CN101717133A

CN101717133A - 一种脱除古龙酸母液中色素的方法

Info

Publication number: CN101717133A
Application number: CN200910250681A
Authority: CN
Inventors: 李荣杰; 尚海涛; 吴鹏举; 何玉春
Original assignee: Anhui BBCA Fermentation Technology Engineering Research Co Ltd
Current assignee: Anhui BBCA Fermentation Technology Engineering Research Co Ltd
Priority date: 2009-12-14
Filing date: 2009-12-14
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2029-12-14
Also published as: CN101717133B

Abstract

本发明涉及一种脱除古龙酸母液中色素的方法，该方法采用填装强酸性阳离子树脂的模拟移动床，用水作为流动相。本发明的方法能使色素的脱除率达到70％以上，有利于提高产品纯度和收率，并能很好的改善产品色泽，具有操作简单、能降低生产成本、保护环境等优点，更适合大规模的工业化生产。

Description

一种脱除古龙酸母液中色素的方法

技术领域

本发明属于生物化工技术领域，具体涉及一种采用模拟移动床脱除古龙酸母液中色素的方法。

背景技术

2-酮基-L-古龙酸(简称古龙酸，英文简写为KGA或2-KLG)是一种有机弱酸，其主要的提取方法有加热沉淀法、化学絮凝法、超滤法、溶媒萃取法、离子交换法等。在KGA的二步发酵提取方法中，由于古龙酸母液中含有大量的色素、胶体类及其它蛋白质等杂质，虽然其中仍然含有较高浓度的KGA，但却常因不能结晶出合格的产品而被排放掉，造成浪费及环境污染。因此，有必要对古龙酸母液进行回收，这样不仅能节约成本、提高经济效益，同时还能保护环境，意义十分重大。大量研究表明在古龙酸母液回收过程中，脱色除杂步骤对产品的纯度和收率起着决定性的作用。传统方法一般采用活性炭或脱色树脂对母液进行处理。众所周知，采用活性炭脱色不仅要消耗大量的活性炭，增加生产成本，而且脱色的效率低，基本上达不到较好的脱色效果；而脱色树脂在使用过程中操作繁琐，要消耗大量的碱，并产生大量的碱性废液，给环境带来负面影响。因此，急需对当前采用的古龙酸母液脱色的方法进行改进，采用一种既经济、又对环境友好的方法。

为了解决上述问题，本发明首次提出了一种新的古龙酸母液脱色方法，即采用模拟移动床进行脱色处理。该方法操作简单，能降低生产成本，对环境无污染，适合大规模的工业化生产。

发明内容

本发明的目的是提供一种脱除古龙酸母液中色素的方法，该方法还有利于母液中2-酮基-L-古龙酸的回收。

本发明的方法采用填装强酸性阳离子树脂的模拟移动床，用水作为流动相。

其中，所述强酸性阳离子树脂优选磺酸基阳离子交换树脂。

本发明方法的特征在于，所述模拟移动床的进水速率为40.2～60.5ml/min，进样速率8.6～20.0ml/min，废水流出速率35.0～52.0ml/min，产品流出速率8.6～22.0ml/min，回填速率为22.0～41.0ml/min。

优选地，所述模拟移动床的进水速率为60.5ml/min，进样速率9ml/min，废水流出速率50ml/min，产品流出速率19.5ml/min，回填速率为41ml/min。

通过本发明的方法，所得产品的透光率为60-85％，古龙酸的回收率为80％以上，色素脱除率为70％以上。

本发明提供的脱除古龙酸母液中色素的方法有如下优点：

1.本发明根据古龙酸、色素、蛋白质等不同物质在模拟移动床中不同的保留时间，使古龙酸与色素分离，达到脱除古龙酸母液中色素的目的。

2.本发明首次采用了填装强酸性阳离子树脂的模拟移动床方法替代了传统的古龙酸母液脱色方法，具有较高的脱色效率，使色素的脱除率达到70％以上，较传统的活性炭或大孔树脂等脱色方法在色素脱除率方面提高了十倍以上，为古龙酸母液的进一步纯化解决了重要的难题。

3.本发明的方法有利于提高产品纯度和收率，并能很好的改善产品色泽。

4.模拟移动床无需进一步再生，能循环使用，可以连续处理古龙酸母液。

5.模拟移动床操作简单，无需消耗大量的活性炭或酸、碱，能大大降低生产成本，在经济上具有无可比拟的优势，而且不会给环境带来污染，更适合大规模的工业化生产。

附图说明

图1为古龙酸母液脱色方法的流程图。

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。在没有背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本发明的范围。

若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。

1.模拟移动床的色谱系统

1.1色谱柱：由12根Φ3.7×100的不锈钢管组成，呈环状垂直排列，用耐压胶管将各柱串联起来，组成一个循环系统，循环管内径6.4mm。色谱柱中装填磺酸基阳离子交换树脂，树脂装填量为1000mL，树脂层高度为95cm。

1.2柱排布情况：进水区(柱1～4)、精馏区(柱5～8)和进料区(柱9～12)，通过切换阀每25分钟前进一根柱子。

1.3停留时间：25min。

2.古龙酸母液脱色方法的流程。

模拟移动床技术是采用阀切换的方式来模拟实现固定相与流动相的相对移动，从而实现连续操作的一种色谱分离手段。利用模拟移动床脱除古龙酸母液中色素方法的流程如图1所示，本发明将模拟移动床分为三个区，即进水区(柱1～4)、精馏区(亦称“回填区”，柱5～8)和进料区(柱9～12)。流动相水从柱1的入口处进入模拟移动床，古龙酸母液(富含古龙酸，还含有色素及其他杂质)从柱9的入口处进入模拟移动床；流动相的流动方向为从柱1向柱12流动，固定相(即固定在柱中的树脂)相对于流动相的移动方向为从柱12向柱1移动；精馏纯化的古龙酸溶液从柱5的入口处流出，色素和其他杂质从柱12的出口处流出。

