專利名稱：用于處理物質(zhì)料流的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于處理復(fù)雜物質(zhì)料流(komplex Stoffstrom)的方法，所述物質(zhì)料流含有數(shù)種具有不同化學(xué)性質(zhì)的有價(jià)值物質(zhì)。

背景技術(shù)：
分離或處理復(fù)雜的物質(zhì)料流以富集包含在其中的各種有價(jià)值物質(zhì)的問題特別出現(xiàn)在基于生物來源的含水液體的領(lǐng)域中，比如，例如得自發(fā)酵工藝的液體，特別是從青貯獲得的液體。
從全株青貯(Ganzpflanzensilage)或者從來自草原生物質(zhì)(比如，例如來自草、苜蓿、紫花苜蓿、藥草等)的青貯獲得的液體，一段時(shí)間以來已經(jīng)被視為獲取精細(xì)化學(xué)品的有吸引力的原材料。在下文中術(shù)語“草青貯”用來表示所有來自草原生物質(zhì)的青貯。
在“

Programmes zur Entwicklung der GreenBiorefinery(奧地利用于開發(fā)綠色生物精煉的計(jì)劃)”的上下文中，已表明在例如草的青貯過程中產(chǎn)生的有價(jià)值物質(zhì)(比如乳酸和蛋白質(zhì)氨基酸(proteinogene

)使得生物來源的原材料草轉(zhuǎn)變?yōu)橛糜讷@取該類有價(jià)值物質(zhì)的潛在有吸引力的資源。這一想法是有吸引力的，特別是因?yàn)槠淇梢岳帽阋瞬⑶掖送饪稍偕脑牧稀?br> 然而其問題在于，隨著例如草的青貯而產(chǎn)生的復(fù)雜物質(zhì)料流包含具有不同化學(xué)性質(zhì)的大量有價(jià)值物質(zhì)，這些有價(jià)值物質(zhì)的分離是困難的。
本發(fā)明特別涉及的復(fù)雜物質(zhì)料流包含下面組的各至少一種有價(jià)值物質(zhì) (A)氨基酸 (B)不同于氨基酸并包含1-5個(gè)碳原子的羧酸，和 (C)無機(jī)鹽。
這三組有價(jià)值物質(zhì)的混合物可發(fā)現(xiàn)于特別是在已提及的來自草的青貯的液體中。這在以下通過術(shù)語“青貯液體”概括性地表示。
Hong Thang等人，J.Membr.Sc.249(2005)173-182描述了電滲析的方法用于從來自草青貯的復(fù)雜液體分離乳酸的用途。
Koschuh等人，Desalination 163(2004)254-259描述了超濾來自加壓的草和紫花苜蓿的液體用于獲得富含蛋白質(zhì)的濃縮液。
Hong Thang等人，Desalination 162(2004)343-353描述了一種兩階段電滲析方法，其用于處理草青貯。在所述方法的第一階段發(fā)生物質(zhì)料流的基本脫鹽作用，在第二階段，乳酸被富集。
Koschuh等人，J.Membr.Sc.261(2005)121-128檢驗(yàn)了納濾膜和精細(xì)超濾膜在過濾青貯液體過程中的流動和保留行為。
Hong Thang等人，J.Membr.Sc.256(2005)78-88就其在青貯液體脫鹽中的效率方面將電滲析方法與色譜方法進(jìn)行了比較。
在已公開的現(xiàn)有技術(shù)中，迄今為止僅僅描述了上述有價(jià)值物質(zhì)組(A)、(B)和(C)的一種或最好的情況下兩種的富集。
而且，已知方法的特征特別是在于氨基酸(A)和有機(jī)酸(B)之間的不精確的分離行為(unscharfes

)。一系列的這些各自具有不精確分離的處理步驟導(dǎo)致低收率，也即導(dǎo)致具有低濃度的所述有價(jià)值物質(zhì)的側(cè)流。在大多數(shù)情形下，這類測流不能經(jīng)濟(jì)地使用，因而是廢料。
例如，如果該類工藝系列使用納濾步驟來進(jìn)行，則額外地需要大量的生產(chǎn)用水來沖洗掉非期望的異物(B)和(C)。
