JPH06170174A - Selective separation of amino acid and separation and concentration of aqueous amino acid solution by use of porous glass film - Google Patents

Selective separation of amino acid and separation and concentration of aqueous amino acid solution by use of porous glass film

Info

Publication number
JPH06170174A
JPH06170174A JP9553392A JP9553392A JPH06170174A JP H06170174 A JPH06170174 A JP H06170174A JP 9553392 A JP9553392 A JP 9553392A JP 9553392 A JP9553392 A JP 9553392A JP H06170174 A JPH06170174 A JP H06170174A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
amino acid
separation
porous glass
membrane
amino acids
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP9553392A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0829230B2 (en
Inventor
Hisafumi Kimura
尚史 木村
Shinichi Nakao
真一 中尾
Tadao Nakajima
忠夫 中島
Masahito Kukizaki
雅人 久木崎
Masataka Shimizu
正高 清水
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MIYAZAKI PREF GOV
Original Assignee
MIYAZAKI PREF GOV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MIYAZAKI PREF GOV filed Critical MIYAZAKI PREF GOV
Priority to JP4095533A priority Critical patent/JPH0829230B2/en
Publication of JPH06170174A publication Critical patent/JPH06170174A/en
Publication of JPH0829230B2 publication Critical patent/JPH0829230B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

PURPOSE:To selectively separate amino acid and to separate and concentrate an aqueous amino acid soln. with excellent separation accuracy, separation stability and separation efficiency. CONSTITUTION:After the pH of a aqueous soln. containing two or more kinds of amino acids having different isoelectric points is adjusted to the falue between the isoelectric points of amino acids, the aqueous soln. is transmitted through a porous glass film having negative charge to selectively separate amino acids. An aqueous amino acid soln. is separated and concentrated using the porous glass film.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、多孔質ガラス膜による
アミノ酸の選択分離方法及びアミノ酸水溶液の分離濃縮
方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for selectively separating amino acids using a porous glass membrane and a method for separating and concentrating an amino acid aqueous solution.

【0002】[0002]

【従来技術とその問題点】アミノ酸は産業上極めて重要
な物質であり、例えば食品工業分野ではL−グルタミン
酸ナトリウムが化学調味料や加工食品の原料として、或
いは医療分野では必須アミノ酸成分であるL−トリプト
ファン、L−イソロイシン等が栄養補助薬品として幅広
く使用されている。これらアミノ酸は主に発酵法により
大量に生産されているが、この生産過程で副生する低濃
度のアミノ酸を含む廃液の処理は、有用なアミノ酸の分
離回収と廃液の汚濁物質の低減という見地から、極めて
重要な意義をもつ。
2. Description of the Related Art Amino acids are extremely important substances industrially. For example, in the food industry, L-sodium glutamate is used as a raw material for chemical seasonings and processed foods, or in the medical field L- is an essential amino acid component. Tryptophan, L-isoleucine and the like are widely used as nutritional supplements. These amino acids are mainly produced in large quantities by fermentation, but the treatment of waste liquid containing low-concentration amino acids by-produced during this production process is effective in separating and recovering useful amino acids and reducing pollutants in the waste liquid. , With extremely important significance.

【0003】従来から行われている一般的な分離精製方
法としては溶解、晶析、蒸留等による方法があるが、こ
れらの方法では分離性能、効率面等において多くの問題
がある。そこで、これらの問題点を解消するために機能
性分離膜を利用する分離技術が提案された。そして、こ
のような分離膜によって精度の高い分離操作が可能とな
り、その分離技術は限外濾過や精密濾過の分野でも近年
著しい発展を遂げている。
As a general separation / purification method which has been conventionally performed, there are methods such as dissolution, crystallization and distillation, but these methods have many problems in terms of separation performance and efficiency. Therefore, in order to solve these problems, a separation technique using a functional separation membrane has been proposed. Further, such a separation membrane enables highly accurate separation operation, and the separation technique has made remarkable progress in the fields of ultrafiltration and microfiltration in recent years.

【0004】ところが、機能性分離膜といっても、その
分離の原理は単なる“ふるい効果”を利用しているに過
ぎないため、分離されるべき物質であっても粒子の大き
さが互いに同じであれば分別することができず、機能性
分離膜の分離能には自ずから限界があった。そこで、こ
の問題を解決する手段として荷電型高分子膜による分離
方法も提案されている。この方法は、有機高分子膜の表
面に正又は負の荷電を付与し、膜と粒子の表面に存在す
る物質固有の静電力との電気的な相互作用(荷電効果)
を利用して、荷電性物質の分離を行なうものである。
However, even if it is called a functional separation membrane, the principle of the separation merely utilizes the "sieving effect", and therefore the particles to be separated have the same particle size. If so, it was not possible to separate them, and the separation ability of the functional separation membrane was naturally limited. Therefore, as a means for solving this problem, a separation method using a charged polymer membrane has also been proposed. This method imparts a positive or negative charge to the surface of the organic polymer film, and causes an electrical interaction (charge effect) between the film and the electrostatic force peculiar to the substance existing on the surface of the particle.
Is used to separate charged substances.