实施例1

古龙酸母液：2-酮基-L-古龙酸含量22.6％，干物含量46.2％，古龙酸纯度48.9％，pH值为1.12，蛋白质含量4.2％，深黑色。

1.活性炭脱色：取上述古龙酸母液五份，分别加入质量为母液质量0、1％、2％、5％、10％的活性炭进行脱色处理，处理后溶液的颜色均为深黑色。取所得溶液测试其透光率，结果分别为0、0、0.1％、0.2％、1％。古龙酸含量分别为22.6％、22.4％、22.1％、21.7％、20.9％，干物含量分别为46.0％、45.8％、45.2％、44.6％、44.0％，古龙酸纯度分别为49.0％、49.0％、49.1％、49.4％、49.2％；pH值分别为1.12、1.13、1.25、1.34、1.28；蛋白质含量分别4.1％、4.0％、3.8％、3.2％、2.9％；古龙酸回收率分别为99％、98％、98％、97％、95％；色素脱除率分别为10％、12％、15％、22％、24％，色素基本未脱除。

2.大孔树脂脱色：取上述古龙酸母液五份过分别装有D001、D113-III、D201、D202-II、D296大孔阳离子树脂的树脂柱，用水洗脱，洗脱后，溶液的颜色均为黄褐色。

取所得溶液测试其透光率，结果分别为0.4％、0.2％、0.1％、0.5％、0.4％；古龙酸含量分别为22.6％、22.4％、22.1％、21.7％、20.9％，干物含量分别为42.0％、43.6％、44.3％、41.5％、42.1％，古龙酸纯度分别为53.4％、49.8％、49.1％、56.4％、53.6％；古龙酸回收率分别为98.4％、99.2％、99.6％、97.8％、98.5％；色素脱除率分别为32％、24％、20％、35％、26％，色素基本未脱除。

3.模拟移动床脱色：取上述古龙酸母液五份，开启模拟移动床进样处理，调节进水速率为40.2ml/min，进样速率8.6ml/min，废水流出速率37.7ml/min，产品流出速率8.6ml/min，回填速率为28.7ml/min。所得产品颜色淡黄色，平均透光率为79％，平均古龙酸含量为8.5％，平均干物含量为11.8％，平均古龙酸纯度为73％，平均pH值为2.36，平均蛋白质含量为0.22％，平均色素脱除率为77％，其平均回收率为82.3％。

显然与活性炭脱色和大孔树脂脱色相比，经过模拟移动床脱色处理后，溶液的颜色均由深黑色变为浅色，古龙酸的含量、纯度、透光率、以及色素脱除率均显著提高。

实施例2

古龙酸母液：2-酮基-L-古龙酸含量21.6％，干物含量46.2％，古龙酸纯度46.7％，pH值为1.12，蛋白质含量4.2％，深黑色。取古龙酸母液，开启模拟移动床进样处理，调节进水速率为46ml/min，进样速率11ml/min，废水流出速率35ml/min，产品流出速率22ml/min，回填速率为22ml/min。所得产品为浅红色，透光率为62％，古龙酸含量为10.5％，干物含量为17.36％，古龙酸纯度为60.5％，pH值为2.81，蛋白质含量0.26％，古龙酸回收率为97.2％，色素脱除率为76％。

实施例3

古龙酸母液：2-酮基-L-古龙酸含量22.5％，干物含量45.3％，古龙酸纯度44.6％，pH值为1.27，蛋白质含量4.4％，深黑色。取古龙酸母液，开启模拟移动床进样处理，调节进水速率为60.5ml/min，进样速率20ml/min，废水流出速率52ml/min，产品流出速率19.5ml/min，回填速率为41ml/min。所得产品为淡黄色，透光率为79％，古龙酸含量为11.2％，干物含量为15.6％，古龙酸纯度为72％，pH值为2.16，蛋白质含量0.21％，古龙酸回收率为91.9％，色素脱除率为81％。

实施例4

古龙酸母液：2-酮基-L-古龙酸含量22.6％，干物含量46.2％，古龙酸纯度46.7％，pH值为1.12，蛋白质含量4.2％，深黑色。取古龙酸母液，开启模拟移动床进样处理，调节进水速率为60.5ml/min，进样速率9ml/min，废水流出速率50ml/min，产品流出速率19.5ml/min，回填速率为41ml/min。所得产品为浅黄色，透光率为81％，古龙酸含量为9.39％，干物含量为11.87％，古龙酸纯度为79.1％，pH值为2.47，蛋白质含量0.17％，古龙酸回收率为90.0％，色素脱除率为86％。

Claims

1.一种脱除古龙酸母液中色素的方法，其特征在于，采用填装强酸性阳离子树脂的模拟移动床，用水作为流动相连续洗脱古龙酸母液，脱除色素。

2.如权利要求1所述的脱除古龙酸母液中色素的方法，其特征在于，所述强酸性阳离子树脂是磺酸基阳离子交换树脂。

3.如权利要求1或2所述的脱除古龙酸母液中色素的方法，其特征在于，所述模拟移动床的进水速率为40.2～60.5ml/min，进样速率8.6～20.0ml/min，废水流出速率35.0～52.0ml/min，产品流出速率8.6～22.0ml/min，回填速率为22.0～41.0ml/min。

4.如权利要求3所述的脱除古龙酸母液中色素的方法，其特征在于，所述模拟移动床的进水速率为60.5ml/min，进样速率9ml/min，废水流出速率50ml/min，产品流出速率19.5ml/min，回填速率为41ml/min。