如果該工藝系列利用電滲析方法來進(jìn)行，則電滲析必然部分以不利濃度的有價(jià)值物質(zhì)來進(jìn)行以保證高收率。這種不利或低濃度的有價(jià)值物質(zhì)必然伴有增大的損失和非故意性的異物輸送。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供下述方法，借助該方法復(fù)雜物質(zhì)料流中，特別是青貯液體中含有的所有有價(jià)值物質(zhì)(A)，(B)和(C)可以在足以用于進(jìn)一步處理的濃度下被富集。
所述目的通過用于處理物質(zhì)料流的方法實(shí)現(xiàn)，所述物質(zhì)料流包含來自下列組的各至少一種有價(jià)值物質(zhì) (A)氨基酸， (B)不同于氨基酸并包含1-5個(gè)碳原子的羧酸，和 (C)無機(jī)鹽； 所述方法包含下述階段 (1)通過納濾處理該物質(zhì)料流以獲得富含有價(jià)值物質(zhì)(A)的截留物， (2)通過電滲析處理步驟(1)的滲透物以獲得富含有價(jià)值物質(zhì)(C)的濃縮物， (3)利用直接或間接互連的兩階段(4)和(5)的系統(tǒng)(3)處理步驟(2)的稀釋物，其中 (4)通過反向滲透進(jìn)行處理，且 (5)通過電滲析進(jìn)行處理，從而獲得了富含有價(jià)值物質(zhì)(B)的濃縮物， (6)將步驟(4)的至少部分截留物直接或間接地輸送至步驟(5)， (7)將步驟(5)的至少部分稀釋物直接或間接地輸送至步驟(4)。
因此，首先施行納濾步驟，其中獲得了富含有價(jià)值物質(zhì)(A)(也即氨基酸)的截留物。所述截留物被從總工藝排出。
利用在相應(yīng)條件下操作的電滲析方法可以從步驟(1)的納濾的滲透物獲得富含有價(jià)值物質(zhì)(C)(也即無機(jī)鹽)的濃縮物。所述濃縮物同樣地被從總工藝排出。
將所述電滲析(2)的稀釋物輸送至系統(tǒng)(3)，所述系統(tǒng)(3)包含通過反向滲透(5)和通過電滲析(5)的處理，其中，所述階段(4)和(5)是直接或間接地互連。
從而，將步驟(4)的至少部分截留物直接或間接地輸送至步驟(5)，并且將步驟(5)的至少部分稀釋物直接或間接地輸送至階段(4)。
步驟(2)的稀釋物的再濃縮借助步驟(4)中反向滲透處理進(jìn)行。
在所述電滲析處理(5)中，在適當(dāng)條件下，獲得了富含有價(jià)值物質(zhì)(B)(也即有機(jī)羧酸)的濃縮物。
經(jīng)過直接或間接地將得自步驟(5)的電滲析的稀釋物返回至反向滲透(步驟(4))，實(shí)現(xiàn)了有價(jià)值物質(zhì)(B)的持續(xù)的進(jìn)一步富集。
在本發(fā)明所述方法的實(shí)施方案中，步驟(4)和(5)連接在回路中，其中，步驟(4)的至少部分截留物被輸送至步驟(5)，并且步驟(5)的至少部分稀釋物被返回至步驟(4)。
步驟(4)和(5)之間的直接循環(huán)由此得以實(shí)現(xiàn)。
在本發(fā)明所述方法的另一實(shí)施方案中，步驟(2)的稀釋物被傳送到平衡容器(

)中，從該平衡容器進(jìn)料到步驟(4)和步驟(5)，并且步驟(4)的至少部分截留物和步驟(5)的至少部分稀釋物被返回至所述平衡容器中。
步驟(4)和(5)之間的間接循環(huán)由此經(jīng)由平衡容器得以實(shí)現(xiàn)。
在本發(fā)明所述方法中，所述步驟(4)，(5)，(6)和(7)，也即上述循環(huán)，優(yōu)選在穩(wěn)態(tài)操作中進(jìn)行。
特別優(yōu)選所有步驟(1)至(7)均在穩(wěn)態(tài)操作中進(jìn)行。
本發(fā)明所述方法的步驟(1)所提供的納濾優(yōu)選為兩階段或多階段納濾，其中，優(yōu)選第一階段之后進(jìn)行的至少一個(gè)階段被配置為滲濾。特別是如果提供大于兩個(gè)階段，則第一階段之后提供的所有階段均可配置為滲濾。
