Fallbeispiel für die Entsalzung und Raffinierung von L-Homoserin

L-Homoserin ist eine Aminosäure, die häufig als wichtiger Aminosäurerohstoff in den Bereichen Lebensmittel, Gesundheitsprodukte, Kosmetik, Biomedizin und anderen verwandten Industrien verwendet wird.

Entsalzung und Entfernung von Verunreinigungen von L-Homoserin:

Bei der Extraktion und Aufbereitung von L-Homoserin können Verunreinigungen den Prozess oft stören und es schwierig machen, den gewünschten Reinheitsgrad zu erreichen. Daher sind Entsalzungs- und Verunreinigungenentfernungsprozesse erforderlich, um die Reinheit von L-Homoserin während seiner Extraktion und Herstellung zu verbessern. Derzeit gehören zu den gängigen Methoden zur Entsalzung und Entfernung von Verunreinigungen bei der L-Homoserin-Produktion:

1) Zentrifugation:

Zentrifugation ist eine weit verbreitete Methode zur Entfernung von Verunreinigungen bei der L-Homoserin-Produktion. Bei diesem Verfahren wird die Fermentationsbrühe durch Zentrifugieren konzentriert und die organische Phase abgetrennt, um eine Trennung und Reinigung zu erreichen. Zentrifugation ist ein hocheffizienter Produktionsprozess, der in der Fermentationsbrühe vorhandene Proteine, Kohlenhydrate und andere Verunreinigungen effektiv entfernen kann.

2) Säurefällungsmethode:
Eine weitere häufig verwendete Methode zur Entfernung von Verunreinigungen bei der L-Homoserin-Produktion ist die Säurefällungsmethode. Bei dieser Technik werden Proteine ​​durch Zugabe einer sauren Lösung aus der Fermentationsbrühe ausgefällt und entfernt. Besonders effektiv ist die Säurefällungsmethode bei Fermentationsbrühen mit hohem Proteingehalt, da sich die Proteine ​​nach der Fällung leicht durch Zentrifugieren entfernen lassen. Eine weitere Reinigung des L-Homoserins kann dann durch zusätzliche Techniken wie Zentrifugation oder Chromatographie erreicht werden.

3) Harzadsorptionsmethode:

Die Harzadsorptionsmethode ist eine weitere Technik, die häufig bei der Herstellung von hochwertigem L-Homoserin eingesetzt wird. Bei dieser Methode werden Materialien wie Ionenaustauscherharze verwendet, um das L-Homoserin selektiv zu adsorbieren und Verunreinigungen zu entfernen. Die Harzadsorptionsmethode bietet mehrere Vorteile, darunter hohe Effizienz, Schnelligkeit und gute Selektivität.

4) Chromatografische Trenntechnologie:

Mithilfe der chromatographischen Trenntechnologie werden anorganische Salze, Pigmente und andere Verunreinigungen aus der L-Homoserin-Zufuhrlösung entfernt. Der abgetrennte Extrakt wird durch ein Raffinationsharz dekontaminiert und das gereinigte L-Homoserin wird der späten Prozessstufe unterzogen, um die Ausbeute und Qualität des L-Homoserin-Produkts in der gesamten Linie zu verbessern.

Experimentelle Fälle der Reinigung von L-Homoserin durch Chromatographie:  

1)Zweck des Experiments:

Die Chromatographietechnologie wurde erfolgreich bei der Herstellung verschiedener Aminosäureprodukte eingesetzt. In diesem Fall hat ein Kunde 3000 l klare L-Homoserin-Membranflüssigkeit an unser Unternehmen geschickt, um ein Chromatographie-Pilot-Debugging-Experiment durchzuführen. Das Hauptziel dieses Experiments besteht darin, die Trennleistung des Sunresin-Harzes zu bewerten und die Prozessleistung der SSMB-Chromatographie bei der Trennung und Reinigung von L-Homoserin zu untersuchen.

