[发明专利]一种含赖氨酸溶液的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含赖氨酸溶液的处理方法。

背景技术

赖氨酸是人体必需的八种基本氨基酸(又称必需氨基酸，它们是赖氨酸、苏氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、蛋氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸及色氨酸)之一。赖氨酸在水中的溶解度很大，且易吸收空气中的二氧化碳，很难得到其结晶。因此作为商品它常以单盐酸盐的形式出现。赖氨酸用途广泛，主要应用于以下行业：食品工业，制备营养强化剂、鲜味剂、甜味剂；饲料工业，制备营养强化剂；医药工业，制备氨基酸输液、氨基酸衍生物、氨基酸盐；化学工业，制备洗涤剂、护肤品、人造革；农业，制备无公害农药等。目前，90％以上的赖氨酸产品用于饲料工业，如饲料中添加适量的赖氨酸，可以增加动物机体内蛋白质的合成，促进动物生长发育。

赖氨酸盐酸盐一般采用如下方法制备：菌种发酵得到发酵液，发酵液中加入大量的浓硫酸调pH至2.0-3.0进行酸化，酸化后经过金属膜或陶瓷膜过滤除去菌体，得到赖氨酸膜滤液即含赖氨酸溶液，含赖氨酸溶液采用强酸型阳离子交换树脂进行吸附交换，树脂吸附饱和后用稀氨水进行洗脱，洗脱下来的赖氨酸经浓缩、盐酸调节pH值、结晶、固液分离、烘干，得到赖氨酸盐酸盐成品。

随着现代化水平的提高，目前普遍采用大型化工设备ISEP系统进行含赖氨酸溶液的离子交换提纯赖氨酸，原理为：使含赖氨酸溶液与多组阳离子交换树脂柱组接触进行离子交换色谱分离，每组阳离子交换树脂柱组包括一个或多个并联的阳离子交换树脂柱，每组阳离子交换树脂柱组依次且循环地经过吸附区、回填区、碱导区和再生区，以使阳离子交换树脂柱组依次且循环地进行交换吸附、净化和再次吸附、解吸及再生，解吸后得到洗脱液。赖氨酸主要以一价阳离子形式存在，吸附与解吸的离子交换反应式如下：

R-H+HLysH⁺→R-HLysH+H⁺

R-HLysH+NH₄⁺+OH^-→R-NH₄+HLys+H₂O

如图1所示，目前使用的工艺一般包括：在吸附区，阳离子交换树脂柱组依次串联连接，含赖氨酸溶液从处于吸附区首位的阳离子交换树脂柱组的上端引入，依次流经该吸附区内的各组阳离子交换树脂柱组，并从处于吸附区末位的阳离子交换树脂柱组的下端流出得到废液，使所述含赖氨酸溶液中的至少部分赖氨酸吸附到阳离子交换树脂上；在回填区，用得到的部分洗脱液回填阳离子交换树脂柱，使阳离子交换树脂柱净化和并趋于吸附饱和；在碱导区，使碱性溶液流经阳离子交换树脂柱，使吸附到阳离子交换树脂上的赖氨酸解吸得到洗脱液；在再生区，先用热水洗涤阳离子交换树脂柱，再用空气压柱将阳离子交换树脂柱中的水排出，然后向吸附区得到的废液中加硫酸调pH值至1.0-1.2，用调pH值后的废液回填阳离子交换树脂柱，使阳离子交换树脂柱进行转型，然后阳离子交换树脂柱再返回吸附区进行吸附，完成一次循环。

ISEP系统采用目前使用的工艺，虽然用pH值为1.0-1.2的废液对阳离子交换树脂柱进行转型，但转型后残存在阳离子交换树脂柱中的H⁺的量有限，在吸附区，含赖氨酸溶液通过吸附区首位的阳离子交换树脂柱组的pH值仍为2.0-3.0左右，在吸附区同时存在至少两组依次串联连接的阳离子交换树脂柱组时，含赖氨酸溶液通过后面的阳离子交换树脂柱组的pH值更高，因而阳离子交换树脂柱对含赖氨酸溶液的吸附能力较低，从而赖氨酸收率低。

发明内容

本发明的目的是为了克服目前使用的工艺中赖氨酸收率低的缺陷，提供一种新的含赖氨酸溶液的处理方法。

本发明的发明人在研究中意外发现，使含赖氨酸溶液依次通过一组或多组依次串联的阳离子交换树脂柱组进行交换吸附，在使从一组或多组依次串联的阳离子交换树脂柱组的末端流出的液体中赖氨酸浓度不高于0.1g/dL的情况下，含赖氨酸溶液在pH值为1.0-2.0的条件下或者在赖氨酸浓度不低于1.0g/dL的条件下通过阳离子交换树脂柱组可以提高赖氨酸的收率。