专利名称：一种离子交换法提取赖氨酸的方法
技术领域：
本发明涉及一种利用离子交换法提取赖氨酸的方法，属于生物化工技术领域。
背景技术：
在赖氨酸生产过程中，发酵完毕后，需要对发酵液中的赖氨酸进行提取回收，现有的提取赖氨酸的方法是酸性离子交换法，具体方法包括将发酵液加热到80℃维持15分钟，过滤得滤清液，用盐酸或硫酸调PH2以下得酸化液，用强酸性氢型酸性离子交换树脂柱，对酸化液中的赖氨酸进行吸附，吸附饱和之后，用2～2.5摩尔的氨水进行洗脱。然后对浓缩结晶的高浓度组份还要用盐酸进行第二次酸化，使其成为赖氨酸盐酸盐成品。整个离子交换过程中，吸附与洗脱要用去大量的盐酸和氨水，产品成本加大。这不但浪费了大量硫酸和氨水，又造成了严重的环境污染。
发明内容本发明针对现有技术赖氨酸提取中存在的问题，提出了一种新的离子交换法提取赖氨酸的方法，发酵过滤清液不用酸化，而且洗脱时不用氨水而用金属氯化物溶液的方法进行。
本发明离子交换法提取赖氨酸的方法，包括发酵液加热过滤，得到的滤清液直接用强酸性氢型中性离子交换树脂柱进行吸附，吸附饱和后用水冲洗去杂质，用金属氯化物溶液洗脱，在洗脱的同时赖氨酸即转化成盐酸盐，然后对流出的洗脱液用碳酸钠去除金属离子后进行浓缩结晶，得赖氨酸成品。
上述金属氯化物是氯化钙、氯化钠或氯化钡。
本发明的方法具体操作步骤如下1、将发酵完毕的发酵液加热至80～85℃，维持15～20分钟，过滤除渣，得清液；2、上述清液直接进入强酸性氢型中性离子交换柱吸附，流速0.5m3～15m3/m3树脂·小时；3、吸附饱和之后用水冲洗去除杂质；4、用浓度为0.1～3摩尔的金属氯化物溶液以0.5m3～15m3/m3树脂·小时流速进行洗脱；5、上述流出的洗脱液用碳酸钠调PH6～7，去除金属离子后浓缩结晶，得赖氨酸成品。
在上述步骤5中，所述的流出的洗脱液是高浓度(含赖氨酸重量百分比1％以上)的洗脱流出液，含赖氨酸1％以下的浓度低的部份可另收集，再用于步骤4中的洗脱液配制。
本发明方法中用过的洗脱后的离子交换树脂呈钙离子等阳离子型，用水冲洗后，用上述的低浓度组份的流出液，加入盐酸使其成为0.1～2摩尔的盐酸溶液，以0.5～15m3/m3树脂·小时的流速再生，流出液再用碳酸钙等碳酸盐进行多余盐酸的处理，处理完毕后作为备用洗脱液。
本发明不必对发酵液加热后过滤得到的滤清液进行酸化，而是直接用强酸性氢型中性离子交换柱进行吸附，吸附饱和后，又不必用氨水洗脱，而是用氯化钙等氯化物溶液进行洗脱，洗脱液去除钙离子后浓缩结晶。洗脱后的离子交换柱用盐酸进行再生，流出的氯化钙等氯化物溶液进行调节后重复利用，形成了一个闭路循环。可显著地降低废水的环保处理难度，极大地提高经济效益。每提取万吨赖氨酸与现有技术相比可增收数百万元。
具体实施方式
实施例1年产万吨赖氨酸生产厂，发酵产酸以10％计，年生产330天计，日产发酵过滤清液300m3，含赖氨酸30吨。
赖氨酸发酵完毕后直接在发酵罐加热至84℃，维持16分钟，然后过滤，去渣得清液，清液贮存于400m3容积的贮罐中。
吸附用30根强酸性氢型中性离子交换柱，每根柱装离子交换树脂10m3，流速0.5～15m3/m3树脂·小时，吸附饱和后用水冲洗去杂质，然后用2摩尔的氯化钙溶液洗脱，流速0.5～15m3/m3树脂·小时。
将洗脱流出液的高浓度组份打入处理罐中，搅拌下，用碳酸钠调PH6～7，去除钙离子等，再加入1～4％的粉状活性炭，搅拌30分钟去除有机杂质，过滤得清液，再浓缩结晶；流出液的低浓度组份，收集贮存，用于配洗脱液。
