Способ очистки аминокислот Советский патент 1991 года по МПК B01D61/00 

Изобретение относится к области электрохимических производств, а конкретно к электродиализной технологии очисжи чми- нокислот.

Цель изобретения - увеличение степени очистки.

На фиг. 1 представлен олектродиал1 иа- тор, реализующий способ очистки, на фш 2 - диаграммы, поясняющие способ

Способ осуществляют следующим образом.

Исходный раствор, содержащий нейтральные молекулы, катионную и анионную формы аминокислоты (АК+ и АК), а также минеральные примеси, подается в камеру 1 деминерализации электродиализатора, образованную катионо- и анионообменной мембранами 2 и 3 Смежные камеры (щелочные 4 и кислотные 5) ограничены биполярными мембранами 6. При наложении электрического поля анионы минеральных примесей и аминокислоты переносятся в смежные камеры через анионообменную 3 а их кэтиони - через катионообменную мембрану 2, где происходит образование кислоты и щелочи за счет генерации

Ьипотярными мембранами Ь протопоп и ионов гидрокопла f ри достижении опреде- пенных лонценграции и щелочи процесс переноса носов апшю .ICVOTU по давляе|С,я ДИФФ5,н/( ч анионообменную мембрану кислота обо. пе иваег мореход аниомнои .i аминокислоты в катионную а ди J {лидирующая ,, катионообменную мембрану щелочь к «тионнои Формп аминокислоты в анионную, после чего эти ионы электрическим по.ем отбра сываюгся назад в камеру деминерализации. Указанные концентрации определяются путем (фиг 2)

Пример. Исходный раствор содержащий 10 г/л аминокислоты (/j аланин)и5г/л минеоальных примесей циркулирует через камеры 1 деминерализации эле родизли- затора состочщего из чередующихся мембран типа МК-40 (3), МЛ 41 (4) и МЬ 3 (7) В кислотные 5 и щелочные 4 кямеры раствор не подается вода в них переносится через мембраны в гидрат, ныл оболочка .пнов и в результате диффузии (рр-ким электроосма- гического концентрированич обеспечивает максимальное концентрирование р сшосо

С

о

00

ел

IOO

ров, минимальный расход ргклпор н п соП- ственныо нужды, у п роща о i t н;-.рнп,тр.1 чгкую схему. Контролируется остаточное содержа ние минеральных примесей в очищаемом растворе (С), выход амипокиино: u (N) ,; растворов о кислотных и щепочт-г камера . Электрический режим - пптопциос ашч - ский, падение напряжения H.I э/ь-мон ар- ном звено (3 камеры) S . (олучг.ппыо данные представлены на ,: .7

Из хода кривых 1 и 2 на фиг.2 вид,:. чю в процессе очистки раствора по/л-ч мые в кислотных 5 и щелочных А камерах олектро диализатора кис/нма и щелочь г:ог - : и:н;| . становятся мемое концерн фмрпр.амними. Значения рН растпорой при оПег.солип. нт; целевого продукт до уровн; i.O /г| i.:.. .1 висимо от начального со нч . . меняются в интернг-.м ; , : . 5 щелочные камеры и 1.0 Г,1 к:vi - .чн,.: к.-- меры. Оптимальпммн . ( ния рН япляются II и -3. .;.; .-м |., ч pi : меньше 1 и больше 14 п элсктрс:..-.);-::;а ор. не достигаются, что обусл,:-п :.:чь .;- ; ми мембран, а при рН боль то 3 i пи :;:м. 11 начинается ощутимый L4ii: r ;IN-..un ,. ЛОТ1..1 через мемирэмы ( кпслг Ч1 ю ;i oii ; ч ные камеры (крипзя 3). Зн-ччг,;.;/,;. , 1 Ми 3 соответствует остаточное спдсфжп п..: гч неряльных примегпй в (VJC P.OJ..: KJKIII: лоты около 10 MI /л.

РеЗуЛЬГаГ, ОП.,;,ОВ. ПОЛУ мни, ipl1

различных электрических ргтпм.сг- i-оли содержаниях исхо; нь. растг.г .;i.;j, I:BII/IO. тельстпуют о том, ч i о па.с ic гр;.ми, определяющими эффективное.. удср;к нич аминокислоты в очищаемом растворе, sti.iisi ются связанные г.ежду собой зн -имшя рМ pacTBOpoft в кислотных и щелочнчх камерах электродиализатора. Аналогичные результаты были получены п при очистке других аминокислот

Из полученных о серии опыпж данных видно, что предложенный способ по rpai nc нию с известными обеспечивает меньшие- потери целевого продукта.

Характеристики процесса электродил- лизной очистки аминокислоты ( по данным серии опытов) приведены в табл. 1.

При очистке до уровня изсег.тного способа потери практически отсутствуют.