2)Experimentelles Ausgangsmaterial:

Für dieses Experiment wurde die L-Homoserin-Fermentationsbrühe filtriert, um einen Feststoffgehalt von 18 %, einen pH-Wert von 6,8 und eine Leitfähigkeit von 10320 μs/cm zu erreichen. Das resultierende Filtrat wurde dann als Ausgangsmaterial für den Chromatographieprozess verwendet. Der Rohstoff wurde wie folgt analysiert:

3) Experimenteller Effekt der chromatographischen Trennung:

Durch die kontinuierliche Optimierung und Anpassung des Debuggings der chromatographischen Produktion ist die spezifische Leistung der Chromatographie wie folgt:

4)Experimentelle Zusammenfassung:

Basierend auf dem chromatographischen Pilotversuch mit Beladung mit Sunresin®-Harz können folgende Schlussfolgerungen gezogen werden:

- Unter den aktuellen Zufuhrbedingungen und bei sehr niedrigem Wasserverbrauch kann der Pilottest eine gute Trennung von L-Homoserin vom Feststoff mit einer Analyseausbeute von mehr als 95 %, einer Reinheit von mehr als 90 % und der Entfernung anderer Verunreinigungen erzielen.

-Mit der zweiten Optimierung der Parameter wurde der Pigmentgehalt des Extrakts von Rot auf Hellgelb reduziert und der Entfärbungseffekt deutlich verbessert.

Sunresin SSMB chromatografische Trennausrüstung:

Für das hohe Salzproblem, das in der aktuellen Fermentationsbrühe vorherrscht, hat Sunresin das kontinuierliche SSMB-Chromatographie-Salztrennverfahren und das kontinuierliche Ionenaustauschverfahren entwickelt, indem die Eigenschaften der Brühe kombiniert werden.

Prinzip der chromatographischen Trennung:

Der Zweck der Chromatographie besteht darin, das Ausgangsmaterial in zwei Teile zu trennen.

-die Produktphase, die die L-Homoserin-Komponente mit hoher Ausbeute und hohem Gehalt enthält;

-die Verunreinigungsphase, die eine sehr geringe Menge der Zielkomponente und einen großen Anteil an Salzen, Pigmenten und anderen Verunreinigungen enthält;

Der Prozess ist ein kontinuierliches Chromatographiesystem, das als sequentielles analoges bewegliches Bett bezeichnet wird. Es besteht aus mehreren aufeinanderfolgenden Zyklen harzgefüllter Trennkammern, die als „sequentielles simuliertes Wanderbett“ bezeichnet werden, da die Bewegung des Harzbetts durch den periodischen Wechsel des Einlasses und Auslasses jeder Einheit simuliert wird.

Die chromatographische Packung ist ein homogenes Harz mit unterschiedlicher Bindung/Affinität für jede Komponente.

Vorteile chromatographischer Trenneinheiten:

Die Vorteile von SSMB liegen auf der Hand:

- Kontinuierliche und reibungslose Zufuhr/Entladung, um die Stabilität und Zuverlässigkeit des Systems zu gewährleisten;

-Es können hochreine Komponenten erhalten werden;

-Geringerer Wasserverbrauch und Harzverbrauch pro Produkteinheit, die in einem kontinuierlichen System im Vergleich zu einem Batch-Prozess abgetrennt wird, da das System keine Zwischenkomponenten hat, die entfernt, gemischt und erneut zugeführt werden müssen;

-Im Vergleich zum herkömmlichen Ionenaustausch verbraucht es praktisch keine Chemikalien und ist umweltfreundlicher.

Um die beste Leistung des Systems zu erreichen, wird eine präzise Steuerung der Durchflussrate durch die verschiedenen Bereiche der chromatographischen Trennsäule durch die automatische Steuerung des Systems erreicht, um automatisch und genau zwischen verschiedenen Prozessschritten umzuschalten.