[发明专利]离子交换-两极电渗析膜堆分离古龙酸结晶母液中古龙酸的方法

说明书

技术领域

本发明属于生物化工产品分离技术领域，具体涉及一种采用离子 交换与两极电渗析膜堆分离古龙酸结晶母液中的2-酮基-L-古龙酸的 方法。

背景技术

2-酮基-L-古龙酸(简称古龙酸，英文简写为KGA或2-KLG)是 一种有机弱酸，在硝酸的氧化下可生成草酸，同时产生氮氧化物(NO 和NO₂)；在甲醇和浓硫酸的共同作用下发生酯化反应，生成古龙酸 甲酯，再经碱化、酸化后生成维生素C。当前大多数维生素C厂商使 用微生物发酵法中的二步发酵法制备古龙酸。

现行的KGA提取方法主要有加热沉淀法、化学絮凝法、超滤法、 溶媒萃取法、离子交换等。在维生素C的二步发酵法提取工艺中，由 于古龙酸结晶母液含有大量的色素、胶体类及其它蛋白质等杂质，虽 然其中仍然含有高浓度的KGA，却不能结晶出合格的产品，被排放掉， 造成浪费及环境污染。因此，古龙酸母液回收意义十分重大，可以带 来经济和社会双重效应。

研究较多的分离古龙酸的方法是树脂吸附法，刘坐镇等研究了四 种大孔弱碱性阴离子交换树脂对古龙酸的吸附性能(华东理工大学学 报，1995，21(2)155～160)；王辉等利用HD-8及D315两种树脂相 继处理古龙酸结晶母液，有效地去除了杂质。树脂吸附法分离古龙酸 操作繁琐，消耗大量的酸碱并产生大量的废水。

徐昌洪等通过调节古龙酸结晶母液的pH值使古龙酸充分电离， 之后进入电渗析并收集古龙酸盐透过液，最后利用阳离子交换树脂转 化古龙酸盐为2-酮基-L-古龙酸(CN 1594266A)。该方法的古龙酸回 收率较高，操作简单，但需要消耗大量的酸和碱。

发明内容

本发明的目的是提供一种从古龙酸结晶母液中分离古龙酸的方 法，其采用离子交换与两极电渗析膜堆结合的分离方法，操作简单， 产品纯度及收率高。

为了实现本发明目的，本发明的一种从古龙酸结晶母液中分离古 龙酸的方法，其采用离子交换与两极电渗析膜堆结合分离古龙酸。

所述离子交换采用阴、阳离子交换树脂组合进行，一般采用依次 经过阳离子交换树脂除去大部分阳离子，然后经过阴离子交换树脂除 去大量阴离子，再通过阳离子交换树脂进一步脱去未能除去的少量钠 离子等。

所用阳离子交换树脂为强酸性树脂，如001×7型，阴离子交换树 脂为弱碱性树脂，如D318、D315等。

所述两级电渗析膜堆由50～400对阳膜和阴膜组成，膜堆电压控 制范围为20～350V。

为了保证离子交换和两极电渗析膜堆正常运行，可对古龙酸结晶 母液先进行预处理，去除大量粘稠物质和部分色素，采用活性炭进行 吸附。本发明所用的古龙酸母液中古龙酸的浓度约为18～20％，活性 炭用量为0.5～5％(w/w)，脱色时间1～6h，脱色温度40～45℃。

具体地说，本发明分离古龙酸结晶母液中古龙酸的方法，其包括 如下步骤：

1)母液预处理

采用活性炭吸附去除古龙酸结晶母液中大量粘稠物质和部分色 素，确保离子交换系统及两极电渗析膜堆正常运行。活性炭用量为 0.5～5％(w/w)，脱色时间1～6h，脱色温度40～45℃。

2)连续离子交换

利用离子交换树脂除去古龙酸母液中含有的多种阳离子(主要是 铁离子、钙离子和镁离子和钠离子)、阴离子和少量色素，使离交液 的质量能满足电渗析进料要求。所用阳离子交换树脂为强酸性树脂如 001×7，阴离子交换树脂为弱碱性树脂如D318、D315等。离子交换 后离交液中，铁离子浓度＜10ppm，氯离子浓度＜50ppm，电导率 6800～7000μs/cm。

3)两极电渗析膜堆分离古龙酸

所述两极电渗析膜堆分离古龙酸方法中，电渗析器膜堆由50～ 400对阳膜和阴膜组成，膜堆电压控制范围为20～350V。

利用古龙酸可以电离出氢离子和古龙酸根，在直流电场的作用下 加速电离成离子分别穿过阳膜和阴膜进入到浓水相中，从而提高古龙 酸的纯度。料液经电渗析处理后，古龙酸纯度＞62％。

所得的古龙酸溶液可经本领域熟知的工艺进行浓缩、结晶，得古 龙酸晶体。