美國蘭博連續(xù)制備色譜（模擬移動床）及其在氨基酸工業(yè)中的應用

氨基酸具有重要的生物、藥物和營養(yǎng)價值。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、無機鹽以及原料中帶入的各種雜質(zhì), 因此, 要獲得符合高質(zhì)量標準要求的氨基酸成品, 必須采取一系列物理和化學方法進行提純處理。

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, 而色譜過程無需熱再生, 能耗低, 分離效率高且適應性強, 在氨基酸的生產(chǎn)中得到廣泛的應用。

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。

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, 模擬移動床(SimulatedMoving Bed)色譜技術(shù)更是以其操作連續(xù)化、總柱效高、流動相耗量少等優(yōu)點而愈來愈受到人們的廣泛重視。

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

SMB（模擬移動床色譜） 在氨基酸工業(yè)的應用

在賴氨酸工業(yè)中的應用

賴氨酸是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。賴氨酸的主要市場就是作為豬和家禽飼料的附加物。另外, L-賴氨酸在保健行業(yè)中還作為靜脈液的組分, 它是通過葡萄糖的好氧發(fā)酵生產(chǎn)的。發(fā)酵后, 醪液用酸進行pH 值調(diào)整, 然后經(jīng)精密過濾除去生物體來進行凈化。濾掉的生物體送去進行廢料處理;從精密過濾中滲透出來的液體送到SMB 離交系統(tǒng)中進行L-賴氨酸的回收和凈化。凈化后的L-賴氨酸用酸進行酸化, 然后以高純度(98.5 %)酸鹽-賴氨酸鹽酸鹽(含78.8 %的自由賴氨酸)的形式回收。

在其他氨基酸工業(yè)中的應用

SMB 技術(shù)除了在賴氨酸中廣為應用外(國內(nèi)廠家有泉州大泉賴氨酸公司、廣西賴氨酸廠), 還被用于蘇氨酸、色氨酸等產(chǎn)品的精制。南京工業(yè)大學與江陰的800 萬t L-苯丙氨酸項目中就成功引入了SMB 技術(shù), 其提取收率大于97 %, 產(chǎn)品純度大于99 %。提取過程中樹脂利用率提高了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, 具有很大的市場優(yōu)勢。另外, 學校還正在進一步研究SMB 技術(shù)在纈氨酸發(fā)酵液分離中的應用。

模擬移動床技術(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, 以及可實現(xiàn)調(diào)節(jié)和控制自動化的諸多優(yōu)點, 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(模擬移動床反應器)、SF-SMB(超臨界流模擬移動床)等, 賦予了SMB 更強大的威力, 使其成為氨基酸分離領(lǐng)域中zui有前景的一門技術(shù)。