谷氨酸提取技術(shù)及其廢液資源化清潔生產(chǎn)研究進展

王睿，王倩，林樟楠，楊鵬波，叢威*

(1.中國科學(xué)院過程工程研究所 生化工程國家重點實驗室，北京 100190；2.中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049)

味精被廣泛用作調(diào)味料，我國味精的年產(chǎn)量在2015年達到220萬噸[1]，占全球產(chǎn)量的80%，且每年出口量超過40萬噸。味精生產(chǎn)通常包括谷氨酸發(fā)酵、谷氨酸提取和味精精制3個階段。從發(fā)酵液中提取谷氨酸一般采用等電結(jié)晶法，需在谷氨酸發(fā)酵液(pH接近中性)中添加大量硫酸調(diào)節(jié)pH至谷氨酸等電點，且發(fā)酵過程中需添加大量氨用于補充氮源，因此提取谷氨酸后的發(fā)酵廢液含高COD (10000～40000 mg/L)、高銨根(15000～25000 mg/L)、高硫酸根(15000～50000 mg/L)，且pH(2.0～3.4)低，難以用常規(guī)的生化方法處理；另外，其中仍含有豐富的可利用資源，處理方式不當也是對資源的浪費。因此，谷氨酸的提取收率和后續(xù)發(fā)酵廢液的處理決定著味精產(chǎn)業(yè)的制造成本、環(huán)境影響、產(chǎn)品質(zhì)量，進而制約整個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

面臨著環(huán)境保護和經(jīng)濟效益的雙重考驗，清潔生產(chǎn)已成為實現(xiàn)工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的最佳途徑。引入清潔生產(chǎn)理念、提高收率、減少酸堿消耗、降低噸產(chǎn)品的廢液排放量、變廢為寶實現(xiàn)資源循環(huán)利用是味精行業(yè)的發(fā)展趨勢[2-3]。2008年，中國環(huán)境保護部發(fā)布了《清潔生產(chǎn)標準味精工業(yè)》(HJ444-2008)，要求在我國味精工業(yè)中全面、綜合地實施清潔生產(chǎn)。經(jīng)過十幾年的發(fā)展，谷氨酸發(fā)酵行業(yè)清潔生產(chǎn)取得了一定成果，本文通過總結(jié)文獻和行業(yè)發(fā)展，簡述了谷氨酸發(fā)酵提取和廢液資源化的技術(shù)現(xiàn)狀及存在的問題，總結(jié)了谷氨酸提取技術(shù)和資源化利用的研究進展，旨在為谷氨酸提取技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)酵廢液綜合利用策略提供參考。

1 我國谷氨酸發(fā)酵清潔生產(chǎn)的現(xiàn)狀及問題

1.1 谷氨酸提取技術(shù)

我國谷氨酸發(fā)酵提取工藝經(jīng)歷了從鋅鹽法、一步低溫等電點結(jié)晶法到低溫等電離交法和濃縮等電法的演變歷程。2010年后，產(chǎn)業(yè)化的谷氨酸提取工藝以濃縮連續(xù)等電工藝為主，等電離交法次之。

濃縮連續(xù)等電提取工藝源自日本味之素公司糖蜜發(fā)酵谷氨酸的提取技術(shù)，國內(nèi)最早由河南蓮花味精集團將其嫁接于淀粉糖原料發(fā)酵工藝上，由圖1可知，相較于等電離交法，該工藝沒有采用“離交技術(shù)”，每噸谷氨酸消耗0.4～0.5 t硫酸，液氨消耗較少(僅發(fā)酵時添加)；發(fā)酵液濃縮后等電有利于提高谷氨酸等電收率、減少廢液量，每噸谷氨酸產(chǎn)生高濃度發(fā)酵廢水從8～15 m3減少至3～5 m3。但由于谷氨酸晶體雜質(zhì)多，引入了“轉(zhuǎn)晶”技術(shù)，不可避免地損失部分谷氨酸產(chǎn)品(轉(zhuǎn)晶后谷氨酸收率下降約2個百分點)，收率不到90%，屬于清潔生產(chǎn)的二級水平。因此，進一步提高連續(xù)等電谷氨酸的收率和晶體純度是該工藝的主要問題。

圖1 濃縮等電結(jié)晶流程示意圖Fig.1 Schematic diagram of concentration and isoelectric crystallization process

1.2 谷氨酸發(fā)酵廢液處理技術(shù)

