專利名稱：利用模擬移動床分離提純l-鳥氨酸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物制藥領(lǐng)域，涉及一種利用模擬移動床從發(fā)酵液中分離提純L-鳥 氨酸的方法。
背景技術(shù)：
L-鳥氨酸是一種重要的非蛋白質(zhì)組成氨基酸，也是生物合成L-精氨酸的前體。 L-鳥氨酸在人體內(nèi)起著非同尋常的作用，尿素的形成必須有L-鳥氨酸的參與，L-鳥氨酸的 缺乏可能會給生命帶來危險?，F(xiàn)今L-鳥氨酸在醫(yī)藥和食品工業(yè)中應用廣泛，主要用于急慢 性肝炎、肝性腦病等疾病的治療(GB1020492，1966)、病人機體的恢復、運動飲料、防治良性 的囊腫和惡性腫瘤(CA2404275，2001)等方面。 目前，國內(nèi)外對L-鳥氨酸制備方法的報道主要有化學法、酶轉(zhuǎn)化法、微生物發(fā)酵 法?；瘜W法主要是堿水解L-精氨酸和丙烯酸跟氰化鈉合成DL-鳥氨酸，另外化學法需要大 量有機溶劑，對環(huán)境污染嚴重；酶轉(zhuǎn)化法以L-精氨酸為原料，發(fā)酵培養(yǎng)細胞菌體，利用所產(chǎn) 生的酶催化轉(zhuǎn)化為L-鳥氨酸；微生物發(fā)酵法生產(chǎn)L-鳥氨酸，主要使用價格低廉的原料，進 行液體深層發(fā)酵，直接產(chǎn)生L-鳥氨酸，現(xiàn)在發(fā)酵水平相對較國外而且低，但隨著菌種和工 藝技術(shù)研究的深入，其發(fā)酵產(chǎn)量也將不斷的提高。 上述方法獲得的L-鳥氨酸發(fā)酵液中雜質(zhì)多，分離提純困難。 一些文獻報道了利用 傳統(tǒng)的離子交換技術(shù)分離發(fā)酵液中的L-鳥氨酸，這種方法分離提純的L-鳥氨酸收率低，水 和洗脫劑消耗大，樹脂再生需要消耗大量的酸堿，使整個分離提純成本較高。因此需要開發(fā) 高效的分離提純工藝，以實現(xiàn)L-鳥氨酸的工業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種超濾膜與模擬移動床相結(jié)合的分離提純L-鳥氨酸的 方法。
本發(fā)明的目的可以通過下列技術(shù)措施來達到 利用模擬移動床從發(fā)酵液中分離提純L-鳥氨酸的方法，該方法包括以下步驟
a. L-鳥氨酸發(fā)酵液首先利用超濾法去除菌體及固形物，得進料液；
b.步驟a得到的進料液進入模擬移動床系統(tǒng)吸附、洗雜、洗脫L-鳥氨酸、收集洗脫 液及柱子再生； c.步驟b收集的洗脫液經(jīng)濃縮、脫色、鹽酸調(diào)節(jié)pH4. 5-5. 0、結(jié)晶、干燥得到L-鳥
氨酸鹽酸鹽晶體。 步驟c洗脫液經(jīng)濃縮后的蒸餾水還可用于步驟b操作的洗雜工序。
所述的利用模擬移動床從發(fā)酵液中分離提純L-鳥氨酸的方法，其中超濾膜采用 截流分子量為1萬-15萬道爾頓的陶瓷膜，超濾系統(tǒng)操作壓力為0. 3-0. 4MPa，操作溫度為 50-70°C ;陶瓷膜優(yōu)選二氧化鈦陶瓷膜。 所述的利用模擬移動床從發(fā)酵液中分離提純L-鳥氨酸的方法，其中模擬移動床系統(tǒng)由7-20根離子交換柱串聯(lián)組成，模擬移動床系統(tǒng)分為吸附區(qū)、洗雜區(qū)、洗脫區(qū)和再生 清洗區(qū)四個區(qū)；吸附區(qū)有3 8柱，洗雜區(qū)有1 3柱，洗脫區(qū)有2 6柱，再生清洗區(qū)有 1 3柱；進料液入口與萃余液出口位于吸附區(qū)，洗雜劑入口與洗雜液出口位于洗雜區(qū)，洗 脫劑入口與萃取液(即洗脫液，下同)出口位于洗脫區(qū)，再生劑入口與出口位于再生區(qū)；將 進料液入口、洗脫劑入口、萃取液出口及萃余液出口沿著料液流動方向分別進行周期性切 換，收集洗脫液； 周期性切換是指通過調(diào)節(jié)進料液、洗雜劑、洗脫劑、再生劑的流量，使得各區(qū)的第 一根柱子處理完全后，同時切換進入下一區(qū)，成為下一區(qū)的最后一根柱子，執(zhí)行下一區(qū)流 程。 