Estudo de caso do processo de dessalinização e refino de L-homoserina
A L-homoserina é um aminoácido amplamente utilizado como importante matéria-prima em diversos setores, como alimentos, produtos para a saúde, cosméticos, biomedicina e outras indústrias relacionadas.
Dessalinização e remoção de impurezas da L-homoserina:
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Durante a extração e preparação da L-homoserina, impurezas podem interferir no processo, dificultando a obtenção do nível de pureza desejado. Portanto, processos de dessalinização e remoção de impurezas são necessários para melhorar a pureza da L-homoserina durante sua extração e preparação. Atualmente, os principais métodos de dessalinização e remoção de impurezas na produção de L-homoserina incluem:
1) Centrifugação:
A centrifugação é um método amplamente utilizado para a remoção de impurezas durante a produção de L-homoserina. Este processo envolve a concentração do caldo de fermentação por centrifugação e a separação da fase orgânica para obtenção de pureza e purificação. A centrifugação é um processo de produção altamente eficiente que pode remover eficazmente proteínas, carboidratos e outras impurezas presentes no caldo de fermentação.
2) Método de precipitação ácida:
Outro método comumente usado para a remoção de impurezas durante a produção de L-homoserina é o método de precipitação ácida. Essa técnica envolve a precipitação e remoção de proteínas do caldo de fermentação por meio da adição de uma solução ácida. O método de precipitação ácida é particularmente eficaz para caldos de fermentação com alto teor proteico, pois as proteínas podem ser facilmente removidas por centrifugação após a precipitação. A purificação adicional da L-homoserina pode então ser obtida por meio de técnicas adicionais, como centrifugação ou cromatografia.
3) Método de adsorção em resina:
O método de adsorção em resina é outra técnica comumente utilizada na produção de L-homoserina de alta qualidade. Este método envolve o uso de materiais como resinas de troca iônica para adsorver seletivamente a L-homoserina e remover impurezas. O método de adsorção em resina oferece diversas vantagens, incluindo alta eficiência, rapidez e boa seletividade.
4) Tecnologia de separação cromatográfica:
A tecnologia de separação cromatográfica é utilizada para remover sais inorgânicos, pigmentos e outras impurezas da solução de alimentação de L-homoserina. O extrato separado é descontaminado por uma resina de refino, e a L-homoserina purificada é submetida à etapa final do processo, a fim de aumentar o rendimento e a qualidade do produto final.
Casos experimentais de purificação de L-homoserina por cromatografia:
1) Objetivo do experimento:
A tecnologia de cromatografia tem sido aplicada com sucesso na produção de diversos produtos derivados de aminoácidos. Neste caso, um cliente nos enviou 3000 L de L-homoserina, um líquido transparente obtido por cromatografia de membrana, para a realização de um experimento piloto de depuração. O objetivo principal deste experimento é avaliar o desempenho de separação da resina da Sunresin e estudar o desempenho do processo de cromatografia SSMB na separação e purificação da L-homoserina.
2) Matéria-prima experimental:
Para este experimento, o caldo de fermentação de L-homoserina foi filtrado até atingir uma retenção de sólidos de 18%, um pH de 6,8 e uma condutividade de 10320 μs/cm. O filtrado resultante foi então utilizado como matéria-prima para o processo cromatográfico. A matéria-prima foi analisada da seguinte forma:
| Matéria-prima L-homoserina | |
|---|---|
| Item de análise | LL-homoserina |
| Aparência | Marrom avermelhado |
| Retenção sólida (%) | 18 |
| Densidade (g/ml) | 1.06 |
| pH | 6,55 |
| Condutividade | 10320 |
| Acidez da L-homoserina (%) | 10-10,5 |
3) Efeito experimental da separação cromatográfica:
Por meio da otimização e ajuste contínuos da depuração da produção cromatográfica, o desempenho específico da cromatografia é o seguinte:
| dados de desempenho de separação cromatográfica SSMB | ||
|---|---|---|
| Item de análise | Solução de Extração | Líquido residual |
| Aparência | claro, amarelo | claro, marrom-avermelhado |
| Coeficiente de rendimento de L-homoserina (%) | 94-96 | - |
| Pureza da L-homoserina (%) | 90-92 | - |
4) Resumo experimental:
Com base no experimento piloto cromatográfico com a resina da Sunresin, as seguintes conclusões podem ser tiradas:
-Nas condições de alimentação atuais, mantendo um consumo de água muito baixo, o teste piloto pode obter uma boa separação da L-homoserina do sólido com um rendimento analítico superior a 95%, pureza superior a 90% e remoção de outras impurezas;
Com a segunda otimização dos parâmetros, a pigmentação do extrato foi reduzida de vermelho para amarelo claro, e o efeito de descoloração foi significativamente melhorado.
Equipamento de separação coromatográfica Sunresin SSMB:
Para solucionar o problema do alto teor de sal predominante no caldo de fermentação atual, a Sunresin desenvolveu o processo de separação de sais por cromatografia contínua SSMB e o processo de troca iônica contínua, combinando as características do caldo.
Princípio da separação cromatográfica:
O objetivo da cromatografia é separar o material de alimentação em duas partes.
-a fase do produto, que contém o componente L-homoserina com alta recuperação e alto teor;
-a fase de impureza, que contém uma quantidade muito pequena do componente alvo e uma grande proporção de sais, pigmentos e outras impurezas;
O processo é um sistema de cromatografia contínua chamado leito móvel analógico sequencial. Consiste em uma série de ciclos sucessivos de câmaras de separação preenchidas com resina, denominadas "leito móvel simulado sequencial" porque o movimento do leito de resina é simulado pela alternância periódica da entrada e da saída de cada unidade.
O empacotamento cromatográfico é uma resina homogênea com diferentes afinidades/ligações para cada componente.
Vantagens das unidades de separação cromatográfica:
As vantagens do SSMB são óbvias:
-Alimentação/descarga contínua e estável, garantindo a estabilidade e confiabilidade do sistema;
-É possível obter componentes de alta pureza;
-Menor consumo de água e de resina por unidade de produto separado em um sistema contínuo em comparação com um processo em lote, porque o sistema não possui componentes intermediários para remover, misturar e realimentar;
-Em comparação com a troca iônica convencional, praticamente não consome produtos químicos e é mais ecológico.
Para obter o melhor desempenho do sistema, o controle preciso da vazão através das diferentes áreas da coluna de separação cromatográfica será realizado pelo controle automático do sistema, que alternará de forma automática e precisa entre as diferentes etapas do processo.
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