溶剂浮选法分离水溶液中氨基酸的研究

摘要

氨基酸是重要的生化产品，在饲料、医药和食品等方面具有广泛用途。氨基酸的分离富集及纯化是其生产过程的最重要环节。本文对溶剂浮选法分离水溶液中氨基酸进行研究，以期探索一种分离氨基酸的新方法。主要研究内容如下： ⑴运用泡沫浮选法分离精氨酸，优选出的最佳浮选条件：初始pH 7.0，表面活性剂浓度0.25 g/L，气速0.024 m3/h，装液量410 ml，并进行追加实验，得到富集比与回收率分别为2.35和65.6％。 ⑵对溶剂浮选法分离精氨酸和赖氨酸的工艺进行研究，重点考察了萃取剂浓度、溶液初始pH、表面活性剂浓度、气速、溶液初始浓度、NaCl 浓度和浮选时间等因素对浮选效率的影响，优选出的最佳浮选条件。在单因素实验基础上，溶剂浮选法分离精氨酸正交实验的结果表明，在初始pH 7.0，表面活性剂浓度0.2g/L，气速200 ml/min，萃取剂浓度30％（v/v）的实验条件下，得到富集比为16.3，回收率为97.6％。溶剂浮选法分离赖氨酸的正交实验结果表明，在初始pH 7.0,表面活性剂浓度0.2g/L，气速200 ml/min,萃取剂浓度30％（v/v）的实验条件下，得到富集比为13.4，回收率为80.1％。 ⑶在分离富集的基础上，对有机相中精氨酸进行反萃取实验，用等体积的5％的稀盐酸溶液对有机溶剂中的精氨酸进行反萃，重复反萃3 次，反萃率达到99.2％。在实验基础上，对溶剂浮选法分离精氨酸的分离机制进行初步研究，得出整个溶剂浮选过程经历了气泡吸附分离、“油-水”界面络合反应、反应物溶解于有机相三个过程。溶剂浮选法分离精氨酸的动力学实验结果表明：精氨酸的溶剂浮选过程阶段性明显,大致可分为三个阶段,第一个阶段和第二阶段符合一级动力学方程,第三阶段符合零级动力学方程。 ⑷以同样浓度的赖氨酸水溶液为研究体系，分别运用溶剂浮选法、泡沫浮选法和溶剂萃取法进行分离实验，实验结果表明，溶剂浮选法的分离效果明显优于泡沫浮选法和溶剂萃取法。通过对溶剂浮选法分离不同氨基酸效果的比较，得出在最佳实验条件下，溶剂浮选法对碱性氨基酸有很好的分离效果，中性氨基酸次之，酸性氨基酸较差。