一種利用模擬移動床及流化床提取三支鏈氨基酸的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種利用模擬移動床及流化床提取三支鏈氨基酸的方法，屬于生物發(fā) 酵技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 三支鏈氨基酸包括L-亮氨酸、L-異亮氨酸和L-纈氨酸，都是人體必需氨基酸，也 是組成蛋白質(zhì)的20種氨基酸中非常重要的三種氨基酸。
[0003] 目前三支鏈氨基酸的提取方法一般采用沉降法、離子交換法及全膜法等，在其分 離中受到諸多限制，而采用模擬移動床色譜分離易實現(xiàn)自動化，無需再生，能耗低、分離效 率高，且適應(yīng)性強，經(jīng)模擬移動床色譜分離后提取液中三支鏈氨基酸純度達(dá)到95%以上，污 水排放量不足傳統(tǒng)工藝的三分之一，且易處理。在氨基酸生產(chǎn)過程中，后續(xù)的精制處理也非 常重要，決定了產(chǎn)品的品質(zhì)，傳統(tǒng)的干燥方法是使用雙錐干燥法，這種方法是間歇性的，生 產(chǎn)效率低，能耗大，而采用流化床干燥法就解決了這些問題，不僅提高生產(chǎn)效率、節(jié)約水電 汽及人工的消耗，而且大大降低生產(chǎn)成本。
[0004] 隨著環(huán)保要求的不斷提升，對提取工藝廢水廢物處理也尤為重要，如何能夠有效 地處理廢水廢物，提高企業(yè)的經(jīng)濟價值，是現(xiàn)代化企業(yè)需要探索和解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種利用模擬移動床及流化床提取三支鏈氨基酸的方法，使 用該方法一次性去除發(fā)酵液中的其它雜酸及雜質(zhì)，減少廢水排放，降低能耗，并且利用廢水 生產(chǎn)肥料，一舉兩得。本發(fā)明方法可以實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)、產(chǎn)品純度和收率高、質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn) 過程中不使用任何化學(xué)品，不產(chǎn)生任何污染，同時采用流化床干燥法提高生產(chǎn)效率、節(jié)約水 電汽及人工的消耗，大大降低生產(chǎn)成本。
[0006] 本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案完成的：
[0007] -種利用模擬移動床及流化床提取三支鏈氨基酸的方法，其包括如下步驟：
[0008] 1)將發(fā)酵結(jié)束的三支鏈氨基酸發(fā)酵液經(jīng)陶瓷膜過濾去除菌體蛋白，得過濾液；所 述的陶瓷膜孔徑為50-70nm ;上述過濾液經(jīng)四效蒸發(fā)器濃縮至二分之一體積，即為母液；
[0009] 2)將步驟1)所述母液經(jīng)順序式模擬移動床色譜分離，得到含三支鏈氨基酸的提 取液和含雜質(zhì)的殘液。模擬移動床色譜分離條件和參數(shù)為：洗脫液為純水，保持60°C恒溫， 模擬移動床色譜柱為6個柱子（或8個、12個），通過雙通道自動閥門，在柱子的不同區(qū)切 換，柱內(nèi)所裝填樹脂為疏水性樹脂。
[0010] 3)將步驟2)所述提取液進(jìn)行活性炭脫色，溫度控制在75-80°C，脫色時間為 45min，脫色后的料液濃縮結(jié)晶，濃縮后三支鏈氨基酸含量15-20% (w/w)，當(dāng)溫度降至20°C 左右時，離心得濕品和上清液；所述活性炭為藥用粉狀活性炭，添加量為提取液質(zhì)量的 15 % ;將濕品用流化床干燥，粉碎得到三支鏈氨基酸成品。
[0011] 4)將步驟2)所述殘液、小麥秸桿粉以及花生殼粉按照3 : I : 1的質(zhì)量比混合 均勻，然后送入反應(yīng)器中，往反應(yīng)器中通入水蒸汽，維持反應(yīng)器的溫度在95-KKTC，保溫反 應(yīng)30min，最后自然冷卻得到肥料輔料A ;將方解石進(jìn)行粉碎處理得到方解石粉，然后與腐 植酸按照1 : 2的重量比混合均勻，得到肥料輔料B;將熒光假單胞菌、糞腸球菌、藤黃微球 菌以及圓褐固氮菌分別培養(yǎng)成濃度為IX IO8個/ml的菌液，按照2 : 2 : I : 1的體積比 混合攪拌均勻得到肥料輔料C。所述小麥秸桿粉、花生殼粉、方解石粉、腐植酸的粒徑均控制 在50目；
[0012] 5)將步驟3)所得上清液、肥料輔料A、肥料輔料B、磷酸一銨、氯化鉀以及尿素混 合攪拌均勻，加入到雙螺桿擠出造粒機中進(jìn)行造粒，然后噴灑肥料輔料C，攪拌均勻，最后 10-15°C干燥，控制水分含量為3-5% (質(zhì)量/質(zhì)量），包裝制得肥料；
