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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%。