大孔吸附树脂吸附分离谷氨酸的研究.pdf

第 38卷 第 1期 化 工 技 术 与 开 发 Vo1．38 No．1 2009年 1月 Technolc~ DevelopmentofChemicalIndustry Jan．2009 大孔吸附树脂吸附分离谷氨酸的研究 张明祖 ，覃路燕 (长安大学环境科学与工程学院化学工程系422信箱，陕西 西安 710054) 摘 要：对D201型大孔强碱性阴离子交换树脂从谷氨酸溶液中交换分离谷氨酸进行了研究。该法是利用特 定的有机高分子树脂对谷氨酸盐的高选择性将谷氨酸从发酵液中提取出来。实验证明，在中性条件下树脂对谷氨 酸具有 良好的吸附性能，吸附速度很快，在 10min左右就可以达到吸附平衡，谷氨酸溶液浓度为 100g·LI1时，静 态吸附率可达到97．9％，最大静态吸附量为 1704．7mg，并且其它离子对吸附的干扰很小 ，为从谷氨酸发酵液中分 离回收谷氨酸方法提供了实验依据。 关键词：D201大孔树脂；谷氨酸；吸附；茚三酮 中图分类号：TQ922．1 文献标识码：A 文章编号：1671—9905(2009)O1—0016．04 谷氨酸是生物机体 内氮代谢的基本氨基酸之 成一种新物质，然后用一定浓度的盐酸溶液将其洗 一 ， 在代谢上具有重要意义。谷氨酸用途广泛，世界 脱，再形成谷氨酸。此实验大致可分为两部分：一部 各国都积极开展对它的研究，得出多种从谷氨酸发 分是静态法，即在不同条件下测定溶液的pH值、溶 酵液中提取谷氨酸的方法 1【-2J。钙盐法是一种传 液的浓度、吸附时间、洗脱液的组成、其他离子的干 统的从发酵液中提取有机酸的方法，因为工艺成熟、 扰对树脂吸附谷氨酸的影响。另一部分是动态法， 设备简单、原材料易得和产品质量稳定等特点而在 即讨论离子在柱 中交换和洗脱的情况，以及影响交 国内外被广泛利用，在中国用得最为普遍。但经过 换和洗脱的各种因素，以便选择合适的操作条件，达 这么多年的应用，其缺陷 日益显露：总回收率低 ；消 到分离的 目的。实验证明离子交换吸附法能几乎完 耗化工原料多，固液分离量大，能耗高；环境污染严 全地把谷氨酸从味精溶液中分离出来。离子交换吸 重。在环境问题 日益突出的今天，这种方法越来越 附法对谷氨酸的制备来说，是一种既简洁又高效的 不适应环保要求。萃取法提取柠檬酸较早采用的是 清洁生产方式。 溶剂萃取，这种方法已在国内外工业化[3--4J。但是 1 实验部分 萃取法对发酵原料要求比较严格，一般只使用于成 分较简单的发酵液，且因为添加了萃取剂，如分离不 1．1 实验仪器及试剂 完全会影响产品质量，有些萃取剂甚至是有毒的，可 PHS一3C型精密pH计、721型分光光度计、单 能会限制谷氨酸产品的使用范围。电渗析法和超滤 盘分析天平、HY一2调速多用振荡器、101—1型电 膜法当发酵液中杂质较多时，膜污染非常严重 55【]。 热鼓风干燥器。 20世纪80年代 以来，国内外对离子交换吸附法提 13201型碱性阴离子交换树脂、氢氧化钠、L一 取有机酸的研究很多 J。与其他方法相比，离子交 谷氨酸、茚三酮、盐酸、抗坏血酸、无水乙醇、异丙醇、 换吸附法有巨大的进步，产品回收率很高，方法简 正丙醇、正丁醇、冰乙酸、乙酸钠(均为分析纯)；实验 便，消耗化工原料少，能耗少，不污染环境 。所 以本 用水为去离子水。 文采用强碱性阴离子交换树脂从发酵液中提取谷氨 1．2 实验方法 酸。 1．2．1 大孔树脂的