一种阿卡波糖发酵液的直接处理方法与流程

1.本发明涉及化工分离技术领域，尤其涉及一种阿卡波糖发酵液的直接处理方法。


背景技术：

2.阿卡波糖阿卡波糖，是一种有机化合物，化学式为c25h43no18，为一种α-葡萄糖苷酶抑制剂，是复杂的低聚糖，其结构类似寡糖，用于治疗糖尿病，或降低糖耐量低减者的餐后血糖。其具有巨大的社会需求量，而发酵法合成阿卡波糖，收率低、废水产生量大等推进着其工艺亟待更新优化。
3.常规的阿卡波糖发酵液的处理方式：絮凝后加板框过滤，其收率偏低为80％左右，絮凝并经过过板框过滤后的菌渣只能作固废处理(因含有絮凝剂)；板框清液中的蛋白含量非常高，容易析出，导致污堵后续树脂工艺；板框加陶瓷膜工艺，板框清液再过陶瓷膜，可以避免后续树脂工艺的污堵，但由于陶瓷膜通量低、能耗大，且多一步过滤，降低阿卡波糖收率等因素限制了该工艺的工业应用。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明提供的一种阿卡波糖发酵液的直接处理方法，该方法包括：
5.步骤一：取一定量的阿卡波糖发酵液经预处理器进行预处理，以去除较大固形颗粒得到预处理液；
6.步骤二：将预处理液通入管式陶瓷膜超滤系统进行固液分离，去除菌丝体、悬浮物、胶体、不溶蛋白及部分可溶大分子蛋白等杂质，得到澄清透明的阿卡波糖超滤清液；
7.步骤三：将阿卡波糖超滤液经纳滤浓缩后得到阿卡波糖浓缩液及纳滤透析水；
8.步骤四：使用后膜分离设备经化学试剂清洗后，膜通量即完全恢复。
9.优选的，所述步骤一中用的物料的预处器为滤网，用于去除较大固体颗粒物质。
10.优选的，所述步骤二中所用的为管式超滤陶瓷超滤系统为为特制管式超滤陶瓷膜，具体是改性陶瓷膜，其浓缩倍数为2-4倍，收率≥99％。
11.优选的，所述步骤三中得出的纳滤透析水可回用在步骤二中。
12.与相关技术相比较，本发明提供的一种阿卡波糖发酵液的直接处理方法具有如下有益效果：
13.本发明提供一种阿卡波糖发酵液的直接处理方法，采用管式陶瓷超滤膜分离设备对阿卡波糖发酵液进行固液分离，分离设备结构紧凑，设备占地面积小，膜组件密封性严，固液分离后得到的阿卡波糖超滤清液的品质高、清液质量有保障；
14.本发明采用固液分离设备为特制管式陶瓷超滤膜分离设备，发酵液无需进行化学预处理，物料通量大，产品收率高(相比老工艺可提高20％左右的收率)，浓浆可资源化利用，可降低生产能耗提高企业效益；
15.本发明采用的纳滤膜对陶瓷清液浓缩，浓缩后的阿卡波糖清液进行后续工艺处理
不仅降低后续工艺压力，同时减少了废水的产出，纳滤的透析水可做下批次陶瓷膜处理的所需补加的进水，节能了水源的消耗，降低生产成本；
16.本发明采用的特制的管式陶瓷膜，其对阿卡波糖发酵液的适应性强，处理发酵正常及发酵异常的阿卡波糖发酵液，该设备均可将其浓缩至设定倍数且阿卡波糖超滤清液流速基本维持不变；
17.本发明采用的分离设备的核心组件-特制管式超滤陶瓷膜管；相比常规陶瓷膜，其经过特殊处理，膜面更加光滑，水通量及物料通量更高；可以通过化学试剂清洗，膜管水通量可以完全恢复；
18.本发明采用的超滤陶瓷膜管，可将阿卡波糖发酵液浓缩至4倍，可提高主要成分阿卡波糖的收率至99.0％以上；降低阿卡波糖发酵液浓缩液的体积，可降低其进一步深处理的能耗，且可实现阿卡波糖发酵液浓浆的资源化利用。
具体实施方式
19.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.本发明包括以下步骤：
21.1)阿卡波糖发酵液经过虑器进行预处理以去除较大固形颗粒得到预处理液；
22.2)将步骤1中得到的预处理液通入管式超滤陶瓷膜固液分离设备中，得到阿卡波糖超滤清液及含有少量阿卡波糖的浓浆废液；
23.3)将步骤2)中的得到的超滤清液经纳滤膜浓缩，得到阿卡波糖浓缩液及纳滤透析水。4)将步骤2及步骤3运行结束后陶瓷膜管及纳滤膜经化学试剂清洗，膜管性能再生；
24.本发明采用的管式陶瓷膜加纳滤膜直接从发酵液中提取阿卡波糖，不仅设备密封性严，阿卡波糖超滤清液质量有保障，而且阿卡波糖的收率高，阿卡波糖发酵液的浓浆产生量少，陶瓷膜及纳滤膜清洗再生效果好；其中阿卡波糖的收率达到99.0％以上，阿卡波糖发酵液不需要进行任何化学预处理，陶瓷膜处理后的浓浆可资源化利用，纳滤透析水可以回用到陶瓷膜处理工艺中，膜管再生水通量的恢复率相当于新膜管的98-100％；
