申请日2010.09.26
公开(公告)日2012.10.03
IPC分类号C12P19/04; C02F3/34; C08B37/08
摘要
本发明涉及硫酸软骨素生产废水的综合再利用，具体是利用此废水制备发酵氮源的方法。采用以下步骤：(1)取废水，加热浓缩，固含量达到15-20wt%;(2)按固含量：MgSO4∶KH2PO4为1∶0.3-0.4∶0.2-0.3加入MgSO4和KH2PO4调pH值7-8;(3)加入乙醇，搅拌，使乙醇浓度达到重量的60-65%，静置沉淀，沉淀精制、干燥后得硫酸软素;溶液回收乙醇后，浓缩得固形物;(4)将固形物，作为发酵氮源，配制培养基进行生物制品的发酵生产。有效利用废水中含有的氨基酸、微量元素和生长因子，减小污水处理负荷，为发酵生产提供优质氮源;最大限度地回收利用硫酸软骨素，提高硫酸软骨素的产量。
权利要求书
1.一种利用硫酸软骨素生产废水制备发酵氮源的方法，其特征在于依次 采用以下步骤：
(1)取发酵法生产硫酸软骨素的生产废水，加热浓缩，使固含量达到 15-20wt%;
(2)按废水中固含量：MgSO4∶KH2PO4为1∶0.3-0.4∶0.2-0.3的比例加 入MgSO4和KH2PO4，调pH值为7-8;
(3)加入乙醇，搅拌，使乙醇浓度达到重量百分比为60-65%，静置沉 淀，沉淀物经过精制、干燥后得硫酸软骨素;溶液回收乙醇后，浓缩得 固形物;
(4)将固形物，作为发酵氮源，配制培养基进行生物制品的发酵生产。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(4)中生物制 品为透明质酸。
说明书
利用硫酸软骨素生产废水制备发酵氮源的方法
技术领域
本发明涉及硫酸软骨素生产废水的综合再利用，具体的说是一种利用硫酸软骨素 生产废水制备发酵氮源的方法。
背景技术
微生物发酵生产中常用的发酵氮源有牛肉膏、蛋白胨、酵母粉等。牛肉膏、酵母 粉、蛋白胨等含有丰富的氨基酸和核苷酸，而且含有较多微生物生长需要的维生素和 其它生长因子，是用于发酵的高质氮源，但是价格较高，发酵培养基成本较大。选择 一种成本低廉，营养丰富的氮源不但可以提高发酵培养基质量，为降低生产成本、提 高产量和产品质量创造条件。
目前，硫酸软骨素生产主要采用酶解醇提的方法，即将软骨在酶的作用下加盐水 解，然后提取结晶。在生产过程中会产生大量的含氮废水，氨基酸含量可以达到 2%-12%。由于废水中主要是有机物，COD值严重超标，普通的活性污泥法较难处理， 污水极易腐败变质，变臭，污染水体，破坏环境。目前对于该废水的处理方法是直接 进入污水处理环节，不仅加大了污水处理装置的负荷，也造成了资源的浪费。该废水 内除含有大量的复合氨基酸，还含有大量的生长因子和微量元素。如果能充分利用， 变废为宝，将会产生显著的生态和经济效益。
另外，生产废水中还含有一定量的硫酸软骨素，但采用普通的乙醇沉淀法无法将 其析出，造成硫酸软骨素的收率不高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用硫酸软骨素生产废水制备发酵氮源的方法，即可 以利用软骨素生产过程中产生的废水作为发酵生产的氮源，有效利用废水中含有的氨 基酸、微量元素和生长因子，减小污水处理负荷，为发酵生产提供优质氮源;又可以 最大限度地回收利用硫酸软骨素，提高硫酸软骨素的产量。
本发明采用如下步骤实现：
本发明公开了一种利用硫酸软骨素生产废水制备发酵氮源的方法，依次采用以下 步骤：
(1)取发酵法生产硫酸软骨素的生产废水，加热浓缩，使固含量达到15-20wt%; (2)按固含量：MgSO4∶KH2PO4为1∶0.3-0.4∶0.2-0.3的比例加入MgSO4和KH2PO4，调 pH值为7-8;
