苏氨酸发酵液脱盐过程研究
发布时间：2021-01-24 18:03
氨基酸是一种含氨基和羧基的有机化合物,在食品、畜牧业、农业和医疗健康等领域均有广泛应用,目前工业上生产氨基酸最主要的方法是微生物发酵法。氨基酸发酵液的成分一般比较复杂,要得到清洁的氨基酸需要对发酵液进行分离纯化,本文主要研究电渗析技术对苏氨酸发酵液进行脱盐。我们使用不同的操作电压,变化不同的膜类型,改变发酵液初始的料液浓度和pH值,并结合离子交换过程,对经过预处理的苏氨酸发酵液进行脱盐过程的研究。在直流电场作用下,发酵液中的阴阳离子发生迁移,而氨基酸因其独特的性质,仍保留在发酵液中。电渗析法不仅可以得到较高的脱盐率,而且脱盐速度较快,可满足工业过程对效率和速度的需求。全文共由五个部分组成,各部分内容如下:第一章为绪论部分,简要介绍了苏氨酸在现今诸多领域的应用。苏氨酸的生产方法主要是微生物发酵法,这一方法使得发酵液成分复杂,为得到纯度高的苏氨酸产品需要进行脱盐处理。介绍了目前发酵液的几种处理方法,并对每种过程的原理和目前的应用领域等进行了详细论述,同时对苏氨酸发酵液脱盐的可行性进行了讨论。第二章利用电渗析（ED）来脱除苏氨酸发酵液中的无机盐离子。发酵液成分复杂,在ED脱盐前需经过微滤和活...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２微滤原理７Ｋ意图??Ｆｉｇ?１－２?Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｍｉｃｒｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ??，，业
对氨基酸发酵液不同成分进行分离［３８４１通常是先将离子交换剂和溶液??一起放入容器内，搅拌，使它们充分接触，一段时间后达到吸附平衡。离子交换??过程如图１－３所示，包括以下几个过程（１）被交换离子Ｂ＿向吸附剂颗粒表面??发生迁移；（２）?Ｂ－经过厚度大小为５的液膜进入吸附剂中；（３）?Ｂ－经过吸附剂孔??隙迁移至交换位点；（４）?Ｂ－和吸附剂内可交换离子的Ａ－进行交换反应；（５）可交??换离子Ａ－经过孔隙迁移到吸附剂的表面；（６）?Ａ＿迁移经过液膜；（７）?Ａ？从液膜表??面向溶液发生迁移。也就是说，离子交换过程是溶液和吸附剂里的正负离子发生??的一种可逆的化学变化。??近年来，离子交换法处理氨基酸发酵料液己在工业上有成功应用的实例。工??厂利用阳离子交换树脂对谷氨酸阳离子进行吸附反应，使发酵液里多糖聚合物、??蛋白质和色素等阻止谷氨酸形成晶体的杂质得到分离［４３］。李鑫等人使用离子交换??法分离含高浓度盐分的苯丙氨酸发酵液，研究了不同氯化钠浓度的发酵液对苯丙??氨酸的吸附量，并对苯丙氨酸的上柱浓度、流速和洗脱工艺等条件进行了优化［４４〗。??付勇等人利用离子交换树脂对苏氨酸发酵母液进行脱色工艺研宄，通过静态交换??法比较了?１４种离子交换树脂，结果发现在脱色率方面，强碱性树脂要强于强酸??性树脂
??阴阳膜并和双极膜产生的ＯＨ？和Ｈ＋结合形成酸和碱［５９］。图１－６是工作中双极膜??的构造和运行机理图。它是由三个部分，包括阳离子交换层，阴离子交换层以及??两层之间的界面构成。当外加电流通过双极膜时，Ｈ＋和０Ｈ－从水的解离中得到，??Ｈ＋和ＯＨ－迁移完成。为了更有效的运行，双极膜应该具有良好的水渗透性，方便??从外部溶液供给水的界面；另外，膜中的阴、阳离子交换层界面应该很薄，以促??进Ｈ＋和ＯＨ？更有效的迀移??雷智平［６１］等人提出了双极膜电渗析法处理谷氨酸水溶液的工艺流程，对各种??工艺参数进行了探索，在优化后的操作条件下，脱盐率可达８５．４?％，能耗为０．９６??ｋＷｈ／Ｌ，达到分离纯化的效果。张圩玲［６２］等人使用三隔室双极膜电渗析法脱除??苏氨酸母液中的硫酸盐
【参考文献】：
期刊论文
[1]超滤技术在各领域的应用与发展[J]. 王超,白卫东,曾晓房. 中国酿造. 2017(09)