【0005】しかしながら、この有機高分子膜は、その
膜の材質に起因する種々の問題点を有している。即ち; (1)膜の細孔径を均一に制御することが極めて困難で
ある。
However, this organic polymer film has various problems due to the material of the film. That is: (1) It is extremely difficult to uniformly control the pore size of the membrane.

【0006】(2)膜自体が熱的に不安定なため、高温
域で安定した分離性能を発揮することができない。
(2) Since the membrane itself is thermally unstable, stable separation performance cannot be exhibited in a high temperature range.

【0007】(3)膜面に荷電を付与する化学修飾法が
複雑で手間がかかる。
(3) The chemical modification method for imparting charge to the film surface is complicated and laborious.

【0008】(4)耐久性及び耐食性が比較的低い。(4) Durability and corrosion resistance are relatively low.

【0009】特に、上記(1)の問題は、分離精度向上
の妨げとなり、また上記(2)、(3)及び(4)の問
題は、高温下での分離効率を低下させる原因となるもの
である。
In particular, the above problem (1) hinders improvement of separation accuracy, and the above problems (2), (3) and (4) cause reduction of separation efficiency at high temperature. Is.

【0010】従って、現在、これらの問題を解消するこ
とができる新規な分離技術の開発が切望されている。
Therefore, at present, there is a strong demand for the development of a new separation technique capable of solving these problems.

【0011】[0011]

【問題点を解決するための手段】本発明は、上記有機高
分子膜による分離方法の欠点を解消し、分離精度、分離
安定性、分離効率等に優れたアミノ酸の選択分離方法及
びアミノ酸水溶液の分離濃縮方法を提供することを目的
とする。
The present invention solves the above-mentioned drawbacks of the separation method using an organic polymer membrane, and provides a method for selective separation of amino acids, which is excellent in separation accuracy, separation stability, separation efficiency, etc. An object is to provide a method for separating and concentrating.

【0012】本発明者は、上記問題に鑑み、アミノ酸に
おける有効な分離方法について鋭意検討した結果、アミ
ノ酸のもつ等電点を利用すると同時に分離膜として多孔
質ガラス膜を用いてアミノ酸の分離を行なう場合には、
比較的容易に且つ確実にアミノ酸を選択的に分離できる
ことを見出し、本発明を完成した。
[0012] In view of the above problems, the present inventor diligently studied the effective separation method for amino acids, and as a result, utilizes the isoelectric point of amino acids and simultaneously separates amino acids using a porous glass membrane as a separation membrane. in case of,
The present inventors have completed the present invention by discovering that amino acids can be selectively separated relatively easily and reliably.

【0013】即ち、本発明は; 1.等電点が異なる2種以上のアミノ酸を含有する水溶
液のpHを各アミノ酸の等電点間に調節した後、該水溶
液を負の荷電を有する多孔質ガラス膜に透過させること
により、アミノ酸の選択分離を行なうことを特徴とする
多孔質ガラス膜によるアミノ酸の選択分離方法、及び 2.1種類のアミノ酸を含有する水溶液のpHを、該ア
ミノ酸の等電点以上に調節した後、該水溶液を負の荷電
を有する多孔質ガラス膜に透過させることにより、該水
溶液のアミノ酸濃度を高めることを特徴とするアミノ酸
水溶液の分離濃縮方法に係るものである。
That is, the present invention is: Selection of amino acids by adjusting the pH of an aqueous solution containing two or more amino acids having different isoelectric points between the isoelectric points of the amino acids and then allowing the aqueous solution to pass through a porous glass membrane having a negative charge. A method for selectively separating amino acids using a porous glass membrane, which comprises performing separation, and 2.1. Adjusting the pH of an aqueous solution containing one kind of amino acid to be equal to or higher than the isoelectric point of the amino acid, and then making the aqueous solution negative. The present invention relates to a method for separating and concentrating an amino acid aqueous solution, which comprises increasing the amino acid concentration of the aqueous solution by permeating it through a porous glass membrane having the above-mentioned charge.

【0014】以下、本発明について詳細に説明する。The present invention will be described in detail below.