優(yōu)選地，在本發(fā)明所述的方法中，將步驟(4)的部分滲透物和/或步驟(5)的至少部分稀釋物輸送至步驟(1)的納濾。
特別地，步驟(4)的全部滲透物以及步驟(5)的任選地不以循環(huán)輸送至步驟(4)的部分稀釋物可以被輸送至步驟(1)的納濾，造成實(shí)際上閉合的回路，從該回路，僅僅富含有價(jià)值物質(zhì)(A)，(B)和(C)的物質(zhì)料流被排出。
如果按照所優(yōu)選提供的，在兩個(gè)或更多個(gè)階段施行納濾，步驟(4)的滲透物或其部分和/或步驟(5)的部分稀釋物優(yōu)選被輸送至納濾的第二階段，特別是被輸送至滲濾階段。
在步驟(1)的納濾中，優(yōu)選使用對一價(jià)無機(jī)鹽顯示高滲透性的膜，和與此相對的對二價(jià)無機(jī)鹽顯示較低滲透性的膜。
所用膜的材料可優(yōu)選選自永久性親水化聚醚砜，陶瓷，特別是TiO2，聚酰胺和半芳族哌嗪-聚酰胺。截留限(Trenngrenz)(“標(biāo)稱截留分子量”-NMWCO)為100-4000Da，優(yōu)選為100-1000Da，特別優(yōu)選為150-300Da。
以下材料是，例如適合作為所述步驟(1)中納濾工藝用的膜。


特別地，優(yōu)選包含氯離子轉(zhuǎn)換的單極的電滲析方法適于步驟(2)的電滲析方法。
例如，以下膜類型適合用作步驟(2)的膜材料 在本發(fā)明所述方法的步驟(4)中，優(yōu)選使用螺環(huán)結(jié)構(gòu)的致密反向滲透膜。
步驟(4)的反向滲透優(yōu)選利用具有高透水性，高度保留無機(jī)鹽比如氯化鈉的親水性膜來施行。
優(yōu)選在本發(fā)明所述方法的步驟(5)中進(jìn)行單極電滲析。所述電滲析期間的pH值優(yōu)選為2-5的范圍。
要通過本發(fā)明所述方法處理的物質(zhì)料流一般具有1-4.5的pH值。
所述組(A)的有價(jià)值物質(zhì)優(yōu)選為一種或多種蛋白質(zhì)氨基酸，例如亮氨酸。
所述組(B)的有價(jià)值物質(zhì)特別為乳酸。
所述組(C)的有價(jià)值物質(zhì)特別為一種或多種無機(jī)鹽，其源自氯化物鹽，特別是氯化鈉，氯化鉀和/或它們的混合物。
待處理的物質(zhì)料流特別為基于生物來源資源的含水液體，優(yōu)選為得自例如草，苜蓿，紫花苜蓿，藥草以及它們的混合物的青貯的液體。
用于進(jìn)行本發(fā)明所述方法的設(shè)備包含 -納濾裝置1， -第一電滲析裝置2， -導(dǎo)管(11)，其用于將所述納濾裝置(1)的滲透物轉(zhuǎn)送至所述第一電滲析裝置(2)； -系統(tǒng)(3)，其由直接或間接地彼此連接的單元(4)和(5)構(gòu)成，其中 -單元(4)是反向滲透裝置，和 -單元(5)是第二電滲析裝置； -導(dǎo)管(21)，其用于將所述第一電滲析裝置(2)的稀釋物轉(zhuǎn)送至所述系統(tǒng)(3)中； -導(dǎo)管(41)，借助于該導(dǎo)管將反向滲透裝置(4)的至少部分截留物直接或間接地輸送至所述第二電滲析裝置(5)；和 -導(dǎo)管(51)，借助于該導(dǎo)管將所述第二電滲析裝置的至少部分稀釋物直接或間接地輸送至所述反向滲透裝置(4)。
在本發(fā)明所述設(shè)備的實(shí)施方案中，所述導(dǎo)管41將來自所述反向滲透裝置4的截留物直接輸送至所述第二電滲析裝置5。
在本發(fā)明所述設(shè)備的進(jìn)一步實(shí)施方案中，所述導(dǎo)管51將所述第二電滲析裝置5的稀釋物直接輸送至所述反向滲透裝置4。
單元4和5之間的直接循環(huán)由此得以實(shí)現(xiàn)。
