專利名稱：賴氨酸的生產(chǎn)工藝的制作方法
賴氨酸的生產(chǎn)工藝本發(fā)明涉及微生物工業(yè)，更具體地講，本發(fā)明通過發(fā)酵生產(chǎn)賴氨酸的工藝，及本發(fā)明涉及到一種賴氨酸的生產(chǎn)工藝。賴氨酸是人體必需的八種基本氨基酸之一，賴氨酸及蘇氨酸是動物營養(yǎng)中最主要的氨基酸，因為其他幾種氨基酸一般均能為具有X-酮基或羥基的類似物或小型光學(xué)異構(gòu)體所代替，但賴氨酸在八種氨基酸中是唯一的僅L-型成分才能有效利用的，由于賴氨酸不能在人體中由還原胺化左右或轉(zhuǎn)氨作用來生成，必須由食物中攝取，因此它是一種最重要
的基本氨基酸。賴氨酸為堿性必需氨基酸。由于谷物食品中的賴氨酸含量甚低，且在加工過程中易被破壞而缺乏，故稱為第一限制性氨基酸。賴氨酸可以調(diào)節(jié)人體代謝平衡，賴氨酸為合成肉堿提供結(jié)構(gòu)組分，而肉堿會促使細(xì)胞中脂肪酸的合成。往食物中添加少量的賴氨酸，可以刺激胃蛋白酶與胃酸的分泌，提高胃液分泌功效，起到增進(jìn)食欲、促進(jìn)幼兒生長與發(fā)育的作用。賴氨酸還能提高鈣的吸收及其在體內(nèi)的積累，加速骨骼生長。如缺乏賴氨酸，會造成胃液分沁不足而出現(xiàn)厭食、營養(yǎng)性貧血，致使中樞神經(jīng)受阻、發(fā)育不良。賴氨酸在醫(yī)藥上還可作為利尿劑的輔助藥物，治療因血中氯化物減少而引起的鉛中毒現(xiàn)象，還可與酸性藥物(如水楊酸等)生成鹽來減輕不良反應(yīng)，與蛋氨酸合用則可抑制重癥高血壓病。近年來，國內(nèi)外飼料工業(yè)及食品工業(yè)快速發(fā)展，醫(yī)藥工業(yè)上賴氨酸新的用途不斷被發(fā)掘，賴氨酸已成為一種國際市場上發(fā)展前景好，國內(nèi)外市場上缺口較大。賴氨酸的生成方法有抽提法、化學(xué)合成法和酶法以及發(fā)酵法，近年來國際上生成賴氨酸的大型企業(yè)，多數(shù)采用直接發(fā)酵法。國內(nèi)外發(fā)酵法生成賴氨酸的原料主要為葡萄糖或用淀粉生成的糖液和豆粕水解液，其生成步驟主要是菌種培養(yǎng)、發(fā)酵培養(yǎng)、提取和精制。目前，國內(nèi)賴氨酸市場需求量較大，以上的生產(chǎn)方法遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到市場的需求，主要原因包括以下三個方面一是由于人們生活水平和對食品營養(yǎng)需要的提高，以及飼料工業(yè)產(chǎn)品技術(shù)水平、質(zhì)量要求的提高，大大促進(jìn)市場對賴氨酸的需求；二是由于賴氨酸生產(chǎn)設(shè)備投資過高配套工藝龐大，限制了新建項目的建設(shè)進(jìn)度；三是市場農(nóng)副產(chǎn)品價格上升，特別是豆的價格成倍加番，加大了生產(chǎn)成本，給生產(chǎn)企業(yè)造成經(jīng)濟(jì)壓力和負(fù)擔(dān)，制約了國內(nèi)賴氨酸生產(chǎn)的增長速度?，F(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)中，在賴氨酸發(fā)酵液的過濾環(huán)節(jié)中，普遍采用陶瓷膜過濾技術(shù)，老工藝，此工藝污水多，能耗高，陶瓷膜經(jīng)常斷裂，一旦膜斷裂就得停車維修，給生產(chǎn)企業(yè)造成大量的資源和能耗的損失。[發(fā)明內(nèi)容]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有生產(chǎn)工藝的缺陷，提供一種具有工藝簡單、純度高的新生產(chǎn)工藝，還具有應(yīng)用領(lǐng)域廣、生產(chǎn)效率高、環(huán)保、節(jié)能等優(yōu)點。為解決上述問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的賴氨酸的生產(chǎn)工藝，其流程主要包括糖化、發(fā)酵、分離、離交、濃縮、結(jié)晶、干燥、產(chǎn)品包裝等環(huán)節(jié)。所述的糖化，將玉米淀粉加入淀粉酶，進(jìn)行淀粉的水解，淀粉先經(jīng)液化酶液化，再經(jīng)糖化酶進(jìn)行糖化至葡萄糖。所述的發(fā)酵，將葡萄糖、培養(yǎng)基、營養(yǎng)物在126 130°C的溫度下，進(jìn)行連消滅菌， 維持10 20分鐘后再進(jìn)行冷卻，按一定的重量比，放入發(fā)酵罐中進(jìn)行發(fā)酵，并進(jìn)行補(bǔ)料進(jìn)空氣溶氧。所述的分離、離交，包括初步分離和再分離、過濾及樹脂離子交換，將發(fā)酵后的賴氨酸發(fā)酵液在離心機(jī)初步分離，加速液體中顆粒的沉降速度，把發(fā)酵液中的蛋白、不同沉降物分離洗脫；然后將初步分離后的液體，利用超濾膜過濾，再進(jìn)行樹脂離子的交換，得到副產(chǎn)品及污水分離出去。