【0015】本発明で用いる多孔質ガラス膜としては公
知のものが使用でき、例えば特許第1504002号に
開示されたCaO−B2 3 −SiO2 −Al2 3
を母ガラスとする多孔質ガラス、特許第1518989
号に開示されたCaO−B23 −SiO2 −Al2
3 −Na2 O系を母ガラスとする多孔質ガラス或いはC
aO−B2 3 −SiO2 −Al2 3 −MgO系を母
ガラスとする多孔質ガラス等を膜状体としたものが挙げ
られる。これら多孔質ガラスからなる膜は、ガラスのミ
クロ相分離を利用したものであり、このような相分離の
条件を変化させることにより細孔径を幅広く制御するこ
とができる。また、上記のような多孔質ガラスからなる
膜は、骨格がそれ自身丈夫なガラスからできているの
で、高温安定性、機械的強度等に優れ、しかも膜体の表
面はシラノール基の存在により比較的強い負の荷電を有
する。殊に細孔径の均一性、膜表面の荷電力等の点にお
いてはセラミックス膜よりも優れた特性を有しており、
それ故に多孔質ガラス膜は荷電型膜分離には極めて有利
なものであると言える。
As the porous glass membrane used in the present invention, known ones can be used. For example, the porous glass having CaO—B 2 O 3 —SiO 2 —Al 2 O 3 system disclosed in Japanese Patent No. 1504002 as a mother glass is used. Quality glass, Patent No. 1518989
CaO-B 2 O is disclosed in US 3 -SiO 2 -Al 2 O
Porous glass or C containing 3- Na 2 O as a mother glass
The aO-B 2 O 3 -SiO 2 -Al 2 O 3 -MgO based include those with film-like body a porous glass or the like for the mother glass. Membranes made of these porous glasses utilize microphase separation of glass, and the pore diameter can be widely controlled by changing the conditions of such phase separation. Further, since the membrane made of the porous glass as described above has a skeleton made of durable glass itself, it is excellent in high temperature stability, mechanical strength and the like, and the surface of the membrane body is compared by the presence of silanol groups. Have a strong negative charge. In particular, it has superior characteristics to ceramics membranes in terms of uniformity of pore size, charging power on the membrane surface, etc.
Therefore, it can be said that the porous glass membrane is extremely advantageous for charge-type membrane separation.

【0016】さらに、上記多孔質ガラスは、本発明の分
離膜として以下の特性を具備していることが好ましい。
即ち; (イ)細孔径が20〜500nm、好ましくは30〜6
0nmであること。
Further, the porous glass preferably has the following characteristics as the separation membrane of the present invention.
That is; (a) Pore diameter is 20 to 500 nm, preferably 30 to 6
Must be 0 nm.

【0017】(ロ)膜自体が負の荷電を有し、pH=2
〜9でゼータ電位が−20〜−80mVであること。
(B) The film itself has a negative charge, and pH = 2.
The zeta potential is -20 to -80 mV at ~ 9.

【0018】(ハ)50〜100℃の温度範囲でも安定
した分離性能を発揮し、100℃付近の高温でも性能が
劣化しないこと。
(C) Stable separation performance is exhibited even in the temperature range of 50 to 100 ° C., and performance is not deteriorated even at a high temperature near 100 ° C.

【0019】(ニ)耐食性に優れ、酸及び弱アルカリに
侵されない化学的抵抗性を備えていること。
(D) It has excellent corrosion resistance and chemical resistance that is not attacked by acid or weak alkali.

【0020】(ホ)耐久性に富み、分離に必要な圧力を
長時間かけても膜が破壊しない程度の充分な機械的強度
(圧環強度300〜700kg/cm2 程度)を有する
こと。
(E) It should be highly durable and have sufficient mechanical strength (radial crushing strength of about 300 to 700 kg / cm 2 ) so that the membrane will not be broken even if the pressure required for separation is taken for a long time.

【0021】上記多孔質ガラス膜は、負の荷電を有する
膜としてそのまま使用できるのはもとより、その表面を
負又は正の荷電をもつ官能基で化学修飾することによ
り、負の電荷を補強したり、或いは膜の荷電を正の荷電
に改質した状態で使用することもできる。負の荷電で補
強する方法としては、例えばシラノール基とベンゼン環
を有するシランカップリング剤とを反応させた後、ベン
ゼン環にスルフォン基を導入する方法等がある。他方、
正の荷電に改質する方法としては、例えばシラノール基
とシランカップリング剤とを反応させてアミノ基を導入
する方法等が挙げられる。
The above-mentioned porous glass film can be used as it is as a film having a negative charge, or the surface thereof can be chemically modified with a functional group having a negative or positive charge to reinforce the negative charge. Alternatively, it can be used in a state where the charge of the film is modified to a positive charge. As a method of reinforcing with a negative charge, for example, there is a method of reacting a silanol group with a silane coupling agent having a benzene ring and then introducing a sulfone group into the benzene ring. On the other hand,
Examples of the method of reforming to a positive charge include a method of reacting a silanol group with a silane coupling agent to introduce an amino group.

