CN101613332A - 一种利用离子排斥色谱分离富含古龙酸和维生素c溶液的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种利用离子排斥色谱分离富含古龙酸和维生素C溶液的方法，主要利用强酸性离子交换树脂的强酸基团对古龙酸和维生素C的排斥力不同，从而得到古龙酸与维生素C的分离。本发明是通过移动床系统或模拟移动床系统来实现的，可以提高维生素C(Vc)产品的收率，降低生产成本，古龙酸和维生素C收率均达到90％以上。

Description

一种利用离子排斥色谱分离富含古龙酸和维生素C溶液的方法

技术领域

本发明涉及一种采用离子排斥色谱法进行分离的方法，具体地说，涉及一种利用离子排斥色谱分离富含古龙酸和维生素C或古龙酸钠和维生素钠盐溶液的方法。

背景技术

维生素C广泛应用于医药、食品、饲料、化妆品等诸多领域，具有广阔的市场前景。为了提高维生素C的质量和收率，国内外一直对此生产工艺进行改进。

目前，工业生产维生素C的工艺一般采用“二步发酵法”工艺。“二步发酵法”生产维生素C工艺又分为发酵、提取和转化三大步骤。其中维生素C粗结晶过程得到的母液中富含大量的维生素C、古龙酸和山梨糖等物质。若不进行分离纯化，将给继续结晶造成困难，降低维生素C的收率。

CN1733747A公开了一种利用专门合成的螯合树脂来提取Vc母液中古龙酸和维生素C，其对树脂合成要求高，提取成本费用高，不利于进行工业化生产。

离子排斥色谱法(ICE)是以树脂的Donnan排斥为基础的分配过程。分离阴离子用强酸性高交换容量的阳离子交换树脂，分离阳离子用强碱性高交换容量的阴离子交换树脂。离子排斥色谱分离主要取决于组分在树脂内微孔(固定相)的液体和树脂颗粒间隙中的液体(流动相)之间的分配影响。强电解质因受排斥作用不能穿过半透膜进入树脂的微孔，迅速通过色谱柱而无保留。而弱电解质可以穿过半透膜进入树脂微孔。电解质的离解度越小，受排斥作用也越小，因而在树脂中的保留也就越大。于是，不同离解度的物质就可以通过离子排斥色谱法得以分离。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用离子排斥色谱分离富含古龙酸和维生素C溶液的方法，该方法可以提高维生素C(Vc)产品的收率，降低生产成本。

为了实现本发明目的，本发明的一种利用离子排斥色谱分离富含古龙酸和维生素C溶液的方法，其将富含古龙酸和维生素C的溶液经粒径为0.2～0.6mm的大孔强酸性阳离子交换树脂或凝胶性阳离子交换树脂，在30～60℃条件下进行分离，得富含古龙酸的组分和富含维生素C的组分。

其中，所述富含古龙酸和维生素C的溶液为维生素C发酵过程中的发酵母液，富含大量的维生素C、古龙酸和山梨糖等物质。

本发明所述的富含古龙酸和维生素C的溶液可在分离前先进行过滤，去除固体杂质，可采用本领域常用的过滤设备，比如板式过滤机或离心机。

本发明所述分离在移动床色谱系统或模拟移动床色谱系统中进行，大孔强酸性或凝胶型阳离子分离树脂作为分离剂，所述大孔强酸性阳离子交换树脂或凝胶性阳离子交换树脂的粒径优选为0.25～0.45mm；分离温度为40～50℃。

待分离物料pH值控制在0.5～6.0，优选pH值为1.0～4.0。

本发明分离所用树脂柱的数量至少为3根，多采用水作为洗脱剂，一般水与待处理的溶液的体积比为4∶1～15∶1。

本发明得到的富含维生素C的组分可进一步经过阳离子和阴离子交换柱去除其中含有的阴、阳离子，然后再经浓缩结晶，得到维生素C粗品。

获得的富含古龙酸的组分经过阳离子交换柱和阴离子交换柱去除其中含有的阴、阳离子，再经浓缩结晶，得古龙酸晶体。

本发明的离子排斥色谱分离方法，还可对古龙酸钠和维生素钠盐溶液进行分离。

本发明利用离子排斥色谱分离古龙酸和维生素C混合液的基本原理为古龙酸和维生素C的电离能力不同，从而导致与强酸性阳离子树脂的功能基之间的排斥力的差异，使其在柱色谱中的移动速度产生差异，以实现两者的分离。本发明通过移动床系统或模拟移动床系统进行分离，可以提高维生素C(Vc)产品的收率，降低生产成本，古龙酸和维生素C收率均达到90％以上。

