一種l-天門(mén)冬氨酸的生產(chǎn)及母液處理回用的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種L-天門(mén)冬氨酸的生產(chǎn)及母液處理回用的方法，屬于生物化工技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]L-天門(mén)冬氨酸化學(xué)名稱(chēng)為L(zhǎng)- (+)-氨基丁二酸，分子式為C4H7N04，分子量為133.10。L-天冬氨酸為酸性氨基酸之一，屬非必需氨基酸，在體內(nèi)由谷氨酸轉(zhuǎn)氨給草酰乙酸而得，分解則通過(guò)脫氨基生成草酰乙酸或經(jīng)天冬氨酸酶的作用脫氨生成丁烯二酸CTA循環(huán)。它是生物體內(nèi)賴(lài)氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸、蛋氨酸等氨基酸及嘌呤、嘧啶堿基的合成前體。它可作為K、Mg離子的載體向心肌輸送電解質(zhì)，從而改善心肌收縮功能，同時(shí)降低氧消耗，在冠狀動(dòng)脈循環(huán)障礙缺氧時(shí)，對(duì)心肌有保護(hù)作用。它參與鳥(niǎo)氨酸循環(huán)，促進(jìn)氧和二氧化碳生成尿素，降低血液中氮和二氧化碳的量，增強(qiáng)肝臟功能，消除疲勞。
[0003]對(duì)于哺乳動(dòng)物，天冬氨酸是非必需的，因其可由轉(zhuǎn)氨基作用從草酰乙酸制造。對(duì)于植物和微生物，天冬氨酸是數(shù)種氨基酸的原料，包括4種必不可少的:蛋氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸、賴(lài)氨酸。
[0004]天門(mén)冬氨酸可以作為氨基酸輸液、鉀、鈣等無(wú)機(jī)離子補(bǔ)充劑、疲勞恢復(fù)劑、氨解毒劑、臨床診斷藥；治療慢性肝炎、心肌代謝障礙、低鉀、或缺血性貧血；新型甜味劑天冬甜素的原料；營(yíng)養(yǎng)增補(bǔ)劑，添加于各種清涼飲料。
[0005]當(dāng)前，L-天門(mén)冬氨酸的普遍制造方法是在配料罐中加入一定水，投入富馬酸，同時(shí)通入液氨(或氨水)，使其溶解，轉(zhuǎn)化為富馬酸銨溶液，然后通過(guò)固定化酶柱反應(yīng)使其完全轉(zhuǎn)變成L-天門(mén)冬氨酸銨溶液，然后加入活性炭加溫用脫色板框壓濾去雜質(zhì)。最后加入硫酸調(diào)PH到等電點(diǎn)，冷卻后離心使L-天門(mén)冬氨酸粗品與廢液分離，廢液去環(huán)保裝置處理；粗品再用去離子水洗滌，洗滌水去環(huán)保處理。
[0006]此工藝的缺點(diǎn)是:廢液多，環(huán)保處理主要成份是高濃度的硫銨、少量的天冬氨酸廢液處理很難，處理后的氨氮濃度仍達(dá)到300-600 mg /L，達(dá)不到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。成本高，通過(guò)固定化酶反應(yīng)，轉(zhuǎn)化率低，時(shí)間長(zhǎng)，酶柱經(jīng)常需要更換等導(dǎo)致不能大規(guī)模生產(chǎn)且生產(chǎn)成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種環(huán)保的L-天門(mén)冬氨酸的生產(chǎn)及母液處理回用的方法。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案概述如下:
[0009]一種L-天門(mén)冬氨酸的生產(chǎn)及母液處理回用的方法，是由下述步驟組成:
[0010](I)在配料釜中，將富馬酸加入到水中或上一次生產(chǎn)進(jìn)行后處理的母液中配制成質(zhì)量濃度為10%?20%的富馬酸溶液，用液氨或氨氣調(diào)節(jié)pH = 7.5?9.2，得到反應(yīng)液；
