谷氨酸发酵液超滤设备

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谷氨酸发酵液超滤设备 2019-04-12T22:19:54+00:00

Project Description

味精的全名为谷氨酸钠,其生产过程为:由微生物发酵得到谷氨酸(又称麸酸),然后通过碱中和反应,蒸发结晶制得。作为味精生产的核心原料,全世界谷氨酸的需求量大约为200万吨/年。

我国是谷氨酸的生产大国,年产量超过150万吨。但是,由于各种原因,国内大多数谷氨酸生产厂家还采用传统的等电离子交换工艺。这种带菌体的提取工艺不利于产品的分离与提取,谷氨酸的质量及收率也都会受到影响,且废水的排放会严重地污染环境,到目前还没有彻底治理的方法。谷氨酸生产企业是水、能源的消耗大户,同时也是污染大户。随着近年来国家对生产企业在环保方面的要求越来越严格,大中城市的味精生产厂家纷纷停产或减产,谷氨酸行业不得不面临重新洗牌的局面,因此谷氨酸的清洁生产技术,将成为生产企业是否能持续发展的关键。目前,国家环保总局将味精行业作为高污染行业而加以重点监控,中国名牌的评选范围也不包快味精品牌,这在味精行业引起了很大的震动。而革新现有工艺、寻求从源头根除污染的方法,收到许多研究者的关注。

发酵法是国内外生产谷氨酸使用最广泛的一种方法,谷氨酸发酵液中主要包括谷氨酸、菌体、蛋白、发酵代谢产物、无机离子和残糖等。传统的谷氨酸提取工艺,如下图所示,大多采用等电离子交换法,即发酵液直接在带菌体、低温条件下等电结晶,由于一次结晶的收率较低,通常只有75-80%左右,因此需要再采用一步离子交换工艺,将结晶母液中的谷氨酸进一步回收,使得谷氨酸的总体收率达到95%左右。该生产工艺的收率较高,但由于离子交换过程的引入,且绝大部分企业仍采用带菌体上柱的离子交换工艺,使得生产过程的水量消耗大、能耗高、废水产生量巨大,污染治理非常困难。

传统谷氨酸生产工艺流程

膜分离技术是国际公认的高效分离技术,特别是无机超滤膜,由于其耐酸碱,耐高温、高压,化学性质稳定,寿命长,物料通量大等优点,在发酵液的除菌上具有独特的优势。膜过滤生产工艺对于谷氨酸的清洁生产来讲,是非常重要的一种应用技术。膜技术结合其他新工艺应用于谷氨酸的生产,可以减少谷氨酸生产过程中的污染物排放,提高谷氨酸的提取收率,并解决影响味精行业发展的环保瓶颈。

谷氨酸产生菌的大小为0.7-31μm,并带有很强的亲水性,菌体分离比其他微生物(如酵母、霉菌等)困难。不过,具有纳米级孔径的超滤膜在分离此类菌体方面具有独特的优势,这也是超滤膜分离技术在谷氨酸生产中被越来越重视的原因之一。

疏朗采用超滤膜系统过滤谷氨酸发酵液,去除了菌体和大部分可溶性蛋白等大分子物质,菌体去除率达98%,谷氨酸损失小于1%。

  陶瓷超滤膜分离耦合浓缩等电谷氨酸生产工艺流程


膜过滤技术的引入,使得困扰谷氨酸生产企业技术人员多年的环保问题得以成功解决。这种新型的清洁生产工艺,彻底去掉了污水产生量大的离子交换工序,在膜过滤去除菌体后,采用浓缩等电连续结晶工艺,使得谷氨酸一次结晶的收率达到90%以上。通过膜过滤方式取得的菌体,由于没有添加絮凝剂等其他化学药剂,可以在烘干后制成高质量的饲料蛋白,蛋白含量可达70%以上,在饲料行业非常受欢迎。同时,该新工艺将过程中排放的高浓度废水通过蒸发结晶的方式,分别制成了硫酸铵肥料及液体肥料,整个工艺过程基本无污染排放,真正实现了清洁生产。由于离子交换过程的去除,大大降低了用水量,且没有了原工艺中离子交换过程所需要的硫酸消耗以及用于离子交换树脂再生的氨水消耗。

将膜分离技术用于谷氨酸发酵液的处理,可以变废为宝,把菌丝体和蛋白充分利用起来,既增加了附加值,又减少了废液排放(减少了COD、BOD的排放)。最重要的是,谷氨酸滤液质量的提高,可以大大提高等电结晶的收率。实践经验表明,此步收率可以提高10%左右。如果采用的是膜分离技术耦合离子交换技术,那么滤液质量的提高可以大大减轻离子交换的压力,延长离子交换树脂的寿命。谷氨酸成品收率的提高可以减少谷氨酸的损失,即提高了收率,又减少了废液排放。是味精清洁生产的重要技术方向。

 

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