【0022】次に上記多孔質ガラス膜によるアミノ酸の
分離方法としては、まずアミノ酸を水等の適当な溶媒に
溶解させ、当該アミノ酸の等電点を考慮してpHの調節
を行なう。アミノ酸は両性電解質であるので、アミノ酸
の種類によりそれぞれ固有の等電点を有する。このた
め、水溶液中では、その溶液が等電点よりもpHが高い
場合にはアミノ酸は陰イオンとなり、それよりも低い場
合には陽イオンとなる。従って、多成分系のアミノ酸水
溶液ではpHを変えることによって、個々のアミノ酸の
荷電の符号と荷電量を適宜調節することができる。pH
の調整には、通常に使用されている塩酸、水酸化ナトリ
ウム水溶液等を用いれば良い。
Next, as a method for separating amino acids by the above-mentioned porous glass membrane, first, the amino acids are dissolved in a suitable solvent such as water, and the pH is adjusted in consideration of the isoelectric point of the amino acids. Since amino acids are amphoteric electrolytes, each has a unique isoelectric point depending on the type of amino acid. Therefore, in the aqueous solution, the amino acid becomes an anion when the pH is higher than the isoelectric point and becomes a cation when the pH is lower than the isoelectric point. Therefore, in a multi-component amino acid aqueous solution, the sign of the charge and the charge amount of each amino acid can be adjusted appropriately by changing the pH. pH
For the adjustment of, a commonly used hydrochloric acid, aqueous sodium hydroxide solution or the like may be used.

【0023】次に、上記アミノ酸溶液を上記多孔質ガラ
ス膜に透過させる。この場合、透過方法は常法に従えば
よく、例えば多孔質ガラス膜を用いてなるデッドエンド
方式、クロスフロー方式等の公知の方法が採用できる。
また、透過条件としては、上記多孔質ガラス膜の膜荷電
量、膜の細孔径、その他アミノ酸の種類、所望の阻止率
(分離精度)等によって異なり一様ではないが、通常は
アミノ酸濃度50〜1000ppm、圧力20〜100
kPa程度、線速度0.5〜2.0m・s-1程度及び温
度20〜95℃程度の範囲内で実施する。
Next, the amino acid solution is passed through the porous glass membrane. In this case, the permeation method may be a conventional method, for example, a known method such as a dead end method using a porous glass membrane or a cross flow method can be adopted.
Further, the permeation conditions vary depending on the membrane charge amount of the porous glass membrane, the pore diameter of the membrane, other kinds of amino acids, the desired rejection rate (separation accuracy), etc. 1000 ppm, pressure 20-100
It is carried out in a range of about kPa, a linear velocity of about 0.5 to 2.0 m · s −1 and a temperature of about 20 to 95 ° C.

【0024】この操作によって、陰イオンに電離したア
ミノ酸は、多孔質ガラス膜の負荷電により電気的反発を
受けて膜透過が阻止される。一方、陽イオンに電離した
アミノ酸又は等電点におけるアミノ酸は電気的反発の影
響を受けないので、そのまま膜を透過できる。例えば、
二成分系のアミノ酸混合物の選択分離を行なう場合に
は、両アミノ酸の等電点間にpHを調整すれば、そのp
Hより低い等電点をもつアミノ酸は陰イオンに電離する
ことにより膜透過が阻止され、そのpHより高い等電点
のアミノ酸は膜を透過するので、両者を選択的に分離す
ることができる。尚、一回の操作で上記イオンを100
%阻止できない場合には、上記と同じ操作を繰り返すこ
とにより、阻止率をさらに高めることができる。また、
溶液の温度を100℃付近まで高めることにより、その
粘度を低下させて膜透過流束を増加させることもでき
る。この場合、膜面及び荷電粒子の表面の電気二重層の
厚みも温度と共に増加するので、阻止率を低下させるこ
となく、透過率を高めることが可能となる。
By this operation, the amino acid ionized by the anion is electrically repulsed by the negative charge of the porous glass membrane and the membrane permeation is blocked. On the other hand, an amino acid ionized by a cation or an amino acid at the isoelectric point is not affected by electric repulsion, and therefore can pass through the membrane as it is. For example,
When selective separation of a binary amino acid mixture is performed, the pH can be adjusted by adjusting the pH between the isoelectric points of both amino acids.
Amino acids having an isoelectric point lower than H are blocked from permeating the membrane by ionizing anions, and amino acids having an isoelectric point higher than the pH permeate the membrane, so that both can be selectively separated. In addition, 100 times the above-mentioned ions in one operation
If the% blocking cannot be achieved, the blocking rate can be further increased by repeating the same operation as described above. Also,
By raising the temperature of the solution to around 100 ° C., it is possible to reduce its viscosity and increase the membrane permeation flux. In this case, since the thickness of the electric double layer on the film surface and the surface of the charged particles also increases with temperature, the transmittance can be increased without decreasing the blocking rate.

