溶劑萃取法分離發(fā)酵液中賴氨酸的研究.pdf

1、本文在討論氨基酸現有生產和分離技術的基礎上,重點綜述了發(fā)酵法生產氨基酸和萃取法提取氨基酸的研究進展。針對企業(yè)提供的賴氨酸發(fā)酵液,建立了一種操作簡單、方便快捷、可靠性高的賴氨酸分析方法。采用P2或P5作為萃取劑,磺化煤油作為稀釋劑,研究了P5/P2-煤油體系萃取賴氨酸的反應過程和萃取機理。通過單因素試驗分別研究了攪拌時間、溫度、相比、賴氨酸起始濃度、水相pH、皂化率等因素對萃取率或分配系數的影響。研究發(fā)現在200r/min的轉速下,攪拌4

2、分鐘即可達到萃取反應平衡。萃取過程的反應焓變ΔΗ為-2.61kJ/mol,萃取反應為放熱反應,萃取平衡常數Kex隨溫度升高而降低,反應在室溫下進行即可。根據氨基酸在水溶液中存在的解離平衡和平衡常數,研究了賴氨酸在不同pH條件下的形態(tài)分布曲線,并通過研究不同pH條件下的分配比,推斷出賴氨酸的一價陽離子和二價陽離子都參與萃取反應,但以一價陽離子為主。
　　通過單因素試驗研究,1.50mol/L皂化率50.00％的P5萃取劑,與90g/

3、L的發(fā)酵液在25℃條件下,以2:1的相比反應5分鐘,一級萃取率可以達到45.00%左右,經過八級逆流萃取,萃取率達到了99.10%。室溫條件下,用0.60mol/L的鹽酸按照相比1:1進行反萃負載賴氨酸的有機相,以200r/min的轉速攪拌4分鐘,反萃率可以達到99.80%。
　　采用恒界面池法研究了轉速、溫度、相界面積、賴氨酸起始濃度、P5濃度等因素對萃取速率常數及傳質系數的影響,算出萃取反應活化能為12.00kJ/mol,推導

4、出了萃取反應速率方程為R=0.0074[HL]2.08[A]1.03,同時通過研究各因素對傳質系數的影響,得到傳質系數同攪拌轉速的關系式K=1.61×10-6n+6.06×10-5,傳質系數同溫度的關系式K=1.67×10-5T-0.0044。推斷出萃取過程在50-130r/min轉速范圍內為既受化學反應速率影響,又受擴散傳質速率影響的混合控制模式,且傳質阻力主要來自于有機相,發(fā)生傳質的主要物質是萃取劑陰離子和賴氨酸陽離子反應產生的萃合