味精的废物利用（课堂PPT）

1、1味精工业废水的综合利用作者：徐强 杨代胜 张大鹏 夏旭阳 詹润 赵健 张进 张旭东 周密 周世钱2味精：L-谷氨酸单钠的一水化合物，俗称味精，它有强烈的肉类鲜味，将其添加在食品中可使食品风味增强，鲜味增加，是食品的鲜味调味品。 味精3原料的来源 谷氨酸发酵以糖蜜和淀粉为主要原料。 糖蜜：是制糖工厂的副产物，分为甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜两大类。 淀粉：来自薯类、玉米、小麦、大米等4味精的生产工艺图味精的生产工艺图等电点沉淀等电点沉淀中和中和粗谷氨酸粗谷氨酸脱色脱色结晶结晶浓缩浓缩成品味精成品味精空气净化系统空气净化系统空气空气发酵罐发酵罐种子罐种子罐摇瓶种子摇瓶种子斜面种子斜面种子尿素贮罐尿素贮罐过

2、滤器过滤器过滤器过滤器原料原料预处理（水解预处理（水解）配料配料种子培养基种子培养基发酵培养基发酵培养基5 我国味精产量占世界总产量的三分之二左右，目前年产量约200万吨，每年产生约1600万吨高浓度谷氨酸发酵废液（浓污水），低浓度谷氨酸废液约350万吨（淡污水），其它味精生产废水约3500万吨。治理生产味精所产生的废液给味精生产企业带来了巨大的压力，治理废液的设备投资约占味精生产设备总投资的25%30%。6 味精工业废水中存在“五高一低” 五高： 1.高硫酸根 2.高COD值 3.高BOD值 4.高悬浮物浓度 5.高氮含量 一低： PH值低 由于味精废水存在五高一低的特点，所以采用常规技术处

3、理难度很大。7 废水主要来源： 1.发酵液提取谷氨酸后的废母液和离子交换尾液 2.生产中各种设备的洗涤水 3.玉米、大米淘洗和冲渣废水 4.冷却水 5.离子交换树脂洗涤与再生废水8 目前, 味精废水处理多采用生物法处理, 但处理后出水的COD 值较高, 且设备投资大、占地大、运行维护费用较高9种植业味精工业废液农业工业肥料饲料农药水处理剂工业原料畜牧业药物调味品10利用味精废液制有机肥料谷氨酸母液浓缩盐酸水解NH3中和冷却造粒干燥成品包装11 苏云金杆菌( Bacillus thuringiensis, 简称Bt ) 杀虫剂是目前世界上产量最大、应用最广、对人畜及天敌安全、不破坏生态平衡的微生

4、物农药, 广泛用于防治农业、林业、贮藏害虫以及环卫昆虫。苏云金杆菌的生产模式主要是通过微生物发酵来实现的,其发酵工艺要求培养基具备合理的碳源与氮源比例, 并控制严格的pH 条件。利用味精废水生产苏云金杆菌利用味精废水进行生产可获良好的经济效益。将味精废水中和至pH7.0, 添加适量碳源、氮源及微量元素, 最终用于苏云金杆菌HM-1菌株的发酵培养基12利用味精废水生产苏云金杆菌培养基基本配方为: 豆饼粉2. 5%,酵母粉2.5%, 淀粉1.5%, 玉米浆4. 0% , K2HPO4 0.1% , ZnSO4 0.02%, MnSO4 0. 02% , CaCO3 0.3% 。配制液体种子培养基添

5、加50%的味精废水, 发酵培养基则完全添加高浓度味精废水。在5L 发酵罐中( 装料液3L) 31振荡培养( 转速180r/ min) 48h, 晶体释放率20%, 发酵液毒力效价与标准品没有显著差别。13味精废液发酵秸秆饲料采用微生物发酵工艺将味精废液与秸秆粉混合发酵, 制成高效且低成本的高蛋白饲料秸秆作为农作物的主要副产品, 在我国年产量超过5 亿t, 但由于营养价值较低, 其被利用不足总产量的5%。生产味精的废液中含有丰富的蛋白质及其他营养成分。14利用味精废液发酵后, 秸秆粉粗蛋白含量显著提高, 这是由于味精废液中含有丰富的氨基酸和糖分等营养物,为微生物的生长提供了适合的底物, 在发酵的

6、过程中使乳酸菌和酵母菌等益生菌大量繁殖, 产生丰富的菌体蛋白, 提高秸秆粉中的蛋白含量。味精废液发酵秸秆饲料15利用味精废水生产益生菌剂 益生菌剂的菌体含有大量的营养物质，如粗蛋白含量达60%，并富含B 族维生素、泛酸、生物素、叶酸、类胡萝卜素、钙、磷和多种微量元素及辅酶Q 等，可为养殖动物补充营养。益生菌剂在发酵或代谢过程中产生促生长类的生理活性物质，且产生各种酶类并提高动物体内消化酶的活性，有助于养殖动物对食物的消化和吸收，促进其生长和发育。菌种：酿酒酵母，嗜酸乳杆菌，枯草芽孢杆菌，植物 乳杆菌。生产方法：16利用味精废水生产益生菌剂发酵方法1: 将100 kg 味精废水投入发酵装置内，用

