美國(guó)蘭博連續(xù)制備色譜（模擬移動(dòng)床）及其在氨基酸工業(yè)中的應(yīng)用

氨基酸具有重要的生物、藥物和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。工業(yè)生產(chǎn)中一般采用發(fā)酵法生產(chǎn)。發(fā)酵產(chǎn)生氨基酸后, 發(fā)酵液中還含有殘?zhí)恰⒌鞍踪|(zhì)、色素、膠體物、無(wú)機(jī)鹽以及原料中帶入的各種雜質(zhì), 因此, 要獲得符合高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求的氨基酸成品, 必須采取一系列物理和化學(xué)方法進(jìn)行提純處理。

由于氨基酸是一種熱敏性生化物質(zhì), 傳統(tǒng)的分離手段如蒸餾、吸附、萃取、結(jié)晶、沉降分離等在其分離中受到限制, 而色譜過(guò)程無(wú)需熱再生, 能耗低, 分離效率高且適應(yīng)性強(qiáng), 在氨基酸的生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。

色譜法是一種重要的分離和分析技術(shù)。色譜技術(shù)依據(jù)分離機(jī)制的不同可分為吸附色譜、分配色譜、離子交換色譜和凝膠過(guò)濾色譜等;按操作方式的不同又可分為間歇色譜和連續(xù)色譜2 大類(lèi)。

連續(xù)色譜系統(tǒng)是以層析為單元, 引入化工中的逆流、回流等機(jī)制, 因此分離效率較一般固定床層析技術(shù)高出很多。另外, 連續(xù)色譜過(guò)程能有效地利用填充劑(固定相)床層, 提供質(zhì)量恒定的產(chǎn)品, 特別適合用于象氨基酸等這類(lèi)生化物質(zhì)的生產(chǎn)之中。作為連續(xù)色譜技術(shù)中的zui適于工業(yè)化大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)的一類(lèi), 模擬移動(dòng)床(SimulatedMoving Bed)色譜技術(shù)更是以其操作連續(xù)化、總柱效高、流動(dòng)相耗量少等優(yōu)點(diǎn)而愈來(lái)愈受到人們的廣泛重視。

模擬移動(dòng)床色譜的操作單元是色譜層析, 色譜對(duì)不同組分進(jìn)行分離, 主要是利用各種組分在色譜柱中的遷移速率不同來(lái)完成的。

SMB（模擬移動(dòng)床色譜） 在氨基酸工業(yè)的應(yīng)用

在賴(lài)氨酸工業(yè)中的應(yīng)用

賴(lài)氨酸是10 種必需的氨基酸之一。這10 種必需的氨基酸不是由人體合成的, 而是必須從食物中攝取。賴(lài)氨酸的主要市場(chǎng)就是作為豬和家禽飼料的附加物。另外, L-賴(lài)氨酸在保健行業(yè)中還作為靜脈液的組分, 它是通過(guò)葡萄糖的好氧發(fā)酵生產(chǎn)的。發(fā)酵后, 醪液用酸進(jìn)行pH 值調(diào)整, 然后經(jīng)精密過(guò)濾除去生物體來(lái)進(jìn)行凈化。濾掉的生物體送去進(jìn)行廢料處理;從精密過(guò)濾中滲透出來(lái)的液體送到SMB 離交系統(tǒng)中進(jìn)行L-賴(lài)氨酸的回收和凈化。凈化后的L-賴(lài)氨酸用酸進(jìn)行酸化, 然后以高純度(98.5 %)酸鹽-賴(lài)氨酸鹽酸鹽(含78.8 %的自由賴(lài)氨酸)的形式回收。

在其他氨基酸工業(yè)中的應(yīng)用

SMB 技術(shù)除了在賴(lài)氨酸中廣為應(yīng)用外(國(guó)內(nèi)廠家有泉州大泉賴(lài)氨酸公司、廣西賴(lài)氨酸廠), 還被用于蘇氨酸、色氨酸等產(chǎn)品的精制。南京工業(yè)大學(xué)與江陰的800 萬(wàn)t L-苯丙氨酸項(xiàng)目中就成功引入了SMB 技術(shù), 其提取收率大于97 %, 產(chǎn)品純度大于99 %。提取過(guò)程中樹(shù)脂利用率提高了30 %, 酸堿用量降低了80 %, 提取能力提高了3 ～ 5 倍。產(chǎn)品成本大為下降, 具有很大的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。另外, 學(xué)校還正在進(jìn)一步研究SMB 技術(shù)在纈氨酸發(fā)酵液分離中的應(yīng)用。

模擬移動(dòng)床技術(shù)是分離技術(shù)的一次革新, 是一種真正的連續(xù)制備色譜技術(shù), 它的出現(xiàn)使色譜分離產(chǎn)生了新的飛越。由于其分離效率高、連續(xù)操作、填料和洗脫劑消耗少, 以及可實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)和控制自動(dòng)化的諸多優(yōu)點(diǎn), 在氨基酸工業(yè)中引起人們的廣泛關(guān)注, 在其中正扮演著越來(lái)越重要的角色。并且隨著SMB 與其他單元操作的結(jié)合, 如SMBR(模擬移動(dòng)床反應(yīng)器)、SF-SMB(超臨界流模擬移動(dòng)床)等, 賦予了SMB 更強(qiáng)大的威力, 使其成為氨基酸分離領(lǐng)域中zui有前景的一門(mén)技術(shù)。