谷氨酸发酵液的超滤-减压膜蒸馏处理过程研究

摘要

谷氨酸发酵液等电点提取谷氨酸后的废液，通常通过离子交换法回收其中的谷氨酸，由于离子交换过程中使用的药剂量较大，且需要利用大量氨水洗脱，严重污染环境。本文利用膜蒸馏可实现对非挥发性溶质的浓缩等优势，设计了超滤-减压膜蒸馏耦合过程。利用超滤对发酵液废液进行纯化预处理，减压膜蒸馏对超滤后的清液进行浓缩，可以实现对废液中谷氨酸的浓缩，显著降低离子交换法中药剂的用量以及对环境的污染。
　　 通过对14L谷氨酸发酵液进行超滤处理，其初始膜通量为29.8 L/(m2h)，当原料液超滤至0.6L时，其通量衰减至5.4 L/(m2h)。采用反洗．洗脱的方法，可有效地对剩余料液中的谷氨酸进行回收，其谷氨酸的回收率可以达到99.4％，而所用反洗水量仅为料液的7％。
　　 采用减压膜蒸馏方式对谷氨酸发酵液超滤清液进行了浓缩处理。原料液中的谷氨酸含量为18g/L，减压膜蒸馏浓缩至2.5倍时，浓水中的谷氨酸含量为53g/L。满足将含量为2％的谷氨酸发酵母液浓缩至5％的工艺要求。膜表面SEM以及EDS分析表明，膜面污染物主要为有机物，采用清水清洗30min，然后使用NaOH(pH=10～11)溶液清洗30min的方法，可以使膜通量有效恢复，清洗后膜的纯水通量恢复率为97％。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 谷氨酸发酵过程概述

1．1．1 谷氨酸的发酵

1．1．2 谷氨酸的提取

1．1．3 谷氨酸提取过程中存在的问题

1．2 膜蒸馏过程概述

1．2．1 发展历程

1．2．2 膜蒸馏技术的原理和特征

1．2．3 传递机理研究

1．2．4 减压膜蒸馏过程原理及其特点

1．2．5 减压膜蒸馏过程应用领域

1．2．6 研究目的

1．3 超滤过程概述

1．3．1 超滤过程的定义及特点

1．3．2 超滤性能的评价指标

1．3．3 膜污染及其清洗方法

1．3．4 超滤过程的应用及发展方向

1．3．5 研究目的

1．4 本论文课题的提出

1．5 研究内容设计与预期

第二章 谷氨酸含量检测方法研究

2．1 实验部分

2．1．1 实验仪器和材料

2．1．2 实验方法

2．2 结果与讨论

2．2．1 谷氨酸标准曲线的确定

2．2．2 谷氨酸发酵液中谷氨酸含量的测定方法

2．3 本章小结

第三章 谷氨酸发酵液超滤预处理实验

3．1 实验部分

3．1．1 实验仪器和材料

3．1．2 实验方法及数据处理

3．2 结果与讨论

3．2．1 谷氨酸发酵液的超滤纯化与回收

3．2．2 超滤污染膜组件清洗

3．3 本章总结

第四章 谷氨酸发酵液超滤清液减压膜蒸馏浓缩实验

4．1 实验部分

4．1．1 实验仪器和材料

4．1．2 实验方法及数据处理

4．2 结果与讨论

4．2．1 膜蒸馏运行参数对膜性能的影响

4．2．2 超滤清液减压膜蒸馏浓缩方法、膜性能变化与污染状况分析

4．3 本章小结

第五章 结论

参考文献

发表论文情况说明

致谢