(3)加入乙醇，搅拌，使乙醇浓度达到重量百分比为60-65%，静置沉淀，沉淀精制、 干燥后得硫酸软素;溶液回收乙醇后，浓缩得固形物;
(4)将固形物，作为发酵氮源，配制培养基进行生物制品的发酵生产。
上述本发明的方法中，所述步骤(4)中生物制品为透明质酸。
在酵解法制备硫酸软骨素的生产中，酵解后的提取液加入乙醇，使乙醇含量达到 50%(重量)，硫酸软骨素沉淀，但溶液中仍含有一定量的硫酸软骨素，由于其分子 量较低，采用普通的沉淀法，很难进行沉淀回收。
在发酵法制备透明质酸的工艺中，培养基中需要一定量的氮源、碳源，以及一定 量的MgSO4、KH2PO4，本发明创造性地将发酵法使用的MgSO4、KH2PO4，加入到生产废水 中，充分利用MgSO4和KH2PO4，的盐析作用，同时，提高乙醇的含量，使硫酸软骨素 能够完全沉淀，以进一步提高硫酸软骨素的收率。
本发明将软骨素生产废水处理和发酵生产相结合，解决了对环境水体的严重污 染，也避免了资源的极大浪费，更可以用较低成本获取优质的发酵氮源，实现发酵生 产的低成本，具有很强的竞争优势。本发明有效利用了软骨素生产废水中的大量氨基 酸、生长因子和微量元素，减少了发酵液成本。由于在软骨蒸煮酶解过程中大分子物 质降解，在发酵液中的溶解度加大，微生物吸收利用的速度和效率提高，所以是一种 高质量的发酵原料。
在透明质酸的生产实例中，以可溶性淀粉或淀粉不完全降解物做为碳源可明显增 加透明质酸产量。
本发明的有益效果是，利用软骨素生产过程中产生的废水作为发酵生产的氮源， 有效利用废水中含有的氨基酸、微量元素和生长因子，减小污水处理负荷，为发酵生 产提供优质氮源;最大限度地回收利用硫酸软骨素，提高硫酸软骨素的产量。
具体实施方式
以下实例只是为更详细的说明本发明，不是限制本发明。所述的含量均为重量比。
实施例1
1、取新鲜羊软骨2000kg，蒸煮酶解，酶解液通过酒精沉淀，得硫酸软骨素120kg。 沉淀后的生产废水合计为5000kg，固含量为8%，加热浓缩至2500kg，使固含量达到 16wt%。
2、上述浓缩液中加入MgSO4和KH2PO4分别为120kg和120kg，调pH值为7-8。
3.加入95%的乙醇，搅拌，使乙醇浓度达到65%，静置沉淀，沉淀精制、干燥后 得硫酸软骨素10kg;溶液回收乙醇后，浓缩得固形物630kg。
4.将上述固形物630kg与2000kg蔗糖，溶解在30000kg的水中，配制发酵培养 基，调pH6.8，121℃灭菌20min，形成培养基。
5、将上述培养基加入发酵罐进行透明质酸的发酵，37℃、pH6.8培养30小时， 获得成熟培养液。
上述步骤所获得培养液中透明质酸含量达到4.5g/L，与以牛肉膏为主要氮源的 培养发酵产量相当。
实施例2
1、取新鲜鲨鱼软骨2000kg，蒸煮酶解，酶解液通过酒精沉淀，得硫酸软骨素 160kg。沉淀后的生产废水合计为5000kg，固含量为10%，加热浓缩至2500kg，使固 含量达到20wt%。
2、上述浓缩液中加入MgSO4和KH2PO4分别为200kg和100kg，调pH值为7-8。
3.加入95%的乙醇，搅拌，使乙醇浓度达到62%，静置沉淀，沉淀精制、干燥后 得硫酸软骨素10kg;溶液回收乙醇后，浓缩得固形物790kg。
4.将上述固形物790kg与2500kg可溶淀粉，溶解在40000kg的水中，配制发酵 培养基，调pH6.8，121℃灭菌20min，形成培养基。
5、将上述培养基加入发酵罐进行透明质酸的发酵，37℃、pH6.8培养30小时， 获得成熟培养液。
上述步骤所获得培养液中透明质酸含量达到4.3g/L，与以牛肉膏为主要氮源的 培养发酵产量相当。