[19]
中华人民共和国国家知识产权局
[12]发明专利申请公布说明书
[11]公开号CN 101033478A [43]公开日2007年9月12日
[21]申请号200710090106.5[22]申请日2007.04.12
[21]申请号200710090106.5
[71]申请人江南大学
地址214122江苏省无锡市蠡湖大道1800号
[72]发明人王为民 李友明 彭奇均 [74]专利代理机构北京元中知识产权代理有限责任公司代理人王明霞
[51]Int.CI.C12P 13/14 (2006.01)
权利要求书 2 页 说明书 11 页
[54]发明名称
[57]摘要
本发明提供一种谷氨酸钠生产的新工艺，其中
包括以下工艺步骤：首先将氮源和钠碱混合加入发
酵液中，得到含有谷氨酸钠粗产物的发酵液的pH值
为6.8～7.2；将含有谷氨酸钠粗产物的发酵液通过
离纯化；收集流出液；将流出液进行浓缩，结晶后
得到谷氨酸钠；该工艺可以用来解决味精生产行业
长期以来污染环境的问题。
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1、一种谷氨酸钠的生产新工艺，其特征在于包括以下工艺步骤：
a.首先将氮源与钠碱混合加入发酵液中，进行反应，所述的发酵液是以葡萄糖为原料进行发酵得到的，反应后得到pH值为6.8～7.2的含有谷氨酸钠粗产物的发酵液；
b.将含有谷氨酸钠粗产物的发酵液通过滤膜过滤后，接着进行离心处理，得到离心后的发酵液；
c.将离心后的发酵液通过离子交换树脂进行分离纯化，收集流出液；
d.将所述的流出液进行浓缩，结晶得到所述的谷氨酸钠。
2、根据权利要求1所述的工艺，其特征在于在所述步骤C将离心后的发酵液通过离子交换树脂进行分离纯化时，所用的洗脱剂为去离子水、蒸馏水或纯水，优选纯水。
3、根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于在所述的步骤C后再将收集的流出液再次通过滤膜进行过滤，并且所述的滤膜是孔径为0.2μm的纤维素膜。
4、根据权利要求1所述的工艺，其特征在于在所述的步骤C后，将所述的流出液进行脱。
5、根据权利要求1、2或3所述的生产工艺，其特征在于：所述的氮源与所述的钠碱的摩尔比为：1.5～4∶1，优选2.5∶1，所述的氮源为尿素或氨水中的一种，所述的钠碱为碳酸钠、碳酸氢钠、和氢氧化钠的一种，优选碳酸钠，得到的含有谷氨酸钠粗产物的发酵液的pH值为7。
6、根据权利要求1、2所述的工艺，其特征在于所述的通过滤膜过滤，所述的滤膜的孔径为0.25～0.65μm，接着进行离心处理时，离心机的转速为1500～3500r/min，离心2～4min。
7、根据权利要求1、2所述的工艺，其特征在于所述的通过滤膜过滤，所述的滤膜的孔径为0.45μm，接着进行离心处理时，离心机的转速为2500r/min，离心3min。
8、根据权利要求2所述的工艺，其特征在于所述的洗脱剂的温度为20～40℃，优选30℃，在所述的离子交换树脂的流速为0.6～1.0ml/min，优选的流速为0.8ml/min。
200710090106.5权 利 要 求 书 第2/2页
9、根据权利要求1所述的工艺，其特征在于所述的步骤d将所述的流出液进行浓缩，直到过饱和为止，接着采用刺激起晶法或晶种起晶法进行结晶得到所述的谷氨酸钠。
10、根据权利要求1所述的工艺，其特征在于所述的离子交换树脂是阴离子交换树脂；优选为是丙烯酸系强碱阴离子交换树脂，最优选的是丙烯酸系强碱阴离子交换树脂，是以甲基丙烯酸甲酯为单体经过胺解、季胺化反应制备而成的。
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一种谷氨酸钠的生产新工艺
技术领域
