陽離子交換膜的電流密度為50?150mA/cm2(優(yōu)選60?100mA/cm2)，控制生產(chǎn)體系的溫度在10?40°C (優(yōu)選20?300C )，否則停止設(shè)備運行。通過監(jiān)測酸液pH變化控制雙極膜電滲析結(jié)束時間。待料液中碳酸鹽被雙極膜水解離產(chǎn)生的氫離子完全中和以及蛋氨酸鹽完全轉(zhuǎn)化為蛋氨酸即酸液B的pH為3.8?4.5之間時，停止設(shè)備運行。
[0024]所述電滲析處理中，雙極膜電滲析系統(tǒng)為三隔室結(jié)構(gòu)時，堿室出口得到堿液A，堿液A送回雙極膜電滲析系統(tǒng)中的堿室，連續(xù)循環(huán)處理；酸室出口得到酸液A，經(jīng)過氣液分離器，分離得到二氧化碳氣體和酸液B，酸液B送回雙極膜電滲析系統(tǒng)中的酸室，連續(xù)循環(huán)處理;料液室出口得到的處理后的料液送回料液室，連續(xù)循環(huán)處理；
[0025]雙極膜電滲析系統(tǒng)為兩隔室結(jié)構(gòu)時，堿室出口得到堿液A，堿液A送回雙極膜電滲析系統(tǒng)中的堿室，連續(xù)循環(huán)處理;料液室出口得到酸液A，經(jīng)過氣液分離器，分離得到二氧化碳氣體和酸液B，酸液B送回雙極膜電滲析系統(tǒng)中的料液室，連續(xù)循環(huán)處理。
[0026]所述雙極膜電滲析系統(tǒng)的三隔室結(jié)構(gòu)或兩隔室結(jié)構(gòu)均為本領(lǐng)域常見結(jié)構(gòu)，在不同隔室結(jié)構(gòu)下，排出酸液A的隔室名稱有所不同，但本領(lǐng)域技術(shù)人員公知，在某個隔室結(jié)構(gòu)下酸液A會由哪個隔室排出。這屬于公知技術(shù)。
[0027]進一步，酸液A為含碳酸的產(chǎn)品液，堿液A為強堿溶液。酸液B為脫除碳酸后的產(chǎn)品液。
[0028]所述蛋氨酸鹽和碳酸鹽混合溶液用微孔膜過濾，一般用不大于0.45μπι微孔膜過濾。
[0029]所述甲硫基乙基乙內(nèi)酰脲經(jīng)堿水解得到的蛋氨酸鹽和碳酸鹽混合溶液，甲硫基乙基乙內(nèi)酰脲水解所用的堿一般為氫氧化鈉、碳酸鈉、氫氧化鉀或碳酸鉀，所得到的蛋氨酸鹽和碳酸鹽混合溶液一般為蛋氨酸鈉和碳酸鈉混合溶液或蛋氨酸鉀和碳酸鉀混合溶液，所述蛋氨酸鹽和碳酸鹽混合溶液為蛋氨酸鈉和碳酸鈉混合溶液時，制得的堿液為氫氧化鈉溶液，制得的碳酸鹽為碳酸鈉。所述蛋氨酸鹽和碳酸鹽混合溶液為蛋氨酸鉀和碳酸鉀混合溶液時，制得的堿液為氫氧化鉀溶液，制得的碳酸鹽為碳酸鉀。
[0030]雙極膜電滲析操作過程采取多批次連續(xù)處理，每處理完一批料液，在保持設(shè)備運行情況下，將料液罐內(nèi)90%體積液體排出，再繼續(xù)往里添加新一批料液進行處理。更換料液時，堿液無需更換，堿液的濃度可隨著料液多批次處理而不斷提高，可將堿液濃縮至90wt%以上，作為甲硫基乙基乙內(nèi)酰脲堿性水解的堿性原料，回收利用。
[0031]本發(fā)明方法獲得的蛋氨酸純度在99.9%以上，產(chǎn)率達到90%左右。堿液濃度在5%以上。
[0032]本發(fā)明還提供用于制備蛋氨酸和回收副產(chǎn)物二氧化碳的專用裝置，所述裝置為以下之一:
[0033](— )雙極膜電滲析系統(tǒng)為兩隔室結(jié)構(gòu)的專用裝置，所述裝置包括雙極膜電滲析系統(tǒng)、堿液罐、料液罐、餾出液池、膜蒸餾裝置、吸收池、氣液分離器、極液罐，
[0034]所述雙極膜電滲析系統(tǒng)由I?50個雙極膜電滲析裝置串聯(lián)或并聯(lián)組成，所述雙極膜電滲析裝置由兩側(cè)的極液室和夾在兩側(cè)極液室中間的電滲析隔室組成，所述極液室分別為陰極室和陽極室，所述電滲析隔室由I?500組膜單元串聯(lián)排列組成，所述膜單元為兩隔室結(jié)構(gòu)，所述兩隔室結(jié)構(gòu)為雙極膜和陽離子交換膜交替排列構(gòu)成堿室、料液室；
[0035]所述極液罐的出口連通雙極膜電滲析系統(tǒng)的極液室的入口，極液室的出口連通極液罐的入口 ；
[0036]所述堿液罐的出口連通雙極膜電滲析系統(tǒng)的堿室的入口，堿室的出口連通堿液罐的入口；
[0037]所述料液罐的出口連通雙極膜電滲析系統(tǒng)的料液室的入口，料液室的出口連通氣液分離器的上部液體入口 ；氣液分離器的下端液體出口連通料液罐的入口 ；氣液分離器的上端氣體出口連通吸收池的上端氣體入口 ；