所述的利用模擬移動床從發(fā)酵液中分離提純L-鳥氨酸的方法，其中離子交換柱 填料為苯乙烯系強酸性陽離子交換樹脂JK006 ;每根柱子的填料量1000 1500mL。
所述的利用模擬移動床從發(fā)酵液中分離提純L-鳥氨酸的方法，其中進入模擬移 動床系統(tǒng)的進料液中L-鳥氨酸濃度為20-30g/L， pH為1. 5-2. 5 ;洗脫劑為pH10-14的氨 水溶液，洗雜劑和再生劑均為中性去離子水；以柱子直徑為70mm計，進料液流量20_30mL/ min，洗脫劑流量10-20mL/min，洗雜劑流量為50-60mL/min，再生劑流量為70-80mL/min，切 換時間為2-4h。 所述的利用模擬移動床從發(fā)酵液中分離提純L-鳥氨酸的方法，其中模擬移動床 系統(tǒng)工作溫度15-40°C。 本發(fā)明方法中所用的L-鳥氨酸發(fā)酵液優(yōu)選采用谷氨酸棒桿菌 (Corynebacteriumglutamicum)ATCC 13232液體深層發(fā)酵得到的L-鳥氨酸發(fā)酵液，或者糞 腸球菌(Enterococcus faecalis) CGMCC NO. 1786酶轉(zhuǎn)化L_精氨酸發(fā)酵得到的L_鳥氨酸 發(fā)酵液，或者固定化糞鏈球菌(fecal str印tococcus)ATCC8043、糞產(chǎn)堿桿菌(Alcaligenes faecalis)ATCC21400、格氏沙雷氏菌(Serratia grimesii)等細胞酶法轉(zhuǎn)化L_精氨酸發(fā)酵 得到的L-鳥氨酸發(fā)酵液。 本發(fā)明提及的細菌均為現(xiàn)有技術(shù)公開。采用細菌發(fā)酵制備得到的L-鳥氨酸發(fā)酵 液均可采用本發(fā)明所述的分離提純方法。 模擬移動床系統(tǒng)通常包括恒流泵、帶夾套離子交換柱、控制閥、pH計、溫度計。
L-鳥氨酸的溶解度太大，因此讓其成鹽酸鹽的形式進行結(jié)晶。采用鹽酸進行pH調(diào) 節(jié)的同時也與L-鳥氨酸形成鹽酸鹽。 離子交換柱高徑比可以是3 5 : l(為方便操作過程中的參數(shù)控制，實際操作時 可限定為同一高徑比)；"各區(qū)第一根柱子處理完全"是指吸附區(qū)第一根柱子吸附飽和，洗雜區(qū)第一根柱子 雜質(zhì)完全洗掉；洗脫區(qū)第一根柱子L-鳥氨酸完全被洗脫；再生區(qū)第一根柱子離子交換樹脂 完全被再生，能滿足下一輪吸附。"各區(qū)第一根柱子"是指各區(qū)液體入口處的柱子。"周期性切換"的時機是預先采用各區(qū)單柱實驗確定切換時間，即在模擬移動床 的其他實驗條件確定后(如樹脂類型、裝填量、高徑比、系統(tǒng)溫度等一致，各區(qū)液體的類型、 pH、各區(qū)柱子數(shù)量等明確)，在相同時間內(nèi)，調(diào)節(jié)各區(qū)流速，使得各區(qū)第一根柱子處理完全， 進行切換。
在交待了柱子的填料體積，控制流量方便操作。也可以換算成流速，如所用柱子的 直徑是70mm，截面積就是38. 48cm2，即10mL/min轉(zhuǎn)換為流速是0. 2599cm/min，其他流速可 以分別計算。 本發(fā)明的有益效果 1、經(jīng)超濾法處理的L-鳥氨酸發(fā)酵液幾乎沒有固形物，通過萃余液回收利用，確保 在模擬移動床系統(tǒng)中樹脂高吸附效率。 2、利用模擬移動床系統(tǒng)分離L-鳥氨酸，實現(xiàn)了分離過程自動化和連續(xù)化，提取收