В основе способа лежит слюйстг.о нейтральных (при значениях рН. ои чающих- изоэлектрической точке) молекуа аминокислот переходить в катионнун.) фп;-,чу и к-.:слой среде, а о анионную - и це/;оч1 Н;, а также отсутствие этой способности у пзнл -каемых в процессе очистки минеральных примесей. Принципиальное отличие от известного способа состоит в том, что используемый

Ь

эпс Н одтлчг-.аюр r.t . не дпа типа кпмеп деминеропп isiiui и концентрирова- н /н1, а три .п,();чл,, щелочные и к .к .аотпмр Ч1)с/ -:;(ин: два типа являются . р- i. ;,;;нцеи; ;i. | aHii;i - в кислотные камеры из камер дг-мнр. рализации перено- .:; :;:(И:1Ц.; (; sir. , ., :,;, .«ооГтилные мсги- r. p..i. ij, 11 щч очн ыс: катионы (через к-:-, i : ( ч ;н-.м: м Км ёны). VcflOf.HiO гик i гчнои ; i. .1,.,.: i i ri;jii зтог обесмочи- (,- .. .;; -::а 1И h и;:и РН , i ене| .ируемыми на ..ii : , л±1 -/. Mfr- . ь. аах. При этом ufipa- яуюп:ч кислотч и ,,, препятстпунлци.л .т. / в кис-о и щолочшие камеры 1ч..; ) aMiinoi-.il ,ло i-i .-; с. ют изменения из пар ; гк клню: - мг р учо/чпт п анионы li , К C(,t /I ;ГH2N R COO i

,М ; .

а ; ; а; .. -, и.и ; ;; ка iroi ,ie

I.;:-) N СПС .у) H.-J.J4 - К-СООН. . ;.у.-у. м- че ч.jiipitiuienne элсктроми . . И.; °|:ОП Г. .:;РИТСЯ . ПрОГИВОПО. ЮЖНОО

(напад « t;;;f.., ,: --ппГ: ;; лизаиии), и ами- i:a :....:л П ча: in;i.е. . : 0г/р; н.; дг-, ,. -.; цпг

а . ч/,.): ,.: значения pi растворов в : л Г м ы и г;;; г г 11 ;.,. камерах /юктродиу- /Ч , а oG junC4v-u a -.. ;:; .noe срэблты-- f;;-in K: ч чюпьзуомо о -it;xann3fi4 удержания K.- M iXi о : од - кта, i r,(о па лереза- П1:;.-;- 1(.Ц|Гтериоам-,, с, iог-1 самым доглиже- , Ц .;аи изоОрето ..

i -хнико- жонг.г чпегкие характеристики проце, г.а .i/i .;Kipivv :.i3Hon очистки ами- н( игчот .едиш: )абл.2,

1 ;; ибопее Олизким к заявляемому являег- t ; ,,. очистки -:к.1ииокислот ог минераль- н.;-. npi- ;.;cei- меюдом элекгродиализа. ПРОЦАС. -. проводится при токах выше предельно1 значения в многокамерном электродия- лн.члicpe. состоящем из чередующихся v а гио1ю- и анионообменных мембран, обра- 3yiouuix камеры обессиливания и концент- рн| чн);1иия толщиной 0,45 мм. Полученный придукт содержит не менее 20-30 мг/л со- пой аммония, выход аминокислоты в про- цг.ссе очистки 71-96%,

Глпсмый недостаток известного способа заключается п том, что его применение сопряжено со значительными потерями эмшч..-.ислоты в процессе очистки.

Псг ользование заявляемого способа то ию. ни промышлснно получать особочи- п т; аминокислоты при минимальных поте- го.х экологически чисто и с высокой . | . гипнос; ыо (скоростью) процесса.

3 о р м у л а изобретения

С.пособ очистки аминокислот от мине- р:п-ьь:1--х примесей электродиализом в элек- трчдиализаторе с чередующимися

анионообменными и катионообменными мембранами, отличающийся тем, что. с целью увеличения степени очистки, процесс ведуг в электродиализаторе, снабженном биполярными мембранами, размещенными между каждой парой анио- нообменной и катионообменной мемЬран кагионообменными сторонами повернутыми к катоду, с образованием исходных проточныхкл мер,образованных

анионообменными и катионообмонными мембранами, непроточных щелочных камер, образованных биполярными и катио нозбменными мембранами, и непрочных кислотных камер, образованных биполярными и анионообменными мембранами, и электродиализ ведут при начальном рН в щелочной камере 14, а в кислотной 1 и заканчивают при рН в иелочной камере 11 и в кислотной 3.

Аминокислота

Напряжение на I Выход аминокис- электродиализа-ют,%

торг В

2596

2598

2598

К А

К

6

6 Uc)coc Hb/ii pacmffop rfj -, 1

Т а б л и ц а 1

Таблица2

Удельные энер- j Остаточное со- гозаграты. держание мине- кВт, ч/ кг ральных аминокислот j примесей в растворе аминокислоты, мг/л

0,3110

028,10

0,3510

НА

ОН

V

N:/

: PH

10 Фие. 2

юо woo су/л