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超滤法精制L_异亮氨酸

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第16卷　第3期 石油化工高等学校学报 Vol.16　No.3

2003年9月 JOURNAL　OF　PETROCHEMICAL　UNIVERSITIES Sep.2003

文章编号:1006-396X(2003)03-0047-04

超滤法精制L-异亮氨酸商育伟1,,　李树新2,　金玉顺2,　郭文莉23(1.辽宁石油化工大学,辽宁抚顺113001;　2.北京石油化工学院,北京102617)

摘　要:　国内传统的氨基酸粗品精制基本上全部采用活性炭脱色。活性炭色黑质轻,污染环境,且其产品质量差。在氨基酸生产工艺中采用无相变、低能耗、环境友好的膜分离技术,是氨基酸工业技术进步中一大突破。采用超滤技术代替现有的活性炭脱色工艺,实现氨基酸的高效提纯与精制。研究了不同切割相对分子质量的膜,操作压力和温度对膜通量的影响及膜的清洗方法。结果表明,在操作压力为0.15～0.20MPa,操作温度为45℃时经杭州水处理中心生产截留相对分子质量为30000的聚丙烯腈超滤膜超滤浓缩精制制得的异亮氨酸产品得率高,质量好,为超滤技术应用于异亮氨酸精制提供了依据。另外,采用超滤膜过滤除去热原也很有效,同时还能达到无菌的要求。关键词:　L-异亮氨酸;　膜;　超滤;　精制中图分类号:　TQ028.8 文献标识码:A

RefineryL-IsoleucineWithUltrafiltrationSHANGYü-wei1,　LIShu-xin2,　JINYu-shun2,　GUOWen-li23(1.LiaoningUniversityofPetroleum&ChemicalTechnology,FushunLiaoning113001

,China;

2.BeijingInstituteofPetrochemicalTechnology,Beijing102617,China)

Abstract:　Traditionalroughaminoacidsrefinerybasicallydecolourizedusedbyactivatedcharcoalinmycountry.Activatedcharcoalisblackandlight,whichcanpollutetheenvironment,qualityofproductsispoor.Itisagreatbreakthroughtoadoptthemembranceseparationtechniqueofwhichultrafiltrationhasnophasetransition,lowerenergyconsumptionandfriendlytoenvironment.Theadoptionofultrafiltration,purificationofroughaminoacidsisakeyprogressivetechnique.Theeffectofmembrancemolecularweightcut-off,operatingpressure,filtrationtemperatureonmembranefluxwasstudied.Themethodofcleaningthemembranewasalsodiscussed.Theresultsshow,at0.15～0.20MPa,45℃,aftermembraneofmolecularweightcut-off30000dowithL-isoleucine,yieldandqualityofproductsarebetter.Itprovidessomereferencesfortheapplicationofultrafiltrationtechnology.Inaddition,ultrafiltrationremovalofpyrogenisalsoworkableandproductscanmeettheneedofsterility.Keywords:　L-isoleucine;　Membrane;　Ultrafiltration;　Purification3Towhomcorrespondenceshouldbeaddressed.

