味精生产中谷氨酸等电母液的处理方法

专利名称：味精生产中谷氨酸等电母液的处理方法
技术领域：
本发明属于味精行业，特别涉及一种味精生产中谷氨酸等电母液的处理方法。
背景技术：
味精，学名谷氨酸单钠盐(Monosodium Glutamate,简称为MSG)。味精是一种重要 的食品添加剂，可以丰富和改善食品的风味，广泛用于食品及食品加工行业。我国是味精生 产大国，2005年产量约135万吨，占世界总产量的70%以上。味精是由发酵提取的谷氨酸 (称麸酸)精制而来。我国主要以淀粉发酵生产谷氨酸，在发酵过程中不断补加氨维持发酵液的pH维 持在7左右。发酵结束后，采用等电结晶步骤提取谷氨酸，即用浓硫酸调节发酵液的pH至 谷氨酸的等电点使谷氨酸结晶(简称“等电”)。等电结晶通常包括常温等电、低温等电。或 连续等电。分出的谷氨酸晶体经精制(溶解、脱色、中和、结晶)而成味精，而剩余的上清液 中还含有15 20g/L谷氨酸、30 40克/升的硫酸根和10 15克/升的铵根，pH约为 3.0。通常称等电结晶前的料液为等电原液，称结晶后的上清液为“等电母液”。为了提高谷氨酸的收率，目前的工业生产对等电母液的处理方法是采用阳离子交 换从等电母液中提取剩余的谷氨酸。具体方法是用浓硫酸调节等电母液的PH值到1.8 2.0(称为酸化)，酸化后的等电母液进入阳离子交换柱(氢型)将谷氨酸交换吸附上柱，洗 脱液为含有40 50克/升的硫酸根和15 20克/升的铵根的离交废液，再用氨水洗脱 该阳离子交换柱，得到含谷氨酸的解脱液(这股物料通常称为“高流分”)，将该解脱液返回 等电结晶步骤。上述生产流程称为“等电结晶-离子交换”工艺，简称“等电-离交”工艺，如图1 所示。在“等电-离交”工艺中，虽然提取了等电母液中剩余的谷氨酸，但是代价是更多地 消耗硫酸和氨，导致每生产1吨谷氨酸要消耗硫酸(100%计)约900kg、消耗液氨约400kg。 多消耗的硫酸和氨最后进入谷氨酸离交废液，使得谷氨酸离交废液含有比谷氨酸等电母液 更大量的硫酸根和铵根，更加难以治理。为此，现有部分味精生产企业采用“浓缩-等电”工艺，即在等电结晶步骤前加入 浓缩发酵液的步骤，如图2所示。等电结晶步骤分离谷氨酸晶体后得到的等电母液含有约 100克/升的硫酸根、约35 40克/升的铵根和约30克/升的谷氨酸，PH 2 3。通常， 该“浓缩-等电”工艺得到的等电母液不再提取其中的谷氨酸，而是将等电母液分离菌体 后直接浓缩制复合肥。在“浓缩-等电”工艺中，每生产1吨谷氨酸耗硫酸(100%计)约 400kg、消耗液氨约300kg。无论何种工艺，谷氨酸等电母液中均含有高浓度的硫酸根和铵。现有的谷氨酸等 电母液的处理方法会碰到诸多问题。例如，用生物厌氧和好氧处理等电母液时，会受高浓度 硫酸铵抑制；硫酸铵本身也难以降解；将等电母液用来培养酵母时，受高浓度硫酸铵抑制， 酵母的生长速率低；而将等电母液浓缩以生产硫酸铵复合肥或结晶硫酸铵时，能耗过大，造 成二次污染。在将等电母液经过阳离子交换提取谷氨酸后，得到的谷氨酸离交废液含有更大量的硫酸根和铵，更加难以治理。因而，用现有方法处理等电母液，一方面限制了等电母 液中有机质的再利用或降解，另一方面也造成了味精生产的重污染。

发明内容
本发明的目的在于基本上克服现有方法处理谷氨酸等电母液的种种缺陷，从而提 供一种味精生产中谷氨酸等电母液的处理方法。本发明的处理方法能够解决在双极膜电渗析中出现的漏氢问题。本发明的处理方法还可避免谷氨酸易在双极膜电渗析器的酸室料液中结晶。本发明提供的味精生产中谷氨酸等电母液的处理方法，是采用双极膜电渗析 技术，将含有硫酸铵、氯化铵或硝酸铵的谷氨酸等电母液通入三室双极膜电渗析器或 “酸-盐”两室双极膜电渗析器的盐室，采用含谷氨酸的料液作为酸室的初始液；最后在三 室双极膜电渗析器或“酸-盐”两室双极膜电渗析器的盐室得到脱无机盐的等电母液，在酸 室得到含有谷氨酸和再生的硫酸、盐酸或硝酸的料液，以及得到再生的氨。所述含谷氨酸的料液包括谷氨酸发酵液、谷氨酸发酵液的过滤液(将谷氨酸发 酵液用膜过滤等方法过滤除菌后得到的透过液)、发酵液过滤的透析液(将谷氨酸发酵液用微滤或超滤膜过滤时，菌体浓缩后过滤的膜通量下降，同时也 为了提高过滤的透过液中谷氨酸的收率，需要在膜的截留侧加水，继续过滤，此时的透过液 称为透析液)或它们的稀释液；或采用传统的“等电-离交”工艺中离交步骤洗脱谷氨酸时， 得到的含谷氨酸的解脱液。本发明提供的处理方法充分利用谷氨酸的酸碱两性，将双极膜电渗析器酸室的H+ 浓度降低，缓解了从酸室向盐室的H+渗漏，使得再生得到的酸不需要经过浓缩就可循环回 用到等电结晶步骤。本发明的处理方法还进一步避免了谷氨酸在酸室结晶。本发明的处理 方法实现了硫酸、盐酸或硝酸的再生循环。


图1为现有的等电-离交生产谷氨酸工艺流程示意图；图2为现有的浓缩-等电生产谷氨酸工艺流程简图；图3为本发明的味精生产中谷氨酸等电母液的处理方法的工艺流程示意图；图4为根据本发明一实施方式的谷氨酸等电母液的处理方法的工艺流程示意图；图5为“酸-盐-碱”三室双极膜电渗析器中的膜堆结构排列示意图；图6为“酸-盐”两室双极膜电渗析器中膜堆结构排列示意图；其中A阴离子交换膜C阳离子交换膜 BM双极膜20盐室10酸室30碱室40极室M+盐的阳离子X+盐的酸根阴离子。
具体实施例方式本发明提供的味精生产中谷氨酸等电母液的处理方法，是采用双极膜电渗析技术，如图3所示，将含有硫酸铵、氯化铵或硝酸铵的谷氨酸等电母液通入三室双极膜电渗析 器或“酸-盐”两室双极膜电渗析器的盐室，采用含谷氨酸的料液作为酸室的初始液；最后 在三室双极膜电渗析器或“酸-盐”两室双极膜电渗析器的盐室得到脱无机盐的等电母液， 在酸室得到含有谷氨酸和再生的硫酸、盐酸或硝酸的料液(酸室完成液)，在三室双极膜电 渗析器的碱室或“酸-盐”两室双极膜电渗析器的盐室得到再生的氨。所述含谷氨酸的料液包括谷氨酸发酵液、谷氨酸发酵液的过滤液(将谷氨酸发 酵液用膜过滤等方法过滤除菌后得到的透过液)、发酵液过滤的透析液(将谷氨酸发酵液 用微滤或超滤膜过滤时，菌体浓缩后过滤的膜通量下降，同时也为了提高过滤的透过液中 谷氨酸的收率，需要在膜的截留侧加水，继续过滤，此时的透过液称为透析液)或它们的稀 释液；或采用传统的“等电-离交”工艺中离交步骤洗脱谷氨酸时，得到的含谷氨酸的解脱 液。在本发明的实施方式中，在酸室得到的酸室完成液中，再生的硫酸的浓度为 0. 5 2. 5mol/L ；再生的盐酸的浓度为1 5mol/L ；再生的硝酸的浓度为1 5mol/L。该 酸室完成液可直接或经过浓缩后用于在发酵结束后所采用的等电结晶步骤，以调节等电原 液的PH使谷氨酸结晶。在本发明的实施方式中，在三室双极膜电渗析器的碱室或“酸-盐”两室双极膜 电渗析器的盐室得到的氨可用空气或其它惰性气体吹出，得到氨气；吹出的氨气可进一步 用常规的冷凝方法液化得到液氨，或用水吸收得到氨水。所述氨水、液氨或氨气可用于发 酵生产谷氨酸时调节发酵液的pH，和/或所述氨水可以用于等电-离交步骤时从阳离子 交换柱上洗脱吸附的谷氨酸，和/或所述氨水可以用于本发明的回收谷氨酸步骤中从吸附 有谷氨酸的阴离子交换柱上洗脱吸附的谷氨酸。使用所述氨气(含氨气体)时可经过或 不经过储罐后通入发酵罐调节PH。吹出的氨气也可用生产谷氨酸时的发酵补料液体(糖 液)吸收得到含氨的糖液，然后将该含氨的糖液返回生产谷氨酸时的发酵阶段使用，用于 调节发酵液PH的同时补加糖。含氨的糖液用于调节发酵液pH的同时补加糖采用专利 CN200510130636. 9中公开的方法。在本发明的实施方式中，所述吹氨操作是用增大或减小通气量的办法调节三室双 极膜电渗析器的碱室或“酸-盐”两室双极膜电渗析器的盐室的PH值，即当三室双极膜电 渗析器的碱室或“酸-盐”两室双极膜电渗析器的盐室的PH值高于设定的pH值时增大通 气量，当三室双极膜电渗析器的碱室或“酸-盐”两室双极膜电渗析器的盐室的PH值低于 设定的PH值时减小通气量，从而维持三室双极膜电渗析器的碱室或“酸-盐”两室双极膜 电渗析器的盐室的PH。三室双极膜电渗析器的碱室或“酸-盐”两室双极膜电渗析器的盐 室的PH值维持在pH为9以上的某个数值。采用常规的pH控制手段。本发明的技术方案中，所述的双极膜电渗析可在“酸-盐-碱”三室双极膜电渗析 器或“酸-盐”两室双极膜电渗析器中进行。图5示出了“酸-盐-碱”三室双极膜电渗析 器中的膜堆结构排列的示意图，包括两个极室40，和夹在其中且被阴离子交换膜A、阳离子 交换膜C和双极膜BM分隔的若干组酸室10、盐室20和碱室30。图6示出了 “酸-盐”两 室双极膜电渗析器中膜堆结构排列示意图，包括两个极室40，和夹在其中且被阴离子交换 膜A和双极膜BM分隔的的若干组酸室10和盐室20，该盐室相当于将图5中的“盐-碱”两 室合并。本发明中的双极膜电渗析器的组织方式为常规的一级一段或者多级多段组织方式。可采用常规的操作方法，例如，恒流、恒压或变压、或变流方式，对双极膜电渗析器进行 操作。