[0011](2)將反應(yīng)液打入酶反應(yīng)爸中，加入天冬氨酸酶使質(zhì)量含量為1%?10%,在20°C?40°C反應(yīng)至酶反應(yīng)生成液中富馬酸質(zhì)量含量小于0.3% ;
[0012](3)將酶反應(yīng)生成液泵入脫色鍋后，投入活性炭使質(zhì)量含量為0.3% _1%，升溫至85?90°C，保溫1-2小時(shí)，冷卻至60°C?75°C，壓濾去除活性炭，得濾液；
[0013](4)將濾液泵入酸解釜內(nèi)，加入濃硫酸使pH值在2.2?3.6，冷卻至20_35°C，離心、得到沉淀和母液I，沉淀烘干得L-天門(mén)冬氨酸；
[0014](5)將母液I加熱至50°C?70°C，加入氫氧化鈣使pH = 10?12，有氨氣產(chǎn)生，攪拌4-6小時(shí)，離心、分離出硫酸鈣固體和母液2;氨氣用風(fēng)機(jī)引導(dǎo)至步驟(I)；
[0015](6)將母液2加熱至50°C?60°C，加入碳酸氫氨調(diào)節(jié)母液2中鈣離子濃度小于
0.04mol/L,采用壓濾機(jī)壓濾得澄清的母液用于步驟(I)配料釜中。
[0016]優(yōu)選的是:步驟⑴的pH = 7.8。
[0017]步驟(2)優(yōu)選為:將反應(yīng)液打入酶反應(yīng)釜中，加入天冬氨酸酶使質(zhì)量含量為8%，在30°C反應(yīng)至酶反應(yīng)生成液中富馬酸質(zhì)量含量小于0.3%。
[0018]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了在L-天門(mén)冬氨酸生產(chǎn)過(guò)程中的產(chǎn)生的母液進(jìn)行處理后可循環(huán)利用，這不僅解決了環(huán)境污染問(wèn)題，還對(duì)產(chǎn)生的硫酸銨母液進(jìn)行有效后處理，使得氨和母液在整個(gè)生產(chǎn)工藝中能夠回收和循環(huán)使用，提高了產(chǎn)品收率，降低了生產(chǎn)成本，減少了環(huán)境污染，同時(shí)形成的副產(chǎn)物硫酸鈣，可以在道路鋪筑過(guò)程中當(dāng)路基使用。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0020]實(shí)施例1
[0021]一種L-天門(mén)冬氨酸的生產(chǎn)及母液處理回用的方法，由下述步驟組成:
[0022](I)在配料釜中，將富馬酸加入到水中配制成質(zhì)量濃度為10%的富馬酸溶液，用液氨調(diào)節(jié)pH = 7.8,得到反應(yīng)液；
[0023](2)將反應(yīng)液打入酶反應(yīng)爸中，加入天冬氨酸酶使質(zhì)量含量為8%,在30°C反應(yīng)，檢測(cè)酶反應(yīng)生成液中富馬酸質(zhì)量含量小于0.3% ;
[0024](3)將酶反應(yīng)生成液泵入脫色鍋后，投入活性炭使質(zhì)量含量為0.3%，升溫至88°C，保溫I小時(shí)，冷卻至70°C，壓濾去除活性炭，得濾液；
[0025](4)將濾液泵入酸解釜內(nèi)，加入濃硫酸使pH值在2.8，冷卻至30°C，離心、得到沉淀和母液I，沉淀洗滌、烘干得L-天門(mén)冬氨酸；
[0026](5)將母液I加熱至60°C，加入氫氧化鈣使pH = 11，有氨氣產(chǎn)生，攪拌5小時(shí)，離心、分離出硫酸鈣固體和母液2 ;氨氣用風(fēng)機(jī)引導(dǎo)至步驟(I)；
[0027](6)將母液2加熱至55°C，加入碳酸氫氨調(diào)節(jié)母液2中鈣離子濃度小于0.04mol/L,采用壓濾機(jī)壓濾得澄清的母液用于步驟(I)配料釜中。L-天門(mén)冬氨酸收率89%。
[0028]實(shí)施例2
[0029]一種L-天門(mén)冬氨酸的生產(chǎn)及母液處理回用的方法，由下述步驟組成:
[0030](I)在配料釜中，將富馬酸加入到上一次生產(chǎn)進(jìn)行后處理的母液中，配成質(zhì)量濃度為10%的富馬酸溶液，用液氨調(diào)節(jié)pH = 7.5，得到反應(yīng)液；
