谷氨酸发酵废液制造生物发酵(有机-无机复混)肥工艺制造技术

目前，谷氨酸发酵企业大多通过生物发酵方法制取谷氨酸，与氢氧化钠反应生成谷氨酸钠（味精）。在工艺过程中形成的发酵废液含有大量菌体、多种发酵中间产物及微量元素。国内外谷氨酸生产厂家大多采用喷浆造粒技术生产生物发酵（有机－无机复混）肥的方法来处理此废液，最大的问题是在喷浆造粒过程中造成烟（雾）气的二次污染和设备投资较大。本工艺通过自主研发，改变工艺路线，发明专利技术了谷氨酸发酵废液制造生物发酵（有机－无机复混）肥工艺，工艺流程主要包括蒸发浓缩、提取硫酸铵、拌料混合、滚筒造粒、烘干为成品的过程，运用此工艺完全克服了上述的缺点，经济效益、环境效益、社会效益都十分明显。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于氨基酸发酵
，涉及谷氨酸发酵废液处理及肥料生产相关行业。
技术介绍
目前，谷氨酸发酵企业大多通过生物发酵方法制取谷氨酸，与氢氧化钠反应生成谷氨酸钠(味精)。主要工艺流程为淀粉→葡萄糖→(发酵)→谷氨酸→(精制)→谷氨酸钠。发酵液提取谷氨酸成为发酵废液，发酵废液中含大量菌体、多种发酵中间产物及微量元素。发酵废液从中提取菌体蛋白后，其溶液的pH1.7～3.5之间、CODcr浓度20000mg/L左右、NH3-N浓度约为8000mg/L左右，SO42-浓度约18000mg/L左右。由于发酵废液具有CODcr、SO42-和NH3-N含量高及pH值低的特性，如果把其废液按废物处理，投资巨大，也不符合循环经济发展的要求。国内外谷氨酸生产厂家大多采用喷浆造粒技术生产生物发酵(有机-无机复混)肥的方法来处理此废液，其工艺流程如说明书附1所示。其工艺具有以下不足1.造成二次污染。喷浆造粒是在造粒机内，将浓缩废液在500-600℃的高温热空气下喷成雾滴，瞬间蒸发成固体颗粒状。但是在蒸发大量水蒸气的过程中，发酵液中的有机物在高温条件下也一同挥发出来，形成难扩散的烟气，造成空气的严重二次污染。在当今环保要求的压力下，此污染已经严重制约着谷氨酸工厂的发展。2.肥料不易达标。在喷浆造粒形成肥料的过程中，是将浓缩废液直接喷成雾滴状，在高温的条件下，蒸干雾滴中的水分形成的固形物，此工艺获得的肥料比较单一，只能是发酵废液中的物质，不易改变其组成成分。肥料行业具有国家标准，通过喷浆造粒形成的生物发酵(有机-无机复混)肥难以达到肥料行业标准的要求。3.能耗较大。喷浆造粒是通过高温热风把浓缩废液中的水分全部蒸发掉，浓缩废液的含水量为50-60％，其热能消耗巨大。4.设备投资大。喷浆造粒通过高压气体把浓缩废液形成雾滴状，并通过瞬间蒸发干燥的过程，对喷浆量有严格的限定，故设备使用的数量足够多时才能满足处理发酵废液的要求。一般一个年产6万吨的谷氨酸发酵工厂，要完全处理掉发酵废液，需要有3台φ4.25×14米的喷浆造粒机，才能满足对发酵废液处理的要求。设备投资较大。由于喷浆造粒工艺以上的缺点，特别是烟气的二次污染，已严重制约着谷氨酸发酵工厂的发展，有些工厂被迫限产或停产。
技术实现思路
本专利技术在上述
技术介绍
的基础上，进行了自主研发，专利技术了利用谷氨酸发酵废液通过滚筒造粒技术生产生物发酵(有机-无机复混)肥工艺，经本工艺生产的生物发酵(有机-无机复混)肥完全达到国家肥料标准，并且无烟气二次污染的问题。本专利技术利用谷氨酸发酵废液制造生物发酵(有机-无机复混)肥，其工艺流程包括谷氨酸发酵废液经过浓缩、提取硫酸铵、拌料混合、滚筒造粒、烘干为成品的过程。优选的浓缩工艺分为四步浓缩，第一步在四效蒸发器浓缩3-6倍，第二步在二效蒸发器浓缩1-3倍，第三步在一效蒸发器(结晶锅)中浓缩1-3倍，第四步继续在一效蒸发器(结晶锅)中浓缩1-3倍。优选的在第二步二效蒸发器浓缩之后提取硫酸铵。优选的在第三步一效蒸发器(结晶锅)浓缩之后继续提取硫酸铵。优选的在浓缩之后，根据不同的肥料标准加入不同的拌合料(填充料)。优选的采用滚筒造粒技术。本专利技术的工艺流程如说明书附2所示。其工艺流程为1.浓缩和提取(NH4)2SO4在谷氨酸发酵过程中，需要连续同入NH3，通过微生物代谢将α-酮戊二酸转变为谷氨酸。谷氨酸提取的方法首先通过等电点法，将发酵液使用H2SO4调pH为3.2-3.4到谷氨酸的等电点，使谷氨酸在等电点发生沉降；其次残留在等电上清液中的谷氨酸通过离子交换柱回收。