在电场作用下，双极膜内的水分子解离成H+和0H—，分别迁移进入酸室和碱室，盐的 阳离子M+和阴离子X_(X_为酸根)分别迁移进入碱室和酸室。则在酸室得到酸HX，在碱室 得到碱Μ0Η。在本发明中，待处理料液含NH4+和S042_，则在酸室得到&S04，在碱室得到NH3。本发明的双极膜电渗析器中，极室中的料液即为常规的工业双极膜电渗析器料 液，例如0. 1 0. 5mol/L的硫酸钠或其它惰性电解质的水溶液；极室的体积为常规体积，通 常以极室料液能在膜堆内正常循环即可。本发明的双极膜电渗析器中，包括酸室、碱室、盐室、极室在内的各室的料液的温 度采用常规电渗析操作的温度，通常不超过5 50°C的范围；各室的流速采用常规流速，通 常不超过0. 1 lOcm/s的范围；电流密度采用常规的电流密度，通常不超过1 200mA/cm2 的范围。在本发明的实施方式中，对于三室双极膜电渗析器，酸室和碱室料液的初始体积 与盐室的体积比以达到预定的酸和碱的浓缩倍数为准，其中碱室初始料液与盐室料液的体 积比为0.05 2 1 ；对于“酸-盐”两室双极膜电渗析器，酸室料液的初始体积与盐室的 体积比以达到预定的酸的浓缩倍数为准。本发明中的双极膜电渗析器中的阳离子交换膜、阴离子交换膜和双极膜均为市售产品。作为阳离子交换膜的实例例如日本德山曹达公司生产的NeosebtaCL-2. 5T、 Neosebta CLS-2. 5T，日本旭化成公司生产的Aciplex CK-1、AciplexCK-2，日本旭硝子公 司生产的Selemion CMV、Selemion CSV，美国机械和制造公司(AMF)生产的AMfion C-60、 AMfion C-300，美国Ionac化学公司生产的Ionac MC-3142、Ionac MC-3470，美国离子公司 (Ionics)生产的 N印tonCR61AZL183、N印ton CR61AZL065，美国福马科技公司(Fumatech) 生产的 Fumasep FTCM> Fumasep FKS> Fumasep FKB> Fumasep FKL> Fumasep FKE,国家海洋 局二所生产的DS-01、DS-02，晨光化工研究院天原化工厂生产的QF-1，核工业部北京五所 生产的KM，中科院上海原子核研究所生产的F461、F463、F465、NF-1，北京环宇利达环保设备有 限公司生产的JCM-10、JCM-15，山东天维膜技术公司生产的ACM，核工业部北京五所生产的 CMB,或上海上化水处理材料有限公司生产的3361BW。作为阴离子交换膜的实例例如日本德山曹达公司生产的Ne0SebtaAV-4T、 Neosebta AFS-4T、DFM，日本旭化成公司生产的 Aciplex CA-1、AciplexCA-3，日本旭硝 子公司生产的Selemion AMV, Selemion ASV、DMV，美国机械和制造公司(AMF)生产的 AMfion A-60、AMfion A-300，美国 Ionac 化学公司生产的 Ionac MA-3148、Ionac MA-3475, 美国离子公司(Ionics)生产的N印ton AR111BZL183、N印ton AR111BZL065，美国福马 禾斗技公司(Fumatech)生产的 Fumasep FTAM> Fumasep FAB> Fumasep FAA> Fumasep FAP> FumasepFAB-PK, Fumasep FAS、Fumasep FAD，晨光化工研究院生产的D1, D2,上海原子核研 究所生产的F462、F464、F466，国家海洋局二所生产的EPA-1，中科院上海有机所生产的F201， 北京环宇利达环保设备有限公司生产的JAM-10、JAM-15，山东天维膜技术有限公司生产的 DF-120，浙江千秋环保水处理有限公司生产的ED9010、ED120、ED-100，上海上化水处理材料 有限公司生产的3362BW，或核工业部北京五所生产的AMB。作为双极膜的实例例如日本德山曹达公司生产的Neosebta BP-I或美国福马科技生产的FumasepFBM。本发明采用含谷氨酸的料液(代替常规方法采用水和稀酸)作为双极膜电渗析器 的酸室初始液，很好地解决了在常规方法中产生的“漏氢”问题。在常规使用水和稀酸作为 双极膜电渗析器的酸室初始液的方法中，随着反应进程，再生的酸浓度增高至较高程度时， 会有H+从酸室跨过阴离子交换膜渗漏进盐室。对于三室双极膜电渗析器，H+渗漏会造成盐 室的PH下降(盐室的PH可降到1.6)，使得盐室中的谷氨酸带正电荷，因而在三室双极膜电 渗析器中会向阴极方向迁移，加重阳膜污染。对于“酸-盐”两室双极膜电渗析器，渗漏的 H+直接中和了盐室内的0H_，降低从盐室收获碱的效率。而且，“漏氢”造成双极膜电渗析器 的电流效率降低、能耗增加。而本发明采用含谷氨酸的料液作为双极膜电渗析器的酸室初 始液避免了该“漏氢”问题。但是，当本发明采用含谷氨酸的料液作为双极膜电渗析器的酸室初始液再生酸碱 过程中，如果酸室料液中的谷氨酸浓度较高(例如30 150克/升)时，随着反应进行，pH 降低到-定程度(例如约3. 2 4. 5，与酸室料液的谷氨酸浓度有关)时，由于谷氨酸在pH =3附近溶解度最低，料液中的谷氨酸即会在酸室料液中发生结晶，结晶会附着在电渗析 器的膜堆内，引起流动阻力增大。在这种情况下，可以继续实施再生酸碱的操作，随着反应进程，酸室的pH会进一 步降低，使得析出的谷氨酸晶体重新溶解。作为选择，也可以在连接双极膜电渗析器的酸室的出口和进口之间的管路内加入 固液分离装置(如离心、过滤、旋液、沉降)以将谷氨酸晶体分离出去。分离出的谷氨酸晶 体可以按现有生产方法去等电结晶步骤进行重结晶，或者直接去味精精制工段用于制造味 Ib 。更为优选的，采用常规手段控制双极膜电渗析器的酸室中的pH值，使之维持在不 使谷氨酸结晶又可大幅度缓解H+渗漏(优选1. 5 2. 6)，具体调节方法为交替或穿插进行 下面两个步骤，或针对不同批次的谷氨酸等电母液同时进行下面两个步骤步骤一、对于含较高浓度谷氨酸(30 150克/升)的料液作为双极膜电渗析的 酸室初始液，收取再生的硫酸、盐酸或硝酸，进行双极膜电渗析直到酸室出现浑浊(即谷氨 酸开始结晶，PH约在3. 2 4. 5)之前停止反应；在酸室得到的含谷氨酸和再生酸的酸室完 成液回到等电结晶步骤调节等电原液的PH，或用于下述步骤二的调节双极膜电渗析器的酸 室的PH ；步骤二、对于含较低浓度谷氨酸(低于30克/升)的料液作为双极膜电渗析的酸 室初始液，收取再生的硫酸、盐酸或硝酸，进行双极膜电渗析直到酸室的PH降低至1. 5 2. 6，不会引起谷氨酸结晶，然后用含高浓度谷氨酸的料液调节酸室料液的pH，使酸室的pH 维持在1. 5 2. 6 ；在酸室得到的含谷氨酸和再生酸的酸室完成液回到等电结晶步骤调节 等电原液的pH。如此，在大大缓解了 H+从酸室向盐室的渗漏的同时，进一步避免了谷氨酸在酸室 中的结晶。本发明的处理方法还可包括回收谷氨酸谷氨酸等电母液经过前述双极膜电渗析处理后，得到脱无机盐的等电母液，其中 含有15 30克/升的谷氨酸以及发酵液带来的其他有机质，其pH在3. 3以上(例如3. 3 4. 6)，因而谷氨酸带负电荷。因此，本发明采用三室双极膜电渗析或阴离子交换法来回收谷氨酸。卞法1 啦帛双漏申篇碰離龍·将前述处理方法得到的脱无机盐的等电母液通入“酸-盐-碱”三室双极膜电渗析 器(图5)的盐室中；用稀酸(0. 05 lmol/L的硫酸、0. 1 2mol/L的盐酸或0. 1 2mol/ L的硝酸)作为酸室初始液；用水、稀氨水或NaOH溶液、KOH溶液等强碱性介质作为碱室的 初始液；开启双极膜电渗析器进行处理，直到进入盐室的脱无机盐的等电母液中的谷氨酸 浓度降低到所需要的浓度。在用水、稀氨水作为碱室的初始液时，直接在碱室得到氨水；以NaOH溶液、KOH溶 液或其它强碱性介质为碱室的初始液时，在碱室中生成氨，可用空气或其它惰性气体吹出 得到氨气，并可进一步冷凝液化得到液氨或用水吸收得到氨水。在酸室得到的含硫酸(或盐酸，或硝酸)和再生的谷氨酸的酸室完成液可以回到 等电结晶步骤，或者去作为用双极膜电渗析器从等电母液将无机盐再生酸碱步骤的双极膜 电渗析器的酸室初始液。在盐室得到的脱谷氨酸的等电母液可用于培养酵母，和/或采用常规的生物技术 治理达到排放标准。在本发明中，所述的“进入盐室的脱无机盐的等电母液中的谷氨酸浓度降低到所 需要的浓度”是指谷氨酸初始浓度的30%以下。对工业应用而言，当然是追求尽量低，最好 降低到初始浓度的15%以下，这仅与成本核算有关，该浓度被降得越低必然所需电耗就越 大。可以通过一些现有的方法来监测谷氨酸的浓度，例如，可以用测量电导、电流的方法来 间接测定溶液中的离子浓度，或者根据经验设定时间。方法2 用阴离子交换法回收谷氨酸将前述处理方法得到的脱无机盐的等电母液通入氢氧根型阴离子交换柱吸附谷 氨酸；用0. 85 8. 