[发明专利]一种从发酵液中分离提取L-苏氨酸的工艺

说明书

技术领域：

本发明涉及生化工程领域，特别是一种从发酵液中分离提取L-苏氨酸的工艺。 

背景技术：

苏氨酸(Threonine)，化学名称为α-氨基-β-羟基丁酸,1935年由W.C.Rose在纤维蛋白水解物中分离和鉴定出来。1936年，Meger 对它的空间结构进行了研究,因结构与苏糖相似，故将其命名为苏氨酸。苏氨酸有四种异构体,天然存在并对机体有生理作用的是L-苏氨酸。L-苏氨酸是人与动物体内所必需的一种氨基酸，具有恢复人体疲劳，促进生长发育的效果，自身不能合成，必须从食物中摄取。在人和动物所需的八种限制性氨基酸中，苏氨酸是仅次于蛋氨酸、赖氨酸、色氨酸的第四种氨基酸。在大多数植物蛋白饲料中，苏氨酸是第二或第三限制性氨基酸，是重要的营养强化剂。另外对抗溃疡、防辐射，对催眠、镇静等有较好效果。

 当前利用微生物直接发酵法生产L-苏氨酸以其原料成本低，来源广泛，产品纯度高，反应条件温和等优点逐渐成为L-苏氨酸的主要工业化生产方法。该方法主要是利用L-苏氨酸高产菌株以淀粉糖为原料进行发酵生产获得含有苏氨酸的发酵液，然后通过一定技术手段从中提取L-苏氨酸。提取工艺方法路线的选择直接影响L-苏氨酸产品的质量优劣、经济成本的高低以及是否满足清洁环保的要求。

中国专利公开号CN101293847A 公开了一种由苏氨酸发酵液提取苏氨酸的方法，其中L- 苏氨酸发酵液经过微滤、脱色、浓缩、一次结晶后获得L- 苏氨酸晶体，而母液与发酵液混合进入下一个循环提取L-苏氨酸晶体，其L-苏氨酸纯度在98.5％以上。但是该方法中需要对发酵液进行四效减压蒸发，脱色，步骤繁琐、操作不便，并且结晶后母液不经处理直接和发酵液混合套用，影响了后续L- 苏氨酸的提取纯度，二次母液与菌体混合，作饲料，也浪费了色氨酸，影响最终的提取率。

中国专利公开号CN102001957A公开了一种提取L-苏氨酸的方法，其中L-苏氨酸发酵液经微滤、蒸发浓缩、离心分离获得L-苏氨酸晶体和母液，母液经离交吸附，氨水洗脱获得洗脱液，洗脱液与发酵液循环套用，获得L-苏氨酸晶体。该方法需要对发酵液进行四效初步蒸发浓缩和单效蒸发浓缩，过程繁琐，浪费蒸汽，不能连续操作；结晶母液需要经过调pH、离子交换吸附和氨水洗脱等步骤进行处理，不但加入大量酸碱造成成本升高，而且离交系统再生会产生大量高氨氮污水加大环保压力；母液中的无机离子等杂质没有得到有效利用，造成资源浪费。 

发明内容：

本发明是针对现有发酵法生产L-苏氨酸的工业化过程中，提取收率低以及环境污染严重的问题，而提供一种从发酵液中分离提取L-苏氨酸的工艺。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种从发酵液中分离提取L-苏氨酸的工艺，包括以下步骤：

第一步、对发酵法产生的含有L-苏氨酸发酵液进行微滤，得到除去菌体的苏氨酸微滤液以及菌体蛋白，菌体蛋白干燥后制成高蛋白饲料；

第二步、将苏氨酸微滤液进行三效内循环连续减压蒸发结晶，晶体经离心脱水，获得苏氨酸晶体和母液； 

第三步、母液用顺序式模拟移动床色谱进行处理，母液被送到顺序式模拟移动床的色谱分离单元，利用软化水进行洗脱，分离出富含苏氨酸的提取液和富含杂质成分的残夜；

第四步、将第三步得到的富含苏氨酸的提取液与苏氨酸微滤液混合后，重复步骤二；

第五步、将步骤三中的残夜进行减压蒸发，浓缩至干物含量为45%左右，进入气流烘干，经粉碎机粉碎后，制成生物发酵肥。

进一步，所述的第一步中的微滤采用陶瓷管式膜分离系统，其陶瓷管式膜的材质可以是Al₂O₃或TiO₂或SiO₂或ZrO₂，其孔径为20nm~100nm，截留分子尺寸≥1.0um。其中陶瓷管式膜分离系统的操作条件优选：pH范围1~14，操作温度为0~80℃，进膜压力与出膜压力差为0.1~1.0Mpa，洗水量为下罐发酵液体积的25%，浓缩倍数7~10倍后，停机得到除去菌体的苏氨酸微滤液以及菌体蛋白。