技術與應用
賴氨酸,也稱為L -賴氨酸鹽酸鹽,是一種必需氨基酸。它是人體所必需的營養(yǎng)物質(zhì),但是身體不能自己產(chǎn)生它。它必須通過日常飲食和營養(yǎng)補品獲得。作為一種氨基酸,它是蛋白質(zhì)必不可少的組成部分。這種營養(yǎng)對于身體適當?shù)某砷L和發(fā)展起到了重要作用。它是肉堿生產(chǎn)的一個重要組成部分。肉堿負責將一些不飽和脂肪酸轉(zhuǎn)化為能量,還有助于降低膽固醇水平。
傳統(tǒng)的賴氨酸生產(chǎn)工藝一般是發(fā)酵液先酸化后,進入樹脂柱中進行離交提取,用氨水進行解析后的賴氨酸(解析液)進行薄膜蒸發(fā)濃縮,經(jīng)結(jié)晶分離后精制成品。
傳統(tǒng)的賴氨酸生產(chǎn)工藝圖
賴氨酸傳統(tǒng)工藝存在的問題
1、發(fā)酵液處理問題
賴氨酸發(fā)酵液不進行過濾直接上柱提?。ɑ煲何剑?,由之而產(chǎn)生的后果是顯而易見的,即樹脂吸附后進行洗滌,含大量的菌體、蛋白、膠體的廢水將被洗滌下來形成難以治理的廢水。事實上該廢水是具有豐富營養(yǎng)資源的物質(zhì)可做飼料使用的有價值的東西,但廢水濃度很稀要將該廢水濃縮成飼料要耗費大量的能源,經(jīng)濟上極不劃算,這就是賴氨酸生產(chǎn)時廢水難以治理的原因所在。由于混液吸附,樹脂要頻繁洗滌反沖,造成樹脂破碎,樹脂用量大更換頻繁。更為重要的是雜質(zhì)的吸附在一定程度上影響了樹脂的提取收率,雜質(zhì)及色素會帶入下游工藝中影響產(chǎn)品的色澤、結(jié)晶質(zhì)量。
2、蒸發(fā)濃縮的問題
傳統(tǒng)料液濃縮技術基本沿用減壓蒸發(fā)濃縮的方法,能耗成本很高。平均一噸蒸汽的效率只有1.0-1.2之間,蒸發(fā)水的成本將近100元。有工廠采用多效蒸發(fā)技 術,能將蒸汽的利用效率提高很多,但多效蒸發(fā)器的投資同樣相當高昂,且維護工作相對困難。蒸發(fā)由于是采用加熱的方式同樣帶來一個問題是在加熱蒸發(fā)過程中產(chǎn) 品破壞使得產(chǎn)品的色澤加深影響質(zhì)量。然而這一問題一直被賴氨酸生產(chǎn)企業(yè)所忽視。
3、含硫酸銨的上柱廢液處理問題
由于賴氨酸利用其兩性氨基酸的特性進行吸附與解析,因此要在上柱之前進行硫酸調(diào)酸處理,然后解析時通過加入一定流量的氨水改變PH解析賴氨酸。不可避免的將會產(chǎn)生含硫酸銨的廢水。
結(jié)合膜工藝流程:
發(fā)酵液放罐后直接經(jīng)陶瓷膜或不銹鋼管式膜系統(tǒng)過濾,能使真正收率達到99%以上,濾渣中含有大量的蛋白質(zhì)及菌絲等營養(yǎng)物質(zhì),烘干后作飼料,可進行包裝銷售。濾液經(jīng)連續(xù)式離子柱進行離交吸附,此工序后賴氨酸洗脫液進入納濾膜系統(tǒng)預濃縮,賴氨酸濃縮液進行活性炭脫色、薄膜蒸發(fā)再濃縮、結(jié)晶、分離后精制成品,分離出的結(jié)晶母液再回收進行離交濃縮循環(huán)操作。納濾膜的透析液為氨水,可回收利用。上柱廢液經(jīng)納濾膜系統(tǒng)進行濃縮后,濃縮液為硫酸銨,納濾系統(tǒng)出水可用于超濾過程的頂洗水再利用(套用)。整個工藝過程除了最終產(chǎn)品賴氨酸和副產(chǎn)品飼料、硫酸銨外,無多余廢水排放。
賴氨酸膜分離工藝圖
賴氨酸膜法生產(chǎn)工藝優(yōu)點:
1、 發(fā)酵液超濾過濾無須任何預處理,節(jié)約成本。菌渣可直接做飼料,完全消除廢液污染。濾液不含蛋白質(zhì)量高,保證連續(xù)離交進料要求。過濾收率可達98-99%。
2、 由于減少了蛋白對樹脂的污染,可增加樹脂的吸附容量10%以上,并有效延長樹脂壽命。
3、 減少懸浮物在連續(xù)離交樹脂罐內(nèi)的沉積,減少反沖次數(shù),減少樹脂破碎。
4、 納濾低成本的預濃縮,降低能耗。部分無機鹽透過納濾膜,減少產(chǎn)品灰份。納濾透析水回用頂洗,閉路循環(huán)提高收率減低成本。(根據(jù)實踐表明納濾濃縮平均成本為20元/噸水)
5、 納濾廢水處理系統(tǒng)能將硫酸銨廢水處理成回用水,并且回收硫酸銨做肥料。膜系統(tǒng)適應性強,能隨時跟上今后用戶對處理后的污水排放水質(zhì)進一步提高的要求。
6、 本工藝膜系統(tǒng)運行平穩(wěn),維修容易。膜系統(tǒng)可分性強,可根據(jù)料液流量大小隨時切換膜的運行數(shù)量,其余可進行清洗、保護或更換等操作,故膜系統(tǒng)無傳統(tǒng)工藝的每年大修要求,在40℃~45℃左右用低壓力大流量對膜進行清洗,只需清洗一小時左右即能使膜通量恢復,而不用拆卸設備,可實現(xiàn)全自動運行與清洗。
7、本工藝的占地面積大大縮小。由于膜設備都是由膜元件疊加起來的,使膜設備占地極小。膜系統(tǒng)為全封閉系統(tǒng),無物料和氣體的泄漏,噪音小,并容易實現(xiàn)全自動化運行。
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