【0025】また、1種類のアミノ酸を含有する水溶液
のpHをそのアミノ酸の等電点以上に調節し、上記選択
分離と同様の操作により膜透過を行なうことによって、
アミノ酸水溶液の濃縮を好適に行なうことができる。こ
の方法は、低濃度のアミノ酸を含む廃液の処理等におい
て極めて有用である。尚、この方法の場合にも、膜透過
を繰り返すことにより、アミノ酸の濃度をさらに高める
ことが可能となる。
Further, by adjusting the pH of an aqueous solution containing one kind of amino acid to be equal to or higher than the isoelectric point of the amino acid and carrying out membrane permeation by the same operation as the above-mentioned selective separation,
Concentration of the amino acid aqueous solution can be suitably performed. This method is extremely useful in treating waste liquid containing low concentrations of amino acids. Even in the case of this method, the concentration of amino acid can be further increased by repeating membrane permeation.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明によれば下記のような顕著な効果
がもたらされる。
According to the present invention, the following remarkable effects are brought about.

【0027】1)本発明で使用する多孔質ガラス膜は、
有機高分子膜のように膜に荷電を付与しなくても、その
ままの状態で充分な負の荷電を有しているので、アミノ
酸を効率良く選択的に分離又は濃縮することができる。
1) The porous glass membrane used in the present invention is
Even if the membrane is not charged as in the organic polymer membrane, it has a sufficient negative charge as it is, so that amino acids can be efficiently and selectively separated or concentrated.

【0028】2)また、上記多孔質ガラス膜は耐熱性に
優れているので、高温下でも選択分離を行なうことがで
きる。このため、溶液の粘度が低い状態での膜透過が可
能となり、これにより常温の約3倍の透過流束が得ら
れ、優れた分離精度と分離効率とを同時に達成すること
ができる。
2) Further, since the porous glass membrane is excellent in heat resistance, it can be selectively separated even at high temperature. For this reason, the membrane can be permeated in a state where the viscosity of the solution is low, whereby a permeation flux about three times that at room temperature can be obtained, and excellent separation accuracy and separation efficiency can be achieved at the same time.

【0029】3)分離を高温下で行なえば、さらに、工
程への細菌の侵入汚染を防止することもできる。また、
膜モジュールの蒸気滅菌が可能となるので、サニタリー
性にも優れている。
3) If the separation is performed at a high temperature, it is possible to prevent bacteria from invading and contaminating the process. Also,
Since the membrane module can be steam sterilized, it has excellent sanitary properties.

【0030】4)分離の対象となるアミノ酸水溶液にお
いては、pHの調整以外は特に複雑な操作等を必要とせ
ず、比較的容易にしかも確実にアミノ酸の分離を行なう
ことができる。
4) The amino acid aqueous solution to be separated does not require any complicated operation except adjustment of pH, and the amino acids can be separated relatively easily and reliably.

【0031】5)各種タンパク質、ペプチド類のような
両性電解質の分離はもとより、その他の荷電性分子或い
は微粒子などの選択的な分離又は濃縮にも本発明方法を
適用することができる。
5) The method of the present invention can be applied not only to separation of ampholytes such as various proteins and peptides, but also to selective separation or concentration of other charged molecules or fine particles.

【0032】[0032]

【実施例】以下に実施例及び比較例を示し、本発明の特
徴とするところをより一層明瞭にする。
EXAMPLES Examples and comparative examples will be shown below to further clarify the characteristics of the present invention.

【0033】実施例1 多孔質ガラス膜を用いて、L−グルタミン酸とL−イソ
ロイシンとのアミノ酸混合物からpHを9.1から3.
2に変化させながら、L−グルタミン酸を選択的に分離
した。
Example 1 Using a porous glass membrane, the pH of an amino acid mixture of L-glutamic acid and L-isoleucine was adjusted to 9.1 to 3.
While changing to 2, L-glutamic acid was selectively separated.

【0034】多孔質ガラス膜としては、特許第1518
989号に開示された製造方法に基づいて作製されたS
iO2 −Al2 3 −B2 3 −Na2 O−CaO系
の、平均細孔径50nmの円筒型多孔質ガラス膜(外径
5mm、肉厚0.5mm、長さ210mm)を用いた。
またアミノ酸原液の濃度は、L−グルタミン酸及びL−
イソロイシンをいずれも100ppmとした。原液のp
Hの調整には1規定塩酸水溶液と1規定苛性ソーダ水溶
液を用いた。
As the porous glass film, Japanese Patent No. 1518
S produced according to the production method disclosed in No. 989.
A cylindrical porous glass membrane (outer diameter 5 mm, wall thickness 0.5 mm, length 210 mm) based on iO 2 —Al 2 O 3 —B 2 O 3 —Na 2 O—CaO system and having an average pore diameter of 50 nm was used. .
The concentration of the amino acid stock solution is L-glutamic acid and L-
All isoleucine was 100 ppm. Undiluted p
For the adjustment of H, 1N hydrochloric acid aqueous solution and 1N caustic soda aqueous solution were used.

