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CN105669807A - 一种维生素b12发酵液分离、提纯、浓缩工艺 - Google Patents

一种维生素b12发酵液分离、提纯、浓缩工艺 Download PDF

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CN105669807A
CN105669807A CN201610129799.3A CN201610129799A CN105669807A CN 105669807 A CN105669807 A CN 105669807A CN 201610129799 A CN201610129799 A CN 201610129799A CN 105669807 A CN105669807 A CN 105669807A
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CN
China
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vitamin
purification
separation
nanofiltration
concentration technology
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Application number
CN201610129799.3A
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English (en)
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孙洪贵
王威
张松北
舒自学
谢孔辉
彭广生
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XIAMEN STARMEM FILM TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
XIAMEN STARMEM FILM TECHNOLOGY Co Ltd
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07HSUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
    • C07H23/00Compounds containing boron, silicon or a metal, e.g. chelates or vitamin B12
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07HSUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
    • C07H1/00Processes for the preparation of sugar derivatives
    • C07H1/06Separation; Purification

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Abstract

一种维生素B12发酵液分离、提纯、浓缩工艺,包括如下步骤:步骤1:使用陶瓷膜系统对维生素B12发酵液进行处理,在处理过程中加水进行洗脱,除去大分子蛋白及悬浮物;步骤2:经处理后陶瓷膜透析液进入超滤膜系统将小分子蛋白与维生素B12进行分离,分离过程中加水进行洗脱,得超滤浓缩液和超滤透析液;步骤3:超滤透析液进入纳滤系统进行浓缩,得纳滤浓缩液为和纳滤透析液;步骤4:纳滤浓缩液进入连续离子交换系统,通过阳离子交换树脂对维生素B12进行交换吸附,得维生素B12解析液。本发明所述的工艺,摒弃板框压滤和固定床,使整体水耗、化学用品、有机溶剂使用量大大降低,从而达到生产成本,提高生产效益。

Description

一种维生素B12发酵液分离、提纯、浓缩工艺
技术领域
本发明涉及维生素B12制备领域,特别涉及一种维生素B12发酵液分离、提纯、浓缩工艺。
背景技术
维生素B12又叫钴胺素,是唯一含金属元素的维生素。自然界中的维生素B12都是微生物合成的,高等动植物不能制造维生素B12。维生素B12是惟一的一种需要一种肠道分泌物(内源因子)帮助才能被吸收的维生素。维生素B12的主要生理功能是参与制造骨髓红细胞,防止恶性贫血;防止大脑神经受到破坏。维生素B12是B族维生素中迄今为止发现最晚的一种。维生素B12是一种含有3价钴的多环系化合物,4个还原的吡咯环连在一起变成为1个咕啉大环(与卟啉相似),是维生素B12分子的核心。所以含这种环的化合物都被称为类咕啉。维生素B12为浅红色的针状结晶,易溶于水和乙醇,在pH值4.5~5.0弱酸条件下最稳定,强酸(pH<2)或碱性溶液中分解,遇热可有一定程度破坏,但短时间的高温消毒损失小,遇强光或紫外线易被破坏,普通烹调过程损失量约30%。
如图1所示,现有工艺中维生素B12发酵液在处理过程一般采用板框压滤结合固定床的方式进行处理。由于菌丝密度较高,容易造成板框流量小,容易堵塞。且固定床浓缩过程中存在的介质用量大、产量和产品浓度低、化学药品、洗脱剂用量大等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够有效回收水资源,降低浓缩过程介质量、提高产量、产品浓度,降低化学药品和洗脱剂用量,降低企业生产成本,提高收益的维生素B12发酵液分离、提纯、浓缩工艺。
为达到上述目的,本发明提出的技术方案为:一种维生素B12发酵液分离、提纯、浓缩工艺,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1:使用陶瓷膜系统对维生素B12发酵液进行处理,在处理过程中加水进行洗脱,除去大分子蛋白及悬浮物;
步骤2:经处理后陶瓷膜透析液进入超滤膜系统将小分子蛋白与维生素B12进行分离,分离过程中加水进行洗脱,得超滤浓缩液和超滤透析液;
步骤3:超滤透析液进入纳滤系统进行浓缩,得纳滤浓缩液为和纳滤透析液;
步骤4:纳滤浓缩液进入连续离子交换系统,通过阳离子交换树脂对维生素B12进行交换吸附,得维生素B12解析液。
进一步,步骤1所述陶瓷膜孔径为20-100nm,操作温度70℃以下,选择透过性在96%以上,优选为50nm。
进一步,步骤1中所述的加水倍数为2倍,控制料液总氮在0.4%以下。
进一步,步骤2所述超滤膜分子量为10000-50000道尔顿,操作压力控制在2Bar,PVDF材质,截留分子量优选为30000道尔顿。
进一步,步骤2中所述的加水倍数为0.1倍。
进一步,所述的维生素B12发酵液为培养维生素B12菌丝体的培养液。
进一步,还包括将步骤3中所述的纳滤透析液用于步骤1和步骤2中加水过程中用水。
进一步,步骤4所述的阳离子交换树脂为丙烯酸系弱酸性阳离子交换树脂。
采用上述技术方案,本发明所述的维生素B12发酵液分离、提纯、浓缩工艺,具有的有益效果为:使维生素B12达到分离、提纯、浓缩的目的,摒弃板框压滤和固定床,使整体水耗、化学用品、有机溶剂使用量大大降低,从而达到生产成本,提高生产效益。
附图说明
图1为现有技术维生素B12发酵液分离、提纯、浓缩工艺流程图;
图2为发明所述的维生素B12发酵液分离、提纯、浓缩工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式,对本发明做进一步说明。
实施例
本发明所述的维生素B12发酵液分离、提纯、浓缩工艺流程图如图1所示;
步骤1:使用陶瓷膜系统对维生素B12发酵液进行处理,除去料液内的大分子蛋白质及菌丝体,保证后续系统的稳定运行;陶瓷膜孔径为50nm,操作温度70℃以下,选择透过性在96%以上;进行三个批次实验:
从实验数据来看,陶瓷膜系统具有的高收率、去除蛋白含量高等特点。
步骤2:使用超滤对陶瓷膜透析液进行处理,将其中小分子蛋白和维生素B12进行分离。超滤膜截留分子量为30000道尔顿,操作压力控制在2Bar,PVDF材质,控制温度在40℃;进行三个批次实验:
从实验数据来看,通过超滤对小分子蛋白进行截留,料液中蛋白含量已达到极少的标准,超滤具有分离效果好、分离质量高等特点。
步骤3:使用纳滤对超滤膜透析液进行处理,将其中维生素B12进行浓缩,使其达到原料液标准。控制温度在40℃,压力20Bar。进行三个批次实验:
从实验数据来看,使用纳滤系统对超滤透析液进行浓缩,纳滤浓缩液维生素B12含量均可超过原料液,达到连续离交的进料标准。而纳滤透析液可返回陶瓷膜和超滤系统作为洗脱用水,维生素B12不造成损失。
步骤4:使用连续离交对纳滤浓缩液进行了吸附,采用丙烯酸系弱酸性阳离子交换树脂,控制进料含量约为200ug/ml左右,总共进行了三个批次的实验:
从上表实验数据看,三个批次实验的正算收率都在100%以上,排除称量上的误差,可以看出产品基本没有损失,且解析液的含量都在1800ug/ml以上,整体将料液浓缩了约9倍。