首先使用H2SO4调等电上清液pH为1.8，上阳离子交换柱交换吸附后，使用NH3调节为pH为8-9的前流液上柱进行洗脱，形成高流液送回等电罐。提取谷氨酸后的离交尾液为发酵废液，其中含有9％左右的(NH4)2SO4，发酵废液制造生物发酵(有机-无机复混)肥首先经过浓缩、提取(NH4)2SO4途径。浓缩阶段分为四步第一步通过四效蒸发器浓缩，对(NH4)2SO4含量来说，经过四效浓缩后成为(NH4)2SO4的饱和溶液。第二步经过二效蒸发器浓缩，蒸发出水分中的(NH4)2SO4以结晶的形式出现，通过离心机将结晶的(NH4)2SO4离出。第三步经过单效蒸发器(结晶锅)浓缩，同样蒸出水分中的(NH4)2SO4以结晶形式出现，通过离心将(NH4)2SO4离出。第四步再经过单效蒸发器(结晶锅)提纯。2、拌合混料根据不同的肥料标准，添加不同的填充料。3、滚筒造粒把混合均匀的拌合料，在滚筒造粒机中造粒。4、烘干和成品通过滚筒造粒机形成颗粒状的肥料，传送到烘干机中干燥，得到成品的生物发酵(有机-无机复混)肥，进行包装销售。本处理工艺完全利用了发酵废液中的有机-无机成分，一方面保护了环境，另一方面还能生产出较好的生物发酵(有机-无机复混)肥，主要特点是经济效益、社会效益和环境效益相当明显。而且，本专利技术还有下列突出的有益效果1、无烟(雾)气的二次污染现象。由于整个工艺过程中没有喷浆造粒阶段，故没有大量水分需要蒸发。本工艺运用滚筒造粒技术，造粒物料含水量小于10％，并且在自然温度下形成颗粒，对周围环境没有烟(雾)气的二次污染问题。2、肥料品种多。本工艺的造粒原物料是以含有大量有机质和(NH4)2SO4的浓缩发酵废液为基础添加填充料构成，填充料可以根据需要选用，所以能生产不同要求的肥料类型。3、生产的生物发酵(有机-无机复混)肥完全达到国家的肥料标准。本工艺可以根据肥料标准要求来配置造粒原物料。4、能耗较少。喷浆造粒是将含水量为50-60％的浓缩发酵废液在500-600℃条件下蒸发掉，形成固体颗粒。而本工艺运用滚筒造粒技术在常温下，将含水量小于10％的混合料自然造粒，需要的能耗远远小于喷浆造粒的能耗。本工艺是经小试，中试，工业化的成熟工艺。采用本工艺生产生物发酵(有机-无机复混)肥，一方面可以把发酵废液全部利用；另一方面无烟(雾)气二次污染的问题。附图说明图1为喷浆造粒工艺流程图。谷氨酸发酵液提取谷氨酸后形成的发酵废液(离交尾液)(1)提取菌体蛋白形成初级母液，通入液氨(2)调pH到4-5，通过四效蒸发器(3)蒸发浓缩为浓缩母液(4)，在热风炉(5)形成高温热风(6)的作用下喷浆造粒，形成生物发酵肥(有机-无机复混肥)(7)，同时在喷浆造粒过程中产生二次烟(雾)气(8)的污染。图2为滚筒造粒工艺流程图。谷氨酸发酵液提取谷氨酸后形成的发酵废液(离交尾液)(1)提取菌体蛋白形成初级母液，通入液氨(2)调pH到4-5，通过四效蒸发器(3)蒸发浓缩为一次母液，经过二效蒸发器(4)继续蒸发浓缩后，固液分离提取(NH4)2SO4(5)，同时形成二次母液，再经过单效蒸发器(结晶锅)(6)蒸发浓缩后，固液分离提取(NH4)2SO4(7)，同时形成三次母液，再经过单效蒸发器(结晶锅)(8)蒸发浓缩形成末次母液(9)，填充料(10)和末次母液(9)共同形成拌合料(11)，经过滚筒造粒(12)形成肥料颗粒，最后经烘干(13)成为生物发酵(有机-无机复混)肥。具体实施例方式工艺流程如说明书附2所示。谷氨酸发酵液提取谷氨酸后形成的发酵废液(离交尾液)(1)提取菌体蛋白形成初级母液，通入液氨(2)调pH到4-5，通过四效蒸发器(3)蒸发浓缩3-6倍本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种谷氨酸发酵废液制造生物发酵（有机－无机复混）肥工艺，其工艺流程包括谷氨酸发酵废液经过浓缩、提取硫酸铵、拌料混合、滚筒造粒、烘干为成品的过程。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐国华，葛秀旭，李海燕，臧立华，
申请(专利权)人：山东阜丰发酵有限公司，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]