在本發(fā)明所述設(shè)備的可選實(shí)施方案中，提供了平衡容器31，用于所述第一電滲析裝置2的稀釋物的導(dǎo)管21通入該平衡容器31中，由所述平衡容器31對所述反向滲透裝置4和第二電滲析裝置5兩者進(jìn)行給料，并且用于所述反向滲透裝置4的截留物的導(dǎo)管41、以及用于所述第二電滲析裝置的稀釋物的導(dǎo)管51被返回至所述平衡容器31中。
單元4和5之間的間接循環(huán)由此得以實(shí)現(xiàn)。
在本發(fā)明所述的設(shè)備中，納濾裝置優(yōu)選配置為多階段的，其中，特別優(yōu)選第一階段之后進(jìn)行的至少一個(gè)階段配置為滲濾裝置。
此外，優(yōu)選提供用于將來自所述反向滲透裝置4的滲透物返回至所述納濾裝置1，特別優(yōu)選返回至所述納濾裝置，的任選提供的第二階段或進(jìn)一步的階段中，的導(dǎo)管42。
同樣地，可優(yōu)選提供用于將來自所述第二電滲析裝置5的稀釋物返回至所述納濾裝置1，特別優(yōu)選返回至所述納濾裝置1的第一階段，的導(dǎo)管52。
本發(fā)明所述方法的特征在于下述優(yōu)點(diǎn) 當(dāng)分別考慮時(shí)，本發(fā)明所述方法的各部分過程的分離效率(進(jìn)料中的有價(jià)值物質(zhì)相對于分離輸出料流中的有價(jià)值物質(zhì))是0.1-0.95。但是，與其它工藝步驟的反饋才是總的分離效率，其明顯大于0.5。
在本發(fā)明所述的方法中，特別是在所述反向滲透裝置(步驟(4))的滲透物和所述第二電滲析裝置(步驟(5))的稀釋物完全循環(huán)的情況下，不產(chǎn)生廢料流。
相對于進(jìn)料的物質(zhì)料流，全部三種產(chǎn)物料流((A)，(B)和(C))進(jìn)行了濃縮。
所述電滲析步驟(2，5)和所述反向滲透步驟(4)彼此相互作用。無機(jī)鹽的分離(步驟(2))和有機(jī)酸的分離(步驟(5))造成滲透壓降低，這提高了步驟(4)中反向滲透的效率。反之亦然，通過反向滲透的有價(jià)值物質(zhì)的再濃縮導(dǎo)致步驟(5)中所述電滲析的效率提高。
反向滲透(4)和納濾(1)彼此相互作用。來自反向滲透的水優(yōu)選混合到第二納濾步驟中，以使有價(jià)值物質(zhì)(B)和(C)可優(yōu)選地在滲濾步驟中被沖洗。
納濾(1)和電滲析(5)彼此相互作用。單獨(dú)納濾造成有機(jī)酸部分分離到所述滲透物中時(shí)，氨基酸在所述截留物中富集。在單獨(dú)電滲析中，有機(jī)酸只有在可觀的氨基酸損失條件下從富含氨基酸的溶液分離。在本發(fā)明所述方法中，所述納濾(1)可以保留大部分氨基酸，而所述電滲析(2)可以在有利數(shù)量比((B)＞＞(A))下，清潔地連續(xù)分離有機(jī)酸。通過返回經(jīng)部分脫鹽的介質(zhì)(在步驟(2)和(5)之后)，來自所述納濾(1)的氨基酸損失被抵消，并且乳酸的處理量以如下方式增強(qiáng)，使得當(dāng)考慮總工藝時(shí)所述電滲析的分離效率將影響有機(jī)酸(B)進(jìn)料量的主要部分。
將總工藝設(shè)計(jì)成有利于所述氨基酸(有價(jià)值物質(zhì)(A))。所述有價(jià)值物質(zhì)(A)被痕量有價(jià)值物質(zhì)(B)污染是容許的，而力爭取得的是實(shí)現(xiàn)氨基酸(A)的最高收率。



以下，借助附圖和具體實(shí)施方案進(jìn)一步詳細(xì)地闡述本發(fā)明。
圖1示意性圖示了本發(fā)明所述方法的實(shí)施方案的設(shè)計(jì)和本發(fā)明所述的設(shè)備。
圖2示意性圖示了本發(fā)明所述方法的可選實(shí)施方案的設(shè)計(jì)和本發(fā)明所述的設(shè)備。

具體實(shí)施例方式 根據(jù)圖1，將復(fù)雜物質(zhì)料流K輸送至納濾裝置1并在該處進(jìn)行納濾。結(jié)果從該方法排出富含氨基酸的截留物A。