Claims (10)

1.一种维生素B12发酵液分离、提纯、浓缩工艺,其特征在于:包括如下步骤:
步骤1:使用陶瓷膜系统对维生素B12发酵液进行处理,在处理过程中加水进行洗脱,除去大分子蛋白及悬浮物;
步骤2:经处理后陶瓷膜透析液进入超滤膜系统将小分子蛋白与维生素B12进行分离,分离过程中加水进行洗脱,得超滤浓缩液和超滤透析液;
步骤3:超滤透析液进入纳滤系统进行浓缩,得纳滤浓缩液为和纳滤透析液;
步骤4:纳滤浓缩液进入连续离子交换系统,通过阳离子交换树脂对维生素B12进行交换吸附,得维生素B12解析液。
2.根据权利要求1所述的一种维生素B12发酵液分离、提纯、浓缩工艺,其特征在于:步骤1所述陶瓷膜孔径为20-100nm,操作温度70℃以下,选择透过性在96%以上。
3.根据权利要求2所述的一种维生素B12发酵液分离、提纯、浓缩工艺,其特征在于:步骤1所述陶瓷膜孔径为50nm。
4.根据权利要求1所述的一种维生素B12发酵液分离、提纯、浓缩工艺,其特征在于:步骤1中所述的加水倍数为2倍,控制料液总氮在0.4%以下。
5.根据权利要求1所述的一种维生素B12发酵液分离、提纯、浓缩工艺,其特征在于:步骤2所述超滤膜截留分子量为10000-50000道尔顿,操作压力控制在2Bar,PVDF材质。
6.根据权利要求5所述的一种维生素B12发酵液分离、提纯、浓缩工艺,其特征在于:步骤2所述超滤膜截留分子量为30000道尔顿。
7.根据权利要求1所述的一种维生素B12发酵液分离、提纯、浓缩工艺,其特征在于:,步骤2中所述的加水倍数为0.1倍。
8.根据权利要求1所述的一种维生素B12发酵液分离、提纯、浓缩工艺,其特征在于:所述的维生素B12发酵液为培养维生素B12菌丝体的培养液。
9.根据权利要求1所述的一种维生素B12发酵液分离、提纯、浓缩工艺,其特征在于:还包括将步骤3中所述的纳滤透析液用于步骤1和步骤2中加水过程中用水。
10.根据权利要求1所述的一种维生素B12发酵液分离、提纯、浓缩工艺,其特征在于:步骤4所述的阳离子交换树脂为丙烯酸系弱酸性阳离子交换树脂。
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