EPA-EE和DHA-EE的分离工艺研究

发布时间：2020-09-19 12:00

　　 ω-3多不饱和脂肪酸是人体不能合成的必需脂肪酸,特别是二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸,具有重要的生理作用,因而广泛用于营养补充剂、食品添加剂以及药品。它们的主要来源是深海鱼油,然而较低的初始含量并不能直接满足食品和制药行业的需求;同时两者的生理作用不完全相同,富集和制备高纯度的单体尤为重要。本文对尿素包合法富集以及固定床色谱法、模拟移动床色谱法分离二十碳五烯酸乙酯(EPA-EE)和二十二碳六烯酸乙酯(DHA-EE)的工艺进行了研究,研究结果对工业生产有重要参考意义。(1)尿素包合法富集首先对去除残留尿素的操作步骤进行简化,通过红外和元素分析确定了产品中没有尿素残留。然后对尿酯比、溶剂用量、结晶温度和结晶时间进行了考察,并在单因素基础上采用正交试验对操作参数进行优化。尿酯比为1:1(w/w),溶剂与脂肪酸酯比例为2:1(w/w),结晶温度为0℃,结晶时间为2h,产品中EPA-EE和DHA-EE的总含量为80.49%,总回收率为82.28%。(2)固定床谱法分离选择聚苯乙烯-二乙烯基苯(PS/DVB)聚合物为固定相分离EPA-EE和DHA-EE。首先考察了流动相对分离的影响,表明甲醇是较合适的流动相,分离度可达2.75。继续考察了填料粒径、孔径对分离的影响,结果表明10 μm、100 A达到最好的分离效果,综合考虑压降和分离度,20μm、100A的填料更为合适。进一步探究了温度、流速、进样体积及进样浓度的影响,结果表明在实验范围内升高温度有利于分离,提高流速分离度减小,提高进样体积和进样浓度分离度均减小。最后在填料为20μm,孔径100 A的半制备柱上制备了纯度大于99%的EPA-EE和DHA-EE。(3)模拟移动床色谱法分离根据固定床色谱法的研究结果采用粒径20 μm、孔径100A的PS/DVB装填了八根半制备色谱柱(10mm×150150 mm),以甲醇为洗脱剂,在模拟移动床色谱分离EPA-EE、DHA-EE混合物,考察了 Ⅱ(Ⅲ)区流量、进料流量、温度和进样浓度对分离的影响。在较佳的条件下,EPA-EE和DHA-EE的纯度分别为91.6%、93.6%,回收率分别为97.0%和91.6%,固定相生产率可达5.97g/(L·h),溶剂消耗为1.52 L/g。模拟移动床分离EPA-EE和DHA-EE应用于工业实际生产具有较大开发潜力。
【学位单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TQ645.6
【部分图文】：

设计图,模拟移动床色谱,切换阀,设计图

在上个世纪６０年代，美国环球油品公司（ＵＯＰ）公司的Ｂｒｏｕｇｈｔｏｎ和Ｇｅｒｈｏｌｄ最早逡逑提出了模拟移动床（ＳＭＢ）的设计理念［１Ｄ８］。在他们发表的专利里详细介绍了模拟移动逡逑床装置的设计原理和设计图，这一技术核心之一就是切换阀，切换阀的设计如图１．２所逡逑示。利用阀切换改变原料进样、流动相注入点及分离物收集点的位置实现流动相和固定逡逑相之间的相对连续逆流操作。自此之后，模拟移动床色谱法作为连续的大型制备色谱技逡逑术得到了快速发展。逡逑＾邋ｒ＞0ｅ逡逑ｒ／＞ｒＷｍｆｔ逦＼＼逦／＞？／邋Ｓｎｔ＊．邋，逡逑＿逡逑图１．２模拟移动床色谱的切换阀设计图逡逑Ｆｉｇ．邋１．２邋ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ邋ｖａｌｖｅ邋ｏｆ邋ｓｉｍｕｌａｔｅｄ邋ｍｏｖｉｎｇ邋ｂｅｄ邋ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ逡逑１．４．２模拟移动床色谱的原理逡逑顾名思义，模拟移动床是在早期的真实移动床的基础上发展来的［１（）９］，因此模拟移逡逑１８逡逑