谷氨酸發(fā)酵廢液主要指谷氨酸發(fā)酵液經(jīng)過等電結(jié)晶后的上清液，即谷氨酸等電母液(簡稱等電母液)，也是味精生產(chǎn)中的主要高濃度廢水。發(fā)酵廢液污染治理技術(shù)有物化法、生物法。自1993年清潔生產(chǎn)概念引入至中國以來，逐漸形成了資源回收和綜合治理的產(chǎn)業(yè)化工藝路線。目前國內(nèi)谷氨酸生產(chǎn)企業(yè)主要是將發(fā)酵廢液經(jīng)過氣浮除菌后，通過噴漿造粒制備復(fù)合肥、濃縮等電后的母液通過氣浮技術(shù)回收菌體，加入堿液調(diào)節(jié)pH后進行多效蒸發(fā)濃縮，濃縮后按肥料標準加入磷、鉀等添加劑，然后送入噴漿造粒機，用高溫?zé)煹罋?>450 ℃)干燥將等電母液中的干固物全部轉(zhuǎn)化為復(fù)合肥。每噸味精能夠制備0.8～0.9 t的肥料，解決了高濃度廢水的問題，增加了利潤。

但是，蒸發(fā)濃縮需要消耗熱能，而噴漿造粒工藝生產(chǎn)每噸復(fù)合肥會產(chǎn)生20000～25000 m3氣溶膠型揮發(fā)性/半揮發(fā)性有機廢氣，不易降解且存在時間長。高溫干燥產(chǎn)生的有毒成分和刺鼻的嗅味惡化了企業(yè)周邊環(huán)境，也危害居民的身體健康；另外，由于發(fā)酵廢液制備的高含量硫酸銨復(fù)合肥不適用于所有土壤，大量的復(fù)合肥的售賣和如何提高肥料的品質(zhì)也是味精生產(chǎn)企業(yè)面臨的難題。因此，進一步發(fā)展谷氨酸發(fā)酵廢液綜合利用的清潔生產(chǎn)技術(shù)仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)。

2 谷氨酸發(fā)酵清潔生產(chǎn)研究進展

2.1 發(fā)酵液中谷氨酸提取技術(shù)研究進展

谷氨酸清潔生產(chǎn)的研究致力于減少噸產(chǎn)品(谷氨酸)廢水排放量、發(fā)酵廢液的銨根、硫酸根含量和資源消耗，減輕后續(xù)廢液資源化的處理難度，提升了經(jīng)濟效益。目前，針對現(xiàn)行谷氨酸生產(chǎn)中存在的問題，谷氨酸清潔生產(chǎn)技術(shù)的研究主要從以下兩個角度切入，即提高谷氨酸總提取回收率和從源頭上減少酸堿使用量。

2.1.1 提高谷氨酸總提取收率

谷氨酸的收率水平直接決定了工藝的清潔生產(chǎn)水平。谷氨酸提取收率受溶液性質(zhì)、操作條件、工藝參數(shù)、分離設(shè)備等眾多因素影響，除了優(yōu)化工藝參數(shù)和操作條件[4](如加酸速率、降溫速率、添加晶種量等)，的研究表明等電結(jié)晶前去除菌體[5-7]和采用細晶回收技術(shù)均有利于提高谷氨酸一次等電回收率，而且對一次等電母液中剩余谷氨酸進一步回收則可提高谷氨酸的總回收率。

菌體細胞等懸浮物對谷氨酸有明顯的增溶作用，且結(jié)晶時刺激β型晶核生成，帶菌等電是造成谷氨酸提取回收率低、晶體純度低的原因之一。將發(fā)酵液先除菌后等電結(jié)晶可以提高谷氨酸提取回收率和產(chǎn)品質(zhì)量。研究中針對谷氨酸發(fā)酵液采用的除菌方法多為膜過濾和碟片式高速離心。研究表明，相較于不除菌的工藝，除菌后的發(fā)酵液谷氨酸一次等電回收率可提高4%～7%，且谷氨酸純度有所提高。王大春等利用中空纖維微孔濾膜(PVDF)回收谷氨酸發(fā)酵液中菌體蛋白，經(jīng)膜過濾除菌后的發(fā)酵液提取谷氨酸收率可達93%～94%，母液谷氨酸含量低于2%，無需再進行離子交換。但是，由于發(fā)酵液的粘度高，且蛋白質(zhì)、多糖等有機物含量高[8]，用膜法除菌易造成膜污染，導(dǎo)致膜通量衰減快，膜的定期清洗和維護造成單位體積發(fā)酵液處理成本較高，而且膜過濾處理水量不大。因此，開發(fā)適合于谷氨酸發(fā)酵液的高通量膜，提升膜的抗污染性能是膜法除菌等電需要解決的問題。此外，研究表明谷氨酸提取母液夾帶谷氨酸細晶質(zhì)量占總量的7.63%，Zhang等開發(fā)出細晶回用技術(shù)，谷氨酸提取率比一步結(jié)晶法高約4%，而且經(jīng)晶體粒徑切割分離獲得顆粒大、粒徑分布均勻的產(chǎn)品，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