25.下面结合具体的实施例对本发明作以下进一步说明：
26.实施例一
27.取40kg阿卡波糖发酵液，经滤网过滤器进行预处理，去掉较大固体颗粒，得到预处理液i；将预处理液i通入常规管式超滤陶瓷膜固液分离设备中，浓缩1倍，加入顶洗水得到120kg的阿卡波糖超滤清液；其中陶瓷膜膜管的孔径为50nm，平均清液流速为20lmh，阿卡波糖的收率为80％；
28.实施例二
29.取40kg阿卡波糖发酵液，经滤网过滤器进行预处理，去掉较大固体颗粒，得到预处理液i；将预处理液i通入特制管式超滤陶瓷膜固液分离设备中，浓缩2倍，加入顶洗水得到80kg的阿卡波糖超滤清液；其中陶瓷膜膜管为特制陶瓷膜，陶瓷膜的孔径为50nm，平均清液流速为60lmh，阿卡波糖的收率为95％；
30.实施例三
31.取40kg阿卡波糖发酵液，经滤网过滤器进行预处理，去掉较大固体颗粒，得到预处理液i；将预处理液i通入常规管式超滤陶瓷膜固液分离设备中，浓缩4倍，加入顶洗水得到40kg的阿卡波糖超滤清液；其中陶瓷膜膜管的孔径为20nm，平均清液流速为72lmh，阿卡波糖的收率为99.5％；；
32.实施例四
33.取40kg阿卡波糖发酵液，经滤网过滤器进行预处理，去掉较大固体颗粒，得到预处理液i；将预处理液i通入常规管式超滤陶瓷膜固液分离设备中，浓缩4倍，加入顶洗水得到40kg的阿卡波糖超滤清液；其中陶瓷膜膜管的孔径为10nm，平均清液流速为45lmh，阿卡波糖的收率为99.1％；；
34.实施例五
35.取不同批次、不同发酵状态下的阿卡波糖发酵液(发酵正常时阿卡波糖发酵液蛋白含量低，粘度小，发酵异常状态下的阿卡波糖发酵液蛋白含量高，粘度大)，实施过程如实施例3，阿卡波糖发酵液的陶瓷超滤清液流速稳定在60-75lmh；
36.实施例六
37.在实施例3中，得到的阿卡波糖超滤清液经纳滤浓缩，得到纳滤浓缩液及纳滤透析水，其中纳滤的通量维持在25-32lmh。
38.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
39.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种阿卡波糖发酵液的直接处理方法，其特征在于，该方法包括：步骤一：取一定量的阿卡波糖发酵液经预处理器进行预处理，以去除较大固形颗粒得到预处理液；步骤二：将预处理液通入管式陶瓷膜超滤系统进行固液分离，去除菌丝体、悬浮物、胶体、不溶蛋白及部分可溶大分子蛋白等杂质，得到澄清透明的阿卡波糖超滤清液；步骤三：将阿卡波糖超滤液经纳滤浓缩后得到阿卡波糖浓缩液及纳滤透析水；步骤四：使用后膜分离设备经化学试剂清洗后，膜通量即完全恢复。2.根据权利要求1所述的一种阿卡波糖发酵液的直接处理方法，其特征在于，所述步骤一中用的物料的预处器为滤网，用于去除较大固体颗粒物质。3.根据权利要求1所述的一种阿卡波糖发酵液的直接处理方法，其特征在于，所述步骤二中所用的为管式超滤陶瓷超滤系统为为特制管式超滤陶瓷膜，具体是改性陶瓷膜，其浓缩倍数为2-4倍，收率≥99％。4.根据权利要求1所述的一种阿卡波糖发酵液的直接处理方法，其特征在于，所述步骤三中得出的纳滤透析水可回用在步骤二中。

技术总结
本发明提供一种阿卡波糖发酵液的直接处理方法，属于生物化工分离领域。该方法包括以下步骤：a、取一定量的阿卡波糖发酵液经预处理器进行预处理，以去除较大固形颗粒得到预处理液；b、将预处理液进入管式陶瓷膜超滤系统进行固液分离，去除菌丝体、悬浮物、胶体、不溶大蛋白及部分可溶大分子蛋白等杂质，得到澄清透明的阿卡波糖超滤清液；c、将得到的阿卡波糖超滤清液经纳滤浓缩得到阿卡波糖浓缩液及纳滤透析液；d、物料运行结束后，陶瓷膜及纳滤膜经化学清洗后通量完全恢复。本发明可以提高产品收率，提高清液品质，确保超滤清液质量；操作系统简单、空间密闭可最大限度降低职业危害。空间密闭可最大限度降低职业危害。


技术研发人员：孙威广 刘旭红 陈可 刘鹏程 黄超
受保护的技术使用者：上海赛奥分离技术工程有限公司
技术研发日：2023.06.20
技术公布日：2023/9/14