L-异亮氨酸是人体必须的八大氨基酸之一,能促进蛋白质合成,提高生长激素和胰岛素水平,支链氨基酸有形成肌肉、强化肝功能、恢复肌肉疲劳等作用。国内异亮氨酸粗品含有色素和热原且颗粒度不均匀,目前传统的粗品精制工艺采用活性炭脱色,但其选择性差,产品色泽深且热原很难除去[1]。如收稿日期:2003-04-15作者简介:商育伟(1977-),女,辽宁大石桥,硕士研究生。3通讯联系人。果在活性炭中加入活性白土作为脱色剂进行脱色的效果优于单纯用活性炭作为脱色剂,但其质量比要随水解液的不同而变化,工序繁琐[2]。超滤法因其能耗小、效率高,能在低温下操作,生物活性物质不易失活等特点,可除去发酵液中的病菌、病毒、热原等,近几年在分离浓缩精制生物活性物质方面得到了广泛的应用[3-5]。尹军峰等人[6]通过对绿茶汁不同工艺条件下超滤试验结果表明,绿茶汁经过适合的工艺参数超滤后,感官品质得到明显提高,原有的纯正香气和醇厚滋味品质得到保持,同时汤色清澈透明,抗沉淀的能力得到极大的提高,基本消除沉淀的产生。另外,MueellerK报道[7],除热原用超滤膜的截留相对分子质量规格是6000,效果较好。田原修等[8]采用截留相对分子质量为10000的超滤膜,平板式装置,除去乳酸钠中的热原。桥本雅文[9]指出,一般从低相对分子质量药液中除去热原采用截留相对分子质量为10000的滤膜,包括静脉注射液除热原。孔径及材质的选择,需视被处理物的相对分子质量、特性及热原的含量而定,通过工艺试验选择最为合适的超滤膜规格及处理工艺。1　实验部分1.1　化学试剂 L-异亮氨酸(95%)(江苏亚太氨基酸有限公司);无水乙醇;盐酸;氢氧化钠(分析纯,北京试剂厂)。1.2　仪器 50mL静态杯式超滤器(中科院生态环境研究中心);pHS-25型酸度计;磁力加热搅拌器;JJ-1增力电动搅拌器;Winner2000台式高性能激光粒度分析仪;751型分光光度计;SHZ-D循环水式真空泵;电子天平等。1.3　实验方法 以异亮氨酸的溶解度数值为依据,取一定质量的异亮氨酸充分搅拌溶解在盐酸溶液或蒸馏水中,在电热套上缓慢加热至70～80℃,使其中的晶体悬浮物完全溶解。用杯式超滤器超滤异亮氨酸溶液并记录下超滤时间、滤出溶液体积、操作温度和压力。将超滤后的溶液放入结晶器中并启动调速搅拌装置,调节等电点,浓缩至溶液表面出现微晶飘动时加入0.1%～0.2%的固体晶种,控制降温速度促进结晶过程的顺利过程。结晶至终点温度后将悬浮液放入冰箱内,静置24h后用循环水式真空泵抽滤,抽滤过程中滤饼用乙醇或蒸馏水清洗,抽滤母液再处理,湿晶体送干燥箱干燥,干燥温度低于80℃。2　结果与讨论2.1　溶剂对异亮氨酸溶解的影响 溶剂的选择是一个比较复杂的工作,需要综合考虑多种因素,最基本的要求是应该对溶质有一个适宜的溶解度变化,使产品有较大的收率,需要回收溶剂时要优先选择溶剂回收成本低的溶剂,除满足工艺要求外还希望溶剂价格比较低以降低成本,此外溶剂安全性和毒性等也对溶剂选择有制约作用。因此我们初步选择蒸馏水作为溶剂。2.2　溶解温度对异亮氨酸溶解的影响 溶解过程中为了除去可能存在的细晶,应使得溶解温度比饱和温度高10～20℃,或者先让异亮氨酸溶解在高温水中(80～90℃)逐渐降到超滤所需的温度。在晶体完全溶解后进行下面的操作可以减少一些不必要的损失。因为如果不能完全溶解,在超滤过程中,未溶解的氨基酸悬浮粒子就会粘附于超滤器内壁,搅拌棒及膜上。2.2　不同切割相对分子质量对膜通量的影响 异亮氨酸经过超滤澄清和进一步脱色过程,既要保证溶液有足够的澄清度,又要考虑有效成分不损失且膜通量要足够的大。实验采用了3种不同切割相对分子质量超滤膜,分别为杭州水处理中心聚砜超滤膜(50000)和中科院生态环境研究中心提供的聚丙烯腈超滤膜(10000和30000)。实验测定了3种超滤膜在超滤30min后的通量,见表1。

表1　不同超滤膜组件的膜通量Table1　Fluxofdifferenceultrafiltrationmembrane

超滤膜规格(相对分子质量)100003000050000

膜通量/(L・m-2・h

-1)8.618.218.9

从表1可以看出,用截留相对分子质量越小的超滤膜,膜的通量越小,实际的生产效率越低;但用截留相对分子质量越大的超滤膜,随膜通量增大而溶液的澄明度降低。初试结果用截留相对分子质量为30000的聚丙烯腈膜处理该溶液膜通量大,澄清度已经足够,过滤收率高达99%以上,起到了净化的作用。2.3　操作温度对膜通量的影响 从图1可以看出膜通量随操作温度的升高而增加但又受膜材料性质的约束,但当温度超过45℃时料液透过速率降低,这可能是由于膜耐热性不佳,在高于45℃时膜收缩,膜孔径变小,料液的透过速率减少。因此实验采用的操作温度控制在45℃左右为佳。2.4　操作压力对膜通量的影响 操作压力对膜性能的影响较大。压力低,通量小,不能满足生产要求;压力过高,膜易被压实,通量迅速下降。但操作压力达到0.15～0.2MPa范围内,通量趋于稳定,这符合超滤过程中浓差极化和凝