5%的氨水洗脱吸附的谷氨酸，洗脱的同时阴离子交换柱被再生为氢氧 根型，可以再次用于吸附。所述的洗脱用的氨水可以来自商品，也可来自前述用双极膜电渗析技术从等电母 液将无机盐再生酸碱得到的氨水。吸附谷氨酸时透过氢氧根型阴离子交换柱的透过液是脱谷氨酸的等电母液，含 0. 1 0. 2mol/L的氨，可用于培养酵母和/或采用常规的厌氧-好氧生物技术治理；或，可 采用现有的物理方法(如蒸馏)或生物方法(如硝化-反硝化)脱除其中的氨，再用于培 养酵母和/或采用常规的厌氧-好氧生物技术治理。从阴离子交换柱洗脱吸附的谷氨酸得到的含谷氨酸的解脱液可以回到等电结晶 步骤，或者回到从等电母液将无机盐再生酸碱步骤作为酸室初始液。所述的阴离子交换树脂可采用强碱性阴离子交换树脂、弱碱性阴离子交换树脂。作为强碱性阴离子交换树脂的实例，例如市售的强碱性阴离子交换树脂，如天津 南开和成科技有限公司生产的 201 X2,201X4,201 X7、205X7、201 X8、D290, D296, D201、 D26U D280, D284, D262, D201GF，中国江苏苏青水处理工程集团有限公司生产的201X2、 201X4、201X4FC、201X7、201X70H、201X7FC、201X7SC、201X7MB、202-II、202-IISC、 D201、D2010H、D201FC、D296, D208、213、D218，安徽三星树脂科技有限公司生产的7170、201X4、201X7、D201。作为弱碱性阴离子交换树脂的实例，例如市售的弱碱性阴离子交换树脂，如天津 南开和成科技有限公司生产的D301R、D301G、D301T、D392、D380、D382，中国江苏苏青水处 理工程集团有限公司生产的 D301-III、D301-G、D301-F、D306、D308、D309、D320、313、316、 D311、D318、D818，安徽三星树脂科技有限公司生产的330、D301、D311。本发明提供了两种从脱无机盐的等电母液回收谷氨酸的方法，均不需要调节pH。 该方法回收了剩余谷氨酸，可提高谷氨酸的总收率。回收后的脱谷氨酸的等电母液可以采 用常规的厌氧、好氧方法治理。回收的含谷氨酸的料液，例如含谷氨酸的回收液(即三室双 极膜电渗析器的酸室完成液)、或从吸附有谷氨酸的阴离子交换柱洗脱谷氨酸时得到的含 谷氨酸的解脱液，可循环回下一批的等电结晶步骤，或者回本发明前述从等电母液将无机 盐再生酸碱步骤作为双极膜电渗析器的酸室初始液。本发明的处理方法还可包括在讲行双极膜电渗析从等电母液将无机盐再牛酸碱 之后或者在进一步回收谷氨酸之后，使用酵母菌种进一步处理脱无机盐或脱谷氨酸后的等 电母液的步骤。由于前述处理方法所得的脱无机盐或脱谷氨酸的等电母液中的残糖、有机酸和有 机氮等都是酵母生长的营养，可以不同程度被酵母利用。而且，由于该等电母液已经被脱 盐，因而不会产生传统生产工艺中因含高浓度的硫酸铵而导致的对微生物的生长造成抑制 的问题，所以，可以直接采用常规培养酵母的方法对该等电母液进一步处理。采用常规培养酵母的方法，将酵母菌种加入该脱无机盐或脱谷氨酸后的等电母 液。所用的酵母菌种为包括热带假丝酵母、产朊假丝酵母、苹果酒酵母、白地霉或酿酒酵母 等的常规酵母菌种。本发明的一实施方式中，用脱无机盐的等电母液培养酵母单一菌种，可 以将COD从20000 40000mg/L降至4000 8000mg/L，酵母产率可达20g/L ·天，远高于 直接用等电母液培养酵母的生长速度。而且，本发明通过培养酵母可以消耗大部分有机质， 培养酵母后的废液可以采用常规的厌氧、好氧方法治理达标或回用。而且，在处理等电母液 的同时还得到了可作为饲料蛋白的酵母。鉴于脱无机盐或脱谷氨酸后的等电母液的组成非常复杂，单一菌种利用等电母液 中的营养物质会存在一定的局限性，所以更为优选的是，使用多个酵母菌种，例如苹果酒酵 母、热带假丝酵母和产朊假丝酵母，通过它们的混合培养来处理脱盐后的等电母液，以便利 用各菌种营养需求的互补性，可以更多地消减COD。在本发明的一实施方式中，用脱无机盐 的等电母液培养上述三种酵母的混合物时，得到的生物量均大于单独培养，几乎没有延迟 期，对数期的时空产率可达到lg/Lh，C0D可从20000 45000mg/L降至3000 8000mg/L。本发明的处理方法还可包括在进行双极膜电渗析之前，对谷氨酸等电母液进行除 菌和除蛋白的步骤。采用常规除菌手段，如有机膜过滤、无机膜过滤或压滤等手段及其组合，必要的话 可以增加絮凝、助滤等操作，对谷氨酸等电母液进行除菌。采用常规除蛋白超滤工艺，如采用截留分子量为1K、3K、6K或IOK的超滤膜，对谷 氨酸等电母液进行除蛋白。由于菌体及杂蛋白会对双极膜电渗析中使用的各种膜形成膜污染，从而本发明先 行将谷氨酸等电母液除菌、除蛋白可以延长双极膜电渗析器的操作周期、降低能耗。
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本发明的处理方法还可包括在讲行双极膜电渗析之前，对谷氨酸等电母液进行净 化脱钙镁的步骤。脱钙镁的步骤的实施是采用常规的阳离子交换法，或草酸盐沉淀法。本发明的阳离子交换法可采用强酸性阳离子交换树脂、弱酸性阳离子交换树脂及 螯合性离子交换树脂。作为强酸性阳离子交换树脂的实例例如各种市售的强酸性阳离子交换树脂，如 中国南开大学化工厂生产的 001X1、001X2、001X3、001X4、001X7、002X7、003X7、 004Χ7、001Χ8、001Χ7Χ7、001Χ14· 5、D072、D061、D001-CC、NKC-9、D001SS，中国江苏苏 青水处理工程集团有限公司生产的001X4、001X4H、001X7、001X7H、001X10、001X16、 D001，中国廊坊贝尔特化工建材有限公司生产的JK008，以及中国杭州争光树脂有限公司生 产的 001X7,DOOl0作为弱酸性阳离子交换树脂的实例例如各种市售的弱酸性阳离子交换树脂，如 中国南开大学化工厂生产的110、D151、D152、D113、DLT-1，中国江苏苏青水处理工程集团有 限公司生产的112、D113-III。作为螯合型离子交换树脂的实例例如各种市售的螯合型离子交换树脂，如南开 大学化工厂生产的D401、D418，中国江苏苏青水处理工程集团有限公司生产的D190、D401、 D402、D403、D405、D406、D407。本发明中优选中国南开大学化工厂生产的强酸性阳离子交换树脂D072，或中国江 苏苏青水处理工程集团有限公司生产的螯合型离子交换树脂D402。本发明的草酸盐沉淀法，具体操作条件如下草酸溶液在等电母液中的浓度为 0. 01mol/L 5mol/L ；或草酸的加入量为等电母液中钙镁的摩尔总数的0. 1 5倍。草酸 加入的形式是直接投入草酸固体或配成溶液再加入。沉淀反应温度为常规。沉淀反应完成 后除去草酸钙沉淀的方法是离心、过滤等形式。由于等电母液中的高价阳离子(主要是钙、镁离子)会迁移进入双极膜电渗析器 的碱室，并在阳离子交换膜和双极膜上形成膜污染物，而膜污染会增大电阻和能耗，增加双 极膜电渗析器的清洗负担。因此，本发明在将谷氨酸等电母液通入盐室之前先对谷氨酸等 电母液进行脱钙镁的步骤，有利于提高双极膜电渗析器的效率和降低能耗。 本发明的处理方法还可包括在进行双极膜电渗析之前，对谷氨酸等电母液进行浓 缩的步骤。可采用常规的蒸发、多效蒸发或膜浓缩等手段，将谷氨酸等电母液浓缩至原体积 的1/6 1。本发明在将谷氨酸等电母液通入盐室之前先将等电母液浓缩可以提高谷氨酸等 电母液的硫酸铵浓度和再生的酸的浓度，从总体上降低再生酸碱过程的能耗。本发明的味精生产中谷氨酸等电母液的处理方法适用于用硫酸、盐酸或硝酸作等 电酸化剂的等电结晶工艺。所述的等电结晶包括浓缩等电、低温等电、常温等电、连续等电 各种结晶工艺。根据需要，本发明的谷氨酸等电母液的处理方法可选择性地选用上述除菌和除蛋 白、脱钙镁、回收谷氨酸、用酵母菌种发酵、浓缩。在本发明的一个实施方式，如图4所示，即 依次使用了除菌和除蛋白、脱钙镁、回收谷氨酸、用酵母菌种发酵等全过程。
