赖氨酸的生产工艺 (2).ppt

6.赖氨酸的提取和精制赖氨酸的提炼过程包括：发酵液预处理提取精制第30页，共71页，星期日，2025年，2月5日6.1赖氨酸发酵液的主要性质赖氨酸发酵液由于所用的原料、培养基组成及浓度、菌种和发酵工艺不同，其组成也不同，一般由以下四部分组成：氨基酸、菌体、培养基残留物、第31页，共71页，星期日，2025年，2月5日（1）氨基酸氨基酸代谢主产物赖氨酸，含量为7~8g/L；少量其他氨基酸，如缬氨酸，丙氨酸和甘氨酸，当发酵不正常时含有谷氨酸；少量有机酸，特别是发酵工艺控制不好时，含有乳酸。第32页，共71页，星期日，2025年，2月5日（2）菌体菌体一般含量在15~20g（干重）/L。第33页，共71页，星期日，2025年，2月5日（3）培养基残留物培养基残留物如残糖6~20g/L(随原料不同而异)，无机离子（如NH4+、Ca2+、Mg2+、K+和一些阴离子，其中NH4+浓度较高）。第34页，共71页，星期日，2025年，2月5日（4）色素色素发酵液中的这些杂质对赖氨酸的提取和精制影响很大，特别是菌体和钙离子等，应尽量除去。第35页，共71页，星期日，2025年，2月5日6.2发酵液的预处理发酵液的预处理，包括除菌体和影响提取收率的杂质离子。去除菌体的方法有离心分离法和添加絮凝剂沉淀两种方法。第36页，共71页，星期日，2025年，2月5日离心分离法采用高速离心机分离除去，如菌体体积小时需反复分离，成本高。添加絮凝剂沉淀法是先将发酵液调节到一定的pH值，加适宜絮凝剂如聚丙烯酰胺，使菌体絮凝而沉淀，加助滤剂过滤出去。第37页，共71页，星期日，2025年，2月5日发酵液的预处理(3)钙离子一般通过添加草酸或硫酸，成钙盐沉淀而除去。经验证明，发酵液经过预处理后，提取收率明显提高。第38页，共71页，星期日，2025年，2月5日6.3赖氨酸的提取从发酵液中提取赖氨酸通常有四种方法：a.沉淀法，利用赖氨酸生成难溶性盐而沉淀分离，或使赖氨酸结晶析出；b.有机溶剂萃取法；c.离子交换法；d.电渗析法。第39页，共71页，星期日，2025年，2月5日赖氨酸的提取(2)工业生产主要采用离子交换法提取赖氨酸，该法回收率高，产品纯度高。赖氨酸是碱性氨基酸，等电点(pI)为9.59。在pH=2.0左右能最大程度地被强酸性阳离子交换树脂吸附。pH=7.0~9.0被弱酸性阳离子交换树脂吸附。第40页，共71页，星期日，2025年，2月5日赖氨酸的提取(3)强酸性阳离子交换树脂和弱酸性阳离子交换树脂对纯赖氨酸溶液和发酵液中赖氨酸的吸附量是不同的。第41页，共71页，星期日，2025年，2月5日赖氨酸的提取(4)弱酸性阳离子交换树脂对纯赖氨酸的吸附能力大，但对发酵液中的赖氨酸吸附能力大为降低，这是因为发酵液中除赖氨酸外还有相当多杂质影响所致。因此，从发酵液中提取赖氨酸常选用强酸性阳离子交换树脂。第42页，共71页，星期日，2025年，2月5日赖氨酸的提取(5)强酸性阳离子交换树脂的氢型对赖氨酸的吸附比铵型容易得多。但是铵型强酸性阳离子交换树脂能选择性地吸附赖氨酸和其他碱性氨基酸，不吸附中性和酸性氨基酸，故容易与其他氨基酸分离。第43页，共71页，星期日，2025年，2月5日赖氨酸的提取(6)另外，选用铵型树脂，可以简化树脂的转型操作，如在用氨水洗脱赖氨酸的同时，树脂已转成铵型，不必再生。所以从发酵液中提取赖氨酸均选用铵型强酸性阳离子交换树脂。第44页，共71页，星期日，2025年，2月5日赖氨酸提取精制工艺流程第45页，共71页，星期日，2025年，2月5日6.4离子交换法提取赖氨酸离子交换法提取赖氨酸可用三柱串联的方式，以提高收率。上柱吸附：上柱方式、交换量、上柱流速洗脱剂（氨水洗脱、氨水+氯化铵洗脱、氢氧化钠洗脱）第46页，共71页，星期日，2025年，2月5日上柱吸附－上柱方式上柱方式上柱方式有正上柱和反上柱两种。如果发酵液含菌体等固形物较多，流速较快时，容易造成树脂层堵塞，这是采用反上柱较好。第47页，共71页，星期日，2025年，2月5日上柱吸附－交换量交换量正向上柱时，一般为每吨树脂可吸附90~100kg赖氨酸盐酸盐，反向上柱可吸附70~80kg赖氨酸盐酸盐。流出液pH=5时表明吸附达饱和。第48页，共71页，星期日，2025年，2月5日上柱吸附－上柱流速上柱流速上柱流速应根据上柱液性质、树脂的性质、柱大小及上柱方式等具体情况决定。应在小柱中进行试验确定适合的上柱流速。一般正向上柱速度大些，可以10L