84石油化工高等学校学报 第16卷胶层理论,即压力达到0.15～0.2MPa,超滤通量有一个较稳定的值,参见图2。 膜被压密、水解、浓差极化及膜污染是影响膜寿命的主要因素,通过控制操作压力、操作温度和溶液的pH值,可以使膜的压密和膜水解得到缓解。综合上述因素,选用中科院生态环境研究中心提供的聚丙烯腈超滤膜(切割相对分子质量为30000)精制异亮氨酸,料液温度选择在45℃,操作压力为0.15～0.2Mpa,精制后的产品经测试颗粒度均匀,透光率好,基本达到国外产品的质量。3　超滤膜的污染与清洗 超滤技术在氨基酸工业化存在的主要原因是膜污染和堵塞问题,料液中溶质等浓缩、结晶或沉淀,致使膜孔产生不同程度的堵塞。由于膜污染是亚微细粒子或小分子溶质吸附、积累在膜表面或在膜孔中结晶沉积所致,所以膜污染引起通量衰减往往是不可逆。浓差极化和膜污染都能引起膜性能的变化,使膜的使用性能变坏,而膜污染是膜通量和分离性能下降的主要原因。适当提高水温(以采用的超滤膜所允许的最高温度为限),加速分子扩散,增大滤速;或降低膜两侧的压差或料液浓度,均可减轻已经产生的浓差极化现象。 在超滤通量没有明显下降时采用蒸馏水清洗膜,膜通量恢复率在95%以上。在超滤通量明显下降时采用浓度为1%～2%的H2O2清洗剂清洗膜,

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CVVH时治疗剂量计算

CVVH时治疗剂量计算


R
heparin
V
V
UF
preRFR 3000 x pre% ml/hr
postRFR 3000 x (1 - pre%) ml/hr
BFR 150 ml/min
UFR 3100 ml/hr
前稀释+后稀释交换量的计算
首先按照完全后稀释方式计算交换量 UFR 3100 ml/hr = 51.7 ml/kg/hr C’ = SC x UFR = 51.7 ml/kg/hr 其次计算稀释比例 BFR = 150 ml/min, Hct = 30% Qp = 150 x (1 – 30%) = 105 ml/min 前稀释RFR = 3000 x pre% ml/hr = 50 x pre% ml/min 稀释比例 = Qp / (Qp + 50 x pre%) = 105 / (105 + 50 x pre%) 最后计算校正后交换量 C = 51.7 x 105 / (105 + 50 x pre%) = 40 ml/kg/hr
前稀释的优点与缺点
BFR
BFR
UFR
BFR
BFR
UFR
RFR
RFR
后稀释
前稀释
血液没有被稀释 UF中溶质浓度与血浆浓度相似 SC = 1
血液被稀释 UF中溶质浓度低于血浆浓度 SC < 1
前稀释CVVH时交换量的计算
BWt 60 kg Hct 30% BFR 150 ml/min 全部前稀释 RFR 2000 ml/hr 平衡-100 ml/hr
超滤率的影响因素
Lp: 膜超滤系数[ml/(hr.mmHg.m2)] Kuf: 滤器超滤系数[ml/(hr.mmHg)]
微生物发酵废液的综合利用方法与设计方案

微生物发酵废液的综合利用方法与设计方案

图片简介:本技术涉及一种微生物发酵废液的综合利用方法，包括如下步骤：(1)将微生物发酵液经膜分离，制得发酵废液和清液，发酵废液中固体体积占总发酵废液体积的百分比不低于30％，清液用于分离提纯目标产物；(2)酸化发酵废液，将其升温至7090℃后，再将其降温至室温后，过滤，制得的滤渣用于制备饲料，滤液回收利用到发酵过程。

本技术无需添加絮凝剂，仅通过酸化、升温、降温和过滤处理，即可实现固液分离，且分离时间短，分离效果好。

技术要求1.一种微生物发酵废液的综合利用方法，其特征在于，包括如下步骤：将微生物发酵液经膜分离，制得发酵废液和清液，发酵废液中固体体积占总发酵废液体积的百分比不低于30％，清液用于分离提纯目标产物；酸化发酵废液，将其升温至70-90℃后，再将其降温至室温后，过滤，制得的滤渣用于制备饲料，滤液回收利用到发酵过程；或者将酸化发酵废液降温至5-10℃，再将其升温至70-90℃后，再降温至室温后，过滤，制得的滤渣用于制备饲料，滤液回收利用到发酵过程。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微生物发酵液为氨基酸发酵液，优选所述氨基酸选自丙氨酸、精氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、瓜氨酸、半胱氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、鸟氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、络氨酸、缬氨酸的任一种或其组合。

3.如权利要求1-2中任一项所述的方法，其特征在于，所述膜分离选自纳滤膜分离、超滤膜分离、普通滤膜分离、陶瓷膜分离、离子交换膜分离的任一种或其组合。

4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，对所述微生物发酵液进行灭活处理后再进行膜分离，优选灭活处理方式为干热灭菌、湿热灭菌、高压灭菌、等离子体灭菌的任一种或其组合，优选步骤(1)中，对微生物发酵废液降温至50℃以下后再进行膜分离。