所述納濾1的截留物(包含無機(jī)鹽(C)和有機(jī)酸(B))，經(jīng)由導(dǎo)管11輸送至第一電滲析裝置2。所述電滲析的濃縮物富含無機(jī)鹽并作為有價(jià)值物質(zhì)C的料流被排出。
所述第一電滲析裝置的稀釋物經(jīng)由導(dǎo)管21供給到包括反向滲透裝置4和第二電滲析裝置5的系統(tǒng)3中。
反向滲透裝置4的截留物一側(cè)經(jīng)由導(dǎo)管41連接到電滲析裝置5。而在稀釋物一側(cè)，導(dǎo)管51從所述電滲析裝置5返回至所述反向滲透裝置4。
所述電滲析裝置5的濃縮物富含有機(jī)酸例如乳酸，并且作為有價(jià)值物質(zhì)B的料流排出。經(jīng)由導(dǎo)管51，來自所述電滲析裝置5的稀釋物至少部分以循環(huán)返回至所述反向滲透裝置4中。如例示，所述供給導(dǎo)管21可以例如通向?qū)Ч?1，然而，所述導(dǎo)管21也可直接通向所述反向滲透裝置4。
所述反向滲透裝置4的至少部分滲透物，特別是作為滲濾水經(jīng)納濾裝置的導(dǎo)管42輸送。
同樣地，第二電滲析裝置5的至少部分稀釋物可以經(jīng)由納濾裝置1的導(dǎo)管52返回。
在圖2所示的實(shí)施方案中，提供了接收容器31，用于所述第一電滲析裝置2的稀釋物的導(dǎo)管21通入其中。
從該接收容器31開始，對所述反向滲透裝置4和電滲析裝置5兩者進(jìn)行給料。經(jīng)由導(dǎo)管41，所述反向滲透4的截留物返回到所述接收容器31中。同樣地，所述電滲析5的至少部分稀釋物經(jīng)由導(dǎo)管51返回到所述接收容器31中。
實(shí)施例 實(shí)施例1 將20g L-乳酸(90％)，30g乳酸鉀(50％)，3g L-亮氨酸和10g氯化鉀溶解于水中并稀釋至1kg。
這樣獲得的溶液具有下述濃度 27.4g/L乳酸 3.0g/L L-亮氨酸 11.3g/L鉀 4.8g/L氯離子(Chlorid) 將該溶液在分批的隔室(cell)中納濾至體積濃度系數(shù)2。產(chǎn)生500g的滲透物和500g的濃縮物。
所述滲透物中的濃度如下 19.2g/L L-乳酸 0.2g/L L-亮氨酸 9.0g/L鉀 4.5g/L氯離子 所述濃縮物中的濃度如下 35.6g/L L-乳酸 5.9g/L L-亮氨酸 13.6g/L鉀 5.0g/L氯離子 實(shí)施例2 將20g L-乳酸(90％)，30g乳酸鉀(50％)，3g L-甘氨酸和10g氯化鉀溶解于水中并稀釋至1kg。
這樣獲得的溶液具有下述濃度 27.4g/L乳酸 3.0g/L L-甘氨酸 11.3g/L鉀 4.8g/L氯離子 將該溶液在分批的隔室中納濾至體積濃度系數(shù)2。產(chǎn)生500g的滲透物和500g的濃縮物。
所述滲透物中的濃度如下 19.2g/L L-乳酸 0.9g/L L-甘氨酸 9.0g/L鉀 4.5g/L氯離子 所述濃縮物中的濃度如下 35.6g/L L-乳酸 5.1g/L L-甘氨酸 13.6g/L鉀 5.0g/L氯離子 實(shí)施例3 將200g L-乳酸(90％)，300g乳酸鉀(50％)，30g L-亮氨酸和100g氯化鉀溶解于水中并稀釋至10kg。
這樣獲得的溶液具有下述濃度 27.4g/L乳酸 3.0g/L L-亮氨酸 11.3g/L鉀 4.8g/L氯離子 在納濾裝置中納濾該溶液至體積濃度系數(shù)2。產(chǎn)生5kg滲透物和5kg濃縮物。
所述滲透物中的濃度如下 19.2g/L L-乳酸 0.2g/L L-亮氨酸 9.0g/L鉀 4.5g/L氯離子 所述濃縮物中的濃度如下 35.6g/L L-乳酸 5.9g/L L-亮氨酸 13.6g/L鉀 5.0g/L氯離子 實(shí)施例4 將2kg的實(shí)施例3的滲透物用作單極電滲析進(jìn)料側(cè)的批料。在濃縮物一側(cè)，預(yù)先放置1kg的水。濃縮物一側(cè)的電導(dǎo)率值達(dá)到6.5時(shí)，電滲析停止。