本发明的效果本发明提供的味精生产中谷氨酸等电母液的处理方法缓解了用双极膜电渗析器 从谷氨酸等电母液中再生酸碱时H+从酸室向盐室的渗漏，实现了硫酸、盐酸或硝酸的再生 循环，还进一步避免了谷氨酸在酸室结晶。本发明通过将三室双极膜电渗析盐室中得到的脱无机盐的等电母液的pH保持在 3. 3 4. 6，使得谷氨酸带负电荷，改变了迁移方向，减缓了阳膜污染和向碱室的泄漏；对 “酸-盐”两室双极膜电渗析器，本发明则大大提高了电流效率和降低了能耗。此外，本发明 的处理方法的优点还在于①提供了新的谷氨酸回收方法，将等电母液中谷氨酸回收，从而大幅度提高谷氨 酸总收率；②解除下游生物治理的瓶颈，将等电母液中的有机质转化为高价值的酵母蛋白饲 料，并使残液得以用目前成熟的生物技术治理达标。实施例1双极膜电渗析器为一段一级、单台独立运行的三室双极膜电渗析器，相邻隔室中 的液流方向采用并流形式。离子交换膜的面积为210mmX62mm，使用BP-1型双极膜、JAM-10 型阴离子交换膜和JCM-I型阳离子交换膜。双极膜、阴离子交换膜、阳离子交换膜组成三隔 室膜堆结构(如图5)重复排列5对。使用钛涂钌电极作阳极板，不锈钢电极作阴极板。隔 板和隔网均为聚丙烯材料，隔板为无迴路隔板，隔网为编织网型。请参见图3。将中国辽宁沈阳红梅味精厂的含42g/L硫酸铵、18g/L谷氨酸的谷氨 酸等电母液4. 8L通入盐室；酸室初始液为1. OL谷氨酸发酵液过滤的透析液，含谷氨酸约 42g/L，碱室初始液为IL 0.05mol/L氢氧化钠溶液，两极室液均为IL 0. 25mol/L的硫酸钠 溶液。操作过程中控制电流密度30mA/cm2，各隔室内液体流动线速度3cm/s，各室料液温 度30°C。碱室料缸中通入空气，将再生的氨用空气吹出，吹气量为1升/分钟。吹出的氨气 在另一个容器内用0. 5升水吸收。每隔10分钟测定盐室中料液的电导值，当电导值下降到 5 μ S/cm时停止电渗析操作。在酸室中得到含浓度约为1. 35mol/L的硫酸的酸室完成液约 1.05升。在吸收容器内得到质量浓度约为9%的氨水约0.5升。在盐室得到的脱无机盐的 等电母液经测定还原糖4. 5g/L，pH值约为3. 6。双极膜电渗析再生单位质量硫酸铵的能耗 比按照常规方法用0. 03mol/L硫酸作为酸室初始液降低35%。实施例2双极膜电渗析器同实施例1。将含34g/L的氯化铵、17g/L谷氨酸的谷氨酸等电母液4. 8L通入盐室；酸室初始 液为1. OL谷氨酸发酵液的过滤液，含谷氨酸约104g/L，碱室初始液为IL 0. 05mol/L氢氧化 钠溶液，两极室液均为IL 0. 25mol/L的硫酸钠溶液。操作过程中控制电流密度30mA/cm2，各隔室内液体流动线速度3cm/s，各室料液温 度30°C。碱室料缸中通入空气，将再生的氨用空气吹出，吹气量为1升/分钟。从碱室吹 出的氨气通入置于-60°C冰箱内的不锈钢蛇管。当酸室的pH下降到4. 2时酸室出现混浊 (谷氨酸结晶)，此时继续进行双极膜电渗析操作，并将酸室料缸下半部含固体(谷氨酸晶 体)较多的料液从料缸底部的阀门放出，离心后将上清液倒回酸室料缸，共进行四次离心分离谷氨酸晶体的操作；当酸室的PH下降到2. 2时酸室的混浊消失，不再进行离心分离谷 氨酸晶体的操作。每隔10分钟测定盐室中料液的电导值，当电导值下降到7 μ S/cm时停止 电渗析操作。在酸室中得到含浓度约为2. 7mol/L的盐酸的酸室完成液约1.09升。在冰箱 内蛇管另一端的接收瓶内得到约42克液氨。在盐室得到的脱无机盐的等电母液经测定还 原糖4. 4g/L，pH值约为4. 3。双极膜电渗析再生单位质量氯化铵的能耗比按照常规方法用 0. 06mol/L盐酸作为酸室初始液降低38%。实施例3双极膜电渗析器同实施例1。将含51g/L的硝酸铵、19g/L谷氨酸的谷氨酸等电母液4.8L通入盐室；酸室初始 液为1. OL谷氨酸发酵液，含谷氨酸约105g/L。碱室初始液为0. 5L质量浓度为0. 5%的氨 水，两极室液均为IL 0. 25mol/L的硫酸钠溶液。操作过程中控制电流密度30mA/cm2，各隔室内液体流动线速度3cm/s，各室料液温 度30°C。当酸室的pH下降到4. 2时酸室出现混浊(谷氨酸结晶)，此时继续进行双极膜 电渗析操作，并将一个1升的旋液分离器的料液进口和出口与酸室料缸连通，用泵将酸室 料缸内的料液泵入旋液分离器的料液进口再从旋液分离器的料液出口返回酸室料缸，从而 将谷氨酸晶体分离出酸室料液。每隔10分钟测定盐室中料液的电导值，当电导值下降到 5 μ S/cm时停止电渗析操作。在酸室中得到含浓度约为2. 8mol/L的硝酸的酸室完成液约 1.08升。在碱室得到质量浓度约9%的氨水约0.5升。在盐室得到的脱无机盐的等电母液 经测定还原糖4. 2g/L，pH值约为4. 4。双极膜电渗析再生单位质量硝酸铵的能耗比按照常 规方法用0. 06mol/L硝酸作为酸室初始液降低35%。实施例4双极膜电渗析器从等电母液将硫酸铵再生酸碱双极膜电渗析器为一段一级、单台独立运行的两室双极膜电渗析器，相邻隔室 中的液流方向采用并流形式。离子交换膜的面积为210mmX62mm，使用BP-1型双极膜和 JAM-10型阴离子交换膜。双极膜、阴离子交换膜组成两隔室膜堆结构(如图6)重复排列5 对。使用钛涂钌电极作阳极板，不锈钢电极作阴极板。隔板和隔网均为聚丙烯材料，隔板为 无迴路隔板，隔网为编织网型。请参见图3。将中国辽宁沈阳红梅味精厂的含42g/L硫酸铵、18g/L谷氨酸的谷氨 酸等电母液4. 8L通入盐室；酸室初始液为1. OL采用现有的“等电-离交”工艺中从吸附有 谷氨酸的阳离子交换柱洗脱谷氨酸时得到的含谷氨酸的解脱液，PH4. 5，含谷氨酸约65g/L， 两极室液均为IL 0. 25mol/L的硫酸钠溶液。操作过程中控制电流密度30mA/cm2，各隔室内液体流动线速度3cm/s，各室料液温 度30°C。盐室料缸中通入空气，将再生的氨用空气吹出，吹气量为0. 5升/分钟，吹出的气 体经测定含氨摩尔分数约为21%。吹出的氨气在另一个容器内用0. 5升400g/L的葡萄糖 水溶液吸收。当酸室的PH下降到3. 9时酸室出现混浊(谷氨酸结晶)，此时继续进行双极 膜电渗析操作，当酸室的PH下降到2. 4时酸室的混浊消失。每隔10分钟测定盐室中料液的 电导值，当电导值下降到25yS/cm时停止电渗析操作。在酸室中得到含浓度约为1. 4mol/ L的硫酸的酸室完成液约1. 03升。在吸收容器内得到氨质量浓度约为8%的葡萄糖水溶液 约0.5升。在盐室得到的脱无机盐的等电母液经测定还原糖4. 7g/L，pH值约为9. 2。双极膜电渗析再生单位质量硫酸铵的能耗比按照常规方法用纯水作为酸室初始液降低33%。用阴离子交换从脱无机盐的等电母液中回收谷氨酸离子交换柱内径55mm，高700mm，内装1. 5L中国南开大学化工厂生产的D290强 碱性阴离子交换树脂，树脂型式为氢氧根型。将上述双极膜电渗析器的盐室得到的脱无机 盐的等电母液4. OL通入上述氢氧根型阴离子离子交换柱中，流量为2. OL/h，从柱底收集到 3. 9升脱谷氨酸的等电母液，其谷氨酸含量0.4g/L，可用于后续的酵母培养。用5%的氨水 通入吸附有谷氨酸的阴离子交换柱内，流量为1. 0升/h，从柱底收集到含谷氨酸约76g/L的 解脱液0. 85升。洗脱谷氨酸的同时阴离子交换柱被再生为氢氧根型。实施例5双极膜电渗析器同实施例1。将中国辽宁沈阳红梅味精厂的含42g/L硫酸铵、18g/L谷氨酸的谷氨酸等电母液 7. 7L通入盐室；酸室初始液为1. OL谷氨酸发酵液过滤的透析液的稀释液，含谷氨酸约^g/ L，碱室初始液为IL 0. 05mol/L氢氧化钠溶液，两极室液均为IL 0. 25mol/L的硫酸钠溶液。操作过程中控制电流密度30mA/cm2，各隔室内液体流动线速度3cm/s，各室料液温 度30°C。碱室料缸中通入空气，将再生的氨用空气吹出，吹气量为1升/分钟。吹出的氨 气在另一个容器内用0. 5升水吸收。每隔10分钟测定盐室中料液的电导值，当电导值下降 到6 μ S/cm时停止电渗析操作。在酸室中得到含浓度约为2. 2mol/L的硫酸的酸室完成液 约1.01升。在吸收容器内得到质量浓度约15%的氨水约0.5升。在盐室得到的脱无机盐 的等电母液经测定还原糖4. 5g/L，pH值约为3. 3。双极膜电渗析再生单位质量硫酸铵的能 耗比按照常规方法用0. 05mol/L硫酸作为酸室初始液降低33%。将酸室中得到的酸室完成液浓缩3倍，用于另一批次的IL谷氨酸发酵液(含谷氨 酸约105g/L)的低温等电结晶，消耗该浓缩的酸室完成液约0.06升，所得谷氨酸晶体与传 统等电结晶没有显著差别。将吸收容器内得到的氨水用于另一批次的谷氨酸发酵的PH调 节，效果与用商品液氨稀释得到的浓氨水没有显著差别。将吸收容器内得到的氨水加入按 现有的“等电-离交”工艺中从前一批次的吸附了谷氨酸的732阳离子交换柱洗脱的低流 分，配制成洗脱液，用于按现有的“等电-离交”工艺中另一批次的吸附了谷氨酸的732阳 离子交换柱的洗脱，得到含谷氨酸质量浓度为4. 7%的高流分，效果与用商品液氨配制得到 的洗脱液的洗脱效果相当。实施例6双极膜电渗析器同实施例1。将含34g/L的氯化铵、17g/L谷氨酸的谷氨酸等电母液7. 8L通入盐室；酸室初始 液为1. OL谷氨酸发酵液的过滤液的稀释液，含谷氨酸约Mg/L，碱室初始液为IL 0. 05mol/ L氢氧化钠溶液，两极室液均为IL 0. 25mol/L的硫酸钠溶液。操作过程中控制电流密度30mA/cm2，各隔室内液体流动线速度3cm/s，各室料液温 度30°C。碱室料缸中通入空气，将再生的氨用空气吹出，吹气量为1升/分钟。从碱室吹出 的氨气通入置于-60°C冰箱内的不锈钢蛇管。当酸室的pH下降到3. 