【0035】膜分離装置は図1に示すような装置を用
い、圧力54kPa、線速度0.7m・s-1及び温度2
0℃の条件下でpHを9.1から3.2に変化させて膜
透過を行なったときの溶液の透過流束とアミノ酸の阻止
率の経時変化を図2に示す。
As the membrane separation device, a device as shown in FIG. 1 was used, with a pressure of 54 kPa, a linear velocity of 0.7 m.s -1 and a temperature of 2.
FIG. 2 shows changes with time in the permeation flux of the solution and the rejection rate of the amino acid when the membrane was permeated while changing the pH from 9.1 to 3.2 under the condition of 0 ° C.

【0036】この結果より、pH9.1ではL−グルタ
ミン酸とL−イソロイシンは、いずれも陰イオンに電離
するため、荷電による反発効果が認められ、阻止率は上
昇した。次にpHを5.9にすると陰イオンに電離した
L−グルタミン酸は負の荷電を有する多孔質ガラス膜と
の荷電の反発効果により膜透過が阻止されたのに対し、
L−イソロイシンは等電点であるために膜透過は阻止さ
れなかった。さらに、pH3.2ではL−グルタミン酸
は等電点であり、L−イソロイシンは陽イオンに電離し
ているため、荷電の反発効果は認められなかった。
From these results, at pH 9.1, both L-glutamic acid and L-isoleucine ionize into anions, so that a repulsive effect due to charge was observed and the blocking rate was increased. Next, when the pH was adjusted to 5.9, L-glutamic acid ionized into anions was blocked from permeating the membrane due to the repulsive effect of charge with the negatively charged porous glass membrane.
Since L-isoleucine had an isoelectric point, its permeation was not blocked. Furthermore, at pH 3.2, L-glutamic acid had an isoelectric point, and L-isoleucine was ionized into cations, so no charge repulsion effect was observed.

【0037】以上のように、pHを適宜調節することに
より所望のアミノ酸を選択的に分離することが可能であ
った。
As described above, it was possible to selectively separate the desired amino acid by adjusting the pH appropriately.

【0038】実施例2 pHを3.2から9.1に変化させた以外は、実施例1
と同様に多孔質ガラス膜を用いてL−グルタミン酸とL
−イソロイシンとの混合物からL−グルタミン酸を選択
的に分離した。
Example 2 Example 1 except that the pH was changed from 3.2 to 9.1.
L-glutamic acid and L using a porous glass membrane similarly to
-L-glutamic acid was selectively separated from the mixture with isoleucine.

【0039】実施例1と同じくpH3.2ではL−グル
タミン酸は等電点であり、L−イソロイシンは陽イオン
に電離しているため、荷電の反発効果は認められない。
次にpH5.9では陰イオンに電離したL−グルタミン
酸は負の荷電を有する多孔質ガラス膜との荷電の反発効
果により膜透過が阻止されたのに対し、L−イソロイシ
ンは等電点であるので阻止されなかった。さらにpH
9.1で両アミノ酸はいずれも陰イオンに電離するた
め、荷電による反発効果が認められ、阻止率が上昇し
た。
As in Example 1, at pH 3.2, L-glutamic acid has an isoelectric point and L-isoleucine is ionized into cations, so that the repulsive effect of charge is not observed.
Next, at pH 5.9, L-glutamic acid ionized by anions was blocked from permeating the membrane due to the repulsive effect of charge with the negatively charged porous glass membrane, whereas L-isoleucine has an isoelectric point. So it wasn't stopped. Further pH
At 9.1, both amino acids were ionized to anions, so that a repulsion effect due to charge was observed and the blocking rate was increased.

【0040】尚、この場合、pH5.9とpH9.1の
場合の阻止率の値が実施例1と異なっているが、これは
pH調整に要する塩酸と苛性ソーダの量が実施例1と異
なり、共存する塩濃度の影響を受けたためである。
In this case, the inhibition rate values at pH 5.9 and pH 9.1 are different from those in Example 1, but the amounts of hydrochloric acid and caustic soda required for pH adjustment are different from those in Example 1. This is because it was affected by the coexisting salt concentration.

【0041】実施例3 L−グルタミン酸溶液からL−グルタミン酸を分離濃縮
するに際し、その溶液の透過流束と阻止率の温度による
変化について調べた。
Example 3 When separating and concentrating L-glutamic acid from an L-glutamic acid solution, changes in permeation flux and rejection of the solution with temperature were examined.