進(jìn)料側(cè)的濃度(稀釋物) 18.2g/L L-乳酸 0.2g/L L-亮氨酸 4.6g/L鉀 0.9g/L氯離子 所述濃縮物中的濃度如下 0.9g/L L-乳酸 0.0g/L L-亮氨酸 8.9g/L鉀 7.2g/L氯離子 實(shí)施例5-實(shí)施例4的稀釋物的反向滲透 將2kg實(shí)施例4的電滲析稀釋物在反向滲透隔室中納濾至體積濃度系數(shù)2。產(chǎn)生1000g的滲透物和100g的濃縮物。
所述滲透物中的濃度如下 0.9g/L L-乳酸 0.0g/L L-亮氨酸 0.2g/L鉀 0.1g/L氯離子 所述濃縮物中的濃度如下 35.6g/L L-乳酸 0.4g/L L-亮氨酸 9.0g/L鉀 1.7g/L氯離子 實(shí)施例6-反向滲透濃縮物的電滲析-乳酸的提取 將1kg的實(shí)施例5的反向滲透濃縮物用作單極電滲析進(jìn)料側(cè)的批料。在濃縮物一側(cè)，預(yù)先放置1kg的水。
在67％的乳酸已轉(zhuǎn)移之后，停止實(shí)驗(yàn)。
進(jìn)料側(cè)的濃度如下(稀釋物) 11.7g/L L-乳酸 0.4g/L L-亮氨酸 2.3g/L鉀 0.3g/L氯離子 所述濃縮物中的濃度如下 23.8g/L L-乳酸 0.0g/L L-亮氨酸 6.7g/L鉀 1.4g/L氯離子 實(shí)施例7 在根據(jù)本發(fā)明所述構(gòu)造的方法鏈(參見圖2)中處理100kg/小時(shí)的具有實(shí)施例1所述組成的水溶液(K)。
納濾1作為二階段工藝操作。來自電滲析5的稀釋物和來自階段4的反向滲透滲透物(水)經(jīng)由導(dǎo)管42和52返回至納濾的第一階段。另外，階段4的部分反向滲透滲透物被返回至納濾的第二階段。
乳酸的濃度在進(jìn)料側(cè)經(jīng)由返回?cái)?shù)量來調(diào)節(jié)。在第一階段中，實(shí)現(xiàn)了25g/L的乳酸濃度，在第二階段中，實(shí)現(xiàn)了11g/L的乳酸濃度。
對來自兩納濾階段的滲透物進(jìn)行合并和電滲析(2)。配置所述電滲析的離子轉(zhuǎn)運(yùn)容量，以使可通過改變電流強(qiáng)度來控制分離了的離子量。結(jié)果優(yōu)選轉(zhuǎn)運(yùn)氯化鉀。
經(jīng)局部脫鹽的稀釋物在容器31中被收集。該容器31經(jīng)由循環(huán)泵連接到所述反向滲透裝置4和第二電滲析裝置5。根據(jù)反向滲透裝置的滲透物效率(Permeatleistung)發(fā)生內(nèi)容物的再濃縮。根據(jù)所述電滲析裝置的離子轉(zhuǎn)運(yùn)效率(Ionentransportleistung)發(fā)生鹽的排出，特別是乳酸鉀和氫離子的排出。
通過調(diào)節(jié)反向滲透裝置4的滲透物效率(通過增加壓力來提高)，將乳酸的濃度調(diào)節(jié)至適于電滲析的22g/L。
獲得了富含亮氨酸(A)(4.2g/kg)的納濾濃縮物料流(70kg/h)。
獲得了富含乳酸(B)(96g/kg)的電滲析濃縮物料流(20kg/h)。
獲得了富含氯化鉀(C)(76.4g/kg)的電滲析濃縮物料流(2kg/h)。
權(quán)利要求
1.用于處理物質(zhì)料流的方法，所述物質(zhì)料流包含來自下述組的各至少一種有價(jià)值物質(zhì)
(A)氨基酸，
(B)不同于氨基酸并包含1-5個(gè)碳原子的羧酸，和
(C)無機(jī)鹽；
所述方法包含下述階段
(1)通過納濾處理該物質(zhì)料流，以獲得富含有價(jià)值物質(zhì)(A)的截留物，
(2)通過電滲析處理步驟(1)的滲透物，以獲得富含有價(jià)值物質(zhì)(C)的濃縮物，
(3)利用直接或間接互連的兩階段(4)和(5)的系統(tǒng)(3)處理步驟(2)的稀釋物，其中
(4)通過反向滲透進(jìn)行處理，和
