專利名稱：谷氨酸發(fā)酵液等電點(diǎn)提取的前處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是谷氨酸發(fā)酵液等電點(diǎn)的提取的前處理方法，屬于發(fā)酵產(chǎn)物提純技術(shù)領(lǐng)域。
目前國(guó)內(nèi)外對(duì)發(fā)酵液等電點(diǎn)的提取技術(shù)，一般是在發(fā)酵完畢后，將發(fā)酵液送入等電點(diǎn)罐，在等電點(diǎn)罐中進(jìn)行冷卻、調(diào)節(jié)酸堿度PH值，最后達(dá)到冷凍等電點(diǎn)的目的。其具體操作步驟如下(1)發(fā)酵完畢后，將溫度T＝38～40℃、酸堿度PH＝6.4～7.2的發(fā)酵液放入等電點(diǎn)罐，當(dāng)放罐至一半時(shí)，便在等電罐加冷鹽水降溫、攪拌、加酸，至放罐完畢約需1.5小時(shí);(2)繼續(xù)降溫、攪拌、加酸約1～3小時(shí)，控制到溫度T＝15～25℃，酸堿度PH＝4.5左右。具體要視發(fā)酵液中谷氨酸的含量情況;(3)仃止加酸，投種育晶2小時(shí)后，第2次加酸約10～12小時(shí)后，PH值降至3.0，溫度T降至9～11℃;(4)仃止加酸，繼續(xù)攪拌、降溫8～10小時(shí)，降溫速度1～1.5℃/小時(shí)，直到溫度降至5℃以下;(5)仃止攪拌，沉淀4-5小時(shí)后放罐。上述方法存在的缺點(diǎn)是(1)步驟(1)、(2)的時(shí)間較長(zhǎng)，不但影響等電點(diǎn)罐的利用率，也增加了發(fā)酵成熟醪中菌體的自溶機(jī)會(huì)，影響后面谷氨酸的提取;(2)由于在此階段加酸速度較快、PH值下降速率較大，因此在等電點(diǎn)罐中很難迅速混勻、容易造成局部過酸;(3)由于需在3小時(shí)內(nèi)將發(fā)酸液從38～40℃降至25℃以下，所需的耗冷負(fù)荷較大，從而增加了制冷機(jī)的峰值負(fù)荷，這將大大地增加制冷機(jī)的功率。
本發(fā)明的目的就是為了克服現(xiàn)有發(fā)酸液等電點(diǎn)提取技術(shù)中存在的時(shí)間較長(zhǎng)、能耗較大、等電點(diǎn)罐利用率較低且易造成局部過酸、菌體自溶機(jī)會(huì)較大并影響谷氨酸的提取等缺點(diǎn)，研制一種能縮短等電點(diǎn)提取周期、提高等電點(diǎn)罐的利用率、能耗較低、并有利于谷氨酸提取的谷氨酸發(fā)酵液等電點(diǎn)提取的前處理方法。
本發(fā)明要點(diǎn)如下谷氨酸發(fā)酵液等電點(diǎn)提取的前處理工藝流程如圖1所示。其處理工藝流程如下發(fā)酵液從發(fā)酵罐1經(jīng)過帶閥門2的管道輸送及流量計(jì)3計(jì)量后與經(jīng)過帶閥門4及的管道輸送及流量計(jì)5計(jì)量的調(diào)酸劑混合后進(jìn)入冷卻器6進(jìn)行冷卻，再放入到等電點(diǎn)罐7，實(shí)現(xiàn)進(jìn)入等電點(diǎn)罐7之前發(fā)酵液的溫度T和酸堿度PH值已達(dá)到或近似達(dá)到投加晶種所要求的溫度T＝15～25℃、酸堿度PH＝3.8～4.8的條件，也就是實(shí)現(xiàn)發(fā)酵液放罐完畢即可進(jìn)行投加晶種操作，或者稍作精調(diào)后即可進(jìn)行投加晶種操作;發(fā)酵液等電點(diǎn)提取的前處理工藝操作要點(diǎn)是(1)進(jìn)入等電點(diǎn)罐前，發(fā)酵液的PH值及溫度T可用自控或手控調(diào)節(jié)，當(dāng)采用手控調(diào)節(jié)時(shí)，應(yīng)在等電點(diǎn)罐中進(jìn)行精調(diào)節(jié)來(lái)作保證;(2)用作降溫的冷卻劑可用冷凍鹽水或等電點(diǎn)母液，且最好用等電點(diǎn)母液，用等電點(diǎn)母液冷卻比用冷凍鹽水冷卻節(jié)省能耗約1/3;(3)調(diào)酸劑加入的時(shí)間可以在發(fā)酵液冷卻前或在冷卻后，也可采用部分冷卻降溫后、即在冷卻中間調(diào)酸;(4)調(diào)酸劑加入的速度必須與發(fā)酵液放罐速度同步，并在放罐完畢之前1～2分鐘仃止加酸。