現(xiàn)行濃縮連續(xù)等電法提取谷氨酸回收率不到90%，一次等電結(jié)晶后等電母液中仍剩余1%～2%的谷氨酸，對其進行進一步提取可提高谷氨酸的總回收率[9]。Zhang等采用兩段結(jié)晶技術(shù)(TSC)，第一段采用細晶消除型連續(xù)等電結(jié)晶，一步回收率達80%以上，得到的麩酸質(zhì)量好,無需轉(zhuǎn)晶。提取后的母液除去菌體和可溶性蛋白后濃縮，經(jīng)蒸發(fā)進行二次結(jié)晶，回收到剩余母液70%的谷氨酸，總回收率達95%，不用“離子交換”步驟。添加氨水調(diào)節(jié)pH后，進一步蒸發(fā)還可回收硫酸銨制備復(fù)合肥料，但該方法的中試結(jié)果不穩(wěn)定，因此企業(yè)沒有采用。

此外，電滲析技術(shù)在進一步回收等電上清液中的谷氨酸方面展現(xiàn)了良好的應(yīng)用潛力[10]。Zhang等用兩室雙極膜電滲析和改良的傳統(tǒng)電滲析從等電上清液中回收谷氨酸，結(jié)果表明兩種形式都得到了較高的谷氨酸回收率70%～88%，改良的傳統(tǒng)電滲析形式同時得到較高的谷氨酸回收率和較低的能耗，在初始谷氨酸含量20 g/L的情況下，谷氨酸回收率達88.3%，能耗達3.67 kWh/kg GA。

2.1.2 減少酸堿使用量

從源頭上減少酸堿使用量不僅能夠減少資源的消耗，還可以降低發(fā)酵廢液中的鹽濃度，減小后續(xù)廢液處理壓力。為此研究人員開展了許多關(guān)于谷氨酸分離提取新技術(shù)的研究。

電滲析技術(shù)具有操作簡便、不污染環(huán)境、無需添加酸堿等化學(xué)試劑的優(yōu)點，有望大幅度降低發(fā)酵產(chǎn)品生產(chǎn)過程的酸堿消耗，電滲析技術(shù)在發(fā)酵液處理和發(fā)酵產(chǎn)品回收中的應(yīng)用尤其受到關(guān)注[11-12]。發(fā)酵液中谷氨酸大部分以一價陰離子形式存在，在電場作用下可跨陰離子交換膜遷移，研究人員利用這一特性同時進行產(chǎn)品提取和除雜[13-14]。艾社芳等利用電滲析法從谷氨酸發(fā)酵液中直接分離提取谷氨酸銨，采用谷氨酸銨模擬料液時，回收率高達99.93%，能耗達1.63 kWh/kg。采用真實谷氨酸發(fā)酵液時，通過添加氨水調(diào)節(jié)料室的pH，濃室內(nèi)回收谷氨酸濃度可達到105 g/L，回收率為78.8%。采用電滲析法可將發(fā)酵液中的谷氨酸鹽進行濃縮分離，除去部分雜質(zhì)，簡化后續(xù)精制提純等工藝，避免水洗過程中大量用水。Chai等利用復(fù)分解電滲析離子重組工藝制備谷氨酸鈉，可實現(xiàn)谷氨酸銨一步轉(zhuǎn)化至谷氨酸鈉，在優(yōu)化條件下，最終產(chǎn)品液濃度為1.79 mol/L(約30.2%)，轉(zhuǎn)化率為91.2%，能耗為2.98 kWh/kg 谷氨酸鈉。并通過填充樹脂改善了電滲析性能，其副產(chǎn)物(NH4)2SO4可作為生產(chǎn)銨肥的原料，不存在二次污染，而且所得谷氨酸鈉產(chǎn)品液濃度達到了結(jié)晶工藝所需的濃度要求。