(5)通過電滲析進(jìn)行處理，從而獲得了富含有價(jià)值物質(zhì)(B)的濃縮物，
(6)將步驟(4)的至少部分截留物直接或間接地輸送至步驟(5)，
(7)將步驟(5)的至少部分稀釋物直接或間接地輸送至步驟(4)。
2.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(4)和(5)連接在回路中，其中，步驟(4)的至少部分截留物被輸送至步驟(5)，并且步驟(5)的至少部分稀釋物被返回至步驟(4)。
3.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)的稀釋物(21)被輸送到平衡容器(31)中，從該平衡容器進(jìn)料到步驟(4)和步驟(5)，并且步驟(4)的至少部分截留物和步驟(5)的至少部分稀釋物被返回至所述平衡容器中。
4.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述步驟(4)、(5)、(6)和(7)在穩(wěn)態(tài)操作中進(jìn)行。
5.權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所有步驟(1)至(7)均在穩(wěn)態(tài)操作中進(jìn)行。
6.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述步驟(1)為兩階段或更多階段納濾，其中，優(yōu)選第一階段之后進(jìn)行的至少一個(gè)階段被配置為滲濾。
7.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述步驟(4)的至少部分滲透物和/或步驟(5)的至少部分稀釋物被輸送至步驟(1)的納濾。
8.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在步驟(1)中，所使用的膜顯示對一價(jià)無機(jī)鹽的高滲透性，和與此相比的對二階無機(jī)鹽的較低滲透性。
9.權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所用膜的材料選自永久性親水化聚醚砜、陶瓷、特別是TiO2，聚酰胺和半芳族哌嗪-聚酰胺。
10.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在步驟(5)中進(jìn)行單極電滲析。
11.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，待處理物質(zhì)料流具有1-4.5的pH值。
12.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述組(A)的有價(jià)值物質(zhì)是選自蛋白質(zhì)氨基酸的一種或多種氨基酸。
13.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述組(B)的有價(jià)值物質(zhì)是乳酸。
14.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述組(C)的有價(jià)值物質(zhì)是選自氯化物鹽，特別是氯化鈉、氯化鉀和/或它們的混合物的一種或多種無機(jī)鹽。
15.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，待處理物質(zhì)料流是基于生物來源資源的含水液體，特別是得自青貯的液體。
16.用于實(shí)施前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法的裝置，其包括
-納濾裝置(1)；
-第一電滲析裝置(2)；
-導(dǎo)管(11)，其用于將所述納濾裝置(1)的滲透物轉(zhuǎn)送至所述第一電滲析裝置(2)；
