Application des centrifugeuses décanteuses à la séparation des acides aminés

**Application des centrifugeuses décanteuses dans l'industrie des acides aminés**

Les centrifugeuses décanteuses constituent l'équipement essentiel de séparation solide-liquide tout au long du processus de production d'acides aminés. Elles jouent un rôle crucial dans des étapes clés telles que le prétraitement du bouillon de fermentation, la purification par cristallisation et la récupération des effluents liquides. Grâce à une séparation centrifuge efficace, elles permettent l'élimination des impuretés, l'enrichissement en cristaux et la récupération des ressources, améliorant ainsi considérablement le rendement, la pureté et le respect de l'environnement du procédé de production.

**Étapes principales de l'application**

* **Clarification et prétraitement du bouillon de fermentation :**

Après fermentation des acides aminés, le bouillon contient une grande quantité d'impuretés solides telles que des cellules bactériennes, du mycélium et des résidus de milieu. La centrifugation par décantation permet de séparer rapidement ces impuretés et d'obtenir un extrait brut limpide. Ceci évite la contamination des résines échangeuses d'ions ou des modules membranaires utilisés en aval, assurant ainsi une base solide pour les étapes de purification ultérieures.

* **Séparation solide-liquide post-cristallisation :**

Après concentration et cristallisation des acides aminés à leur point isoélectrique, des décanteurs centrifuges séparent les cristaux de la liqueur-mère. Ce procédé permet d'obtenir un taux de récupération élevé des cristaux d'acides aminés (généralement supérieur à 95 %), réduisant ainsi les pertes de produits cibles. La liqueur-mère séparée peut être recyclée dans le cycle précédent pour une nouvelle extraction, optimisant ainsi l'utilisation des ressources.

* **Récupération des liquides usés et des sous-produits :**

Les centrifugeuses décanteuses traitent les résidus solides présents dans les effluents liquides de production, réduisant ainsi la charge des stations d'épuration. De plus, elles permettent de récupérer les acides aminés incomplètement extraits de ces résidus ou de séparer des protéines bactériennes de haute pureté (utilisables comme ingrédients pour l'alimentation animale), assurant ainsi une valorisation optimale des sous-produits.

* **Séparation auxiliaire dans les procédés de raffinage :**

Après le raffinage des acides aminés (par exemple, décoloration, dessalement), si le liquide d'alimentation contient encore des traces d'impuretés solides, une décantation centrifuge permet une clarification poussée. Ceci garantit que le produit final répond aux normes de pureté (par exemple, pureté des acides aminés de qualité alimentaire ≥ 99 %).

**Avantages clés dans les applications**

* **Adapté à la production à grande échelle :**

Elles permettent un fonctionnement continu avec une capacité de traitement allant de **5 à 50 m³/h**, éliminant ainsi les arrêts nécessaires à l'évacuation des scories. Ceci répond parfaitement aux exigences de production à haut rendement des lignes de production d'acides aminés à l'échelle de dix mille tonnes.

* **Haute précision de séparation :**

Avec un facteur de séparation pouvant atteindre **2000 à 3000**, ces filtres permettent de séparer efficacement des particules fines d'une taille aussi petite que **≥ 0,005 μm**. Le liquide clarifié obtenu présente une transmittance élevée, minimisant ainsi l'interférence des impuretés lors des étapes de purification ultérieures.

* **Compatibilité des matériaux et des procédés :**

Les pièces en contact avec le fluide sont fabriquées en acier inoxydable **304/316L**, offrant une excellente résistance à la corrosion face aux milieux de fermentation d'acides aminés acides ou alcalins. Les centrifugeuses peuvent traiter des liquides d'alimentation à haute viscosité (≤ 100 mPa·s) et à forte teneur en matières solides (1 à 40 %), ce qui les rend adaptées à la production de divers acides aminés tels que l'acide glutamique, la lysine et la thréonine.

* **Respect de l'environnement et optimisation des coûts :**

Elles éliminent le besoin d'adjuvants de filtration, réduisant ainsi la production de boues. Leur haut degré d'automatisation (variateur de fréquence, évacuation automatique des scories) diminue les coûts de main-d'œuvre. La récupération et la réutilisation des ressources en eau et des sous-produits sont conformes aux exigences d'une production respectueuse de l'environnement.

**Cas d'application typiques**

* **Production d'acide glutamique :**

La ligne de production d'acide glutamique d'une entreprise de biotechnologie, d'une capacité de 50 000 tonnes par an, utilise un procédé de séparation primaire par centrifugation à disques suivie d'une centrifugation par décantation. La centrifugeuse par décantation, d'une capacité de traitement de 30 m³/h, permet d'atteindre un taux d'élimination des cellules bactériennes supérieur à 98 % et un rendement total en acide glutamique de 96 %. La récupération des protéines bactériennes génère une valeur ajoutée annuelle supérieure à 5 millions de yuans.

* **Raffinement de la lysine :**

Une entreprise de production d'acides aminés utilise des centrifugeuses décanteuses pour séparer les cristaux de la liqueur-mère après la cristallisation de la lysine. Ce procédé permet de réduire la teneur en humidité des cristaux à moins de 15 %. Après recyclage de la liqueur-mère pour une nouvelle extraction, le rendement total en lysine augmente de 8 %, ce qui représente une économie annuelle d'environ 3 millions de yuans sur les coûts des matières premières.

* **Traitement des eaux usées contenant de la thréonine :**

Dans un projet de production de thréonine, des centrifugeuses décanteuses sont utilisées pour le prétraitement des effluents liquides de fermentation. Après séparation des résidus solides, le taux d'élimination de la DCO (demande chimique en oxygène) des eaux usées atteint 60 %, réduisant ainsi les coûts de traitement ultérieurs de 40 %. Parallèlement, les protéines bactériennes récupérées sont valorisées.

** Points clés d'adaptation technique**

* **Réglage des paramètres :**

Pour différentes solutions d'alimentation en acides aminés, ajustez la vitesse de rotation (3 000 à 4 500 tr/min) et la vitesse différentielle (5 à 30 tr/min) afin d'optimiser l'efficacité de séparation et le taux de récupération des cristaux. Pour les solutions d'alimentation contenant des particules fines, augmentez la vitesse de rotation afin d'accroître la force centrifuge.

* **Sélection des matériaux :**

Lors de la manipulation de bouillons de fermentation acides (par exemple, un bouillon d'acide glutamique avec un pH de 2 à 3), l'acier inoxydable 316L est recommandé pour les pièces en contact avec le fluide. Le stator doit être en caoutchouc résistant aux acides et aux alcalis afin de prévenir la corrosion du matériel par le liquide d'alimentation.

* **Intégration des processus :**

Les centrifugeuses décanteuses sont souvent utilisées conjointement avec des centrifugeuses à disques (pour une séparation grossière afin d'éliminer les grosses particules) et une filtration sur membrane céramique (pour une purification de précision). On obtient ainsi une chaîne de procédés complète « séparation grossière – séparation fine – raffinage », permettant d'améliorer encore la pureté du produit.

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