Aplicación de centrífugas decantadoras en la separación de aminoácidos

**Aplicación de centrífugas decantadoras en la industria de aminoácidos**

Las centrífugas decantadoras son el **equipo fundamental para la separación sólido-líquido** en todo el proceso de producción de aminoácidos. Desempeñan un papel crucial en etapas clave como el pretratamiento del caldo de fermentación, la purificación por cristalización y la recuperación de líquidos residuales. Mediante una eficiente separación centrífuga, permiten la eliminación de impurezas, el enriquecimiento de cristales y la recuperación de recursos, mejorando así significativamente el rendimiento del producto, su pureza y la sostenibilidad de la producción.

**Etapas principales de la aplicación**

**Clarificación y pretratamiento del caldo de fermentación:**

Tras la fermentación de aminoácidos, el caldo contiene una gran cantidad de impurezas sólidas, como células bacterianas, micelios y residuos del medio. Las centrífugas decantadoras pueden separar rápidamente estas impurezas para producir un extracto crudo transparente. Esto evita la contaminación de las resinas de intercambio iónico o los módulos de membrana posteriores, sentando las bases para los pasos de purificación posteriores.

* **Separación sólido-líquido post-cristalización:**

Tras la concentración y cristalización de los aminoácidos en su punto isoeléctrico, las centrífugas decantadoras separan los cristales del licor madre. Este proceso logra una alta tasa de recuperación de cristales de aminoácidos (normalmente superior al 95 %), lo que reduce la pérdida de productos objetivo. El licor madre separado puede reciclarse en el proceso anterior para su reextracción, lo que mejora aún más la eficiencia en el uso de recursos.

**Recuperación de líquidos residuales y subproductos:**

Las centrífugas decantadoras tratan los residuos sólidos en los líquidos residuales de producción, reduciendo la carga en los sistemas de tratamiento de aguas residuales. Además, pueden recuperar aminoácidos extraídos de forma incompleta de los residuos o separar proteínas bacterianas de alta pureza (que pueden utilizarse como ingredientes para piensos), logrando un alto valor añadido de los subproductos.

**Separación Auxiliar en Procesos de Refinación:**

Tras el refinado de aminoácidos (p. ej., decoloración, desalinización), si el líquido de alimentación aún contiene trazas de impurezas sólidas, las centrífugas decantadoras pueden realizar una clarificación profunda. Esto garantiza que el producto final cumpla con los estándares de pureza (p. ej., pureza de aminoácidos de grado alimenticio ≥ 99%).

**Ventajas principales en las aplicaciones**

* **Idoneidad para producción a gran escala:**

Permiten un funcionamiento continuo con una capacidad de procesamiento de entre **5 y 50 m³/h**, eliminando la necesidad de paradas para la descarga de escoria. Esto se adapta perfectamente a los requisitos de producción de alta eficiencia de las líneas de producción de aminoácidos a escala de diez mil toneladas.

**Alta precisión de separación:**

Con un factor de separación de hasta **2000-3000**, pueden separar eficazmente partículas finas de hasta **≥ 0,005 μm**. El líquido clarificado resultante presenta una alta transmitancia, lo que minimiza la interferencia de impurezas en los pasos de purificación posteriores.

* **Compatibilidad de materiales y procesos:**

Las piezas húmedas están fabricadas en acero inoxidable 304/316L, lo que ofrece una excelente resistencia a la corrosión en caldos de fermentación de aminoácidos, ya sean ácidos o alcalinos. Las centrífugas pueden procesar líquidos de alimentación con alta viscosidad (≤ 100 mPa·s) y alto contenido de sólidos (1-40%), lo que las hace idóneas para la producción de diversos aminoácidos, como el ácido glutámico, la lisina y la treonina.

**Respeto al medio ambiente y optimización de costes:**

Eliminan la necesidad de auxiliares de filtración, lo que reduce la generación de lodos. Su alto grado de automatización (control de conversión de frecuencia, descarga automática de escorias) reduce los costos de mano de obra. La recuperación y reutilización de recursos hídricos y subproductos se ajusta a los requisitos de la producción ecológica.

**Casos típicos de aplicación**

* **Producción de ácido glutámico:**

La línea de producción de ácido glutámico de una empresa de biotecnología, con una capacidad de 50.000 toneladas anuales, emplea un proceso de "centrífuga de disco para separación gruesa + centrífuga decantadora para separación fina". La centrífuga decantadora, con una capacidad de procesamiento de 30 m³/h, alcanza una tasa de eliminación de células bacterianas superior al 98 % y un rendimiento total de ácido glutámico del 96 %. La proteína bacteriana recuperada genera un valor adicional anual superior a 5 millones de RMB.

**Refinación de lisina:**

Una empresa de aminoácidos utiliza centrífugas decantadoras para separar los cristales del licor madre tras la cristalización de la lisina. Esto reduce el contenido de humedad de los cristales a menos del 15 %. Tras reciclar el licor madre para su reextracción, el rendimiento total de lisina aumenta un 8 %, lo que supone un ahorro anual de aproximadamente 3 millones de RMB en costes de materia prima.

* **Tratamiento de aguas residuales con treonina:**

En un proyecto de producción de treonina, se utilizan centrífugas decantadoras para el pretratamiento del líquido residual de la fermentación. Tras separar los residuos sólidos, la tasa de eliminación de DQO (Demanda Química de Oxígeno) de las aguas residuales alcanza el 60%, lo que reduce los costos de tratamiento de aguas residuales en un 40%. Simultáneamente, la proteína bacteriana recuperada se utiliza como recurso.

**Puntos clave de adaptación técnica**

* **Ajuste de parámetros:**

Para diferentes líquidos de alimentación de aminoácidos, ajuste la velocidad de rotación (3000-4500 rpm) y la velocidad diferencial (5-30 rpm) para equilibrar la eficiencia de separación y la tasa de recuperación de cristales. Para líquidos de alimentación con partículas finas, aumente la velocidad de rotación según corresponda para mejorar la fuerza centrífuga.

* **Selección de materiales:**

Al manipular caldos de fermentación ácidos (p. ej., caldo de ácido glutámico con un pH de 2-3), se prefiere el acero inoxidable 316L para las piezas en contacto con el fluido. El estator debe estar fabricado con caucho resistente a ácidos y álcalis para evitar la corrosión del equipo causada por el líquido de alimentación.

**Integración de procesos:**

Las centrífugas decantadoras se utilizan a menudo junto con centrífugas de disco (para la separación gruesa y la eliminación de partículas grandes) y la filtración por membrana cerámica (para la purificación de precisión). Esto forma una cadena completa de proceso de "separación gruesa - separación fina - refinación", mejorando aún más la pureza del producto.