【0042】L−グルタミン酸溶液の濃度は100pp
mとし、多孔質ガラス膜及び装置は実施例1と同じもの
を用いた。また、圧力54kPa、線速度0.7m・s
-1の条件下で、温度を20℃から95℃まで変化させて
透過流束を変化させながら膜透過を行なった。この結果
を表4に示す。
The concentration of the L-glutamic acid solution is 100 pp.
m, and the same porous glass membrane and device as in Example 1 were used. Moreover, the pressure is 54 kPa and the linear velocity is 0.7 m · s.
Under the condition of -1, the membrane was permeated while changing the permeation flux by changing the temperature from 20 ° C to 95 ° C. The results are shown in Table 4.

【0043】この結果、温度を上げると溶液の粘度が低
下するために透過流束は大幅に増加したが、阻止率は9
5℃の高温下でも低下することなく、ほぼ一定の値を維
持していた。
As a result, when the temperature was raised, the viscosity of the solution was lowered and the permeation flux was significantly increased, but the rejection rate was 9%.
The value did not decrease even at a high temperature of 5 ° C. and maintained a substantially constant value.

【0044】以上のことから、透過する溶液の温度を上
げることにより、分離効率の向上が図れることがわか
る。
From the above, it can be seen that the separation efficiency can be improved by raising the temperature of the permeating solution.

【0045】実施例4 多孔質ガラス膜の細孔径を変えて、L−グルタミン酸の
分離を行なった。
Example 4 L-glutamic acid was separated by changing the pore size of the porous glass membrane.

【0046】多孔質ガラス膜としては、特許第1518
989号に開示された製造方法に基づいて作製されたS
iO2 −Al2 3 −B2 3 −Na2 O−CaO系
の、平均細孔径100nmの円筒型多孔質ガラス膜(外
径5mm、肉厚0.5mm、長さ210mm)を用い
た。膜分離装置は実施例1と同じ装置を用い、圧力54
kPa、線速度0.7m・s-1、pH6.3及び温度2
0℃の条件下で膜分離を行なったところ、阻止率は25
〜30%であった。
As the porous glass film, Japanese Patent No. 1518
S produced according to the production method disclosed in No. 989.
A cylindrical porous glass membrane (outer diameter 5 mm, wall thickness 0.5 mm, length 210 mm) based on iO 2 —Al 2 O 3 —B 2 O 3 —Na 2 O—CaO system and having an average pore diameter of 100 nm was used. . The same membrane separation device as in Example 1 was used, and the pressure was 54
kPa, linear velocity 0.7 m · s −1 , pH 6.3 and temperature 2
When the membrane separation was performed at 0 ° C, the rejection rate was 25
Was 30%.

【0047】これより、多孔質ガラス膜の細孔径が大き
くなると、その阻止率は低下することがわかる。
From this, it can be seen that as the pore diameter of the porous glass membrane becomes larger, its rejection rate decreases.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明を実施するための分離装置の一例であ
る。
FIG. 1 is an example of a separation apparatus for carrying out the present invention.

【図2】実施例1における液体の透過流束とアミノ酸の
阻止率を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing liquid permeation flux and amino acid rejection in Example 1.

【図3】実施例2における液体の透過流束とアミノ酸の
阻止率を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing liquid permeation flux and amino acid rejection in Example 2.

【図4】実施例3における液体の透過流束とグルタミン
酸の阻止率の温度による影響を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the influence of temperature on the permeation flux of liquid and the rejection rate of glutamic acid in Example 3.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 モジュール 2 多孔質ガラス膜 3 原液タンク 4 ポンプ 5 圧力計 6 ライン 7 圧力計 8 流量計 9 ライン 10 恒温槽 11 バルブ 12 バルブ 1 module 2 porous glass membrane 3 undiluted solution tank 4 pump 5 pressure gauge 6 line 7 pressure gauge 8 flow meter 9 line 10 thermostat 11 valve 12 valve

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中尾 真一 東京都板橋区赤塚4−13−14−203 (72)発明者 中島 忠夫 宮崎県宮崎市大字塩路501 (72)発明者 久木崎 雅人 宮崎県宮崎市生目台東4−5−2 (72)発明者 清水 正高 宮崎県宮崎市大字島之内11074 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor Shinichi Nakao 4-13-14-203 Akatsuka, Itabashi-ku, Tokyo (72) Inventor Tadao Nakajima Miyajima Prefecture Miyazaki City 501 Oji Shioji (72) Inventor Masato Hisakizaki Miyazaki Prefecture 4-5-2 Ikimedahigashi, Miyazaki City (72) Inventor Masataka Shimizu 11074 Shimanouchi, Miyazaki, Miyazaki City, Miyazaki Prefecture

