一種L-精氨酸清潔生產工藝制造技術

本發明專利技術屬于氨基酸生產技術領域，公開了一種L-精氨酸清潔生產工藝。本發明專利技術在L-精氨酸發酵液提取過程采用多種濾膜除菌消除菌體蛋白對下游提取的影響；對通過低溫等點提取獲得L-精氨酸產品；菌體蛋白濃縮液用于生產蛋白飼料，末次母液經生產發酵硫酸銨復混肥。本發明專利技術避免了發酵液提取過程中廢液難以治理的問題，提供了L-精氨酸規模化的清潔生產技術路線，該工藝生產技術產業化簡便、可控性強、生產過程環保，經濟效益可觀。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于氨基酸生產
，本專利技術涉及一種L-精氨酸清潔生產工藝。
技術介紹
精氨酸(arginine, Arg)化學學名:2_氨基_5_胍基-戍酸,是一種脂肪族的堿性的含有胍基的極性α氨基酸，在生理條件下帶正電荷；L-精氨酸是蛋白質合成中的編碼氨基酸。對于哺乳動物，精氨酸被分類為半必要或條件性必要的氨基酸，視乎生物的發育階段及健康狀況而定，天然品大量存在于魚精蛋白中，亦為各種蛋白質的基本組成。L-精氨酸被科學家譽為“神奇分子”,其為堿性氨基酸之一,對于健康的成人來講，為非必須氨基酸，但精氨酸是維持嬰幼兒生長發育必不可少的氨基酸；是鳥氨酸循環的中間代謝物，能促使氨轉變成為尿素，從而降低血氨含量，當機體發育尚未成熟或身體應激條件下，如缺乏精氨酸，機體便不能完成生理機能；病人缺乏精氨酸會引起血氨過高甚至昏迷，嬰兒缺乏精氨酸則不能正常發育和成長。自1998年諾貝爾醫學獎認同了 L-精氨酸的醫學功效后，L-精氨酸引起了醫療藥劑領域瘋狂的興趣，美國哥倫比亞大學曾將其比喻為心血管系統的“神奇子彈”;L-精氨酸的發現使心臟病、免疫功能、肥胖癥、基因成長缺乏、高血壓、性能力減退及人類老化等癥狀的治療獲得了很大的改善。在食品方面，L-精氨酸在食品工業中是不可缺少的調味劑，也是配置營養支持用和特殊支持用藥膳的重要原料；L_精氨酸-L-谷氨酸鹽可作為忌鈉患者的調味品。以L-精氨酸為原料制備的陽離子表面活性劑具有抗菌性強、無毒等特點，是食品、化妝品優良的防腐劑。同樣，作為哺乳動物類半必須氨基酸，亦可作為動物飼料添加劑，促進幼年動物成長發育和保持健康的生理機制。L-精氨酸的生產最初是從蛋白水解液中提取獲得，該方法水解時間長、收率低、提純難、成本高、污染較大，不適合大規模生產。隨著氨基酸行業逐步發展，微生物發酵法成為氨基酸生產最有前途的生產技術，在L-精氨酸生產方面,微生物發酵法亦表現出潛在的優勢，但在微生物發酵液提取過程中，L-精氨酸表現為收率不高，日本味之素發酵液后提取收率60%左右。中國專利2010105207645公開了一種從發酵液中提取L-精氨酸的方法，該方法提取工藝復雜，L-精氨酸回收率較低，并且造成大量廢料液外排，污染了環境?，F有技術亟待需要出現一種L-精氨酸清潔生產工藝。
技術實現思路