膜集成耦合生物發(fā)酵系統(tǒng)是利用膜技術(shù)將發(fā)酵與產(chǎn)物分離過程耦合，被認為是一種可降低成本且環(huán)境友好的方法[15]。將其應(yīng)用于谷氨酸生產(chǎn)，可省去傳統(tǒng)谷氨酸制備中過濾、酸化、中和、結(jié)晶、離子交換等步驟，大大降低了設(shè)備和運行成本，減少了污染物的產(chǎn)生。Pal等[16]首次使用三段膜集成耦合生物發(fā)酵法制備谷氨酸：第一段是利用聚偏氟乙烯(PVDF)微濾膜對發(fā)酵液進行微濾，細胞被分離后進入發(fā)酵罐中循環(huán)利用；第二階段使用納濾膜(NF-20)分離蔗糖和谷氨酸；第三段通過納濾濃縮谷氨酸，濾出液包括水和離子補充到發(fā)酵罐。發(fā)酵罐由于添加了新鮮的發(fā)酵培養(yǎng)基和碳源并且通過連續(xù)去除谷氨酸，不需添加氨來調(diào)節(jié)pH值，減少了產(chǎn)物抑制，提高了谷氨酸發(fā)酵產(chǎn)率。經(jīng)過三段膜集成處理，最終谷氨酸濃縮液得到產(chǎn)品含量為175 g/L，純度達97%，每噸谷氨酸耗能達404 kWh。

由上述報道可知，目前谷氨酸提取中降低酸堿消耗的方法主要是替代現(xiàn)行的等電結(jié)晶工藝，采用膜法分離谷氨酸，這樣可避免調(diào)節(jié)等電pH時大量的硫酸消耗；進一步將谷氨酸分離與發(fā)酵耦合，可減少氨的消耗。然而，目前膜技術(shù)應(yīng)用于谷氨酸提取過程只適用于較低谷氨酸濃度的發(fā)酵液(<120 g/L)，膜的設(shè)備成本高、易產(chǎn)生膜污染等缺點限制了電滲析、微濾和納濾等膜技術(shù)在谷氨酸提取過程的工業(yè)應(yīng)用。

2.2 谷氨酸發(fā)酵廢液資源化研究進展

谷氨酸生產(chǎn)過程產(chǎn)生的最主要、最難處理的廢液是谷氨酸等電母液，其中含有菌體蛋白、硫酸銨、殘?zhí)恰被?谷氨酸以及其他氨基酸)、有機酸以及核苷酸類降解產(chǎn)物等，還有K+、Na+、Ca2+、Cl-、PO43-等無機鹽離子可進一步資源化利用；高濃度COD、NH4+、SO42-給比較成熟的厭氧處理工藝帶來困難。因此，谷氨酸發(fā)酵廢液的治理必須走資源化綜合利用的道路。

本文按照利用方式將谷氨酸發(fā)酵廢液的資源化方法分為直接回收有價值資源和培養(yǎng)微生物兩類，并總結(jié)了發(fā)酵廢液用于微生物培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域和特點。

2.2.1 直接回收有價值資源

硫酸銨是谷氨酸發(fā)酵廢液中含量最高的無機鹽，廢液利用氣浮技術(shù)回收菌體蛋白后直接濃縮干燥即可制成以硫酸銨為主要成分的復(fù)合肥，此方法最為簡便，也是目前行業(yè)企業(yè)普遍采用的方法。但蒸發(fā)濃縮能耗大，廢液直接干燥制備的復(fù)合肥質(zhì)量不高，為提高復(fù)合肥質(zhì)量，除菌后的廢液可以先通過蒸發(fā)結(jié)晶回收硫酸銨，再進行噴漿造粒。

為進一步提高廢液中有機質(zhì)的利用價值，研究人員針對回收谷氨酸發(fā)酵廢液中菌體RNA和游離氨基酸等有價值成分進行了研究。

發(fā)酵廢液中提取后的菌體蛋白可作為優(yōu)質(zhì)蛋白飼料添加劑，其水解產(chǎn)物可作為復(fù)合氨基酸調(diào)配劑等高附加值產(chǎn)品。分離出的菌體可以進一步提取RNA，用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療衛(wèi)生以及科學(xué)研究等領(lǐng)域。楊小姣等[17]用提取出來的菌體蛋白為原料，比較了鹽法和超聲波法提取RNA，結(jié)果表明鹽法提取RNA更具優(yōu)勢，NaCl濃度為6%時RNA得率達4.5%。