7、氨水调节pH 至7.0，接入5 L 复合种子液，搅拌均匀，放入温度( 30 1) 的培养箱中培养，在培养过程中，间歇通气并缓慢搅拌，培养48 h，所获得的成熟发酵液即为益生菌剂。检测其pH 为3 8，活菌含量为4.8 108 cell /ml。发酵方法2: 将100 kg 味精废水投入发酵装置内，用石灰乳调节pH 至6.0，接入10 L 复合种子液，搅拌均匀，放入温度( 33 1) 的培养箱中培养，在培养过程中，间歇通气并缓慢搅拌，培养24 h，所获得的成熟发酵液即为益生菌剂。检测其pH 为3 4，活菌含量6 2 108 cell /ml。17利用味精废水生产益生菌剂该研究开辟了味精废水新的用

8、途，用味精废水生产出的益生菌剂目前市场同类产品售价约2 万元/t 以上，不但使工业废弃物得到再生利用，解决了其对环境的污染问题，而且企业节约了治污费用并创造一定的经济效益，同时为生产企业实现该废水的零排放提供可行技术，符合可持续发展战略18利用味精废菌体生产复合谷氨酸饲料添加剂粗滤冷却盐酸水解谷氨酸干废菌体中和碳酸钠饲料烘干滤渣浓缩澄清滤液喷雾干燥19味精废水制备复合型味精废水制备复合型生物絮凝剂生物絮凝剂 生物絮凝剂是微生物的高分子代谢产物,是一种具有生物降解性和安全性的新型、高效、无毒和无二次污染的水处理剂,在污水处理、酿造、化工等领域有着巨大的应用前景。但是,生物絮凝剂培养基成本高的缺点

9、,制约了其大规模生产和工业化应用，因此要实现生物絮凝剂从实验室的研究到实际工业中的应用,寻找和开发廉价的替代培养基具有重要意义。 将谷氨酸发酵废水经过适当处理后培养产絮菌制备复合型生物絮凝剂 ,此方法降低了生物絮凝剂的生产成本,真正实现“以废治污”.20絮凝菌废水培养基：一定体积分数的味精废水,一定质量浓度的葡萄糖, K2HPO4 5 g/ L , KH2PO4 2g/ L , pH 值为7. 0质量分数为20 %的味精废水中补加6g/L的葡萄糖,无需添加额外的氮源即可作为替代培养基培养产絮F2-F6,20 h 絮凝率可达95.4 %味精废水制备复合型味精废水制备复合型生物絮凝剂生物絮凝剂21

10、 粗提得到的絮凝活性物质粗提品为粉色无定形物质,将其溶于水后仍有很好的絮凝效果,絮凝率为94.5%。以得到的粗体品计算复合型生物絮凝剂产量,可以得出,每升味精废水可以制备复合型生物絮凝剂8.5475g ,以味精废水制备生物絮凝剂,不仅可实现味精废水的资源化利用,而且具有较高的经济效益。味精废水制备复合型味精废水制备复合型生物絮凝剂生物絮凝剂22利用味精生产的等电废液发酵生产-氨基丁酸 -氨基丁酸（GABA）也称氨酪酸，是一种非蛋白质组成的天然氨基酸，广泛存在于自然界，是目前研究较为深入的一种重要的抑制性神经递质。其参与多种代谢活动，具有降血压、调节心律失常、改善睡眠、抗焦虑改善脂质代谢，预防动

11、脉硬化等功效，因此受到越来越多科学工作者的关注。 GABA的合成方法主要有化学合成和生物合成2种。化学法是以邻苯二甲酰亚氨钾和-氯丁氰或丁内酯为原料在强烈条件下反应，所得产物与浓硫酸作用后再经过水解制得GABA，该法速度快，得率高，但成本高，安全性差。生物法是低成本的合成方法，原以大肠杆菌作为合成GABA的菌株，但其存在安全卫生方面的隐患。乳酸菌中同样拥有谷氨酸脱羧酶，可以催化底物谷氨酸钠来合成GABA，而且被普遍应用于食品医药行业当中，比较安全23菌种：短乳杆菌TCCC13007培养基：斜面保藏培养基、液体MRS培养基、发酵培养基（等电废液中添加葡萄糖15g/L，酵母粉20g/L，pH4.5

12、）试验方法：将斜面保藏的菌体环接入到液体MRS培养基中，在30静置培养10h，达到扩大培养的目的，然后按一定比例把菌液接入谷氨酸发酵废液中进行-氨基丁酸发酵，在30静置培养72h。利用味精生产的等电废液发酵生产-氨基丁酸24利用味精生产的等电废液发酵生产-氨基丁酸以谷氨酸的废液为原料生产-氨基丁酸是可行的，生产工艺简单，操作方便。并对废液中的谷氨酸进行废物利用，变废为宝，以减少废液排放对环境造成污染，同时还可减少对粗谷氨酸的消耗，降低生产成本，增加企业的经济效益。25利用味精生产废液发酵生产普鲁兰多糖 普鲁兰多糖是无色、无味、无臭的高分子物质，呈粉末状，溶于水时散发出微的甜味。它含有丰富的羟基，极易溶于水，不溶于油脂、醇类、丙酮、醚氯仿等有机溶剂。除此外它还具有以下特性：无毒安全性、耐热性、耐盐性、酸碱性、粘接性、可塑性、易分解、薄膜性质等。正是由于普鲁兰多糖具有以特性，使得它能够应用于食品工业、医药工业、日用化工、建材、环保等众多域。 生产普鲁兰多糖的主要菌种为出芽短梗霉，利用