Способ выделения лизина из культуральной жидкости

 

Изобретение относится к способам выделения лизина из культуральной жидкости, который находит применение в медицине, пищевой промышленности и сельском хозяйстве. Способ выделения лизина из культуральной жидкости состоит в том, что раствор лизина пропускают через карбоксильный ионит в смешанной в соотношении 1: 1-4 Н, Na-форме до состояния равновесия. Каждые 100 г такого ионита сорбируют 12 - 13 г лизина. Десорбцию лизина проводят 14 - 20%-ным раствором гидроксида натрия. Получают растворы лизина концентрацией 35% с содержанием примесей не более 0,05 г/л. 1 з. п. ф-лы.

Изобретение относится к ионообменной технологии выделения лизина из культуральной жидкости, получаемой в процессе его микробиологического синтеза.

Лизин это аминокислота, находящая широкое применение в медицине, пищевой промышленности и сельском хозяйстве.

Известен способ извлечения лизина из культуральной жидкости, состоящий в том, что раствор культуральной жидкости с рН 7 пропускают через колонну с карбоксильным ионитом КБ-4П-2 в NH₄-форме до достижения равновесия. Каждые 100 г ионита сорбируют 6-8 г лизина. Ионит промывают водой и проводят десорбцию лизина 0,5-5,0%-ным раствором NH₄OН. При этом десорбируется 80-90% лизина и получают 1-2%-ный раствор лизина.

Предлагаемый способ позволяет получить растворы лизина более высокой концентрации, уменьшить объем используемой аппаратуры, объем получаемых сточных вод, упростить процесс за счет устранения операции отмывки ионита.

Способ состоит в том, что раствор лизина в культуральной жидкости пропускают через карбоксильный ионит в смешанной в соотношении 1:1-4 водородно-натриевой форме с последующей десорбцией щелочным реагентом. Предпочтительно десорбцию лизина проводить 14-20%-ным раствором гидроксида натрия.

Отличие предлагаемого способа состоит в проведении сорбции лизина на смешанной в соотношении 1:1-4 водородно-натриевой форме ионита и десорбции лизина 14-20%-ным раствором гидроксида натрия.

Установлено, что смешанная в соотношении 1:1-4 водородно-натриевая форма карбоксильного ионита обладает максимальной удельной емкостью по лизину.

Уменьшение и повышение содержания Na-формы в соотношении приводит к уменьшению удельной емкости ионита.

При проведении десорбции лизина раствором гидроксида натрия образуется вода, которая осуществляет отмывку ионита от культуральной жидкости, тем самым устраняют специальную операцию промывки ионита водой и сокращают объем получаемых сточных вод.

Концентрация растворов гидроксида натрия обусловлена получением более концентрированных растворов лизина при полной десорбции лизина с ионита.

П р и м е р 1. Раствор лизина в культуральной жидкости концентрацией 40 г/л c рН 3,5 пропусают через колонну, заполненную карбоксильным ионитом КБ-4 в Н⁺, Na⁺-форме в соотношении 1:2, до достижения равновесия. Соотношение высоты слоя ионита к диаметру колонны равно 50:1. Каждые 100 г ионита сорбируют 13 г лизина. Затем проводят десорбцию лизина 14%-ным раствором гидроксида натрия. В вытекающем фильтрате содержится культуральная жидкость в объеме, соответствующем свободному объему колонны, затем выходит зона лизина, находящегося в цвиттер-ионной форме, с концентрацией раствора 35% Лизин десорбируется полностью. Содержание примесей в полученном растворе лизина не превышает 0,05 г/л.

П р и м е р 2. Раствор лизина в культуральной жидкости с рН 3,0 пропускают через КБ-4 в Н⁺, Na⁺-форме в соотношении 1:1 до достижения равновесия. Высота слоя ионита к диаметру колонны аналогична высоте в примере 1. Каждыe 100 г ионита сорбируют 12 г лизина. Десорбцию проводят 16%-ным раствором NaOН. Лизин десорбируется полностью, концентрация его в растворе 35% содержание примесей в этом растворе не более 0,05 г/л.

П р и м е р 3. Проводят в условиях аналогичных примеру, изменяя лишь соотношение Н⁺, Na⁺-формы ионита на 1:4 и концентрацию десорбирующего раствора до 20%-ной. Емкость ионита по лизину составляет 12 г на 100 г ионита. Лизин извлекают из культуральной жидкости полностью. Содержание примесных ионов в полученном растворе не более 0,05 г/л.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет полностью извлекать лизин из культуральной жидкости, повысить концентрацию полученных растворов в 15-20 раз, сократить объем используемой аппаратуры ≈в 2 раза, а объем получаемых сточных вод в 5-10 раз.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ЛИЗИНА ИЗ КУЛЬТУРАЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ, включающий сорбцию на карбоксильном ионите и десорбцию щелочным реагентом, отличающийся тем, что сорбцию проводят на водородно-натриевой форме карбоксильного ионита при соотношении Н⁺ / Na, равном 1 : (1 - 4).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что десорбцию проводят 14 - 20%-ным раствором гидроксида натрия.