6时酸室出现混浊(谷 氨酸结晶)，此时继续进行双极膜电渗析操作，当酸室的PH下降到2. 6时酸室的混浊消失。 每隔10分钟测定盐室中料液的电导值，当电导值下降到5 μ S/cm时停止电渗析操作。在酸 室中得到含浓度约为4. 4mol/L的盐酸的酸室完成液约1. 05升。在冰箱内蛇管另一端的接收瓶内得到约70克液氨。在盐室得到的脱无机盐的等电母液经测定还原糖4. 4g/L，pH值 约为3. 6。双极膜电渗析再生单位质量氯化铵的能耗比按照常规方法用0. lmol/L盐酸作为 酸室初始液降低35%。将酸室中得到的酸室完成液浓缩1. 5倍，用于另一批次的IL谷氨酸发酵液(含谷 氨酸约101g/L)的低温等电结晶，消耗该浓缩的酸室完成液约0. 118升，所得谷氨酸晶体与 传统等电结晶没有显著差别。将冷凝得到的液氨稀释为质量浓度约为25%的氨水用于另 一批次的谷氨酸发酵的PH调节，效果与用商品液氨稀释得到的浓氨水没有显著差别。将吸 收容器内得到的液氨加入按现有的“等电-离交”工艺中从前一批次的吸附了谷氨酸的732 阳离子交换柱洗脱的低流分，配制成洗脱液，用于按现有的“等电-离交”工艺中另一批次 的吸附了谷氨酸的732阳离子交换柱的洗脱，得到含谷氨酸质量浓度为5. 2%的高流分，效 果与用商品液氨配制得到的洗脱液的洗脱效果相当。实施例7双极膜电渗析器同实施例1。将含51g/L的硝酸铵、19g/L谷氨酸的谷氨酸等电母液7. 9L通入盐室；酸室初 始液为1. OL谷氨酸发酵液的稀释液，含谷氨酸约55g/L，碱室初始液为0. 5L质量浓度为 0. 5%的氨水，两极室液均为IL 0. 25mol/L的硫酸钠溶液。操作过程中控制电流密度30mA/cm2，各隔室内液体流动线速度3cm/s，各室料液温 度30°C。当酸室的pH下降到3. 6时酸室出现混浊(谷氨酸结晶)，此时继续进行双极膜 电渗析操作，并将一个1升的旋液分离器的料液进口和出口与酸室料缸连通，用泵将酸室 料缸内的料液泵入旋液分离器的料液进口再从旋液分离器的料液出口返回酸室料缸，从而 将谷氨酸晶体分离出酸室料液。每隔10分钟测定盐室中料液的电导值，当电导值下降到 4μ S/cm时停止电渗析操作。在酸室中得到含浓度约为4. 6mol/L的硝酸的酸室完成液约 1.03升。在碱室得到质量浓度约15%的氨水约0.5升。在盐室得到的脱无机盐的等电母 液经测定还原糖4. 3g/L，pH值约为3. 8。双极膜电渗析再生单位质量硝酸铵的能耗比按照 常规方法用0. lmol/L硝酸作为酸室初始液降低33%。将酸室中得到的酸室完成液用于另一批次的IL谷氨酸发酵液(含谷氨酸约107g/ L)的低温等电结晶，消耗该酸室完成液约0. 18升，所得谷氨酸晶体与传统等电结晶没有显 著差别。将碱室内得到的氨水用于另一批次的谷氨酸发酵的PH调节，效果与用商品液氨稀 释得到的浓氨水没有显著差别。将碱室内得到的氨水加入按现有的“等电-离交”工艺中 从前一批次的吸附了谷氨酸的732阳离子交换柱洗脱的低流分，配制成洗脱液，用于按现 有的“等电-离交”工艺中另一批次的吸附了谷氨酸的732阳离子交换柱的洗脱，得到含谷 氨酸质量浓度为4. 9%的高流分，效果与用商品液氨配制得到的洗脱液的洗脱效果相当。实施例8双极膜电渗析器从等电母液将硫酸铵再生酸碱双极膜电渗析器同实施例4。将中国辽宁沈阳红梅味精厂的含42g/L硫酸铵、18g/L谷氨酸的谷氨酸等电母液 7. 7L通入盐室；酸室初始液为1.0L采用现有的“等电-离交”工艺中从吸附有谷氨酸的阳 离子交换柱洗脱谷氨酸时得到的含谷氨酸的解脱液的稀释液，PH4. 7，含谷氨酸约34g/L，两 极室液均为IL 0. 25mol/L的硫酸钠溶液。
操作过程中控制电流密度30mA/cm2，各隔室内液体流动线速度3cm/s，各室料液温 度30°C。盐室料缸中通入空气，将再生的氨用空气吹出，吹气量为0. 5升/分钟，吹出的气 体经测定含氨摩尔分数约20%。吹出的氨气在另一个容器内用0. 5升400g/L的葡萄糖水 溶液吸收。每隔10分钟测定盐室中料液的电导值，当电导值下降到25yS/cm时停止电渗 析操作。在酸室中得到含浓度约为2. 2mol/L的硫酸的酸室完成液约1.05升。在吸收容器 内得到氨质量浓度约为15%、葡萄糖400g/L的水溶液约0. 5升。在盐室得到的脱无机盐的 等电母液经测定还原糖4. 6g/L，pH值约为9. 3。双极膜电渗析再生单位质量硫酸铵的能耗 比按照常规方法用0. 05mol/L硫酸作为酸室初始液降低32%。将酸室中得到的酸室完成液浓缩2倍，用于另一批次的IL谷氨酸发酵液(含谷氨 酸约107g/L)的低温等电结晶，消耗该浓缩的酸室完成液约0. 085升，所得谷氨酸晶体与传 统等电结晶没有显著差别。将吸收容器内得到的含氨和葡萄糖的水溶液用于另一批次的谷 氨酸发酵的补料和PH调节，采用专利CN200510130636. 9的方法，效果与用商品液氨配制得 到的补料液没有显著差别。用三室双极膜电渗析器从脱无机盐的等电母液中回收谷氨酸所用的双极膜电渗析器为一段一级、单台独立运行的三室双极膜电渗析器，相邻 隔室中的液流方向采用并流形式。离子交换膜的面积为100mmX35mm，使用BP-I型双极膜、 JAM-10型阴离子交换膜和JCM-I型阳离子交换膜。双极膜、阴离子交换膜、阳离子交换膜组 成三隔室膜堆结构(如图5所示)重复排列5对。使用钛涂钌电极作阳极板，不锈钢电极 作阴极板。隔板和隔网均为聚丙烯材料，隔板为无迴路隔板，隔网为编织网型。将双极膜电渗析器从等电母液将硫酸铵再生酸碱的盐室得到的脱无机盐的等电 母液5. OL通入回收谷氨酸的三室双极膜电渗析器的盐室；酸室初始液为0. 7L 1. Omol/L的 硫酸溶液，碱室初始液为0. 7L质量浓度为0. 5%的氨水，两极室液均为0. 7L 0. 25mol/L的 硫酸钠溶液。操作过程中控制电流密度15mA/cm2，各隔室内液体流动线速度3cm/s，各室料液温 度30°C。每隔10分钟测定盐室中料液的电导值，当电导值下降到0. 15μ S/cm时停止回收 谷氨酸的双极膜电渗析操作。在酸室中得到含谷氨酸约120g/L的酸室完成液约0. 71升， PH约1. 7，可去作为另一批用双极膜电渗析器从等电母液再生酸碱步骤的双极膜电渗析器 的酸室初始液。在碱室得到质量浓度约1.8%的氨水约0.7升。在盐室得到的脱谷氨酸的 等电母液经测定还原糖3. 9g/L，pH值约为6. 5，可用于后续的酵母培养。实施例9双极膜电渗析器从等电母液将硫酸铵再生酸碱双极膜电渗析器同实施例1。将中国辽宁沈阳红梅味精厂的含42g/L硫酸铵、18g/L谷氨酸的谷氨酸等电母液 3. IL通入盐室；酸室初始液为1.5L采用本发明的回收谷氨酸的方法用三室双极膜电渗析 器从脱无机盐的等电母液中回收谷氨酸得到的酸室完成液，PH2. 2，含谷氨酸约51g/L，碱室 初始液为IL 0. 05mol/L氢氧化钠溶液，两极室液均为IL 0. 25mol/L的硫酸钠溶液。操作过程中控制电流密度30mA/cm2，各隔室内液体流动线速度3cm/s，各室料液温 度30°C。碱室料缸中通入空气，将再生的氨用空气吹出，吹气量为1升/分钟。吹出的氨气 在另一个容器内用0. 2升水吸收。每隔10分钟测定盐室中料液的电导值，当电导值下降到6 μ S/cm时停止电渗析操作。在酸室中得到含浓度约为0. 55mol/L的硫酸的酸室完成液约 1.57升。在吸收容器内得到质量浓度约为15%的氨水约0.2升。在盐室得到的脱无机盐 的等电母液经测定还原糖4. 6g/L，pH值约为3. 9。双极膜电渗析再生单位质量硫酸铵的能 耗比按照常规方法用0. 05mol/L硫酸作为酸室初始液降低38%。将酸室中得到的酸室完成液浓缩2倍，用于另一批次的IL谷氨酸发酵液(含谷氨 酸约104g/L)的低温等电结晶，消耗该浓缩的酸室完成液约0. 5升，所得谷氨酸晶体与传统 等电结晶没有显著差别。将吸收容器内得到的氨水用于另一批次的谷氨酸发酵的PH调节， 效果与用商品液氨稀释得到的浓氨水没有显著差别。用三室双极膜电渗析器从脱无机盐的等电母液中回收谷氨酸所用的双极膜电渗析器为一段一级、单台独立运行的三室双极膜电渗析器，相邻 隔室中的液流方向采用并流形式。离子交换膜的面积为100mmX35mm，使用BP-I型双极膜、 JAM-10型阴离子交换膜和JCM-I型阳离子交换膜。双极膜、阴离子交换膜、阳离子交换膜组 成三隔室膜堆结构(如图5所示)重复排列5对。使用钛涂钌电极作阳极板，不锈钢电极 作阴极板。隔板和隔网均为聚丙烯材料，隔板为无迴路隔板，隔网为编织网型。将双极膜电渗析器从等电母液将硫酸铵再生酸碱的盐室得到的脱无机盐的等电 母液2. OL通入回收谷氨酸的三室双极膜电渗析器的盐室；酸室初始液为0. 6L 0. 5mol/L的 稀硫酸溶液，碱室初始液为0. 3L质量浓度为0. 5%的氨水，两极室液均为IL 0. 25mol/L的 硫酸钠溶液。操作过程中控制电流密度15mA/cm2，各隔室内液体流动线速度3cm/s，各室料液温 度30°C。