所述的濃縮、結(jié)晶，將樹脂離子交換后的溶液進(jìn)行濃縮，得到結(jié)晶體，然后進(jìn)行分離，得到粗品賴氨酸。所述的干燥，采用流化床干燥器，將結(jié)晶后賴氨酸經(jīng)推料離心機(jī)，到流化床干燥器進(jìn)行干燥，利用進(jìn)熱風(fēng)使物料流化態(tài)，并吸入加熱裝置中的加熱板加，使料倉沸騰達(dá)到流動干燥，已流化態(tài)進(jìn)入物料流通裝置，經(jīng)加熱板和蒸汽口帶來的熱空氣的共同加熱、干燥后以流化態(tài)進(jìn)入冷卻裝置進(jìn)行冷卻，經(jīng)冷卻板和進(jìn)風(fēng)口帶來的冷空氣共同冷卻后，經(jīng)出料口排除，干燥后的大顆粒物料和水分經(jīng)排風(fēng)口排出，得到L-賴氨酸，最后將賴氨酸產(chǎn)品進(jìn)行包裝及入庫。以上工藝為生產(chǎn)98. 5%賴氨酸的生產(chǎn)工藝。本發(fā)明如果省去樹脂離子交換、濃縮、結(jié)晶等環(huán)節(jié)，可生產(chǎn)純度為65% 90%的賴氨酸。 由于采用了以上技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)勢1、由于本發(fā)明工藝將傳統(tǒng)的陶瓷膜過濾技術(shù)，更換分離機(jī)分離，既能節(jié)省60%左右的污水和能耗，又可以連續(xù)生產(chǎn)，避免了因陶瓷膜過濾中的膜斷裂，停車維修的弊端；2、本發(fā)明生產(chǎn)工藝簡單、制備的產(chǎn)品純度高，具有應(yīng)用領(lǐng)域廣，同樣適用于色氨酸、苯丙氨酸等其它氨基酸的生產(chǎn)、生產(chǎn)效率高、環(huán)保、節(jié)能等。

圖1為傳統(tǒng)生產(chǎn)賴氨酸的工藝流程圖；圖2為本發(fā)明生產(chǎn)純度彡98%賴氨酸的生產(chǎn)工藝圖；圖3為本發(fā)明生產(chǎn)純度為65% 80%賴氨酸的生產(chǎn)工藝圖。下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明進(jìn)一步進(jìn)行描述
賴氨酸的生產(chǎn)工藝，其流程主要包括糖化、發(fā)酵、分離、離交、濃縮、結(jié)晶、干燥、產(chǎn)品包裝等環(huán)節(jié)。所述的糖化，將玉米淀粉加入淀粉酶，進(jìn)行淀粉的水解，淀粉先經(jīng)液化酶液化，再經(jīng)糖化酶進(jìn)行糖化至葡萄糖。所述的發(fā)酵，將葡萄糖、培養(yǎng)基、營養(yǎng)物在126 130°C的溫度下，進(jìn)行連消滅菌， 維持10 20分鐘后再進(jìn)行冷卻，按一定的重量比，放入發(fā)酵罐中進(jìn)行發(fā)酵，并進(jìn)行補(bǔ)料進(jìn)空氣溶氧。所述的分離、離交，包括初步分離和再分離、過濾及樹脂離子交換，將發(fā)酵后的賴氨酸發(fā)酵液在離心機(jī)初步分離，加速液體中顆粒的沉降速度，把發(fā)酵液中的蛋白、不同沉降物分離洗脫；然后將初步分離后的液體，利用超濾膜過濾，再進(jìn)行樹脂離子的交換，得到副產(chǎn)品及污水分離出去。所述的濃縮、結(jié)晶，將樹脂離子交換后的溶液進(jìn)行濃縮，得到結(jié)晶體，然后進(jìn)行分離，得到粗品賴氨酸。所述的干燥，采用流化床干燥器，將結(jié)晶后賴氨酸經(jīng)推料離心機(jī)，到流化床干燥器進(jìn)行干燥，利用進(jìn)熱風(fēng)使物料流化態(tài)，并吸入加熱裝置中的加熱板加，使料倉沸騰達(dá)到流動干燥，已流化態(tài)進(jìn)入物料流通裝置，經(jīng)加熱板和蒸汽口帶來的熱空氣的共同加熱、干燥后以流化態(tài)進(jìn)入冷卻裝置進(jìn)行冷卻，經(jīng)冷卻板和進(jìn)風(fēng)口帶來的冷空氣共同冷卻后，經(jīng)出料口排除，干燥后的大顆粒物料和水分經(jīng)排風(fēng)口排出，得到L-賴氨酸，最后將賴氨酸產(chǎn)品進(jìn)行包裝及入庫。以上工藝為生產(chǎn)98. 5%賴氨酸的生產(chǎn)工藝。本發(fā)明如果省去樹脂離子交換、濃縮、結(jié)晶等環(huán)節(jié)，可生產(chǎn)純度為65% 90%的賴氨酸。最后以上實施例僅用以說明本發(fā)明而并非限制本發(fā)明所描述的技術(shù)方案；因此，盡管本說明書參照上述的各個實施例對本發(fā)明已進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對本發(fā)明進(jìn)行修改或等同替換；而一切不脫離本發(fā)明的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍中。
