阿斯巴甜生產(chǎn)廢水處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于阿斯巴甜生產(chǎn)領(lǐng)域，具體涉及一種阿斯巴甜含氨基酸廢水回收利用的 處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 阿斯巴甜（Aspartame)，別名阿司帕坦、阿斯巴坦，食品添加劑國際編碼：E951， 化學名稱為L-天冬氨酞-L-苯丙氨酸甲酯（APM=L-aspartyl-L_Phenylalaninemethyl ester)，是一種非碳水化合物類的人造甜味劑。
[0003] 阿斯巴甜由L-苯丙氨酸和L-天冬氨酸縮合產(chǎn)生，分子式為C14H18N205，國外商品名 稱為Nutrasweet、EqualTablets，又稱甜味素、蛋白糖、天冬甜母、天冬甜精、天苯糖等。常 溫下，為白色結(jié)晶性的粉末。因阿斯巴甜甜味高和熱量低，主要添加于飲料、維他命含片或 口香糖代替糖的使用。許多糖尿病患者、減肥人士都以阿斯巴甜做為糖的代用品。
[0004] 目前的阿斯巴甜生產(chǎn)工藝基本上都是采用天冬氨酸制備天冬氨酸酐，再與苯丙氨 酸或者苯丙氨酸甲酯在有機相或者水相反應(yīng)，然后經(jīng)水解中和等步驟制得阿斯巴甜，工藝 廢水主要包含鹽類(氯化鈉或者氯化鉀)，氨基酸(苯丙氨酸、天冬氨酸)等。目前采用的處理 方法主要有兩種，一種是稀釋后采用生化處理，缺點是稀釋的用水量較大，有效成分沒有得 到回收再利用；另一種為采用傳統(tǒng)的濃縮裝置濃縮后分離回收，比如二效、三效，缺點是回 收成本非常高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是針對以上阿斯巴甜生產(chǎn)工藝廢水處理方法的缺點與不足，提供的 一種阿斯巴甜生產(chǎn)廢水處理方法，采用本發(fā)明不僅做到的所有有效成分的回收再利用，做 至IJ了阿斯巴甜生產(chǎn)廢水"零排放"，而且具有成本上的巨大優(yōu)勢。
[0006] 本發(fā)明的目的可以通過以下措施達到：
[0007] -種阿斯巴甜生產(chǎn)廢水處理方法，其包括如下步驟：
[0008] (1)先調(diào)節(jié)阿斯巴甜生產(chǎn)廢水的pH值至6~8,過濾后進入高壓膜于35~50°C下 進行膜分離處理，分別得到含鹽清液和含氨基酸濃液；
[0009] (2)對所述含鹽清液進行濃縮回收副產(chǎn)品鹽，；
[0010] (3)向所述含氨基酸濃液中加入消旋劑水楊醛，于60~100°C下進行消旋反應(yīng)，反 應(yīng)后濃縮降溫，分離出DL氨基酸。
[0011]目前制備阿斯巴甜的方法中，通常采用天冬氨酸制備天冬氨酸酐，再與苯丙氨酸 或者苯丙氨酸甲酯在有機相或者水相反應(yīng)，然后經(jīng)水解中和等步驟制得阿斯巴甜。本發(fā)明 主要針對這種或類似工藝的阿斯巴甜廢水進行處理，該工藝廢水主要包含鹽類(氯化鈉或 者氯化鉀中的一種或兩種)，氨基酸（L-苯丙氨酸、L-天冬氨酸中的一種或兩種)，其pH值 為2~11 ;更具體的講，本發(fā)明中的阿斯巴甜生產(chǎn)廢水中主要含有鹽5~30wt%(進一步為 10~20%)，氨基酸1~10wt% (-般的廢水中都會含有兩種氨基酸，故其中0. 1~3%L-苯 丙氨酸及0. 9~6%L-天冬氨酸)。
[0012] 阿斯巴甜生產(chǎn)廢水的pH值為2~11，其主要包含鹽和氨基酸。由于含有氨基酸， 故一般情況下該廢水的pH值為酸性。阿斯巴甜生產(chǎn)廢水中含用苯丙氨酸與天冬氨酸，pH偏 酸性液體，其等電點結(jié)晶苯丙氨酸的等電點，在膜濃縮處理時由于濃縮倍數(shù)變大，濃縮過程 中會苯丙氨酸會析出，導(dǎo)致膜管堵塞，所以必須將廢水pH值調(diào)過苯丙氨酸的等電點，在膜 濃縮時不會析出，可以提高膜濃縮倍數(shù)。在步驟（1)中，阿斯巴甜生產(chǎn)廢水的pH值優(yōu)選調(diào) 節(jié)至7~8,可采用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值。