每隔10分钟测定盐室中料液的电导值，当电导值下降到0. 1 μ S/cm时停止回收 谷氨酸的双极膜电渗析操作。在酸室中得到含谷氨酸约51g/L的酸室完成液约0. 6升，pH 约2. 2，可去作为另一批用双极膜电渗析器从等电母液再生酸碱步骤的双极膜电渗析器的 酸室初始液。在碱室得到质量浓度约1. 5%的氨水约0. 3升。在盐室得到的脱谷氨酸的等 电母液经测定还原糖4. Og/L, pH值约为3. 5，可用于后续的酵母培养。实施例10双极膜电渗析器从等电母液将氯化铵再生酸碱双极膜电渗析器同实施例1。将含34g/L的氯化铵、17g/L谷氨酸的谷氨酸等电母液3. IL通入盐室；酸室初始 液为1. 5L采用本发明的回收谷氨酸的方法从吸附有谷氨酸的阴离子交换柱洗脱谷氨酸时 得到的含谷氨酸的解脱液，ρΗΙΟ. 8，含谷氨酸约65g/L，碱室初始液为IL 0. 05mol/L氢氧化 钠溶液，两极室液均为IL 0. 25mol/L的硫酸钠溶液。操作过程中控制电流密度30mA/cm2，各隔室内液体流动线速度3cm/s，各室料液温 度30°C。碱室料缸中通入空气，将再生的氨用空气吹出，吹气量为1升/分钟。从碱室吹出 的氨气通入置于-60°C冰箱内的不锈钢蛇管。当酸室的pH下降到3. 8时酸室出现混浊(谷 氨酸结晶)，此时继续进行双极膜电渗析操作，当酸室的PH下降到2. 2时酸室的混浊消失。 每隔10分钟测定盐室中料液的电导值，当电导值下降到5 μ S/cm时停止电渗析操作。在酸 室中得到含浓度约为1. 08mol/L的盐酸的酸室完成液约1. 58升。在冰箱内蛇管另一端的 接收瓶内得到约观克液氨。在盐室得到的脱无机盐的等电母液经测定还原糖4. 4g/L，pH 值约为4. 0。双极膜电渗析再生单位质量氯化铵的能耗比按照常规方法用0. lmol/L盐酸作为酸室初始液降低41%。将酸室中得到的酸室完成液用于另一批次的IL谷氨酸发酵液(含谷氨酸约102g/ L)的低温等电结晶，消耗该酸室完成液约1.5升，所得谷氨酸晶体与传统等电结晶没有显 著差别。将冷凝得到的液氨稀释为质量浓度约为25%的氨水用于另一批次的谷氨酸发酵 的PH调节，效果与用商品液氨稀释得到的浓氨水没有显著差别。将冷凝得到的液氨配制成 4. 2%的氨水，用于下述本发明的从吸附有谷氨酸的阴离子交换柱洗脱谷氨酸。用阴离子交换从脱无机盐的等电母液中回收谷氨酸离子交换柱内径55mm，高300mm，内装0. 7L中国南开大学化工厂生产的D290强 碱性阴离子交换树脂，树脂型式为氢氧根型。将上述双极膜电渗析器的盐室得到的脱无机 盐的等电母液2. OL通入上述氢氧根型阴离子离子交换柱中，流量为1. OL/h，从柱底收集到 1. 9升脱谷氨酸的等电母液，其谷氨酸含量0. 4g/L。将0. 6升由上述再生酸碱步骤中冷凝 得到的液氨配制成的4. 2%的氨水通入吸附有谷氨酸的阴离子交换柱内，流量为1.0升/h， 从柱底收集到含谷氨酸约65g/L的解脱液0. 5升，ρΗΙΟ. 3。洗脱谷氨酸的同时阴离子交换 柱被再生为氢氧根型。实施例11双极膜电渗析器从等电母液将硝酸铵再生酸碱双极膜电渗析器同实施例1。将含51g/L的硝酸铵、19g/L谷氨酸的谷氨酸等电母液3. IL通入盐室；酸室初始 液为0. 7L含谷氨酸约30g/L的谷氨酸发酵液过滤的透析液，碱室初始液为0. 2L质量浓度 为0. 5%的氨水，两极室液均为IL 0. 25mol/L的硫酸钠溶液。操作过程中控制电流密度30mA/cm2，各隔室内液体流动线速度3cm/s，各室料液温 度30°C。当酸室的pH降低到1. 5时，用含谷氨酸约104g/L的谷氨酸发酵液的过滤液调节 酸室的PH，使酸室的pH维持在1. 5左右。每隔10分钟测定盐室中料液的电导值，当电导值 下降到5 μ S/cm时停止电渗析操作。在酸室中得到含浓度约为1. 12mol/L的硝酸的酸室完 成液约1. 53升。在碱室得到质量浓度约15%的氨水约0. 2升。在盐室得到的脱无机盐的 等电母液经测定还原糖4. 3g/L，pH值约为4. 4。双极膜电渗析再生单位质量硝酸铵的能耗 比按照常规方法用0. lmol/L硝酸作为酸室初始液降低36%。将酸室中得到的酸室完成液用于另一批次的IL谷氨酸发酵液(含谷氨酸约105g/ L)的低温等电结晶，消耗该酸室完成液约1. 15升，所得谷氨酸晶体与传统等电结晶没有显 著差别。将碱室内得到的氨水用于另一批次的谷氨酸发酵的PH调节，效果与用商品液氨稀 释得到的浓氨水没有显著差别。将碱室内得到的氨水加入前一批次的吸附了谷氨酸的732 阳离子交换柱洗脱的低流分，配制成洗脱液，用于另一批次的吸附了谷氨酸的732阳离子 交换柱的洗脱，得到含谷氨酸质量浓度为4. 8%的高流分，效果与用商品液氨配制得到的洗 脱液的洗脱效果相当。实施例12双极膜电渗析器从等电母液将硫酸铵再生酸碱双极膜电渗析器同实施例4。将中国辽宁沈阳红梅味精厂的含42g/L硫酸铵、18g/L谷氨酸的谷氨酸等电母液 3. IL通入盐室；酸室初始液为0. 3L含谷氨酸约37g/L的用三室双极膜电渗析器从脱无机盐的等电母液中回收谷氨酸得到的pH3. 0的酸室完成液，两极室液均为IL 0. 25mol/L的硫 酸钠溶液。操作过程中控制电流密度30mA/cm2，各隔室内液体流动线速度3cm/s，各室料液温 度30°C。盐室料缸中通入空气，将再生的氨用空气吹出，吹气量为0. 5升/分钟，吹出的气 体经测定含氨摩尔分数约20%。吹出的氨气在另一个容器内用0. 2升400g/L的葡萄糖水 溶液吸收。当酸室的PH降低到2. 6时，用含谷氨酸约65g/L的谷氨酸发酵液过滤的透析液 调节酸室的PH，使酸室的pH维持在2. 6左右。每隔10分钟测定盐室中料液的电导值，当电 导值下降到25 μ S/cm时停止电渗析操作。在酸室中得到含浓度约为0. 56mol/L的硫酸的 酸室完成液约1. 55升。在吸收容器内得到氨质量浓度约15%、葡萄糖400g/L的水溶液约 0.2升。在盐室得到的脱无机盐的等电母液经测定还原糖4. 5g/L，？!1值约为9.5。双极膜 电渗析再生单位质量硫酸铵的能耗比按照常规方法用0. 05mol/L硫酸作为酸室初始液降 低 37%。将酸室中得到的酸室完成液用于另一批次的IL谷氨酸发酵液(含谷氨酸约106g/ L)的低温等电结晶，消耗该酸室完成液约0. 96升，所得谷氨酸晶体与传统等电结晶没有显 著差别。将吸收容器内得到的含氨和葡萄糖的水溶液用于另一批次的谷氨酸发酵的补料和 PH调节，采用专利CN200510130636. 9的方法，效果与用商品液氨配制得到的补料液没有显
著差别。用三室双极膜电渗析器从脱无机盐的等电母液中回收谷氨酸所用的双极膜电渗析器为一段一级、单台独立运行的三室双极膜电渗析器，相邻 隔室中的液流方向采用并流形式。离子交换膜的面积为100mmX35mm，使用BP-I型双极膜、 JAM-10型阴离子交换膜和JCM-I型阳离子交换膜。双极膜、阴离子交换膜、阳离子交换膜组 成三隔室膜堆结构(如图5所示)重复排列5对。使用钛涂钌电极作阳极板，不锈钢电极 作阴极板。隔板和隔网均为聚丙烯材料，隔板为无迴路隔板，隔网为编织网型。将双极膜电渗析器从等电母液将硫酸铵再生酸碱的盐室得到的脱无机盐的等电 母液2. OL通入回收谷氨酸的三室双极膜电渗析器的盐室；酸室初始液为0. 9L 0. 05mol/L 的稀硫酸溶液，碱室初始液为0. 3L质量浓度为0. 5%的氨水，两极室液均为IL 0. 25mol/L 的硫酸钠溶液。操作过程中控制电流密度12mA/cm2，各隔室内液体流动线速度3cm/s，各室料液温 度30°C。每隔10分钟测定盐室中料液的电导值，当电导值下降到0. 1 μ S/cm时停止回收 谷氨酸的双极膜电渗析操作。在酸室中得到含谷氨酸约37g/L的酸室完成液约0. 92升，pH 约3. 0，可去作为另一批用双极膜电渗析器从等电母液再生酸碱步骤的双极膜电渗析器的 酸室初始液。在碱室得到质量浓度约1.6%的氨水约0.3升。在盐室得到的脱谷氨酸的等 电母液经测定还原糖4. 2g/L，pH值约为7. 5，可用于后续的酵母培养。实施例13所用谷氨酸等电母液同实施例1。除菌、除蛋白将谷氨酸等电母液经过天津膜天膜工程技术有限公司的0. 2μπι微 滤膜和6Κ超滤膜组件过滤，得到清液约3. 5升。双极膜电渗析器从等电母液将硫酸铵再生酸碱双极膜电渗析器同实施例1。将上述得到的含硫酸铵的等电母液3. IL通入盐室；酸室初始液为0. 15L含谷氨酸约20g/L的谷氨酸发酵液过滤的透析液，碱室初始液为IL 0.05mol/L氢氧化钠溶液，两极室液均为IL 0. 25mol/L的硫酸钠溶液。碱室料缸中通入空 气，将再生的氨用空气吹出，吹气量为1升/分钟。吹出的氨气在另一个容器内用0.4升水 吸收。当酸室的PH降低到2. 0时，用含谷氨酸约105g/L的用本发明的方法从吸附有谷氨酸 的阴离子交换柱洗脱谷氨酸时得到的含谷氨酸的解脱液调节酸室的PH，使酸室的pH维持 在2. 