本發(fā)明與現(xiàn)有發(fā)酵液等電點(diǎn)提取技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和效果(1)由于本發(fā)明采用發(fā)酵液邊放罐邊冷卻，大大減少了發(fā)酵液中菌體自溶的機(jī)會(huì)，有利于等電點(diǎn)谷氨酸的提取;(2)由于調(diào)酸劑均勻加入，并在輸送過程中與發(fā)酵液湍流混合、混合條件很好，既可實(shí)現(xiàn)快速加酸，又不會(huì)造成局部過酸現(xiàn)象。(3)本發(fā)明縮短了等電點(diǎn)提取周期1～3小時(shí)，提高了等電點(diǎn)罐的利用率，并減少在該縮短時(shí)間內(nèi)等電點(diǎn)罐的攪拌能耗;(4)由于本發(fā)明能采用等電點(diǎn)母液作冷卻劑，比現(xiàn)有常規(guī)用冷凍鹽水冷卻節(jié)省能耗約占整個(gè)等電點(diǎn)提取過程的1/3左右。
對(duì)說明書


如下圖1為谷氨酸發(fā)酵液等電點(diǎn)提取的前處理工藝流程圖。
本發(fā)明的實(shí)施方式如下(1)本實(shí)施例按圖1所示，設(shè)計(jì)、制造、選用發(fā)酵罐1可為60米3標(biāo)準(zhǔn)攪拌罐、閥門2可為發(fā)酵罐常規(guī)配用閥門、流量計(jì)3可為L(zhǎng)ZZ-125型金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)、閥門4可為G41F3-6，Dg25襯聚三氟氯乙烯隔膜閥、流量計(jì)5可為L(zhǎng)ZZ-25F型金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)、冷卻器可為I6B25-0.8/800-10型螺旋板式換熱器、等電點(diǎn)罐7可為65米3常規(guī)等電點(diǎn)罐;(2)選用好上述設(shè)備后，按圖1所示，用管道把它們安裝連接成一系統(tǒng)。連接好后，便向發(fā)酵罐1加壓，打開閥門2，使發(fā)酵液流經(jīng)流量計(jì)3再流向冷卻器6，約1分鐘后，打開閥門4讓來(lái)自高位罐的調(diào)酸劑鹽酸或流酸流經(jīng)流量計(jì)5后流入主管道與發(fā)酵液混合，進(jìn)入冷卻器6冷卻至所需溫度T＝15～25℃;調(diào)節(jié)閥門4控制調(diào)酸劑的加入速度，使進(jìn)入等電點(diǎn)罐前發(fā)酵液的PH值達(dá)到預(yù)定要求的PH＝3.8～4.8;在發(fā)酵罐排空前1～2分鐘關(guān)閉閥門4，這樣便完成了本發(fā)明-谷氨酸發(fā)酵液等電點(diǎn)提取的前處理方法的實(shí)施。待發(fā)酵罐排空后，即可進(jìn)行等電點(diǎn)提取的下一步操作。
下面以一個(gè)具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步具體說明本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果以年產(chǎn)量為5000噸的味精廠為例，目前國(guó)內(nèi)較先進(jìn)的生產(chǎn)指標(biāo)為產(chǎn)酸率為8%、提取率為80%、精制收率為115%，則總發(fā)酵液量W＝ (年產(chǎn)量)/(精制收率×提取率×產(chǎn)酸率) ＝ 5000/(1.15×0.8×0.08)＝67934.8(米3)＝67934.8×103(Kg)(1)用等電點(diǎn)母液代替冷凍鹽水冷卻所能節(jié)約的能耗為設(shè)將發(fā)酵液從38℃降至25℃需帶走的熱量為Q，則Q＝W×CP×△T式中W為總發(fā)酵量，W＝67934.8×103Kg，CP＝1Kcal/Kg℃，△T為降溫量，△T＝38-25＝13℃，故Q＝67934.8×103×1×13＝8.83×108Kcal，功率55KW的制冷機(jī)的制冷量為15.8×104Kcal/h，即55度電的制冷量為15.8×104Kcal設(shè)制冷機(jī)所制冷量的總利用率為7%，則要帶走上述熱量所需耗電量，即能節(jié)約能耗為(Q×55)/(15.8×104×0.7) = (8.83×106×55)/(15.8×104×0.7) =4.39×105(度電)＝43.9(萬(wàn)度電)(2)減少等電點(diǎn)罐攪拌時(shí)間所能節(jié)省的能耗為設(shè)每罐等電點(diǎn)發(fā)酸液量為50m3，
