氨基酸分离中的离子交换膜法工艺.pdf

氨基酸分离中的离子交换膜法工艺 毛建卫(杭州商学院食品生物与环境工程学院杭州310035) 翁路平(浙江省有机硅工程技术开发中心杭州315500) 崔艳丽(浙江大学化学系杭州 310031) 羹量 在塞愈绍了塞子交块膊分离技术原理及其在氨基酸分离中的应用工艺。 关悯 氨基酸 离子交换膜 分离 氨基酸在食品、医药、饲料、农业、日化、农药等方面有极其广泛的用途，尤其随 着抗癌药物制剂、氨基酸输液、营养强化剂、甜味二肽等的飞速发展，对原料氨基酸的 需求量日益增长，世界上氨基酸年产量约在250万吨，我国年产量约为70万吨以上， 其中以谷氨酸生产的味精年产量居世界第一，约60万吨。甘氨酸年产量已达6．5万吨， 尚在迅速扩大产量，胱氨酸和半胱氨酸年产量已占国际销售市场的75％左右。世界上氨 基酸需求量约为800万吨，由于氨基酸的广泛应用和生产的巨大社会经济效益，以及氨 基酸生理作用的不可取代性，也不会因社会技术的进步而被更迭和淘汰，这些都是推动 ^≮in}}§，☆t+w^《一#，i”o}tw{iI^}a}、} 氨基酸生产不断进步的根本动力。 鉴于氨基酸具有碱性、酸性及中性的特征性能，即具有带电荷和电中性的特性， j￡ 故可采用离子交换膜分离技术进行制取、分离和提纯。 ，h、，；a 离子交换膜技术在现代的膜分离技术领域中占有极为重要的地位。离子交换膜必须 与相应的设备配套使用才能发挥其效能，已成熟的工业化应用途径通常有二：其一是组 P：i=‘J；t一‘， 装成典型的电渗析器被应用，其二是组装成特定型式的电渗电解槽供用户运行。近年来， 崔艳丽等人研究开发了新型反馈式离子交换膜分离器，用高科技改造了传统的化工生产 }、r0^ 工艺，进一步开拓了离子交换膜分离技术应用工艺。…～[4t 1 由氨美蠢盐蕨盐分离制备氨搬阿 ’； 酸水解法得到的氨基酸水解液中，含有大量酸，且部分酸分子与氨基酸分子结合 形成氨基酸盐酸盐(RH·HCI)，一般不宜直接食用，需要与酸等当量的碱中和并脱盐 后方可得到食用和医用价值都较高的游离氨基酸，如图1所示，阳极液用2mol／LHCI， 阴极液用2m01]LNaOH。为除去气体和产生的热，进行循环式膜分离，并不断补充阳极 室和阴极室的水，以保护原有浓度，进入中间室的水解液含20％复合氨基酸和15％左 右盐酸，调节解液的供应量以控制中间室的pH值接近3。在直流电场作用下，CI‘通过 阴膜向阳极室移动，OH-离子通过阴膜从阴极室向 倒1 谷壳水解液提取复合氨基酸流程示意图 中间室移动．从而在中间室得到去除了氯离子的氨基酸溶液，若在电流密度 换率99．2％，电流效率86．9％。在阳极和阴上得到的Cl：和H：可导入燃烧塔中进行盐酸 的合成，可回用于水解酸。 该法制备氨基酸具有不消耗碱，回收后的盐酸可回用，氨基酸收率高，不生 成含NaCI的废液，易操作等优点。 2由氨基酸的碱(或’t土)金属盐分离弗I备氨基酸I‘116]171 许多氨基酸生产过程中先生成氨基酸碱金属盐，一般用盐酸中和法，或离子交换 法转化成氨基酸，但均消耗大量酸碱，并产生废液。 双极性离子交换膜在直流电场作用下能够将水分离成H+与OH．两种离子，可以作 为H+与OH-的供应源，因此，应用双极性离子交换膜电渗析工艺可以将氨基酸盐(如 蛋氨酸钠、甘氨酸钠、组氨酸钠等)转化成相应的氨基酸和碱。其工艺流程如图2，双 极性膜以CA表示