0左右。双极膜电渗析器的操作同实施例1。当盐室料液电导值下降到5 μ S/cm时停止 电渗析操作。在酸室中得到含浓度约为1. 6mol/L的硫酸的酸室完成液约0. 6升；在吸收容 器内得到质量浓度约为8. 5%的氨水约0. 4升，用于下述本发明的从吸附有谷氨酸的阴离 子交换柱洗脱谷氨酸；在盐室得到的脱无机盐的等电母液经测定COD约Q2500+18000GA) mg/L，还原糖4. 5g/L，pH值约为4. 5。用阴离子交换从脱无机盐的等电母液中回收谷氨酸离子交换柱内径55mm，高300mm，内装0. 7L中国南开大学化工厂生产的D290强 碱性阴离子交换树脂，树脂型式为氢氧根型。将上述双极膜电渗析器的盐室得到的脱无 机盐的等电母液2. OL通入上述氢氧根型阴离子离子交换柱中，流量为1. OL/h,从柱底收 集到1. 92升脱谷氨酸的等电母液，其谷氨酸含量0. 5g/L，pH值约为8. 5，经测定COD约 (22500+300GA)mg/Lo将0. 35升由上述双极膜电渗析再生酸碱步骤中吸收容器内得到的质 量浓度约为8. 5%的氨水通入吸附有谷氨酸的阴离子交换柱内，流量为1. 0升/h，从柱底收 集到含谷氨酸约105g/L的解脱液0. 31升，ρΗΙΟ. 7用于下一批双极膜电渗析器从等电母液 将硫酸铵再生酸碱中调节酸室的PH。洗脱谷氨酸的同时阴离子交换柱被再生为氢氧根型。培养酵母使用的酵母为苹果酒酵母(Saccharomyces cerevisiae，中国普通微生 物菌种保藏中心的As2. 374)、产朊假丝酵母(Candida utilis, As2. 281)和热带假丝酵母 (Candida tropicalis，As2· 637)。三种酵母的种子培养基都为YPD培养基葡萄糖20g/L，蛋白胨10g/L，酵母粉 10g/L，磷酸二氢钾2g/L，硫酸铵5g/L，硫酸镁0. lg/L。用NaOH调培养基pH值为6左右。 将三种酵母种子分别接入种子培养基，摇床转速300转/分钟，培养M小时，得到三种 酵母的种液。将阴离子交换吸附谷氨酸时从柱底收集到的脱谷氨酸的等电母液约IL装入2L发 酵罐中，用盐酸调节PH到5.5，不经过灭菌。分别按5%的接种量接入上述三种种液。培养 温度控制在观士0. 5°C，搅拌转速180转/分钟，培养12小时，菌体干重达到10g/L。离心 所得上清液的COD降至3600mg/L。实施例14所用谷氨酸等电母液同实施例1。除菌、除蛋白将谷氨酸等电母液经过天津膜天膜工程技术有限公司的0. 2μπι微 滤膜和I超滤膜组件过滤，得到清液约3. 5升。脱钙镁离子将上述得到的含硫酸铵的等电母液清液通过装填有1. 8L(树脂层高 1200mmX内径45mm)H+型D072阳离子交换树脂的离子交换柱，使等电母液中的钙镁离子被 H+交换吸附。上柱流量为2柱体积/小时，在柱底收集到约3. 2L含有70mg/L钙镁离子的 等电母液。双极膜电渗析器从等电母液将硫酸铵再生酸碱双极膜电渗析器同实施例1。将上述得到的脱钙镁的含硫酸铵的等电母液3. IL通入盐室；酸室初始液为0. 4L含谷氨酸约104g/L的谷氨酸发酵液的过滤液，碱室初始液为 IL 0.05mol/L氢氧化钠溶液，两极室液均为IL 0. 25mol/L的硫酸钠溶液。双极膜电渗析 器的操作同实施例1。当酸室的PH降低到4. 5时，放出酸室料液备用；将酸室初始液换为 0. 25L含谷氨酸约30g/L的谷氨酸发酵液过滤的透析液，继续进行双极膜电渗析酸碱再生。 当酸室的PH降低到1. 5时，用更换酸室料液前从酸室放出的料液调节酸室的pH，使酸室的 PH维持在1. 5左右。当盐室料液电导值下降到5 μ S/cm时停止电渗析操作。在酸室中得到含浓度约为1. 6mol/L的硫酸的酸室完成液约0. 6升；在吸收容器 内得到质量浓度约为6%的氨水约0. 5升；在盐室得到的脱无机盐的等电母液经测定还原 糖4.5g/L，？!1值约为4.4。双极膜电渗析再生单位质量硫酸铵的能耗比按照常规方法用 0. 05mol/L硫酸作为酸室初始液降低38%。将酸室中得到的含硫酸溶液用于另一批次的IL谷氨酸发酵液(含谷氨酸约104g/ L)的低温等电结晶，消耗硫酸溶液约0. 27升，所得谷氨酸晶体与传统等电结晶没有显著差 别。实施例15所用谷氨酸等电母液同实施例1。除菌、除蛋白将谷氨酸等电母液经过天津膜天膜工程技术有限公司的0. 2μπι微 滤膜和IOK超滤膜组件过滤，得到清液约3. 5升。脱钙镁离子将上述得到的含硫酸铵的等电母液清液通过装填有0. 9L(树脂层高 600mmX内径45mm)D402鳌合型离子交换树脂的吸附柱，使等电母液中的钙镁离子被吸附。 上柱流量为1. 5柱体积/小时，在柱底收集到约3. 2L含有60mg/L钙镁离子的等电母液。双极膜电渗析器从等电母液将硫酸铵再生酸碱双极膜电渗析器同实施例1。将上述得到的脱钙镁的含硫酸铵的等电母液3. IL通 入盐室；酸室初始液为0. 15L含谷氨酸约33g/L的用三室双极膜电渗析器从脱无机盐的等 电母液中回收谷氨酸得到的PH2. 9的酸室完成液，碱室初始液为IL 0. 05mol/L氢氧化钠溶 液，两极室液均为IL 0. 25mol/L的硫酸钠溶液。双极膜电渗析器的操作同实施例1。当酸 室的PH降低到2. 6时，用含谷氨酸约65g/L的谷氨酸发酵液的过滤液的透析液调节酸室的 PH，使酸室的pH维持在2. 6左右。当盐室的电导值下降到25yS/cm时，放出酸室料液(约 0. 4L)用于下一批等电结晶过程。将酸室初始液换为0. 2L含谷氨酸约104g/L的谷氨酸发 酵液的过滤液，继续进行双极膜电渗析酸碱再生。当盐室料液电导值下降到5 μ S/cm时停 止电渗析操作。在酸室中得到含浓度约为0. 4mol/L的硫酸的酸室完成液约0. 2升，用于下 一批等电结晶过程；在吸收容器内得到质量浓度约6%的氨水约0. 5升；在盐室得到的脱无 机盐的等电母液经测定还原糖4. 4g/L，pH值约为4. 6。双极膜电渗析再生单位质量硫酸铵 的能耗比按照常规方法用0. 05mol/L硫酸作为酸室初始液降低39%。将0.2升酸室完成液与另一批次的IL谷氨酸发酵液(含谷氨酸约105g/L)混合， 用更换酸室料液时放出的酸室料液调节其PH使谷氨酸等电结晶，消耗更换酸室料液时放 出的酸室料液约0. 2升，所得谷氨酸晶体与传统等电结晶没有显著差别。用三室双极膜电渗析器从脱无机盐的等电母液中回收谷氨酸所用的双极膜电渗析器为一段一级、单台独立运行的三室双极膜电渗析器，相邻 隔室中的液流方向采用并流形式。离子交换膜的面积为100mmX35mm，使用BP-I型双极膜、JAM-10型阴离子交换膜和JCM-I型阳离子交换膜。双极膜、阴离子交换膜、阳离子交换膜组 成三隔室膜堆结构(如图5所示)重复排列5对。使用钛涂钌电极作阳极板，不锈钢电极 作阴极板。隔板和隔网均为聚丙烯材料，隔板为无迴路隔板，隔网为编织网型。将双极膜电渗析器从等电母液将硫酸铵再生酸碱的盐室得到的脱无机盐的等电 母液2. OL通入回收谷氨酸的三室双极膜电渗析器的盐室；酸室初始液为IL 0. 05mol/L的 稀硫酸溶液，碱室初始液为0. 3L质量浓度为0. 5%的氨水，两极室液均为IL 0. 25mol/L的 硫酸钠溶液。操作过程中控制电流密度12mA/cm2，各隔室内液体流动线速度3cm/s，各室料液温 度30°C。每隔10分钟测定盐室中料液的电导值，当电导值下降到0. 1 μ S/cm时停止回收 谷氨酸的双极膜电渗析操作。在酸室中得到含谷氨酸约33g/L的酸室完成液约1升，pH约 2. 9，可去作为另一批用双极膜电渗析器从等电母液再生酸碱步骤的双极膜电渗析器的酸 室初始液。在碱室得到质量浓度约1. 5%的氨水约0. 3升。在盐室得到的脱谷氨酸的等电 母液经测定还原糖4. Og/L, pH值约为4. 2，可用于后续的酵母培养。实施例16所用谷氨酸等电母液同实施例1。除菌、除蛋白将谷氨酸等电母液经过天津膜天膜工程技术有限公司的0. 2μπι微 滤膜和6Κ超滤膜组件过滤，得到清液约3. 6升。浓缩等电母液将上述谷氨酸等电母液的清液加热浓缩2倍。脱钙镁离子在上述浓缩的清液中加入0. 05mol/L的草酸，混合均勻后室温放置4 小时，过滤除去沉淀。除去沉淀后测定等电母液的钙镁离子浓度为65mg/L。双极膜电渗析器从等电母液将硫酸铵再生酸碱双极膜电渗析器同实施例1。将上述得到的脱钙镁的含硫酸铵的等电母液1. 55L 通入盐室；酸室初始液为0. 5L含谷氨酸约70g/L的用本发明的方法从吸附有谷氨酸的阴离 子交换柱洗脱谷氨酸时得到的含谷氨酸的解脱液，碱室初始液为IL 0.05mol/L氢氧化钠 溶液，两极室液均为IL 0. 25mol/L的硫酸钠溶液。双极膜电渗析器的操作同实施例1。当 酸室的PH降低到4. 5时，放出酸室料液用于下一批等电结晶过程；将酸室初始液换为0. 2L 含谷氨酸约20g/L的用本发明的方法从吸附有谷氨酸的阴离子交换柱洗脱谷氨酸时得到 的含谷氨酸的解脱液，继续进行双极膜电渗析酸碱再生。