谷氨酸提取工艺清洁生产技术的研究

【摘要】：我国的谷氨酸发酵产量2010年已达到230万吨,占世界总产量的75%以上,成为全球最大的谷氨酸生产国。在谷氨酸发酵生产的多个环节会产生污染物,成为社会关注的焦点,对谷氨酸发酵工业形成了较大的影响。谷氨酸产品的提取阶段是污染物产生量最大和最多的环节。按照清洁生产的理念对谷氨酸提取工艺污染物减量化和资源化技术进行了研究,并进行了工程化设计,该研究对我国味精厂的实际生产具有指导意义。 1首先介绍了谷氨酸发酵工业提取技术的发展状况,综述了国内外谷氨酸提取工艺清洁生产技术和存在的问题,提出了谷氨酸提取阶段关键技术难点。 2、本论文针对等电提取液中谷氨酸棒杆菌的特性,研究了不同絮凝剂对谷氨酸菌体絮凝过程中的影响因素：pH值、絮凝剂添加量、温度等,并进行了对比,结果表明：有机大分子絮凝剂的絮凝效果明显优于无机小分子絮凝剂的絮凝效果。重点研究了生物大分子絮凝剂黄原胶的絮凝特性,得出了最佳方案：在pH为3.0,温度45℃条件下菌体絮凝最佳的添加量以配置的絮凝剂溶液10 g/L浓度计算,添加等电清液体积的0.7-0.8%,菌体去除率90%。 3、本论文针对等电清液中谷氨酸的溶解度特性,研究了等电清液中谷氨酸的二次结晶技术,采用低温结晶二次提取谷氨酸时受浓缩倍数、pH值、温度、硫酸铵结晶的影响,得出二次结晶的工艺：等电清液→pH5→浓缩7倍→除去硫酸铵→谷氨酸育晶→调pH3.2二次等电结晶,谷氨酸的二次等电回收率可以达到70-80%。 4、本论文针对发酵废液在喷浆造粒中产生的较强异味污染烟气的特性,通过洗涤、吸收、吸附和生物处理方法的研究,得出处理工艺：污染烟气→喷淋洗涤(洗涤液为45℃发酵废液)→喷淋洗涤(自然循环洗涤30℃)→生物处理(26℃)→排放,使得总处理效率由原来的20%左右达到65%左右。 5、根据上述三方面的研究结果,均实现了工程化的设计,并在工厂开始试运行。 【关键词】：谷氨酸提取 清洁生产 菌体絮凝 二次提取 烟气治理
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TQ922.1
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-9
• 第一章 绪论9-18
• 1.1 研究背景9-13
• 1.1.1 清洁生产的概念和内容9-10
• 1.1.2 谷氨酸提取生产工艺10-12
• 1.1.3 谷氨酸提取工艺存在的问题12-13
• 1.1.4 论文解决的主要问题13
• 1.2 菌体蛋白絮凝技术研究进展13-16
• 1.2.1 无机絮凝剂14-15
• 1.2.2 有机絮凝剂15
• 1.2.3 微生物絮凝剂15-16
• 1.3 发酵废液资源化利用中烟气治理技术研究进展16-18
• 第2章 等电清液的组分分析18-20
• 第3章 菌体蛋白的絮凝研究20-35
• 3.1 材料与方法20-23
• 3.1.1 样品20
• 3.1.2 药剂20-21
• 3.1.3 实验仪器与设备21
• 3.1.4 实验方法与步骤21-22
• 3.1.5 检测项目与方法22-23
• 3.2 实验结果与讨论23-33
• 3.2.1 Al_2(SO_4)_3最佳絮凝条件23-24
• 3.2.2 AlCl_3最佳絮凝条件24-25
• 3.2.3 FeCl_3最佳絮凝条件25-26
• 3.2.4 FeSO_4最佳絮凝条件26-27
• 3.2.5 Fe_2(SO_4)_3最佳絮凝条件27-28
• 3.2.6 聚丙烯酰氨PAM最佳絮凝条件28-29
• 3.2.7 聚丙烯酸钠最佳絮凝条件29-31
• 3.2.8 黄原胶最佳絮凝条件31-33
• 3.3 絮凝剂絮凝特性的比较33-34
• 3.3.1 不同絮凝剂絮凝效果33-34
• 3.3.2 黄原胶絮凝剂的特性34
• 3.4 结论34-35
• 第4章 谷氨酸等电清液二次结晶工艺35-48
• 4.1 材料与方法35-37
• 4.1.1 样品35
• 4.1.2 试剂35
• 4.1.3 仪器和设备35-37
• 4.2 分析方法37-40
• 4.2.1 硫酸根(SO_4~(2-))离子浓度测定37-38
• 4.2.2 铵离子(NH4~+)浓度测定(凯氏定氮法)38-39
• 4.2.3 谷氨酸浓度测定方法39-40
• 4.3 实验方法40-41
• 4.3.1 等电上清液浓缩40
• 4.3.2 测定pH与浓缩液中谷氨酸溶解度的对应关系40
• 4.3.3 浓缩等电清液中不加晶种的降温结晶40
• 4.3.4 浓缩等电清液中加晶种的降温结晶40
• 4.3.5 硫酸铵提取方案设计40-41
• 4.4 结果与讨论41-43
• 4.4.1 浓缩倍数与谷氨酸含量的关系41
• 4.4.2 pH与浓缩液中谷氨酸含量的关系41-42
• 4.4.3 浓缩等电清液中添加晶种与降温结晶的影响42-43
• 4.4.4 硫酸铵及谷氨酸二次提取工艺的确定43
• 4.5 结论43
• 4.6 二次结晶工程试验43-48
• 4.6.1 工程试验步骤如下43-44
• 4.6.2 二次结晶工程试验结果44-46
• 4.6.3 二次结晶工程试验问题讨论46-48
• 第5章 发酵废液资源化利用中的烟气治理技术48-56
• 5.1 材料与方法49-51
• 5.1.1 喷浆造粒烟气49
• 5.1.2 试剂49
• 5.1.3 仪器49
• 5.1.4 分析方法49
• 5.1.5 实验步骤与方法49-51
• 5.2 实验结果与讨论51-55
• 5.2.1 烟气水分测定51-52
• 5.2.2 烟气中有机物的吸附52-53
• 5.2.3 烟气中有机物的吸收53
• 5.2.4 烟气的洗涤处理53-54
• 5.2.5 烟气的生物处理54-55
• 5.3 结论与烟气处理工程的选用55-56
• 第6章 论文的结论与展望56-57
• 6.1 结论56
• 6.2 展望56-57
• 致谢57-58
• 参考文献58-62
• 学位论文评阅及答辩情况表62

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