發(fā)酵廢液中游離氨基酸的含量可達1%～2.5%，可對其進行回收再利用。但發(fā)酵廢液中氨基酸濃度較低，研究人員通常利用液膜法[18]或金屬離子螯合法來分離富集氨基酸[19]。田光超等利用液膜法富集谷氨酸廢水中氨基酸，在二(2-乙基己基)磷酸(D2EHPA)、山梨醇酐單油酸酯(Span-80)、H2SO4溶液和煤油組成的膜體系中，氨基酸萃取率高達80%。在味精廢液中加入金屬離子(如鋅、銅、鑭等)螯合制備微量元素氨基酸螯合物，可應(yīng)用于飼料添加劑和農(nóng)田施肥。馬里娜利用味精離交尾液中的氨基酸與金屬鋅離子螯合，將離交尾液稀釋100倍，超濾后與硫酸鋅混合，得到螯合率達79.83%。該復(fù)合氨基酸螯合鋅對DPPH自由基與羥基自由基具有較高的清除能力，并且對黑麥草的萌發(fā)起到明顯的促進作用。

上述報道對谷氨酸發(fā)酵廢液中高值組分的分離回收尚處于探索階段，實際應(yīng)用時需綜合考慮處理量、工藝成本和與現(xiàn)行企業(yè)工藝銜接等問題，提取后的廢液的后續(xù)處理也需要考慮，目前難以實際應(yīng)用。

續(xù) 表

2.2.2 微生物培養(yǎng)

利用發(fā)酵廢液培養(yǎng)微生物是常用的廢液資源化的手段[20]。微生物能夠綜合利用發(fā)酵廢液的各種資源，進一步降低廢液中COD和氨氮；另一方面，對于發(fā)酵工業(yè)來說，以發(fā)酵廢液作為培養(yǎng)基或替代營養(yǎng)物質(zhì)能夠降低生產(chǎn)成本。利用谷氨酸發(fā)酵廢液培養(yǎng)微生物的報道很多，主要用于培養(yǎng)酵母菌、細菌、真菌、微藻，生產(chǎn)飼料蛋白、微生物油脂、聚谷氨酸、真菌多糖等(見表1)。

表1 谷氨酸發(fā)酵廢液生物發(fā)酵技術(shù)中常用的微生物及用途Table 1 The microorganisms commonly used in the biological fermentation technology of glutamate fermentation waste liquid and its application

但谷氨酸發(fā)酵廢液培養(yǎng)微生物仍存在如下問題：

首先，谷氨酸發(fā)酵廢液中NH4+、SO42-濃度較高，遠遠超過微生物耐受能力,且NH4+比SO42-對微生物生長的抑制作用更強。因此，研究人員利用發(fā)酵廢液進行微生物培養(yǎng)前要進行預(yù)處理或篩選出對硫酸銨耐受力高的菌種。

目前谷氨酸發(fā)酵廢液脫硫酸銨預(yù)處理方法主要有蒸發(fā)濃縮結(jié)晶、生石灰沉淀SO42-、吹脫氨氣法、加水稀釋法。硫酸銨通過蒸發(fā)濃縮結(jié)晶析出和回收，但硫酸銨的溶解度過高導(dǎo)致剩余廢液中仍有3%～4%的硫酸銨，且蒸發(fā)結(jié)晶法能耗大，結(jié)晶出的硫酸銨品質(zhì)低。氨氣吹脫法可以有效地降低廢液中的銨含量，但隨著氨氣向大氣排放，廢液中銨根的利用率將降低，而且氨氣回收成本高，直接排放會導(dǎo)致二次環(huán)境污染。生石灰沉淀法雖然可以去除SO42-，但產(chǎn)生的石膏產(chǎn)品利潤低，成為固體廢棄物。稀釋法在稀釋硫酸銨的同時其他營養(yǎng)物質(zhì)也被稀釋，且需要大量的淡水，限制了該方法在工廠的應(yīng)用。因此，為了尋找更加經(jīng)濟且環(huán)境友好的脫鹽方法，楊文龍采用普通電滲析脫除谷氨酸發(fā)酵廢液中的無機鹽，結(jié)果表明發(fā)酵廢液經(jīng)活性炭預(yù)處理后能夠有效脫出SO42-和NH4+，SO42-遷移率達85%時，能耗為3.64～4.88 kWh/kg。朱永強等先用釀酒酵母降解發(fā)酵廢液中的NH4+，再用粘紅酵母發(fā)酵培養(yǎng)合成油脂，粘紅酵母最終生物量為33.3 g/L、油脂產(chǎn)率為18.16%，發(fā)酵廢液中COD的去除率為50.6%，NH4+的去除率為93.9%，相比于單獨培養(yǎng)粘紅酵母均有提高。此外，通過馴化耐高濃度硫酸銨菌種可簡化預(yù)處理過程。喻軼選用一株可在含50%硫酸銨濃度的味精廢水中生長的漢遜德巴利酵母，以味精廢水作為培養(yǎng)基成分之一培養(yǎng)酵母，得到生物量干重達5.82%，將酵母自溶后發(fā)酵液噴霧干燥用作飼料添加劑。邢旭等通過馴化篩選得到一株在培養(yǎng)基(NH4)2SO4濃度達150 g/L時表現(xiàn)優(yōu)良的粘紅酵母Rh8。該菌株雖然可以耐高濃度硫銨，但是不能有效地利用硫銨。

