用于液体蛋氨酸生产的液-液分离装置。

本发明的另一目的在于提供一种用于液体蛋氨酸生产的液-液分离方法。

由于液体蛋氨酸生产中以2-羟基-4-甲硫基丁酸为主的油相和高浓度硫酸铵溶液为主的水相存在显著的亲疏水性差异，本发明采用超亲水以及超疏水滤网实现快速油水分离，是一种低能耗高效率的分离方法，不仅能够提高液体蛋氨酸的分离纯度和分离效率，还可提高油水分离系统控制的稳定性。

基于上述发明思路，本发明提供了两种能够用于液体蛋氨酸生产的液-液分离装置。