率及產(chǎn)品純度顯著提高。 3、樹脂的利用率高，洗脫劑的消耗少，省去了樹脂再生的酸堿消耗，提取成本降 低。 4、減少了離子交換工藝的酸堿廢液排放，步驟c獲得的洗脫液經(jīng)濃縮后的蒸餾水 還可用于b操作的洗雜工序，節(jié)約成本，改善生產(chǎn)環(huán)境，實現(xiàn)了廉價、清潔生產(chǎn)，大大提高收率。 5、本方法克服用了傳統(tǒng)方法處理L-鳥氨酸發(fā)酵液過程中周期長、消耗大、成本高 等缺點，為實現(xiàn)發(fā)酵法生產(chǎn)L-鳥氨酸的工業(yè)化奠定基礎(chǔ)。


圖1是本發(fā)明采用的14柱模擬移動床系統(tǒng)操作示意圖。
具體實施例方式以下通過實施例對本發(fā)明作進一步的闡述。
—般說明 實施例中采用的L-鳥氨酸發(fā)酵液可通過下列方法制備得到 谷氨酸棒桿菌(Corynebacterium glutamicum)ATCC 13232液體深層發(fā)酵制備
L-鳥氨酸。 種子培養(yǎng)基葡萄糖25g，酵母膏10g， (NH4)2S04 15g， MgS04 7H20 2. 5g，KH2P04lg， K2HP04 3H20 0. 5g， NaH2P04 2H20 0. 5g， CaC03 10g，加水至lOOOmL， pH7. 0-7. 2，0. IMpa滅 菌lOmiru 發(fā)酵培養(yǎng)基葡萄糖60g，酵母膏30g， (NH4)2S04 50g，MgS04 *7H20 2. 50g，KH2P04lg， K2HP04 3H20 0. 5g， Na2HP04 2H20 0. 50g， CaC03 10g， FeS04 7H20 36. 6mg/L， MnS04 H20 22. 38mg/L， ZnS04 7H20 17. 8mg/L， Biotin 0. 05mg/L， VB1 0. 05mg/L，加水至lOOOmL， pH7. 0-7. 2， 0. IMpa滅菌lOmin。 種子培養(yǎng)培養(yǎng)基初始pH 7. 0 ;裝液量為容器體積的10%;轉(zhuǎn)速為200r/min ;培養(yǎng) 溫度為28t:，培養(yǎng)時間10h。
發(fā)酵培養(yǎng)發(fā)酵培養(yǎng)基初始pH 7. 2 ;裝液量為發(fā)酵罐體積的16% ;接種量為發(fā)酵
培養(yǎng)基體積的5%;轉(zhuǎn)速為200r/min ;發(fā)酵溫度為3(TC，發(fā)酵周期為72h，收集發(fā)酵液用于分 離提純L-鳥氨酸。 可用于發(fā)酵制備L-鳥氨酸發(fā)酵液的細菌及發(fā)酵方法在現(xiàn)有技術(shù)中均有記 載，利用這些細菌如糞腸球菌(Enterococcus faecalis)CGMCC N0.1786、糞鏈球菌(fecalstr印tococcus)ATCC8043、糞產(chǎn)堿桿菌(Alcaligenes faecalis)ATCC21400、解 蛋白弧菌(Vibrio proteolyticus)、中間氣單胞菌(Aeromonas mdeia)、棲息微球菌 (Micrococcussedentarius)、格氏沙雷氏菌(Serratia grimesii)等發(fā)酵制備得至U的L_鳥 氨酸發(fā)酵液同樣也可以采用本發(fā)明方法分離提純L-鳥氨酸。