[2]电渗析技术清洁分离纯化肌氨酸[J]. 汪耀明,李为,徐铜文. 化工学报. 2015(08)
[3]双极膜电渗析法1,3-丙二醇发酵液的脱盐处理及主要副产物的回收[J]. 王文聪,杜伟,刘德华. 膜科学与技术. 2015(01)
[4]膜分离技术及其应用的研究进展[J]. 徐兴雨. 赤峰学院学报(自然科学版). 2013(19)
[5]谷氨酸发酵废水电渗析脱盐[J]. 杨文龙,王倩,杨鹏波,丛威. 过程工程学报. 2013(03)
[6]电渗析技术及其应用[J]. 李长海,党小建,张雅潇. 电力科技与环保. 2012(04)
[7]双极膜电渗析脱除苏氨酸母液中硫酸盐[J]. 张圩玲,王倩,杨鹏波,丛威,张丽叶. 过程工程学报. 2012(04)
[8]膜分离技术在氨基酸发酵生产中的应用[J]. 王欣欣,任虹,曹学丽. 中国调味品. 2011(05)
[9]国内离子交换树脂生产及应用现状与前景[J]. 黄艳,章志昕,韩倩倩,曹顺安. 净水技术. 2010(05)
[10]L-苏氨酸性质、应用、生产及市场现状[J]. 刘元涛,刘树海. 发酵科技通讯. 2010(03)
博士论文
[1]“离子穿梭”型离子膜制备及传导性能研究[D]. 葛晓琳.中国科学技术大学 2016
[2]以电渗析为基础的传质新理论和新工艺研究[D]. 蒋晨啸.中国科学技术大学 2016
[3]电去离子技术浓缩与脱除水中重金属离子和营养盐研究[D]. 冯霄.浙江大学 2008
硕士论文
[1]电去离子技术去除和浓缩水中磷酸盐及氨氮的研究[D]. 闫国凯.北京林业大学 2016
[2]离子交换法脱除HPP-SO2吸收体系中SO42-的研究[D]. 周宵.合肥工业大学 2015
[3]大孔丙烯酸系离子交换树脂对硝酸根离子吸附性能的研究[D]. 欧阳润东.东南大学 2015
[4]A400和D301离子交换树脂去除饮用水中硫酸盐的比较研究[D]. 刘祎源.西安建筑科技大学 2013
[5]二次母液中苏氨酸分离回收技术研究[D]. 刘海艳.宁夏大学 2013
[6]氨基酸发酵液电渗析脱盐的研究[D]. 范爱勇.中国海洋大学 2012
[7]离子交换树脂处理中低浓度氨氮废水的研究[D]. 赖华.江西理工大学 2012
[8]赖氨酸离交废液资源化的新方法[D]. 焦扬.石河子大学 2009
[9]苏氨酸母液中氨基酸的分离纯化研究[D]. 付勇.江南大学 2007
[10]超滤和电渗析的组合分离γ-氨基丁酸发酵液[D]. 赵婧.江南大学 2006
本文编号：2997686
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２微滤原理７Ｋ意图??Ｆｉｇ?１－２?Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｍｉｃｒｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ??，，业
对氨基酸发酵液不同成分进行分离［３８４１通常是先将离子交换剂和溶液??一起放入容器内，搅拌，使它们充分接触，一段时间后达到吸附平衡。离子交换??过程如图１－３所示，包括以下几个过程（１）被交换离子Ｂ＿向吸附剂颗粒表面??发生迁移；（２）?Ｂ－经过厚度大小为５的液膜进入吸附剂中；（３）?Ｂ－经过吸附剂孔??隙迁移至交换位点；（４）?Ｂ－和吸附剂内可交换离子的Ａ－进行交换反应；（５）可交??换离子Ａ－经过孔隙迁移到吸附剂的表面；（６）?Ａ＿迁移经过液膜；（７）?Ａ？从液膜表??面向溶液发生迁移。也就是说，离子交换过程是溶液和吸附剂里的正负离子发生??的一种可逆的化学变化。??近年来，离子交换法处理氨基酸发酵料液己在工业上有成功应用的实例。工??厂利用阳离子交换树脂对谷氨酸阳离子进行吸附反应，使发酵液里多糖聚合物、??蛋白质和色素等阻止谷氨酸形成晶体的杂质得到分离［４３］。李鑫等人使用离子交换??法分离含高浓度盐分的苯丙氨酸发酵液，研究了不同氯化钠浓度的发酵液对苯丙??氨酸的吸附量，并对苯丙氨酸的上柱浓度、流速和洗脱工艺等条件进行了优化［４４〗。??付勇等人利用离子交换树脂对苏氨酸发酵母液进行脱色工艺研宄，通过静态交换??法比较了?１４种离子交换树脂，结果发现在脱色率方面，强碱性树脂要强于强酸??性树脂
