陶瓷膜对L-精氨酸发酵液过滤的研究.pdf

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1、工艺技术J‘I!工!业曼陶瓷膜对L一精氨酸发酵液过滤的研究陈悦群周旭波张松浩陈伟波陈榕兴(广东环西生物科技股份有限公司广东揭阳515343)摘要：目前L一精氨酸大多数采用微生物发酵法进行生产，微生物发酵液中往往存在着大量的茵体、杂蛋白和胶体颗粒等物质，这些物质的存在使产物收率和结晶质量下降。因此，在分离前必须先将其除去。无机陶瓷膜分离技术作为一种新型的化工分离技术，它具有多方面的优势。本文研究了陶瓷膜过滤法去除菌体的各种操作参数对L一精氨酸过滤效果的影响，分析各因素确定了最佳工艺条件：料液温度60℃

2、、进膜压力5．0Mpa、出膜压力2．0Mpa、料液pH值4．0。以此为参数，发酵滤液菌体去除率达到85．33％，精氨酸收率达到95．03％。关键词：L一精氨酸陶瓷膜过滤微生物发酵液茵体去除率膜通量中图分类号：TQ921文献标识码：A文章编号：I672．5336(2015)06—0010—02L一精氨酸是一种具有胍基的人和动物的半必须碱性氨基等领域。无机陶瓷膜分离技术在我国氨基酸发酵行业具有普遍酸，也是生物体尿素循环中的一种重要中间代谢物。L一精氨酸的适用性。其中孔径为0．2m的微滤膜可用于除去药液中

3、的微在医药工业上具有广泛的用途。它是复方氨基酸输液的主要成粒、胶团等悬浮物，而孔径为0．1、0．05m及更小的超滤膜则可分之一，也被广泛用于氨中毒性肝昏迷的解毒剂和肝功能的促用于不同分子量成分的分级处理[5】。进剂，对病毒性肝炎疗效显著，同时对肠道溃疡、血栓形成、神1材料与方法经衰弱和男性无精等症状都有一定的治疗效果【2】。1．1材料微生物发酵液中往往存在着大量的菌体、杂蛋白和胶体颗陶瓷管式膜分离中试设备(某国外品牌，膜面积5，广东粒等物质，这些物质的存在使产物收率和结晶质量下降。因此，环西生物科技

4、股份有限公司氨基酸提取车间提供)；722紫外可在分离前必须先将其除去。目前膜分离技术以其在常温下操作见光分光光度计(上海凤凰光学科仪有限公司)；FE20／EL20型无相态变化、分离精度高、选择性强、污染小等优点，逐步取代pH计(上海梅特勒一托利多仪器有限公司)；L一精氨酸发酵液(广絮凝法、离心法成为分离提取发酵液中产物的主要方法r3·。东环西生物科技股份有限公司氨基酸发酵车间提供)。无机陶瓷膜因其构成基质主要为氧化锆、氧化铝等无机材1．2分析测定料及其特殊的结构特征而具有如下的优点：耐高温，适用于处

5、1．2．1可溶性蛋白测定理高温、高粘度流体，机械强度高，具有良好的耐磨、耐冲刷性将样品溶液在280nm波长下测定其吸光度，蛋白含量(n~g／能，可以高压反冲使膜再生；化学稳定性好、耐酸碱、抗微生物mL)=A280×校正因子降解，使用寿命长，一般可用3～5年，甚至8～10年。这些优点与1．2．2L一精氨酸测定方法有机高分子膜相比较，使它在许多方面有着潜在的应用优势，L一精氨酸的测定采用一萘酚(甲萘酚)和双乙酰混合液作成为苛刻条件下精密过滤分离的重要新技术。现已广泛应用于为显色剂的坂口改良法[。食品工业

6、、生物工程、环境工程、化学工业、石油化工、冶金工业1．3操作方法通用陶瓷膜过滤法。将发酵液装入设备工作罐内，在一定的操作方法下，测定滤液的杂蛋白去除率及精氨酸收率。2结果与分析2．1料液温度对陶瓷膜过滤的影响粘度是反映了液体粘性的大小，膜的渗透量随粘度的减小而增大，而粘度随温度的升高时减小的，所以提高温度可以获得较大的膜通量[7】。在一定的进出膜压力和料液温度下，进行陶瓷膜过滤。实验温度对陶瓷膜膜通量的影响。结果如图1所示。从图1可以看出，膜通量随温度升高而变大。但考虑到运行成本，选择6O℃为适宜的

7、过滤温度，此温度下膜通量可达230L／h。2．2料液进出膜压力对陶瓷膜过滤的影响图1料液温度对膜通■的影响表1料液进出膜压力对陶瓷膜过滤的影响编号进膜压力Mpa出膜压力Mpa跨膜压差Mpa膜通量L／h蛋白质去除率％精氨酸收率％13．O1．O2．010085．6695．4324．01．52．514054．9894．9735．02．03．020085．2194．7646．02．53．522086．3294．32收稿日期：2015—03—25作者简介：陈·~1t(1984一)，男，广东揭阳人，本科学历，食

8、品生物助理工程师，主要从事运用发酵技术生产氨基酸产品及功能性食品研究等。10中外食品工业5lD—foreig~FoodIndustry工艺技术表2料液对陶瓷膜过滤的影响编号料液pH料液温度℃进出膜压力Mpa蛋白质去除率％精氨酸收率％膜通量L／h13．O600．5／0．280．9692．4518O23．5600．5／0．282．4793．5619034．0600．5／0．285．3395．0322044．5600．5／0．285．3493．9825055．O600．5／