[0013] 高壓膜為納濾膜，必須選型分子量小于氨基酸的膜管來提高氨基酸的截留率，本 文中采用GE公司生產(chǎn)的4080型納濾膜管。步驟（1)中的過濾包括板框過濾和1~5iim 微孔過濾。由于膜管分子量小，廢水中有部分雜質(zhì)，在濃縮時必須先經(jīng)過板框過濾掉顆粒雜 質(zhì)，再經(jīng)過微孔過濾器(優(yōu)選3i!m)過濾。保證膜管的使用年限。膜處理結(jié)束后必須及時清 洗處理。防止氨基酸結(jié)晶析出。膜清洗主要分為二種，一是普通的堿、酸、堿清洗方法，一般 調(diào)pH為，堿11-12,酸pH2-3。在調(diào)酸時優(yōu)先選檸檬酸進行調(diào)節(jié)pH值。二是用藥物清洗，用 多聚磷酸鈉10_50g加十二烷基苯磺酸鈉10_50g調(diào)pH11進行清洗。在膜堵塞嚴重的情況 下可以用草酸調(diào)pH2. 5進行清洗，清洗時間不能超過30分鐘。
[0014] 膜分離處理過程中，高壓膜的溫度優(yōu)選控制在40~45°C、壓力控制在2. 5~ 3. 5mpa，高壓膜的膜進口壓力3. 5mpa以下，控制膜壓差在0? 2-0. 3mpa之間，處理時間6~ 10小時。本發(fā)明膜分離進程可根據(jù)進料廢水中鹽含量的不同，采出時濃縮的倍數(shù)也會有變 化。一般膜分離處理得到的含氨基酸濃液的控制濃縮倍數(shù)為1~5倍，進一步為2~4倍。
[0015] 當高壓膜內(nèi)濃縮液的達到濃縮采用要求后，90%的鹽溶解清液中，濃縮處理回收鹽 作為副產(chǎn)品；在一種方案中，含鹽清液采用MVR濃縮設(shè)備進行濃縮處理，回收副產(chǎn)品鹽。步 驟（2)中濃縮回收鹽后的濃縮餾分，可以返回步驟（1)中進行循環(huán)處理。
[0016] 膜分離處理得到的含氨基酸濃液進行消旋反應(yīng)再后處理即可得到不同的氨基酸， 其中消旋劑水楊醛的體積用量為含氨基酸濃液的〇. 02%~1%，優(yōu)選用量為0. 05%~0. 2% ; 消旋反應(yīng)的溫度優(yōu)選為80°C~95°C;消旋反應(yīng)的時間為5~15小時。
[0017] 消旋反應(yīng)后，對反應(yīng)液減壓濃縮并過濾，并根據(jù)反應(yīng)液中不同的氨基酸采用不同 的后處理方法，具體包括：調(diào)節(jié)pH值至5~6并降溫后分離出DL苯丙氨酸，和/或調(diào)節(jié)pH值至2. 5~3. 0并降溫后分離出DL天冬氨酸。對于同時含有DL苯丙氨酸和DL天冬氨酸 的反應(yīng)液來說，具體可采用先調(diào)節(jié)pH值至5~6 (優(yōu)選5. 5)并降溫至40°C以下后分離出 DL苯丙氨酸，再調(diào)節(jié)pH值至2. 5~3. 0 (優(yōu)選2. 8)并降溫至15°C以下后分離出DL天冬氨 酸。氨基酸處理后的濾液可返回到阿斯巴甜生產(chǎn)工藝進行重復(fù)利用，例如返回步驟（1)中 進行循環(huán)處理，或者直接產(chǎn)出作為副產(chǎn)品。
[0018]本發(fā)明的有益效果：
[0019] 1.將阿斯巴甜生產(chǎn)中廢水的氨基酸和鹽分離，清液中的鹽可以進行進一步加工做 成硫酸氫鈉（或者碳酸鉀等)，副產(chǎn)的鹽酸回到生產(chǎn)工藝中重復(fù)使用，濃液中的氨基酸可以 返回生產(chǎn)工藝作為回收原料使用，或作為副產(chǎn)品；而處理完的水返回到生產(chǎn)工藝中繼續(xù)重 復(fù)利用，做到的廢水的"零排放"