[0031](2)將反應(yīng)液打入酶反應(yīng)爸中，加入天冬氨酸酶使質(zhì)量含量為10%,在20°C反應(yīng)，檢測(cè)酶反應(yīng)生成液中富馬酸質(zhì)量含量小于0.3% ;
[0032](3)將酶反應(yīng)生成液泵入脫色鍋后，投入活性炭使質(zhì)量含量為0.5%，升溫至85°C，保溫1.5小時(shí)，冷卻至60°C，壓濾去除活性炭，得濾液；
[0033](4)將濾液泵入酸解釜內(nèi)，加入濃硫酸使pH值在2.2，冷卻至20°C，離心、得到沉淀和母液I，沉淀洗滌、烘干得L-天門(mén)冬氨酸；
[0034](5)將母液I加熱至50°C，加入氫氧化鈣使pH = 12，有氨氣產(chǎn)生，攪拌4小時(shí)，離心、分離出硫酸鈣固體和母液2 ;氨氣用風(fēng)機(jī)引導(dǎo)至步驟(I)；
[0035](6)將母液2加熱至50°C，加入碳酸氫氨調(diào)節(jié)母液2中鈣離子濃度小于0.04mol/L,采用壓濾機(jī)壓濾得澄清的母液用于步驟(I)配料釜中。L-天門(mén)冬氨酸收率93%。
[0036]實(shí)施例3
[0037]—種L-天門(mén)冬氨酸的生產(chǎn)及母液處理回用的方法，由下述步驟組成:
[0038](I)在配料釜中，將富馬酸加入到上一次生產(chǎn)進(jìn)行后處理的母液中，配成質(zhì)量濃度為10%的富馬酸溶液，用液氨調(diào)節(jié)pH = 9.2，得到反應(yīng)液；
[0039](2)將反應(yīng)液打入酶反應(yīng)爸中，加入天冬氨酸酶使質(zhì)量含量為1%,在40°C反應(yīng)，檢測(cè)酶反應(yīng)生成液中富馬酸質(zhì)量含量小于0.3% ;
[0040](3)將酶反應(yīng)生成液泵入脫色鍋后，投入活性炭使質(zhì)量含量為1%，升溫至90°C，保溫I小時(shí)，冷卻至75°C，壓濾去除活性炭，得濾液；
[0041](4)將濾液泵入酸解釜內(nèi)，加入濃硫酸使pH值在3.6，冷卻至35°C，離心、得到沉淀和母液I，沉淀洗滌、烘干得L-天門(mén)冬氨酸；
[0042](5)將母液I加熱至70°C，加入氫氧化鈣使pH = 10，有氨氣產(chǎn)生，攪拌6小時(shí)，離心、分離出硫酸鈣固體和母液2 ;氨氣用風(fēng)機(jī)引導(dǎo)至步驟(I)；
[0043](6)將母液2加熱至60°C，加入碳酸氫氨調(diào)節(jié)母液2中鈣離子濃度小于0.04mol/L,采用壓濾機(jī)壓濾得澄清的母液用于步驟(I)配料釜中。L-天門(mén)冬氨酸收率93%。
[0044]實(shí)施例4
[0045]一種L-天門(mén)冬氨酸的生產(chǎn)及母液處理回用的方法，由下述步驟組成:
[0046](I)在配料釜中，將富馬酸加入到上一次生產(chǎn)進(jìn)行后處理的母液中，配成質(zhì)量濃度為20%的富馬酸溶液，用上一次生產(chǎn)產(chǎn)生的氨氣調(diào)節(jié)pH = 8.0，得到反應(yīng)液；
[0047](2)將反應(yīng)液打入酶反應(yīng)爸中，加入天冬氨酸酶使質(zhì)量含量為5%,在30°C反應(yīng)，檢測(cè)酶反應(yīng)生成液中富馬酸質(zhì)量含量小于0.3% ;
[0048](3)將酶反應(yīng)生成液泵入脫色鍋后，投入活性炭使質(zhì)量含量為0.5%，升溫至90°C，保溫2小時(shí)，冷卻至75°C，壓濾去除活性炭，得濾液；
[0049](4)將濾液泵入酸解釜內(nèi)，加入濃硫酸使pH值在3.0，冷卻至30°C，離心、得到沉淀和母液I，沉淀洗滌、烘干得L-天門(mén)冬氨酸；
[0050](5)將母液I加熱至60°C，加入氫氧化鈣使pH = 10，有氨氣產(chǎn)生，攪拌6小時(shí)，離心、分離出硫酸鈣固體和母液2 ;氨氣用風(fēng)機(jī)引導(dǎo)至步驟(I)；
