從發酵液中提取丙酮酸的方法主要有減壓蒸餾法、反滲透法、離子交換法、有機溶劑萃取法等,有機溶劑提取法具有操作簡單、收率高、產品質量好等諸多優點,成為市場的不二之選,該方案是利用丙酮酸和其他物質在有機溶劑中分配系數的不同,通過在發酵液中加入特定的有機溶劑萃取,從而實現丙酮酸和其他物質的分離。
溶劑萃取法由于使用大量的有機溶劑,對溶劑的選擇性和再生能力提出了較高要求,例如有些學者建議采用乙醚作為有機溶劑,工藝也較為單一,目前這種溶劑顯然并不能勝任,較單一的工藝下,回收率和純度都不高,而且這種有毒、易爆、易揮發溶劑的使用,對環境造成了嚴重污染,給操作也帶來了不便。所以,只要在選擇出合適的萃取劑基礎上進一步優化萃取工藝,這仍不失為一種優異的工業化提取方案。
那么,有沒有一種溶劑萃取工藝,對環境污染小、操作簡便高效、費用低、成品純度高、易于工業化生產的從丙酮酸發酵液中提取丙酮酸并制備丙酮酸鈉呢?新型萃取工藝的流程主要為:
1、發酵結束后得到的丙酮酸發酵液,可以采用離心操作除去大部分的菌體和固形物成分。
2、將離心得到的上清液通過陽離子交換樹脂處理,調節通液的pH值,同時脫去一部分色素、陽離子成分。
3、經樹脂柱處理后得到的發酵液處理液,其pH值為1.0~5.0,也即萃取前發酵液的pH值為1.0~5.0。
4、萃取前發酵液中丙酮酸的濃度為20~120g/L,最佳為40~80g/L。采用有機酯類溶劑,如乙酸乙酯,乙酸丁酯,磷酸三丁酯作為萃取劑,尤以磷酸三丁酯為佳,萃取劑的用量為此時發酵液體積的100~200%。
5、萃取、反萃取后用燒堿溶液調節反萃取液的pH值為5.0~7.0。
6、反萃取液真空濃縮,濃縮液中丙酮酸含量控制在200~400g/L。
7、晶體用乙醇洗滌,然后在50~60℃的恒溫干燥箱中烘干,即可得到白色產品(丙酮酸鈉)。
該工藝流程極易在工業生產中運用,采用的萃取劑磷酸三丁酯,對發酵液中丙酮酸有著很高的分配系數,故選擇性高。該溶劑在水溶液中的溶解度很小,使之在萃取過程中不易損耗,易于回收利用,萃取劑可經反萃取、再生后反復使用,而且該溶劑在操作條件下不易揮發,毒性、危險性較小,對環境的污染小。該工藝結合CWL-M系列多級離心逆流萃取工藝,可達到理想的分離提取效果。采用的CWL-M系列多級離心萃取機操作簡單,占地面積小,效率突出,易于實現從實驗室到工業生產的放大。
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