附图说明

图1为本发明所述移动床分离富含古龙酸和维生素C溶液的流程简图；

图2为本发明所述模拟移动床分离富含古龙酸和维生素C溶液的流程简图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

在带有20根树脂柱的移动床色谱系统(L100-139美国CALGON公司生产)中，其树脂柱体积为900ml/根，按每根树脂柱装入800ml大孔强酸阳离子色谱分离树脂，树脂粒径0.45mm。色谱柱排布方式见图1所示。

原料中富含古龙酸和维生素C溶液的物料pH为4.0，组分为古龙酸根23.3％，Vc为16.5％，山梨糖为8.6％。移动床操作温度为45℃，步行时间为900S的条件下，色谱分离参数如下：

物料名称	纯水(L/h)	原料(L/h)	富含古龙酸组分(L/h)	富含Vc组分(L/h)
					流量	2.2	0.48	1.6	0.6

经过三个循环后，开始收集分离出的各组分。其成分组成如下：

当富含古龙酸和维生素C溶液的物料进完4.8L后，分别得到富含维生素C的组分6L和富含古龙酸组分16L，据此得到富含古龙酸和维生素C溶液的物料经离子排斥色谱分离后，古龙酸的收率为97.0％，维生素C收率为96.0％。

将6L富含维生素C的组分进一步经过分别装有001×7阳离子和D301阴离子的玻璃交换柱去除其中含有的阴、阳离子，再在温度38℃，真空度-0.096MPa的条件下浓缩至有部分晶体析出为止。浓缩液放于结晶釜中，以1～2℃/h的速度进行降温至-2～0℃，所得晶浆液经离心分离得到维生素C粗品43.6g。

取以上富含古龙酸的组分16L，进一步经过分别装有001×7阳离子和D301阴离子的玻璃交换柱去除其中含有的阴、阳离子，再在温度43℃，真空度-0.096MPa的条件下浓缩至干物含量70％，浓缩液放于结晶釜中，以1～2℃/h的速度进行降温至0～2℃，所得晶浆液经离心分离得到古龙酸粗品564g。

实施例2

在带有12根树脂柱的模拟移动床色谱系统中，其树脂柱体积为1000ml/根，按每根树脂柱900ml体积装入凝胶型强酸阳离子色谱分离树脂，树脂粒径0.30±0.05mm。色谱柱排布方式见图2所示。

富含古龙酸和维生素C溶液的物料pH为1.0，组分为古龙酸根23.3％，Vc为16.5％，山梨糖为8.6％。移动床操作温度为30℃，步行时间为1500S的条件下，色谱分离参数如下：

物料名称	纯水(L/h)	原料(L/h)	富含古龙酸组分(L/h)	富含Vc组分(L/h)
					流量	2.76	0.36	1.68	0.72

经过三个循环后，开始收集分离出的各组分，其成分组成如下：

当富含古龙酸和维生素C溶液的物料进完3.6L后，分别得到富含维生素C的组分7.2L和富含古龙酸组分16.8L，据此得到富含古龙酸和维生素C溶液的物料经离子排斥色谱分离后，古龙酸的收率为96.5％，维生素C收率为96.5％。

将7.2L富含维生素C的组分进一步经过分别装有001×7阳离子和D301阴离子的玻璃交换柱去除其中含有的阴、阳离子，再在温度38℃，真空度-0.096MPa的条件下浓缩至有部分晶体析出为止。浓缩液放于结晶釜中，以1～2℃/h的速度进行降温至-2～0℃，所得晶浆液经离心分离得到维生素C粗品309.5g。

取以上富含古龙酸的组分16.8L，进一步经过分别装有001×7阳离子和D301阴离子的玻璃交换柱去除其中含有的阴、阳离子，再在温度43℃，真空度-0.096MPa的条件下浓缩至干物含量70％，浓缩液放于结晶釜中，以1～2℃/h的速度进行降温至0～2℃，所得晶浆液经离心分离得到古龙酸粗品42.9g。

实施例3

在带有12根树脂柱的模拟移动床色谱系统中，其树脂柱体积为1000ml/根，按每根树脂柱900ml体积装入凝胶型强酸阳离子色谱分离树脂，树脂粒径0.40±0.10mm。色谱柱排布方式见图2所示。

富含古龙酸和维生素C溶液的物料pH为3.0，组分为古龙酸根23.3％，Vc为16.5％，山梨糖为8.6％。移动床操作温度为50℃，步行时间为1200S的条件下，色谱分离参数如下：