本專利技術提供了一種L-精氨酸清潔生產工藝，使L-精氨酸在實現規?；a的同時，確保產品品質和生產與環境的和諧。本專利技術提供了一種L-精氨酸清潔生產工藝，該工藝是通過以下技術步驟實現的:(I)L-精氨酸發酵液經微濾膜過濾除菌，分別收集截留物和濾過液；然后將濾過液繼續進行超膜過濾，收集濃縮液和凈化 液；將上述截留物和濃縮液合并，經過烘干得到動物營養飼料；上述凈化液經濃縮5-10倍后，緩慢降溫至20°C，用氨水(或氨氣)緩慢調節pH為9.5-10.5的等電溶液；(2)將步驟(I)的等電溶液沉降6-10小時，離心，收集沉淀物I和上清液1，往沉淀物I中投入95%酒精攪拌、洗滌，酒精投入量以沒過沉淀物I為準，經再次離心分離收集沉淀物2和上清液2，沉淀物2經烘干后獲得L-精氨酸，上清液2經過減壓蒸餾回收酒精；將上清液I與回收酒精后的上清液2混合得到一次提取后的母液；(3)將步驟(2) —次提取后的母液經再次濃縮后，調pH至9.5-10.5進行等電提取，重復步驟(2)，獲得二次提取L-精氨酸和二次提取后的母液；(4) 二次提取后的母液經再次提取L-精氨酸后成為末次母液；末次母液加入硫酸調節PH至7.0后，然后添加占末次母液質量分數2 %的腐植酸鉀，攪拌均勻，經蒸發器濃縮后進入噴料造粒，獲得腐植酸鉀硫酸銨發酵復混肥。其中，優選地，上述微濾膜為無機陶瓷膜，截留分子量為2000-50000MW，孔徑大小為0.1-10 μ m，微濾溫度為50-60°C ;所述超濾膜為PE、PAN、PP、PES、PC或PVDF中的一種，截留分子量為500-5000MW，孔徑在IO-1OOnm ；優選地，步驟(2)使用酒精洗滌沉淀物過程，可反復多次洗滌，進一步純化L-精氨酸，干燥后獲得本專利技術的產品。本專利技術具有以下幾個方面的優點:1、本專利技術采用獨特工藝技術，同時獲得精氨酸、動物飼料以及復合肥等，無任何污染物產生，實現了變廢為寶，減少了污水處理難度，同時增加了經濟效益。2、本專利技術發酵 液經微濾除菌后，擺脫了菌體蛋白對氨基酸等點提取過程的影響，發酵液一次收率可達60%以上；經過母液再次提取和三次提取后，發酵液收率可達90%以上。3、本專利技術生物發酵法和下游提取工藝，操作簡便，設備簡單，易于產業化應用；一次提取制備的L-精氨酸成品純度可達99%以上。4、本專利技術L-精氨酸發酵提取過程采用膜過濾技術和等點提取的方法，采用多次濃縮等點提取提高收率，避免了采用離子交換法產生的大量廢水；同時，在發酵液處理過程中，無廢料液外排，菌體蛋白濃縮液用于制備副產物蛋白營養飼料；末次母液用于制備發酵硫酸銨復混肥；實現了廢棄物料的再利用，減少了污水處理難度，同時增加了經濟效益。具體實施例方式以下將采用具體的實施例來對本專利技術作進一步的解釋，但是不應當看作是對本專利技術創新精神的限制。實施例1一種L-精氨酸清潔生產工藝，其包括下述步驟:(I)L-精氨酸發酵液150L經微濾膜過濾除菌，分別收集截留物和濾過液；然后將濾過液繼續進行超膜過濾，收集濃縮液和凈化液；將上述截留物和濃縮液合并，經過烘干得到動物營養飼料10.3Kg ;上述凈化液經濃縮5-10倍后緩慢降溫至20°C，用氨水(或氨氣)緩慢調節PH為9.5-10.5的等電溶液；其中微濾膜為無機陶瓷膜，截留分子量為20000MW，孔徑大小為2 μ m，微濾溫度為50-60°C ;超濾膜為PE、PAN、PP、PES、PC或PVDF中的一種，截留分子量為1000MW，孔徑在50nm ；(2)將步驟⑴的等電溶液沉降6-10小時，離心，收集沉淀物I和上清液1，往沉淀物I中投入95%酒精中攪拌、洗滌，酒精投入量以沒過沉淀物I為準，經再次離心分離收集沉淀物2和上清液2，沉淀物2經烘干后獲得L-精氨酸產品4.21Kg，上清液2經過減壓蒸餾回收酒精；將上清液I與回收酒精后的上清液2混合得到一次提取后的母液；(3)將步驟(2) —次提取后的母液經再次濃縮后，調pH至9.5-10.5進行等電提取，重復步驟(2)，獲得二次提取L-精氨酸產品1.85Kg和二次提取后的母液；(4) 二次提取后的母液經再次提取L-精氨酸后成為末次母液，三次提取獲得L-精氨酸產品1.60Kg ;末次母液加入硫酸調節pH至7.0后，然后添加占末次母液質量分數2%的腐植酸鉀，攪拌均勻，經蒸發器濃縮后進入噴料造粒，獲得腐植酸鉀硫酸銨發酵復混肥。