谷氨酸發(fā)酵廢液碳氮比較小，用于微生物培養(yǎng)仍需補充葡萄糖、玉米粉等碳源，為降低成本，可用其他碳氮比較高的工業(yè)廢水復(fù)配。例如，萬俊杰等利用味精廢水復(fù)配啤酒廢水(主要碳源)作為替代培養(yǎng)基培養(yǎng)枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)AS1-296制備含γ-聚谷氨酸的絮凝劑吸附Cu2+，該絮凝劑最大Cu2+吸附量為4.1 mg/g，最佳解吸率達81%。

大部分發(fā)酵廢液資源化研究中忽略了SO42-的評估，文獻中所用的微生物通常不利用SO42-或利用極少，而SO42-排放超過4 g/L就會抑制厭氧生化處理。因此，如何提高綜合利用率是谷氨酸發(fā)酵廢液應(yīng)用于微生物培養(yǎng)應(yīng)考慮的重要方面。

最后，谷氨酸發(fā)酵廢液性質(zhì)不穩(wěn)定和產(chǎn)品的發(fā)酵工藝不成熟會導(dǎo)致產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量不穩(wěn)定，這也是阻礙谷氨酸發(fā)酵廢液應(yīng)用于微生物培養(yǎng)的因素之一。

雖然利用味精廢水培養(yǎng)微生物可實現(xiàn)資源綜合利用，研究報道也很多，但廢液缺乏高效的脫鹽手段，耐鹽微生物有限且培養(yǎng)后的廢液仍需進一步處理才可進入常規(guī)厭氧生化處理環(huán)節(jié)，這些問題導(dǎo)致將谷氨酸發(fā)酵廢液直接用于培養(yǎng)微生物難以推向?qū)嶋H應(yīng)用。

3 總結(jié)與展望

味精行業(yè)經(jīng)過十幾年清潔生產(chǎn)改造和發(fā)展，取得了一定成果，但是還存在著提取工藝中谷氨酸收率和質(zhì)量不高、發(fā)酵廢液資源化生產(chǎn)復(fù)合肥工藝中肥料質(zhì)量不好、污染環(huán)境等問題。未來清潔生產(chǎn)一方面應(yīng)該改進谷氨酸的提取技術(shù)，提高谷氨酸的提取率和產(chǎn)品質(zhì)量。針對現(xiàn)行直接加酸等電法，增強雙結(jié)晶工藝的穩(wěn)定性后會有更好的應(yīng)用前景。另一方面，應(yīng)積極探索研究新工藝、新方法，從源頭上減少酸堿消耗，降低廢液中鹽含量，實現(xiàn)鹽的高效分離回收，以解除后續(xù)廢液資源化利用的高鹽限制，節(jié)約成本。電滲析、膜集成等膜技術(shù)在谷氨酸清潔生產(chǎn)中展現(xiàn)出良好的發(fā)展?jié)摿?，研究中?yīng)致力于提高谷氨酸收率，并降低膜設(shè)備和運行成本，提高工藝穩(wěn)定性[21]。

對于谷氨酸發(fā)酵廢液綜合利用方面，分離回收菌體蛋白后可對其進行深加工，提高附加值；除菌廢液用于微生物培養(yǎng)雖然可利用其剩余營養(yǎng)物質(zhì)，但仍需解決高鹽問題，且難利用其中SO42-，因此仍需與其他方法組合使用，尋找最合適的清潔生產(chǎn)方案使經(jīng)濟效益和環(huán)境效益最大化。