物料名称	纯水(L/h)	原料(L/h)	富含古龙酸组分(L/h)	富含Vc组分(L/h)
					流量	3.45	0.45	2.1	0.9

经过三个循环后，开始收集分离出的各组分，其成分组成如下：

当富含古龙酸和维生素C溶液的物料进完4.5L后，分别得到富含维生素C的组分9.0L和富含古龙酸组分21.0L，据此得到富含古龙酸和维生素C溶液的物料经离子排斥色谱分离后，古龙酸的收率为91.9％，维生素C收率为93.0％。

将9.0L富含维生素C的组分进一步经过分别装有001×7阳离子和D301阴离子的玻璃交换柱去除其中含有的阴、阳离子，再在温度38℃，真空度-0.096MPa的条件下浓缩至有部分晶体析出为止。浓缩液放于结晶釜中，以1～2℃/h的速度进行降温至-2～0℃，所得晶浆液经离心分离得到维生素C粗品386.6g。

取以上富含古龙酸的组分21.0L，进一步经过分别装有001×7阳离子和D301阴离子的玻璃交换柱去除其中含有的阴、阳离子，再在温度43℃，真空度-0.096MPa的条件下浓缩至干物含量70％，浓缩液放于结晶釜中，以1～2℃/h的速度进行降温至0～2℃，所得晶浆液经离心分离得到古龙酸粗品510.8g。

实施例4

在带有20根树脂柱的移动床色谱系统(L100-139美国CALGON公司生产)中，其树脂柱体积为900ml/根，按每根树脂柱装入800ml大孔强酸阳离子色谱分离树脂，树脂粒径0.45±0.10mm。色谱柱排布方式见图1所示。

原料中富含古龙酸钠和维生素C钠溶液的物料pH为6.0，组分为古龙酸钠21.5％，Vc钠为17.3％，山梨糖为7.6％。移动床操作温度为60℃，步行时间为900S的条件下，色谱分离参数如下：

物料名称	纯水(L/h)	原料(L/h)	富含古龙酸钠组分(L/h)	富含Vc钠组分(L/h)
					流量	2.5	0.5	1.8	0.9

经过三个循环后，开始收集分离出的各组分。其成分组成如下：

当富含古龙酸钠和维生素C钠溶液的物料进完5.0L后，分别得到富含维生素C钠的组分9L和富含古龙酸钠组分18L，据此得到富含古龙酸钠和维生素C钠溶液的物料经离子排斥色谱分离后，古龙酸钠的收率为91.76，维生素C钠收率为93.54％。

将9L富含维生素C钠的组分进一步经过分别装有001×7阳离子和D301阴离子的玻璃交换柱去除其中含有的阴、阳离子，再在温度38℃，真空度-0.096MPa的条件下浓缩至有部分晶体析出为止。浓缩液放于结晶釜中，以1～2℃/h的速度进行降温至-2～0℃，所得晶浆液经离心分离得到维生素C粗品323.5g。

取以上富含古龙酸钠的组分18L，进一步经过分别装有001×7阳离子和D301阴离子的玻璃交换柱去除其中含有的阴、阳离子，再在温度43℃，真空度-0.096MPa的条件下浓缩至干物含量70％，浓缩液放于结晶釜中，以1～2℃/h的速度进行降温至0～2℃，所得晶浆液经离心分离得到古龙酸粗品425.2g。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种利用离子排斥色谱分离富含古龙酸和维生素C溶液的方法，其特征在于，其将富含古龙酸和维生素C的溶液经粒径为0.20～0.60mm的大孔强酸性阳离子交换树脂或凝胶性阳离子交换树脂，在30～60℃条件下进行分离，得富含古龙酸的组分和富含维生素C的组分。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分离在移动床色谱系统或模拟移动床色谱系统中进行。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述大孔强酸性阳离子交换树脂或凝胶性阳离子交换树脂的粒径为0.25～0.45mm。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，所述分离温度为30～60℃。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分离的pH值控制在0.5～6.0。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述分离的pH值为1.0～4.0。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的方法，其特征在于，所述的富含古龙酸和维生素C的溶液在分离前先进行过滤。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述过滤采用板式过滤机或离心机。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的方法，其特征在于，所述富含维生素C的组分进一步经过阳离子和阴离子交换柱去除其中含有的阴、阳离子，再经浓缩结晶，得到维生素C粗品。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的方法，其特征在于，所述富含古龙酸的组分经过阳离子交换柱和阴离子交换柱去除其中含有的阴、阳离子，再经浓缩结晶，得到古龙酸晶体。

Images