当酸室的PH降低到2. 0时，用含 谷氨酸约70g/L的用本发明的方法从吸附有谷氨酸的阴离子交换柱洗脱谷氨酸时得到的 含谷氨酸的解脱液调节酸室的PH，使酸室的pH维持在2. 0左右。当盐室料液电导值下降到 8 μ S/cm时停止电渗析操作。在酸室中得到含浓度约为1. Omol/L的硫酸的酸室完成液约0. 43升，用于下一批 等电结晶过程；在吸收容器内得到质量浓度约6%的氨水约0. 5升；在盐室得到的脱无机盐 的等电母液经测定COD约80200mg/L，还原糖9. 3g/L，pH值约为4. 4。将更换酸室料液时放出的酸室料液与另一批次的0.5L谷氨酸发酵液(含谷氨酸 约112g/L)混合，用酸室完成液调节其pH使谷氨酸等电结晶，消耗酸室完成液约0. 36升， 所得谷氨酸晶体与传统等电结晶没有显著差别。用阴离子交换从脱无机盐的等电母液中回收谷氨酸两根离子交换柱，均为内径55mm，高300mm，内装0. 7L中国南开大学化工厂生产的D290强碱性阴离子交换树脂，树脂型式为氢氧根型。将上述双极膜电渗析器的盐室得到的 脱无机盐的等电母液各0. 5L分别通入上述氢氧根型阴离子离子交换柱中，流量均为1. OL/ h，从柱底共收集到0. 95升脱谷氨酸的等电母液，其谷氨酸含量0. 7g/L，pH值约为8. 8，经 测定COD约44800mg/L。将上述双极膜电渗析再生酸碱步骤中吸收容器内得到的氨水分别 稀释到4. 5%和0. 85%，分别通入吸附有谷氨酸的两根阴离子交换柱内，流量为1. 0升/h， 分别从柱底收集到含谷氨酸约70g/L的解脱液0. 22升和含谷氨酸约20g/L的解脱液0. 78 升，分别用于下一批双极膜电渗析器从等电母液将硫酸铵再生酸碱的酸室初始液和/或调 节酸室的PH。洗脱谷氨酸的同时阴离子交换柱被再生为氢氧根型。培养酵母使用的酵母为苹果酒酵母(Saccharomyces cerevisiae，中国普通微生 物菌种保藏中心的As2. 374)、产朊假丝酵母(Candida utilis, As2. 281)和热带假丝酵母 (Candida tropicalis，As2· 637)。三种酵母的种子培养基都为YPD培养基葡萄糖20g/L，蛋白胨10g/L，酵母粉 10g/L，磷酸二氢钾2g/L，硫酸铵5g/L，硫酸镁0. lg/L。用NaOH调培养基pH值为6左右。 将三种酵母种子分别接入种子培养基，摇床转速300转/分钟，培养M小时，得到三种 酵母的种液。将阴离子交换吸附谷氨酸时从柱底收集到的脱谷氨酸的等电母液约900mL装入 2L发酵罐中，用盐酸调节pH到6. 0，不经过灭菌。分别按5%的接种量接入上述三种种液。 培养温度控制在观士0. 5°C，搅拌转速180转/分钟，培养18小时，菌体干重达到19g/L。离 心所得上清液的COD降至7300mg/L。
权利要求
1.一种味精生产中谷氨酸等电母液的处理方法，是采用双极膜电渗析技术，将含有硫 酸铵、氯化铵或硝酸铵的谷氨酸等电母液通入三室双极膜电渗析器或“酸-盐”两室双极膜 电渗析器的盐室，采用含谷氨酸的料液作为酸室的初始液；最后在三室双极膜电渗析器或 “酸-盐”两室双极膜电渗析器的盐室得到脱无机盐的等电母液，在酸室得到含有谷氨酸和 再生酸的酸室完成液，在三室双极膜电渗析器的碱室或“酸-盐”两室双极膜电渗析器的盐 室得到再生的氨。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于所述含谷氨酸的料液包括谷氨酸发 酵液、谷氨酸发酵液的过滤液、发酵液过滤的透析液或它们的稀释液；或“等电-离交”工艺 中的含谷氨酸的解脱液。
3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于所述的酸室完成液直接或经过浓缩 后用于在发酵结束后所采用的等电结晶步骤，以调节等电原液的PH使谷氨酸结晶。
4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于用空气或其它惰性气体将在双极膜 电渗析中再生的氨吹出，得到氨气；吹出的氨气经冷凝液化得到液氨，或用水吸收得到氨 水；所述氨水、液氨或氨气用于发酵生产谷氨酸时调节发酵液的PH，所述氨水用于等电-离 交步骤时从阳离子交换柱上洗脱吸附的谷氨酸；所述的氨气用生产谷氨酸时的发酵补料液 体吸收得到含氨的糖液，然后将该含氨的糖液返回生产谷氨酸时的发酵阶段使用，用于调 节发酵液PH的同时补加糖。
5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于还包括在双极膜电渗析时采用常规 手段控制双极膜电渗析器的酸室中的PH值至1. 5 2. 6，使之维持在不使谷氨酸结晶又可 缓解H+渗漏。
6.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于将含谷氨酸浓度低于30克/升的料 液作为双极膜电渗析的酸室初始液，收取双极膜电渗析过程中再生的硫酸、盐酸或硝酸，进 行双极膜电渗析直到酸室的PH降低至1. 5 2. 6，然后用含谷氨酸浓度为30 150克/升 的料液调节酸室料液的PH，使酸室的pH维持在1. 5 2. 6 ；在酸室得到的含谷氨酸和再生 酸的酸室完成液回到等电结晶步骤调节等电原液的PH。
7.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于将含谷氨酸浓度为30 150克/升 的料液作为双极膜电渗析的酸室初始液，收取双极膜电渗析过程中再生的硫酸、盐酸或硝 酸，进行双极膜电渗析直到酸室出现浑浊之前停止反应；在酸室得到的含谷氨酸和再生酸 的酸室完成液回到等电结晶步骤调节等电原液的PH，或用于权利要求6的步骤中调节双极 膜电渗析器的酸室的pH。
8.根据权利要求5、6或7所述的处理方法，其特征在于交替或穿插进行权利要求6和 7所述的步骤，或针对不同批次的谷氨酸等电母液同时进行权利要求6和7所述的步骤。
9.根据权利要求1或5所述的处理方法，其特征在于还包括在进行双极膜电渗析 之后，用三室双极膜电渗析法回收谷氨酸的步骤，包括将所述脱无机盐的等电母液通入 “酸-盐-碱”三室双极膜电渗析器的盐室中；用稀酸作为酸室初始液；用水、稀氨水或NaOH 溶液、KOH溶液作为碱室的初始液；开启双极膜电渗析器进行处理，直到进入盐室的脱无机 盐的等电母液中的谷氨酸浓度降低到所需要的浓度。
10.根据权利要求9所述的处理方法，其特征在于从权利要求9所述步骤中的酸室得 到的酸室完成液回到等电结晶步骤，或者回到权利要求1的双极膜电渗析步骤作为酸室初始液。
11.根据权利要求1或5所述的处理方法，其特征在于还包括在进行双极膜电渗析之 后，用阴离子交换法回收谷氨酸的步骤，包括将所述脱无机盐的等电母液通入氢氧根型阴 离子交换柱吸附谷氨酸；用0. 85 8. 5%的氨水洗脱吸附的谷氨酸，洗脱的同时阴离子交 换柱被再生为氢氧根型，再次用于吸附；所述的洗脱用的氨水来自商品，或来自权利要求4 所述的步骤得到的氨水。
12.根据权利要求11所述的处理方法，其特征在于从权利要求10所述步骤中从阴离 子交换柱洗脱吸附的谷氨酸得到的含谷氨酸的解脱液回到等电结晶步骤，或者回到权利要 求1的双极膜电渗析步骤作为酸室初始液。
13.根据权利要求1或5所述的处理方法，其特征在于还包括在进行双极膜电渗析之 后，使用酵母菌种进一步处理脱盐后的等电母液的步骤。
14.根据权利要求9或11所述的处理方法，其特征在于还包括在回收谷氨酸之后，使 用酵母菌种进一步处理脱谷氨酸后的等电母液的步骤。
15.根据权利要求1或5所述的处理方法，其特征在于还包括在进行双极膜电渗析之 前，对谷氨酸等电母液进行除菌和除蛋白的步骤。
16.根据权利要求1或5所述的处理方法，其特征在于还包括在进行双极膜电渗析之 前，对谷氨酸等电母液进行净化脱钙镁的步骤。
17.根据权利要求1或5所述的处理方法，其特征在于还包括在进行双极膜电渗析之 前，对谷氨酸等电母液进行浓缩的步骤。
全文摘要
本发明涉及一种味精生产中谷氨酸等电母液的处理方法，是采用双极膜电渗析技术，将含有硫酸铵、氯化铵或硝酸铵的谷氨酸等电母液通入三室双极膜电渗析器或“酸-盐”两室双极膜电渗析器的盐室，采用含谷氨酸的料液作为酸室的初始液；最后在盐室得到脱无机盐的等电母液，在酸室得到的含有谷氨酸和再生的硫酸、盐酸或硝酸的料液，以及得到再生的氨。本发明的处理方法充分利用谷氨酸的酸碱两性，将双极膜电渗析器酸室的H+浓度降低，缓解了从酸室向盐室的H+渗漏，使得再生得到的酸不需要经过浓缩就可循环回用到等电结晶步骤。
文档编号B01D61/48GK102100352SQ200910243320
公开日2011年6月22日 申请日期2009年12月21日 优先权日2009年12月21日
发明者丛威, 吴霞, 张勇, 杨晓丽, 杨鹏波, 王倩, 石绍渊 申请人:中国科学院过程工程研究所