[0013] 其中，步驟3)所得上清液、肥料輔料A、肥料輔料B、磷酸一銨、氯化鉀、尿素以及肥 料輔料C質(zhì)量比例為10 : 3 : 2 : 2 : I : 1 : 1。
[0014] 上述肥料的使用方法可為：耕種土壤時播撒，耕種土壤深度為12-30cm，每畝地的 施加量為40-60kg ;也可采用其他常規(guī)施肥方式。
[0015] 注，上述步驟中菌種擴大培養(yǎng)及制備菌劑的方法不是唯一的，本領(lǐng)域技術(shù)人員可 以根據(jù)常識選擇合適的培養(yǎng)基及擴大培養(yǎng)方法，使活菌數(shù)達(dá)到IO8個/克，以及按照常規(guī)制 備菌劑的方法制備。本發(fā)明所述菌種均可以從美國模式培養(yǎng)物集存庫（ATCC)購買得到。
[0016] 本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下突出的特點：
[0017] 本發(fā)明技術(shù)工藝用模擬移動床色譜法替代了傳統(tǒng)離交法分離三支鏈氨基酸，此方 法可以一次性去除發(fā)酵液中的其它雜酸及雜質(zhì)，減少廢水排放，降低能耗。本發(fā)明利用流化 床干燥法取代了傳統(tǒng)的雙錐干燥法，不僅提高生產(chǎn)效率、節(jié)約水電氣及人工的消耗，而且大 大降低生產(chǎn)成本。本發(fā)明技術(shù)工藝生產(chǎn)的三支鏈氨基酸產(chǎn)品純度和收率高、質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn) 過程中不使用任何化學(xué)品，不產(chǎn)生任何污染，利于環(huán)保。本發(fā)明技術(shù)工藝將發(fā)酵生產(chǎn)氨基酸 過程中產(chǎn)生的廢水有效的利用起來，制成肥料，不僅解決了環(huán)保問題，而且給企業(yè)帶來顯著 經(jīng)濟效益。本發(fā)明制備的肥料各原料配伍合理，通過有效利用農(nóng)作物廢棄物和礦物質(zhì)復(fù)合 物，結(jié)合微生物技術(shù)，使得肥料更加持久；本發(fā)明肥料中加補充了多種養(yǎng)料，肥效全面，增強 作物抗病抗逆能力；本發(fā)明肥料還能夠有效地修復(fù)農(nóng)藥污染土壤，去除效果好，保證了糧食 安全；本發(fā)明微生物制劑中各菌種之間合理配伍，協(xié)同作用強，活性高繁殖快。
【具體實施方式】
[0018] 為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本申請中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本申請具 體實施例，對本申請的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0019] 實施例1
[0020] 一種利用模擬移動床及流化床提取L-亮氨酸的方法，其包括如下步驟：
[0021] 1)將發(fā)酵結(jié)束的L-亮氨酸發(fā)酵液經(jīng)陶瓷膜過濾去除菌體蛋白，得過濾液；所述的 陶瓷膜孔徑為50nm ;上述過濾液經(jīng)四效蒸發(fā)器濃縮至二分之一體積，即為母液；
[0022] 2)將步驟1)所述母液經(jīng)順序式模擬移動床色譜分離，得到含提取液和含雜質(zhì)的 殘液；模擬移動床色譜分離條件和參數(shù)為：洗脫液為純水，保持60°C恒溫，模擬移動床色譜 柱為6個柱子，通過雙通道自動閥門，在柱子的不同區(qū)切換，柱內(nèi)所裝填樹脂為疏水性樹 脂。
[0023] 3)將步驟2)所述提取液進(jìn)行活性炭脫色，溫度控制在75°C，脫色時間為45min，脫 色后的料液濃縮結(jié)晶，濃縮后氨基酸含量15% (w/w)，當(dāng)溫度降至20°C左右時，離心得濕品 和上清液；所述活性炭為藥用粉狀活性炭，添加量為提取液質(zhì)量的15%;最后將濕品用流化 床干燥，粉碎得到三支鏈氨基酸成品；
[0024] 4)將步驟2)所得殘液、小麥秸桿粉以及花生殼粉按照3 : I : 1的質(zhì)量比混合 均勻，然后送入反應(yīng)器中，往反應(yīng)器中通入水蒸汽，維持反應(yīng)器的溫度在96°C，保溫反應(yīng) 30min，最后自然冷卻得到肥料輔料A ;將方解石進(jìn)行粉碎處理得到方解石粉，然后與腐植 酸按照1 : 2的重量比混合均勾，得到肥料輔料B;將熒光假單胞菌、奠腸球菌、藤黃微球菌 以及圓褐固氮菌分別培養(yǎng)成濃度為IX IO8個/ml的菌液，按照2 : 2 : I : 1的體積比混 合攪拌均勻得到肥料輔料C ;所述小麥秸桿粉、花