初始过饱和度对谷氨酸结晶的影响研究 - 高校化学工程学报.PDF

第27 卷第1 期 高 校 化 学 工 程 学 报 No.1 Vol.27 2013 年 2 月 Journal of Chemical Engineering of Chinese Universities Feb. 2013 文章编号：1003-9015(2013)01-0043-07 初始过饱和度对谷氨酸结晶的影响研究 张建华, 曹付明, 张宏建, 唐 蕾, 毛忠贵 (江南大学 生物工程学院 工业生物技术教育部重点实验室, 江苏 无锡 214122) 摘 要：以谷氨酸一钠(MSG)水溶液模拟发酵液，采用 pH-shift 模式研究溶液初始过饱和度对谷氨酸结晶的影响。结 果表明：过饱和度同时影响谷氨酸结晶的晶习和粒度分布。当过饱和度 S≤7.15 时，谷氨酸主要以 α型晶习析出，粒径 呈对数对称分布。随着过饱和度增大，β 型结晶比例增大，中位径趋小且粒度分布范围变宽。当 S≥14.17 以后，晶体 全部是 β 型晶习，晶体粒度分布分散且无规律。根据经典成核理论计算了不同过饱和度/MSG 浓度时两种谷氨酸晶习 的成核速率，证明两种晶习的成核速率均随过饱和度增加而加快，相同过饱和度时α型晶习成核速率大于β型，而相 同 MSG 浓度时β型成核速率大于α型。研究认为，结晶成核速率随过饱和度增大而加快是影响谷氨酸结晶粒度分布 的主要原因，而晶体晶习主要取决于 α、β型两种晶核的竞争性成核速率的差值。基于已有研究报道及实验结果，提出 了 α和 β型谷氨酸晶体的 C-pH 相图模型，解释了过饱和度影响谷氨酸结晶晶习的规律。 关键词：谷氨酸；结晶；过饱和度；晶习；粒度分布 中图分类号：TQ922.1 文献标识码：A DOI ：10.3969/j.issn.1003-9015.2013.01.008 Effects of Initial Super-saturation on the Polymorphism and Size Distribution of Glutamic Acid ZHANG Jian-hua, CAO Fu-ming, ZHANG Hong-jian, TANG Lei, MAO Zhong-gui (The Key Laboratory of Industrial Biotechnology, Ministry of Education, School of Biotechnology, Jiangnan University, Wuxi 214122, China) Abstract: The effect of initial glutamic acid (GA) super-saturation on GA crystallization was investigated by using monosodium glutamate (MSG) solution to replace GA fermentation broth under pH-shift operation mode. The results show that the super-saturation degree of the solution influences both crystal habit and crystal size distribution (CSD). The crystal habit is mainly in -form and CSD exhibits a symmetric distribution with logarithmic for