[0038]所述吸收池在上部液體處設(shè)有液體出口，所述液體出口連通膜蒸餾裝置的入口，膜蒸餾裝置的出口連通吸收池的上端液體入口 ；
[0039]所述餾出液池的出口連通膜蒸餾裝置管身的冷凝劑入口，膜蒸餾裝置管身的冷凝劑出口連通餾出液池的入口；
[0040]優(yōu)選所述膜蒸餾裝置管身的冷凝劑入口、出口分別位于膜蒸餾裝置的出口端、入口端；
[0041 ]所述吸收池內(nèi)裝有二氧化碳吸收劑;所述吸收池底部設(shè)有固體產(chǎn)品出口 ；
[0042](二)雙極膜電滲析系統(tǒng)為三隔室結(jié)構(gòu)的專用裝置，所述裝置包括雙極膜電滲析系統(tǒng)、堿液罐、料液罐、酸液罐、餾出液池、膜蒸餾裝置、吸收池、氣液分離器、極液罐；
[0043]所述雙極膜電滲析系統(tǒng)由I?50個雙極膜電滲析裝置串聯(lián)或并聯(lián)組成，所述雙極膜電滲析裝置由兩側(cè)的極液室和夾在兩側(cè)極液室中間的電滲析隔室組成，所述極液室分別為陰極室和陽極室，所述電滲析隔室由I?500組膜單元串聯(lián)排列組成，所述膜單元為三隔室結(jié)構(gòu)，所述三隔室結(jié)構(gòu)為雙極膜、陽離子交換膜、陰離子交換膜間隔排列構(gòu)成堿室、料液室、酸室；
[0044]所述極液罐的出口連通雙極膜電滲析系統(tǒng)的極液室的入口，極液室的出口連通極液罐的入口 ；
[0045]所述堿液罐的出口連通雙極膜電滲析系統(tǒng)的堿室的入口，堿室的出口連通堿液罐的入口；
[0046]所述料液罐的出口連通雙極膜電滲析系統(tǒng)的料液室的入口，料液室的出口連通料液罐的入口 ；
[0047]所述酸液罐的出口連通雙極膜電滲析系統(tǒng)的酸室的入口，酸室的出口連通氣液分離器的上部液體入口 ；氣液分離器的下端液體出口連通酸液罐的入口 ；氣液分離器的上端氣體出口連通吸收池的上端氣體入口；
[0048]所述吸收池在上部液體處設(shè)有液體出口，所述液體出口連通膜蒸餾裝置的入口，膜蒸餾裝置的出口連通吸收池的上端液體入口 ；
[0049]所述餾出液池的出口連通膜蒸餾裝置管身的冷凝劑入口，膜蒸餾裝置管身的冷凝劑出口連通餾出液池的入口；
[0050]優(yōu)選所述膜蒸餾裝置管身的冷凝劑入口、出口分別位于膜蒸餾裝置的出口端、入口端；
[0051 ]所述吸收池內(nèi)裝有二氧化碳吸收劑;所述吸收池底部設(shè)有固體產(chǎn)品出口 ；
[0052]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益效果:
[0053](I)本發(fā)明是采用雙極膜電滲析技術(shù)取代目前的硫酸酸化法，提供一種應用雙極膜電滲析技術(shù)制備蛋氨酸的方法，以解決傳統(tǒng)工藝中存在的問題，實現(xiàn)蛋氨酸的清潔生產(chǎn)。
[0054](2)本發(fā)明涉及的膜蒸餾技術(shù)，采用中空纖維膜組件結(jié)晶析出碳酸鹽晶體，較傳統(tǒng)蒸發(fā)結(jié)晶方法在常溫下就可以使吸收液中的水以水蒸氣的形式透過膜孔而達到過飽和狀態(tài)，有效的在回收利用碳酸鹽的基礎(chǔ)上節(jié)約能耗。
[0055](3)本發(fā)明將二氧化碳氣體回收利用，減少碳排放，并且回收的碳酸鹽晶體產(chǎn)生于二氧化碳吸收池，晶體在循環(huán)吸收池中流化懸浮，為晶體生長提供了較好的條件，能夠生長出純度較高的晶體。
【附圖說明】
[0056]圖1為本發(fā)明采用的雙極膜電滲析系統(tǒng)為三隔室結(jié)構(gòu)的雙極膜電滲析處理裝置示意圖。其中:A-堿液罐，B-料液罐，C-餾出液池，D-膜蒸餾裝置，E-吸收池，F(xiàn)-氣液分離器，G-雙極膜電滲析系統(tǒng)，H-極液罐，1-酸液罐。
[0057]圖2為本發(fā)明采用的雙極膜電滲析系統(tǒng)為二隔室結(jié)構(gòu)的雙極膜電滲析裝置示意圖
[0058]其中:A-堿液罐，B-料液罐，C-餾出液池，D-膜蒸餾裝置，E-吸收池，F(xiàn)-氣液分離器，G-雙極膜電滲析系統(tǒng)，H-極液罐。
【具體實施方式】
[0059]本發(fā)明實施例所用為原料為甲硫基乙基乙內(nèi)酰脲經(jīng)氫氧化鈉水解后產(chǎn)物即蛋氨酸鈉和碳酸鈉溶液。經(jīng)間接碘量法(GB/T 17810-2009)和酸堿滴定法(GB/T 4348.1-2013)測定其蛋氨酸鈉含量為13%和碳酸鈉含量為10%。通過測定料液的pH來確定蛋氨酸完全生成及碳酸鈉完全脫除。
[0060]實施例1
[0061]采用兩隔室結(jié)構(gòu)的雙極膜裝置，如圖2所示