權(quán)利要求
1.賴氨酸的生產(chǎn)工藝，其特在在于其流程主要包括糖化、發(fā)酵、分離、離交、濃縮、結(jié)晶、干燥、產(chǎn)品包裝環(huán)節(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的賴氨酸的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述的糖化，將玉米淀粉加入淀粉酶，進(jìn)行淀粉的水解，淀粉先經(jīng)液化酶液化，再經(jīng)糖化酶進(jìn)行糖化至葡萄糖。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的賴氨酸的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述的發(fā)酵，將葡萄糖、培養(yǎng)基、營養(yǎng)物在126 130°C的溫度下，進(jìn)行連消滅菌，維持10 20分鐘后再進(jìn)行冷卻，按一定的重量比，放入發(fā)酵罐中進(jìn)行發(fā)酵，并進(jìn)行補(bǔ)料進(jìn)空氣溶氧。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的賴氨酸的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述的分離、離交，包括初步分離和再分離、過濾及樹脂離子交換，將發(fā)酵后的賴氨酸發(fā)酵液在離心機(jī)初步分離，加速液體中顆粒的沉降速度，把發(fā)酵液中的蛋白、不同沉降物分離洗脫；然后將初步分離后的液體，利用超濾膜過濾，再進(jìn)行樹脂離子的交換，得到副產(chǎn)品及污水分離出去。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的賴氨酸的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述的濃縮、結(jié)晶，將樹脂離子交換后的溶液進(jìn)行濃縮，得到結(jié)晶體，然后進(jìn)行分離，得到粗品賴氨酸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的賴氨酸的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述的干燥，采用流化床干燥器，將結(jié)晶后賴氨酸經(jīng)推料離心機(jī)，到流化床干燥器進(jìn)行干燥，利用進(jìn)熱風(fēng)使物料流化態(tài)，并吸入加熱裝置中的加熱板加，使料倉沸騰達(dá)到流動干燥，已流化態(tài)進(jìn)入物料流通裝置，經(jīng)加熱板和蒸汽口帶來的熱空氣的共同加熱、干燥后以流化態(tài)進(jìn)入冷卻裝置進(jìn)行冷卻， 經(jīng)冷卻板和進(jìn)風(fēng)口帶來的冷空氣共同冷卻后，經(jīng)出料口排除，干燥后的大顆粒物料和水分經(jīng)排風(fēng)口排出，得到賴氨酸，最后將賴氨酸產(chǎn)品進(jìn)行包裝及入庫。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的賴氨酸的生產(chǎn)工藝，其特征在于本發(fā)明提供了一種省去樹脂離子交換、濃縮、結(jié)晶環(huán)節(jié)，可生產(chǎn)純度為65% 90%的賴氨酸。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種賴氨酸的生產(chǎn)工藝，屬于賴氨酸制備技術(shù)領(lǐng)域，糖化、發(fā)酵、分離、離交、濃縮、結(jié)晶、干燥、產(chǎn)品包裝等環(huán)節(jié)，其中的分離、離交，包括初步分離和再分離、過濾及樹脂離子交換，將發(fā)酵后的賴氨酸發(fā)酵液在離心機(jī)初步分離，加速液體中顆粒的沉降速度，把發(fā)酵液中的蛋白、不同沉降物分離洗脫；然后將初步分離后的液體，利用超濾膜過濾，再進(jìn)行樹脂離子的交換，得到副產(chǎn)品及污水分離出去。本發(fā)明采用膜過濾環(huán)節(jié)，較傳統(tǒng)的陶瓷膜過濾技術(shù)，能節(jié)省60％左右的污水和能耗，避免了因陶瓷膜過濾中的膜斷裂，停車維修的弊端；工藝簡單、制備的產(chǎn)品純度高，應(yīng)用領(lǐng)域廣，同樣適用于色氨酸、苯丙氨酸等其他氨基酸的生產(chǎn)等。
文檔編號C12P13/08GK102399833SQ20111033241
公開日2012年4月4日 申請日期2011年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月27日
發(fā)明者洪火城, 蔡仕達(dá) 申請人:多爾鑫谷生物科技(上海)有限公司