-系統(tǒng)(3)，其由直接或間接地彼此連接的單元(4)和(5)構(gòu)成，其中
-單元(4)是反向滲透裝置，和
-單元(5)是第二電滲析裝置；
-導(dǎo)管(21)，其用于將所述第一電滲析裝置(2)的稀釋物轉(zhuǎn)送至所述系統(tǒng)(3)中；
-導(dǎo)管(41)，借助于該導(dǎo)管將反向滲透裝置(4)的至少部分截留物直接或間接地輸送至所述第二電滲析裝置(5)；
-導(dǎo)管(51)，借助于該導(dǎo)管將所述第二電滲析裝置的至少部分稀釋物直接或間接地輸送至所述反向滲透裝置(4)。
17.權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，所述導(dǎo)管(41)將所述反向滲透裝置(4)的截留物直接輸送至所述第二電滲析裝置(5)。
18.權(quán)利要求16或17所述的設(shè)備，其特征在于，所述導(dǎo)管(51)將所述第二電滲析裝置(5)的稀釋物直接輸送至所述反向滲透裝置(4)。
19.權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，提供了平衡容器(31)，用于所述第一電滲析裝置(2)的稀釋物的導(dǎo)管(21)通到所述平衡容器(31)中，由所述平衡容器(31)對所述反向滲透裝置(4)和所述第二電滲析裝置(5)兩者進(jìn)行給料，并且用于所述反向滲透裝置(4)的截留物的導(dǎo)管(41)以及用于所述第二電滲析裝置的稀釋物的導(dǎo)管(51)返回至所述平衡容器(31)中。
20.權(quán)利要求16-19中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述納濾裝置被配置為多階段的，其中，優(yōu)選第一階段之后進(jìn)行的至少一個(gè)階段被配置為滲濾裝置。
21.權(quán)利要求16-20中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，提供用于將來自所述反向滲透裝置(4)的滲透物返回至所述納濾裝置(1)，優(yōu)選返回至所述納濾裝置(1)的任選提供的第二階段或其它的階段，的導(dǎo)管(42)。
22.權(quán)利要求16-21中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，提供用于將來自所述第二電滲析裝置(5)的稀釋物返回至所述納濾裝置(1)，優(yōu)選返回至所述納濾裝置(1)的第一階段，的導(dǎo)管(52)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于處理物質(zhì)料流的方法，所述物質(zhì)料流包含來自下述組的各至少一種有價(jià)值物質(zhì)(A)氨基酸(B)不同于氨基酸并包含1-5個(gè)碳原子的羧酸，和(C)無機(jī)鹽所述方法包含下述階段(1)通過納濾處理該物質(zhì)料流以獲得富含有價(jià)值物質(zhì)(A)的截留物，(2)通過電滲析處理步驟(1)的滲透物以獲得富含有價(jià)值物質(zhì)(C)的濃縮物，(3)利用直接或間接互連的兩階段(4)和(5)的系統(tǒng)(3)處理步驟(2)的稀釋物，其中(4)通過反向滲透進(jìn)行處理，和(5)通過電滲析進(jìn)行處理，從而獲得了富含有價(jià)值物質(zhì)(B)的濃縮物，(6)將步驟(4)的至少部分截留物直接或間接地輸送至步驟(5)，(7)將步驟(5)的至少部分稀釋物直接或間接地輸送至步驟(4)。
文檔編號C12M1/12GK101611131SQ200780046855
公開日2009年12月23日 申請日期2007年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月19日
發(fā)明者W·科舒, S·克羅穆斯 申請人:綠色生物煉制奧地利有限責(zé)任公司