5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，酸化发酵废液的pH1-6，优选pH 3-4，优选所述步骤(2)中的酸性溶液为浓硫酸、浓盐酸、浓硝酸、草酸的一种或几种。

酮亮氨酸钙

酮亮氨酸钙

化学药品注册分类6 第一部分综述资料Ⅰ―3酮亮氨酸钙α-Ketoleucine Calcium立题目的与依据研究机构：地址：邮政编码：资料编写人：资料完成日期：原始资料保存处：联系人：联系电话：药品注册申请人：资料3：立题目的与依据一、品种的一般情况[通用名] 酮亮氨酸钙[英文名] α-Ketoleucine Calcium[化学名] 4-甲基-2-氧代戊酸钙[汉语拼音] Tongliang’ansuangai[结构式][分子式] C12H18CaO6[注册分类] 本品已在中国上市销售，根据《药品注册管理办法》的规定，本品属化学药品第6类，即已有国家药品标准的原料药。

[作用特点] 酮亮氨酸钙在体内利用非必需氨基酸的氮转化为亮氨酸而发挥作用。

亮氨酸为人体8种必需氨基酸之一，属支链氨基酸。

L-亮氨酸是复合氨基酸静脉注射液不可缺少的原料，对于维持危重病人的营养需要，抢救患者的生命起着积极的作用。

同时作为支链氨基酸，因其氧化速率较快，在体内分解产生ATP的效率高于其它氨基酸，从而用来补充大运动量引起的能量消耗，减轻由此引起的中枢神经系统的疲劳反应，减少高强度运动造成的蛋白质分解。

二、立题背景营养治疗一直是延缓慢性肾病(CKD)进展、缓解尿毒症症状的一种有效措施。

而根据Brenner的“超滤学说”理论，残余肾单位的过度滤过，引起球内压力增高，同时增加肾小球滤过率，使残余肾单位劳损，造成慢性肾脏病的不断进展与恶化。

其中，饮食蛋白的含量是调节肾小球滤过的最主要因素。

因此，饮食疗法的目的不仅仅在于减少尿毒症的症状，还在于保护残余肾功能。

由德国Fresenius公司开发并于1990年进口中国的肾灵片(Ketosteril Tablets)，目前的通用名为：复方α-酮酸片(商品名：开同®)，为解决上述问题提供了可行性依据，它是含4种α-酮基酸(酮酸)、1种α-羟基酸和5种必需氨基酸的复合制剂，其特殊的药理作用弥补了氨基酸在体内会增高肾小球滤过率和尿白蛋白排泄的不足。

生物下游技术

生物下游技术


高价无机离子 当采用离子交换法提取产物时，影 响树脂对生化物质的交换容量 色素、毒性物质、热原质
2011-3-26
去 除 杂 蛋 白
降 低 发 酵 液 粘 度
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二、发酵液的预处理

采用理化方法设法增大悬浮液中固体粒子的大小、 或降低粘度，以利于过滤。

去除会影响后续提取的高价无机离子和杂蛋白质
等。
2011-3-26 4
3. 所需目的产物稳定性低
对热、酸、碱、有机试剂、酶以及机械剪切等均敏感，
易失活或分解。
4. 代价昂贵，产品回收率不高，损耗大
如：抗生素、乙醇、柠檬酸的纯化费用占整个工程费 用的60%；纯化蛋白质占总费用的80~90%
5. 生物安全问题：热原质、色素、毒性物质
2011-3-26
镁离子，可用三聚磷酸钠它和镁离子形成可溶性络 合物，用磷酸盐处理，也能大大降低钙离子和镁离 子的浓度。
Na5P3O10+Mg2+ =MgNa3P3O10+2Na


黄血盐与铁离子形成普鲁土盐沉淀
3K4Fe(CN)6+4Fe3+=Fe4[Fe(CN)6]3+12K+
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2 .杂蛋白质的去除方法
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2.过滤介质
使滤液通过，截留固体颗粒并支撑滤饼的材料。要 求其具有多孔性、耐腐蚀性及足够的机械强度。
无定形颗粒：无烟煤、砂、颗粒活性炭、铁矿砂等 成形颗粒：烧结金属、烧结塑料以及用合成树脂粘 结的硅砂、塑料颗粒等，做成圆筒形或板状。 非金属织补棉：化学纤维、玻璃纤维织品、长纤维 滤布、短纤维滤布。 金属织布：不锈钢丝或铁丝等的织布。 无纺品：纸、毡、石棉板、合成纤维无纺布等。