模拟移动床,功能分区,色谱柱

模拟移动床实现了真实移动床的分离效果，又不会有填料移动造成的磨损等问题。逡逑并且模拟移动床色谱可连续操作、固定相利用率高、产率高。逡逑最常见的模拟移动床由４个区组成，其具体功能分区如图１．３所示。模拟移动床为逡逑了与真实移动床更加相似，每个区可能还有小单元。模拟移动床所配置的色谱柱可根据逡逑实际情况调整，小型的８根色谱柱较为常见，大型的可有２４根色谱柱，并且每个区的逡逑色谱柱数量可以根据需要调节。逡逑Ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ邋Ａ逡逑Ｄｅｓｏｒｂｅｎｔ邋（Ｄ）逦Ｅｘｔｒａｃｔ邋（Ａ＋Ｄ）逡逑＾￣￣ｃｉ：￣￣＾逡逑ｒ－Ｕ逦Ｉ邋Ｚｏｎｅ逦ｐＳ逡逑Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｐｏｒｔ逡逑１」逦ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ邋ａｎｄ邋ｆｌｕｉｄ邋ｆｌｏｗ逡逑Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ邋Ｂ逦ＩＶ邋Ｚｏｎｅ邋ｙ－．逦厂ｊ邋ＦＴ邋Ｚｏｎｅ邋Ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ邋Ｂ逡逑７１逦ｐ逡逑ＪＨＩ邋Ｚｏｎｅ逡逑Ｒａｆｆｉｎａｔｅ邋（Ｂ＋Ｄ）逦Ｆｅｅｄ邋（Ａ＋Ｂ）逡逑Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ邋Ａ逡逑图１．３四区模拟移动床功能分区图逡逑Ｆｉｇ．邋１．３邋Ｓｃｈｅｍｅ邋ｏｆ邋ａ邋ｆｏｕｒ－ｓｅｃｔｉｏｎ邋ｓｉｍｕｌａｔｅｄ邋ｍｏｖｉｎｇ邋ｂｅｄ邋ｕｎｉｔ邋ｆｏｒ邋ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ邋ａｄｓｏｒｐｔｉｖｅ邋ｓｅｐａｒａｔｉｏｎｓ邋ｗｉｔｈ逡逑ｐｏｒｔ邋ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋２－２－２－２逡逑在图１．３可看出模拟移动床色谱的系统一共有四个进出口，两个进口分别是原料进逡逑口和洗脱剂进口，两个出口分别是提取液出口和提余液出口。ＳＭＢ被这四个进出口划逡逑分为四个不同的功能区

对比图,产品,步骤,红外

第二章尿素包合法富集ＥＰＡ－ＥＥ和ＤＨＡ－ＥＥ混合物逡逑因尿素与鱼油脂肪酸乙酯互不相溶，在两种方法得到的产品中均没有发现不溶物。逡逑根据红外光谱吸收谱图２．２对比可知，只有向产品中添加尿素可测出３４００邋ｃｎＴ１左右的氨逡逑基（Ｎ－Ｈ）吸收峰，未简化步骤的产品和筒化操作步骤后得到的产品都没有氨基（Ｎ－Ｈ）逡逑的吸收峰，同时１６００左右的羰基（Ｃ＝０）峰明显。表２．４是对原料、未简化步骤的产品、逡逑简化步骤得到的产品和往鱼油中添加尿素的Ｎ、Ｃ、Ｈ元素分析结果，可知原料中不含逡逑Ｎ元素，未筒化前和简化后的步骤得到的产品均没有Ｎ元素。因此只加入水而不加入有逡逑机溶剂进行萃取可有效可有效除去残留尿素，此方法不仅减少了操作步骤，还减少了溶逡逑剂消耗。逡逑９０邋■逦逦逦邋＾逡逑！－逦Ｉ逡逑２邋４０邋－逦Ｉ逡逑逦未简化邋ｉ逡逑３０邋■逦——简化逡逑—添加尿素逡逑２Ｕ邋■逡逑３５００逦３０００逦２５００逦２０００逦１

【参考文献】