??阴阳膜并和双极膜产生的ＯＨ？和Ｈ＋结合形成酸和碱［５９］。图１－６是工作中双极膜??的构造和运行机理图。它是由三个部分，包括阳离子交换层，阴离子交换层以及??两层之间的界面构成。当外加电流通过双极膜时，Ｈ＋和０Ｈ－从水的解离中得到，??Ｈ＋和ＯＨ－迁移完成。为了更有效的运行，双极膜应该具有良好的水渗透性，方便??从外部溶液供给水的界面；另外，膜中的阴、阳离子交换层界面应该很薄，以促??进Ｈ＋和ＯＨ？更有效的迀移??雷智平［６１］等人提出了双极膜电渗析法处理谷氨酸水溶液的工艺流程，对各种??工艺参数进行了探索，在优化后的操作条件下，脱盐率可达８５．４?％，能耗为０．９６??ｋＷｈ／Ｌ，达到分离纯化的效果。张圩玲［６２］等人使用三隔室双极膜电渗析法脱除??苏氨酸母液中的硫酸盐
【参考文献】：
期刊论文
[1]超滤技术在各领域的应用与发展[J]. 王超,白卫东,曾晓房. 中国酿造. 2017(09)
[2]电渗析技术清洁分离纯化肌氨酸[J]. 汪耀明,李为,徐铜文. 化工学报. 2015(08)
[3]双极膜电渗析法1,3-丙二醇发酵液的脱盐处理及主要副产物的回收[J]. 王文聪,杜伟,刘德华. 膜科学与技术. 2015(01)
[4]膜分离技术及其应用的研究进展[J]. 徐兴雨. 赤峰学院学报(自然科学版). 2013(19)
[5]谷氨酸发酵废水电渗析脱盐[J]. 杨文龙,王倩,杨鹏波,丛威. 过程工程学报. 2013(03)
[6]电渗析技术及其应用[J]. 李长海,党小建,张雅潇. 电力科技与环保. 2012(04)
[7]双极膜电渗析脱除苏氨酸母液中硫酸盐[J]. 张圩玲,王倩,杨鹏波,丛威,张丽叶. 过程工程学报. 2012(04)
[8]膜分离技术在氨基酸发酵生产中的应用[J]. 王欣欣,任虹,曹学丽. 中国调味品. 2011(05)
[9]国内离子交换树脂生产及应用现状与前景[J]. 黄艳,章志昕,韩倩倩,曹顺安. 净水技术. 2010(05)
[10]L-苏氨酸性质、应用、生产及市场现状[J]. 刘元涛,刘树海. 发酵科技通讯. 2010(03)
博士论文
[1]“离子穿梭”型离子膜制备及传导性能研究[D]. 葛晓琳.中国科学技术大学 2016
[2]以电渗析为基础的传质新理论和新工艺研究[D]. 蒋晨啸.中国科学技术大学 2016
[3]电去离子技术浓缩与脱除水中重金属离子和营养盐研究[D]. 冯霄.浙江大学 2008
硕士论文
[1]电去离子技术去除和浓缩水中磷酸盐及氨氮的研究[D]. 闫国凯.北京林业大学 2016
[2]离子交换法脱除HPP-SO2吸收体系中SO42-的研究[D]. 周宵.合肥工业大学 2015
[3]大孔丙烯酸系离子交换树脂对硝酸根离子吸附性能的研究[D]. 欧阳润东.东南大学 2015
[4]A400和D301离子交换树脂去除饮用水中硫酸盐的比较研究[D]. 刘祎源.西安建筑科技大学 2013
[5]二次母液中苏氨酸分离回收技术研究[D]. 刘海艳.宁夏大学 2013
[6]氨基酸发酵液电渗析脱盐的研究[D]. 范爱勇.中国海洋大学 2012
[7]离子交换树脂处理中低浓度氨氮废水的研究[D]. 赖华.江西理工大学 2012
[8]赖氨酸离交废液资源化的新方法[D]. 焦扬.石河子大学 2009
[9]苏氨酸母液中氨基酸的分离纯化研究[D]. 付勇.江南大学 2007
[10]超滤和电渗析的组合分离γ-氨基丁酸发酵液[D]. 赵婧.江南大学 2006
本文编号：2997686
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