本发明涉及一种谷氨酸钠生产的新工艺，属于生物化工领域。 背景技术
谷氨酸钠，即味精。有着十分重要的功能，被广泛用在食品、医药、工业及农业等方面：
味精生产全程可划分为四个工艺阶段：1.原料的预处理及淀粉水解糖的制备；2.种子扩大培养及谷氨酸发酵；3.谷氨酸的提取；4.谷氨酸制取味精及味精成品加工。
目前在味精的生产过程中存在两大问题：
1.在谷氨酸发酵过程中，随着谷氨酸的不断生成，发酵液的p H值不断的减小，对谷氨酸菌产生抑制，为了维持发酵的最佳条件，采用加尿素和液氨(现在大多采用的是液氨)的方法。发酵法在微生物发酵阶段，主要是获得谷氨酸，在氨过量存在的情况下以谷氨酸铵的形式存在，所以从发酵罐出来的是谷氨酸铵，而不是我们所希望的谷氨酸，这样就为后序的味精的生成和制备带来很大的不良影响。在谷氨酸的提取：现在采用的大多是等电点-离子交换法，采用加硫酸和盐酸使发酵罐出来的谷氨酸铵转化成谷氨酸，最后再在谷氨酸溶液中加入碳酸钠或者氢氧化钠，从而得到谷氨酸钠。
从上述味精的生产流程，可以看出所流加的液氨最后以硫铵废液的形式排出，而且谷氨酸铵重新中和转化为谷氨酸要消耗大量的硫酸和盐酸，在增大成本的同时，也增大环境的污染，造成资源的浪费。目前高浓度有机废水大都是通过等电离交提取谷氨酸工艺产生的，生产1吨味精大约要消耗0.5吨浓硫酸，产生近1吨硫酸铵并排放20吨高浓度有机废水。
为了减少味精生产过程中存在的环境污染问题，许多研究人员作了多方面的研究，在2003年8月的《化学研究与应用》杂志中发表了题为“阴离子交换树脂提取谷氨酸”一文，文中采用阴离子交换树脂提取谷氨酸。由于谷氨酸发酵液的pH为6.8-7.2。此时，谷氨酸主要以阴离子形式存在。因此直接从发酵液中通过
200710090106.5说 明 书 第2/11页阴离子交换树脂提取谷氨酸是可行的。其采用201×7型阴离子交换树
脂，最优吸附条件为流速1ml/min。用0.8mol/lNaOH洗脱，洗脱时流速为1ml/min。此时谷氨酸收率为97.5％。
此实验是验证直接提取谷氨酸的可行性，但是此时产物谷氨酸是以吸附树脂上的形式存在，要想得到谷氨酸产物，就需要从树脂柱上洗脱下来，这样会消耗大量的酸碱，按上述其所说的能节省大量的酸碱，减少环境的污染，是值得质疑和探讨的。
在2000年10月《发酵科技通讯》上发表了题为“采用新型树脂提取谷氨酸的研究”一文，文中提到了用自制的新型树脂RI、RII、RIII、RIV、RV来分离等电液，在该试验中的等电液是研究人员利用谷氨酸和硫铵两种成份配制而成的，结果表明吸附较好的树脂为RIII、RIV、RV，然而在这篇文章中并没有说明这五种新型树脂是如何配置而成的，同时在此研究中关于在反应结束之后如何回收NH3并没有涉及，依然会造成污水当中的NH3的排放不合格。
在2004年1月的《发酵科技通讯》中发表了题为“离交对谷氨酸提取率提高的作用”一文，在这篇文章中，采用JK-008型阳离子交换树脂，来吸附谷氨酸，由于在这篇文章中所介绍的方法仍然要对等电液进行分离，所以采用此工艺只是提高了谷氨酸的收率，至于味精生产过程中对环境造成的污染问题并不能得到改观。
发明内容
本发明的目的是提供一种谷氨酸钠的生产新工艺，其可以用来解决味精生产行业长期以来污染环境的问题。
本发明的另一目的是提供在谷氨酸钠的生产新工艺中所需要的离子交换树脂。
本发明的一个方面是提供了一种谷氨酸钠的生产新工艺，其中的工艺包括以下工艺步骤：
a.首先将氮源与钠碱混合加入发酵液中，进行反应，所述的发酵液是以葡萄糖为原料进行发酵得到的，反应后得到p H值为6.8～7.2的含有谷氨酸钠粗产物的发酵液；
b.将含有谷氨酸钠粗产物的发酵液通过滤膜过滤后，接着进行离心处理，得到离心后的发酵液；
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