則等電點(diǎn)罐數(shù)＝ (總發(fā)酵液量)/50 ＝ 67934.8/50 ＝1358.7(罐)，裝液50m3的等電點(diǎn)罐攪拌功率為11KW，每罐節(jié)約攪拌時(shí)間為2.5小時(shí)，則能節(jié)約能耗1358.7×2.5×11＝37364.3(度電)＝3.7(萬(wàn)度電)，因此年產(chǎn)量為5000噸的味精廠采用本發(fā)明方法后，每年可節(jié)電約43.9+3.7＝47.6(萬(wàn)度電)(3)等電點(diǎn)罐利用率的提高量為設(shè)現(xiàn)有等電點(diǎn)提取的總周期為32小時(shí)，采用本發(fā)明方法的等電點(diǎn)提取能節(jié)省時(shí)間2小時(shí)，則等電點(diǎn)罐的利用率可提高2/32 ×100%＝6.25%，也就是說采用本發(fā)明方法能使等電點(diǎn)罐的生產(chǎn)能力提高6.25%，這對(duì)于現(xiàn)在因產(chǎn)酸水平不斷提高而導(dǎo)致等電點(diǎn)罐生產(chǎn)能力嚴(yán)重不足的情況下，確是一個(gè)較好的解決辦法。
權(quán)利要求
1.一種谷酸氨發(fā)酵液等電點(diǎn)提取的前處理方法，其特征在于其處理工藝流程如下發(fā)酵液從發(fā)酵罐(1)經(jīng)過帶閥門(2)的管道輸送及流量計(jì)(3)計(jì)量后與經(jīng)過帶閥門(4)的管道輸送及流量計(jì)(5)計(jì)量的調(diào)酸劑混合后進(jìn)入冷卻器(6)進(jìn)行冷卻，再放入到等電罐(7)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)入等電點(diǎn)罐(7)之前發(fā)酵液的溫度T和酸堿度PH值已達(dá)到或近似達(dá)到投加晶種所要求的溫度度T=15～25℃，酸堿度PH=3.8～4.8的條件，也就是實(shí)現(xiàn)發(fā)酸液放罐完畢即可進(jìn)行投加晶種操作，或者銷作精調(diào)后即可進(jìn)行投加晶種操作；其工藝操作要點(diǎn)是(1)用作降溫的冷卻劑可用冷凍鹽水或等電點(diǎn)母液，且最好用等電點(diǎn)母液；(2)調(diào)酸劑加入的時(shí)間可在發(fā)酵液冷卻前或冷卻后，也可在部分冷卻后、即在冷卻中間調(diào)酸；(3)調(diào)酸劑加入的速度必須與發(fā)酵液放罐速度同步，并在放罐完畢之前1～2分鐘仃止加酸。
全文摘要
本發(fā)明是一種谷氨酸發(fā)酵液等電點(diǎn)提取的前處理方法，屬發(fā)酵產(chǎn)物提純技術(shù)。其工藝流程為發(fā)酵液從發(fā)酵罐經(jīng)帶閥門管道輸送及流量計(jì)計(jì)量后與經(jīng)帶閥門管道輸送及流量計(jì)計(jì)量的調(diào)酸劑混合后進(jìn)入冷卻器進(jìn)行冷卻，再放入等電罐，發(fā)酵液罐完畢即可進(jìn)行投加晶種操作；冷卻劑可用等電點(diǎn)母液或冷凍鹽水，調(diào)酸劑加入時(shí)間可在冷卻前或后或冷卻中間，調(diào)酸速度必須與發(fā)酵液放罐速度同步。本發(fā)明能縮短等電點(diǎn)提取周期、提高等電點(diǎn)罐利用率、能耗低、并有利于谷氨酸的提取。
文檔編號(hào)C07C227/40GK1093408SQ94100410
公開日1994年10月12日 申請(qǐng)日期1994年1月20日 優(yōu)先權(quán)日1994年1月20日
發(fā)明者吳振強(qiáng) 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)