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】等電点が異なる2種以上のアミノ酸を含有
する水溶液のpHを各アミノ酸の等電点間に調節した
後、該水溶液を負の荷電を有する多孔質ガラス膜に透過
させることにより、アミノ酸の選択分離を行なうことを
特徴とする多孔質ガラス膜によるアミノ酸の選択分離方
法。
1. A method for adjusting the pH of an aqueous solution containing two or more amino acids having different isoelectric points to the isoelectric point of each amino acid and then allowing the aqueous solution to permeate through a negatively charged porous glass membrane. A method for selectively separating amino acids using a porous glass membrane, characterized in that the amino acids are selectively separated.
【請求項2】1種類のアミノ酸を含有する水溶液のpH
を、該アミノ酸の等電点以上に調節した後、該水溶液を
負の荷電を有する多孔質ガラス膜に透過させることによ
り、該水溶液のアミノ酸濃度を高めることを特徴とする
アミノ酸水溶液の分離濃縮方法。
2. The pH of an aqueous solution containing one kind of amino acid.
Is adjusted to the isoelectric point of the amino acid or higher, and then the aqueous solution is permeated through a negatively charged porous glass membrane to increase the amino acid concentration of the aqueous solution. .
JP4095533A 1992-04-15 1992-04-15 Selective separation method of amino acids by porous glass membrane and separation and concentration method of amino acid aqueous solution Expired - Fee Related JPH0829230B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4095533A JPH0829230B2 (en) 1992-04-15 1992-04-15 Selective separation method of amino acids by porous glass membrane and separation and concentration method of amino acid aqueous solution

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4095533A JPH0829230B2 (en) 1992-04-15 1992-04-15 Selective separation method of amino acids by porous glass membrane and separation and concentration method of amino acid aqueous solution

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06170174A true JPH06170174A (en) 1994-06-21
JPH0829230B2 JPH0829230B2 (en) 1996-03-27

Family

ID=14140199

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4095533A Expired - Fee Related JPH0829230B2 (en) 1992-04-15 1992-04-15 Selective separation method of amino acids by porous glass membrane and separation and concentration method of amino acid aqueous solution

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0829230B2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5433877A (en) * 1977-08-22 1979-03-12 Hitachi Ltd Method of filtration of solution containing protein or amino acid
JPH02113859A (en) * 1988-10-24 1990-04-26 Nitto Denko Corp Production of protein hydrolyzate
JPH03193121A (en) * 1989-12-25 1991-08-22 Sumitomo Bakelite Co Ltd Selective separation of protein

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5433877A (en) * 1977-08-22 1979-03-12 Hitachi Ltd Method of filtration of solution containing protein or amino acid
JPH02113859A (en) * 1988-10-24 1990-04-26 Nitto Denko Corp Production of protein hydrolyzate
JPH03193121A (en) * 1989-12-25 1991-08-22 Sumitomo Bakelite Co Ltd Selective separation of protein

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0829230B2 (en) 1996-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Scott et al. Industrial membrane separation technology
Schäfer et al. Fouling effects on rejection in the membrane filtration of natural waters
Nyström et al. Characterization of ultrafiltration membranes by simultaneous streaming potential and flux measurements
CA1151591A (en) Fractionation of protein mixtures
Strathmann Electrodialysis
WO2017071115A1 (en) Method of treating silicon-containing wastewater and method of utilizing silicon-containing wastewater, and molecular sieve manufacturing method and system
JPH09192661A (en) Ultrapure water producing device
JPS6082106A (en) Method for preventing contamination of electrodialysis membrane
JP3575271B2 (en) Pure water production method
JPH0459878B2 (en)
US4554376A (en) Method for separating and purifying amino acid
JP2000051665A (en) Desalination method
JPH06170174A (en) Selective separation of amino acid and separation and concentration of aqueous amino acid solution by use of porous glass film
JPH0349610B2 (en)
WO2018105569A1 (en) Water treatment method and water treatment device
CN108793327A (en) The method for improving the method and processing waste water of reverse osmosis membrane performance
Strathmann The use of membranes in downstream processing
Karelin et al. Salt concentration and recovery from aqueous solutions using pressure-driven membrane processes
Scott et al. Introduction to industrial membrane processes
JPH11128924A (en) Apparatus for producing pure water
JPS60132604A (en) Method for concentrating and recovering organic valuables
JPH05329339A (en) Filtering apparatus
JPS62138456A (en) Concentration of amino acid liquid
Mustafa et al. PRODUCTION OF ULTRAPURE WATER FOR PHARMACEUTICAL AND MEDICAL APPLICATION: ROLE OF REVERSE OSMOSIS
JPH02194820A (en) Separation of liquid

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees