[发明专利]一种使用双极膜电渗析装置生产葡萄糖内脂的方法

说明书

本发明公开了一种使用双极膜电渗析装置生产葡萄糖内脂的方法，所述方法为：(1)在发酵罐中加入葡萄糖溶液、葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶进行发酵，得到含有葡萄糖酸钠的发酵液；(2)将发酵液进行预处理，所述预处理依次包括微孔过滤、陶瓷膜处理或超滤处理以及螯合树脂处理；(3)经步骤(2)预处理后的料液用装配有双极膜和阳离子交换膜的两隔室双极膜电渗析装置进行电渗析处理，分别在料液室和碱液室得到葡萄糖酸溶液和氢氧化钠溶液；(4)将步骤(3)得到的葡萄糖酸溶液用阳离子交换树脂进行处理；(5)将步骤(4)处理后的葡萄糖酸溶液进行蒸发结晶，得到葡萄糖内酯。本发明能缩短工艺路线，降低能耗和废水排放，降低生产成本。

技术领域

本发明涉及一种葡萄糖内酯的生产方法。

背景技术

葡萄糖内脂主要用作豆腐凝固剂生产豆腐，也可作为奶类凝固剂、品质改良剂和酸化剂等领域。传统工艺生产方法主要由微生物发酵而来，通过压滤机压滤、活性炭脱色、蒸发浓缩成葡萄糖酸钠固体，再配成溶液用离子交换树脂处理，再浓缩结晶得到内脂。传统工艺流程长，需要用活性炭进行脱色，将葡萄糖酸钠蒸发浓缩成葡萄糖酸钠晶体，再进行溶解，用阳离子交换树脂转化成葡萄糖酸，再浓缩结晶成葡萄糖内酯，需要两次蒸发浓缩，蒸发能耗大，同时在离子交换树脂转化成葡萄糖酸步骤，需要用酸进行再生，用水冲洗，将产生大量酸性废水，用碱中和后，产生含COD超标的盐水，很难处理，造成环境污染。

发明内容

针对传统工艺生产葡萄糖内脂工艺存在的不足，本发明的目的是提供一种葡萄糖内酯的生产方法，以缩短工艺路线，降低能耗和废水排放，降低生产成本。

本发明采用的技术方案为：

一种葡萄糖内脂的清洁生产工艺，所述工艺按照如下步骤进行：

(1)在发酵罐中加入葡萄糖溶液、葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶，并不断加入氢氧化钠溶液调节体系pH值在3.5-4.5之间，控制温度在30-40℃之间进行充分发酵，得到含有葡萄糖酸钠的发酵液；

(2)将步骤(1)得到的发酵液进行预处理，所述预处理依次包括微孔过滤、陶瓷膜处理或超滤处理以及螯合树脂处理；

(3)经步骤(2)预处理后的料液用装配有双极膜和阳离子交换膜的两隔室(碱液室/料液室)双极膜电渗析装置进行电渗析处理，分别在料液室和碱液室得到葡萄糖酸溶液和氢氧化钠溶液，其中氢氧化钠溶液用于步骤(1)调节发酵体系pH值；

(4)将步骤(3)得到的葡萄糖酸溶液用阳离子交换树脂进行处理，以去除钠离子；

(5)将步骤(4)处理后的葡萄糖酸溶液进行蒸发结晶，得到葡萄糖内酯。

本发明步骤(1)中，采用葡萄糖氧化酶氧化葡萄糖，在过程中产生过氧化氢，过氧化氢对葡萄糖氧化酶有一定的毒害，加入过氧化氢酶将过氧化氢分解成水和氧气，使得氧化反应继续进行，同时缓慢加入一定浓度的氢氧化钠溶液，维持环境的pH值，保护酶的活性。作为优选，葡萄糖溶液的浓度为25wt％～60wt％。作为优选，使葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶在发酵体系中的浓度分别为0.3～0.5wt％和0.2～0.5wt％。作为优选，控制体系pH在3.5-4.5之间、温度在30-40℃之间进行发酵20-40小时，得到发酵液。所述葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶可采用分批加入的方式。

本发明步骤(2)中，优选所述的微孔过滤采用的微孔过滤器的滤芯孔径为1-5μm。

本发明步骤(2)中，所述的陶瓷膜处理或超滤处理的目的是过滤掉溶液中的蛋白物。作为优选，所述的陶瓷膜处理采用20-100nm的陶瓷膜，操作压力在0.1-0.4Mpa。作为优选，所述的超滤处理采用的超滤膜为中空纤维膜或卷式超滤膜，所采用的超滤膜的截留分子量为1000～50000，该类膜抗污染性和污堵性好，超滤处理的操作压力为0.1-0.4Mpa。