[0051](6)將母液2加熱至60°C，加入碳酸氫氨調(diào)節(jié)母液2中鈣離子濃度小于0.04mol/L,采用壓濾機(jī)壓濾得澄清的母液用于步驟(I)配料釜中。L-天門(mén)冬氨酸收率95%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種L-天門(mén)冬氨酸的生產(chǎn)及母液處理回用的方法，其特征是由下述步驟組成: (1)在配料釜中，將富馬酸加入到水中或上一次生產(chǎn)進(jìn)行后處理的母液中配制成質(zhì)量濃度為10%?20%的富馬酸溶液，用液氨或氨氣調(diào)節(jié)pH = 7.5?9.2，得到反應(yīng)液； (2)將反應(yīng)液打入酶反應(yīng)釜中，加入天冬氨酸酶使質(zhì)量含量為1%?10%，在20°C?40°C反應(yīng)至酶反應(yīng)生成液中富馬酸質(zhì)量含量小于0.3% ; (3)將酶反應(yīng)生成液泵入脫色鍋后，投入活性炭使質(zhì)量含量為0.3%-1%，升溫至85?90°C，保溫1-2小時(shí)，冷卻至60°C?75°C，壓濾去除活性炭，得濾液； (4)將濾液泵入酸解釜內(nèi)，加入濃硫酸使pH值在2.2?3.6，冷卻至20-35°C，離心、得到沉淀和母液1，沉淀烘干得L-天門(mén)冬氨酸； (5)將母液I加熱至50°C?70°C，加入氫氧化鈣使pH= 10?12，有氨氣產(chǎn)生，攪拌4-6小時(shí)，離心、分離出硫酸鈣固體和母液2;氨氣用風(fēng)機(jī)引導(dǎo)至步驟(I)； (6)將母液2加熱至50°C?60°C，加入碳酸氫氨調(diào)節(jié)母液2中鈣離子濃度小于0.04mol/L,采用壓濾機(jī)壓濾得澄清的母液用于步驟(I)配料釜中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種L-天門(mén)冬氨酸的生產(chǎn)及母液處理回用的方法，其特征是所述步驟(I)的pH = 7.8。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種L-天門(mén)冬氨酸的生產(chǎn)及母液處理回用的方法，其特征是所述步驟(2)為:將反應(yīng)液打入酶反應(yīng)釜中，加入天冬氨酸酶使質(zhì)量含量為8%，在30°C反應(yīng)至酶反應(yīng)生成液中富馬酸質(zhì)量含量小于0.3%。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種L-天門(mén)冬氨酸的生產(chǎn)及母液處理回用的方法，步驟：在配料釜中，將富馬酸加入到水中或上一次生產(chǎn)進(jìn)行后處理的母液中配制成富馬酸溶液，調(diào)pH，加天冬氨酸酶反應(yīng)；脫色，得濾液；將濾液調(diào)pH值，冷卻，離心、得到沉淀和母液1，沉淀烘干得L-天門(mén)冬氨酸；將母液1加熱，加氫氧化鈣，有氨氣產(chǎn)生，攪拌，離心、分離出硫酸鈣固體和母液2；將母液2加熱，加碳酸氫氨調(diào)節(jié)母液2中鈣離子濃度，壓濾得澄清的母液用于配料釜中。本發(fā)明對(duì)母液進(jìn)行處理后可循環(huán)利用，環(huán)保，對(duì)產(chǎn)生的硫酸銨母液進(jìn)行有效后處理，使得氨和母液能夠回收和循環(huán)使用，收率高，成本低，同時(shí)形成的副產(chǎn)物硫酸鈣，可以在道路鋪筑過(guò)程中當(dāng)路基使用。
【IPC分類(lèi)】C12P13/20
【公開(kāi)號(hào)】CN105506015
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410506357
【發(fā)明人】萬(wàn)屹東, 時(shí)榮, 白羽, 高有軍, 潘春
【申請(qǐng)人】常茂生物化學(xué)工程股份有限公司
【公開(kāi)日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2014年9月26日