洗脱后的离子交换树脂呈钙离子等阳离子型，用水冲洗后，用上述的低浓度组份的流出液，加入盐酸使其成为0.1～2摩尔的盐酸溶液，以0.5～15m3/m3树脂·小时的流速再生，流出液再用碳酸钙等碳酸盐进行多余盐酸的处理，处理完毕后作为备用洗脱液。
实施例2年产5000吨赖氨酸生产厂，发酵产酸10％计，年生产330天计，日产发酵过滤清液150m3，含赖氨酸15吨。
发酵完毕后在罐内加热至85℃，维持15分钟，过滤得清液，贮存入200m3容积的贮罐中。
吸附用15根强酸性氢型中性离子交换柱，每根柱装离子交换树脂10m3，流速0.5～15m3/m3树脂·小时，吸附饱和后用水冲洗去杂质，然后用3摩尔的氯化钙溶液洗脱，流速0.5～15m3/m3树脂·小时。
洗脱流出液的高浓度组份打入处理罐中，在搅拌下加入碳酸钠调PH6～7，去除钙等离子，然后加1～4％的粉状活性炭，继续搅拌30分钟，过滤得清液，再浓缩结晶。流出液的低浓度组份，收集贮存，用于配洗脱液。
离子交换树脂再生及洗脱液配置洗脱后的树脂呈钙离子等阳离子型，用水冲洗后，用上述的低浓度流出液，加入盐酸使其成为0.1～2摩尔浓度的溶液，以0.5～15m3/m3树脂·小时的流速再生树脂，流出液用碳酸钙等碳酸盐处理多余的盐酸，处理完毕后，用作洗脱液。
实施例3如实施例1所述，所不同的是洗脱液是1.5摩尔的氯化钠溶液。
权利要求
1.一种离子交换法提取赖氨酸的方法，包括发酵液加热过滤，其特征在于得到的滤清液直接用强酸性氢型中性离子交换树脂柱进行吸附，吸附饱和后用水冲洗去杂质，用金属氯化物溶液洗脱，在洗脱的同时赖氨酸即转化成盐酸盐，然后对流出的洗脱液用碳酸钠去除金属离子后进行浓缩结晶，得赖氨酸成品。
2.如权利要求1所述的离子交换法提取赖氨酸的方法，其特征在于具体操作步骤如下(1)将发酵完毕的发酵液加热至80～85℃，维持15～20分钟，过滤除渣，得清液；(2)上述清液直接进入强酸性氢型中性离子交换柱吸附，流速0.5m3～15m3/m3树脂·小时；(3)吸附饱和之后用水冲洗去除杂质；(4)用浓度为0.1～3摩尔的金属氯化物溶液以0.5m3～15m3/m3树脂·小时流速进行洗脱；(5)上述流出液用碳酸钠调PH6～7，去除金属离子后浓缩结晶，得赖氨酸成品。
3.如权利要求1或2所述的离子交换法提取赖氨酸的方法，其特征在于，所述的金属氯化物是氯化钙、氯化钠或氯化钡。
4.如权利要求1或2所述的离子交换法提取赖氨酸的方法，其特征在于，所述的流出的洗脱液是高浓度的洗脱流出液，洗脱中浓度低的组份可另收集，再用于步骤(4)中的洗脱溶液的配制。
5.如权利要求1或4所述的离子交换法提取赖氨酸的方法，其特征在于，用过的洗脱后的离子交换树脂呈阳离子型，用水冲洗后，用低浓度组份的流出液，加入盐酸使其成为0.1～2摩尔的盐酸溶液，以0.5～15m3/m3树脂·小时的流速再生，流出液再用碳酸钙进行多余盐酸的处理，处理完毕后作为备用洗脱液。
全文摘要
一种离子交换法提取赖氨酸的方法，属于生物化工技术领域。包括发酵液加热过滤，得到的滤清液直接用强酸性氢型中性离子交换树脂柱进行吸附，吸附饱和后用水冲洗去杂质，用金属氯化物溶液洗脱，在洗脱的同时赖氨酸即转化成盐酸盐，然后对流出的洗脱液用碳酸钠去除金属离子后进行浓缩结晶，得赖氨酸成品。本发明方法不必对滤清液进行酸化，不必用氨水洗脱，洗脱液去除钙离子后浓缩结晶。洗脱后的离子交换柱用盐酸进行再生，流出的氯化钙等氯化物溶液进行调节后重复利用，形成了一个良性循环。可显著地降低废水的环保处理难度，极大地提高经济效益。
文档编号C07C229/00GK1576270SQ0313892
公开日2005年2月9日 申请日期2003年7月28日 优先权日2003年7月28日
发明者魏凤鸣, 刘世斋 申请人:魏凤鸣