上述L-精氨酸產品經檢測，一次提提取產品純度99.8 %，二次提取產品純度92.6%，三次提取產品純度74.1 % ;折純后制備L-精氨酸6.973Kg，總體收率93.4%。三次提取的產品可進一步精制提高純度作為醫藥或食品用精氨酸，亦可直接作為飼料級產品。二次提取的產品可進一步精制提高純度作為醫藥用精氨酸，亦可直接作為食品級別級女口廣叩ο最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本專利技術的若干個具體實施例。顯然，本專利技術不限于以上實施例，還可以有許多變形。本領域的普通技術人員能從本本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種L?精氨酸清潔生產工藝，其包括下述步驟：(1)L?精氨酸發酵液經微濾膜過濾除菌，分別收集截留物和濾過液；然后將濾過液繼續進行超膜過濾，收集濃縮液和凈化液；將上述截留物和濃縮液合并，經過烘干得到動物營養飼料；上述凈化液經濃縮5?10倍后，緩慢降溫至20℃，用氨水(或氨氣)緩慢調節pH為9.5?10.5的等電溶液；(2)將步驟(1)的等電溶液沉降6?10小時，離心，收集沉淀物1和上清液1，往沉淀物1中投入95％酒精中攪拌、洗滌，酒精投入量以沒過沉淀物1為準，經再次離心分離收集沉淀物2和上清液2，沉淀物2經烘干后獲得L?精氨酸，上清液2經過減壓蒸餾回收酒精；將上清液1與回收酒精后的上清液2混合得到一次提取后的母液；(3)將步驟(2)一次提取后的母液經再次濃縮后，調pH至9.5?10.5進行等電提取，重復步驟(2)，獲得二次提取L?精氨酸和二次提取后的母液；(4)二次提取后的母液經再次提取L?精氨酸后成為末次母液；末次母液加入硫酸調節pH至7.0，然后添加占末次母液質量分數2％的腐植酸鉀，攪拌均勻，經蒸發器濃縮后進入噴料造粒，獲得腐植酸鉀硫酸銨發酵復混肥。

【技術特征摘要】
1.一種L-精氨酸清潔生產工藝，其包括下述步驟: (1)L-精氨酸發酵液經微濾膜過濾除菌，分別收集截留物和濾過液；然后將濾過液繼續進行超膜過濾，收集濃縮液和凈化液；將上述截留物和濃縮液合并，經過烘干得到動物營養飼料；上述凈化液經濃縮5-10倍后，緩慢降溫至20°C，用氨水(或氨氣)緩慢調節pH為9.5-10.5的等電溶液； (2)將步驟(I)的等電溶液沉降6-10小時，離心，收集沉淀物I和上清液1，往沉淀物I中投入95%酒精中攪拌、洗滌，酒精投入量以沒過沉淀物I為準，經再次離心分離收集沉淀物2和上清液2，沉淀物2經烘干后獲得L-精氨酸，上清液2經過減壓蒸餾回收酒精；將上清液I與回收酒精后的上清液2混合得到一次提取后的母液； ...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李德衡，嚴紀文，李樹標，劉元濤，劉建陽，李玉成，王玉杰，
申請(專利權)人：左英龍，
類型：發明
國別省市：