實施例1 上述L-鳥氨酸發(fā)酵液首先利用超濾法(15萬道爾頓的二氧化鈦陶瓷膜超濾，超濾 操作壓力為0. 38MPa，操作溫度為55°C )去除菌體及固形物，得超濾液(即進料液，下同)；
結(jié)合圖1，模擬移動床系統(tǒng)依次分為吸附區(qū)、洗雜區(qū)、洗脫區(qū)和再生清洗區(qū)四個區(qū)； 進料液入口與萃余液出口位于吸附區(qū)，洗雜劑入口與洗雜液出口位于洗雜區(qū)，洗脫劑入口 與萃取液(即洗脫液，下同)出口位于洗脫區(qū)，再生劑入口與出口位于再生區(qū)；模擬移動床 系統(tǒng)采用14柱，其中吸附區(qū)有6柱，洗雜區(qū)有2柱，洗脫區(qū)有4柱，再生清洗區(qū)有2柱。離 子交換柱填料為苯乙烯系強酸性陽離子交換樹脂JK006，填料量1200mL，柱子的直徑70mm， 高徑比5 : 1。模擬移動床系統(tǒng)工作溫度2(TC。將進料液入口、洗脫劑入口、萃取液出口及 萃余液出口沿著料液流動方向分別進行周期性切換，收集洗脫液。周期性切換是指通過調(diào) 節(jié)進料液、洗雜劑、洗脫劑、再生劑的流量，使得各區(qū)的第一根柱子處理完全后，切換進入下 一區(qū)，成為下一區(qū)的最后一根柱子，執(zhí)行下一區(qū)流程。 取80L進料液(其中L-鳥氨酸的濃度為25. lg/L，pH控制在2. 0)以25mL/min的流 量從進料液入口進入模擬移動床系統(tǒng)；洗脫劑為0. 5mol/L的氨水溶液，洗脫劑流量15mL/ min ;洗雜劑和再生劑均為中性去離子水，洗雜劑流量為50mL/min，再生劑流量為72mL/ min，每2. 9小時將進料液入口 、洗脫劑入口 、萃取液出口及萃余液出口沿著料液流動方向 分別進行周期性切換(在此流速下，各區(qū)第一根柱子在此時間均能夠處理完全)。
進料液經(jīng)吸附、洗雜、洗脫、收集萃取液，柱子再生； 萃取液(洗脫液)經(jīng)濃縮、脫色、鹽酸調(diào)節(jié)pH4. 5、結(jié)晶、干燥得到L-鳥氨酸鹽酸鹽 晶體2. 24千克，純度為98. 8%，收率為86. 4%。洗脫液經(jīng)濃縮后的蒸餾水還可用于洗雜工 序。
實施例2 : 上述L-鳥氨酸發(fā)酵液首先利用超濾法(15萬道爾頓的二氧化鈦陶瓷膜超濾，超濾 操作壓力為0. 38MPa，操作溫度為58°C )去除菌體及固形物，得超濾液(即進料液)；
結(jié)合圖1，模擬移動床系統(tǒng)依次分為吸附區(qū)、洗雜區(qū)、洗脫區(qū)和再生清洗區(qū)四個區(qū)； 進料液入口與萃余液出口位于吸附區(qū)，洗雜劑入口與洗雜液出口位于洗雜區(qū)，洗脫劑入口 與萃取液出口位于洗脫區(qū)，再生劑入口與出口位于再生區(qū)；模擬移動床系統(tǒng)采用14柱，其 中吸附區(qū)有6柱，洗雜區(qū)有2柱，洗脫區(qū)有4柱，再生清洗區(qū)有2柱。離子交換柱填料為苯 乙烯系強酸性陽離子交換樹脂JK006，填料量1200mL，柱子的直徑70mm，高徑比5 : 1。模 擬移動床系統(tǒng)工作溫度25°C 。將進料液入口 、洗脫劑入口 、萃取液出口及萃余液出口沿著料 液流動方向分別進行周期性切換，收集洗脫液。周期性切換是指通過調(diào)節(jié)進料液、洗雜劑、 洗脫劑、再生劑的流量，使得各區(qū)的第一根柱子處理完全后，切換進入下一區(qū)，成為下一區(qū) 的最后一根柱子，執(zhí)行下一區(qū)流程。 取80L進料液(其中L-鳥氨酸的濃度為23. 5g/L，pH控制在2. 0)以20mL/min的流 量從進料液入口進入模擬移動床系統(tǒng)；洗脫劑為0. 5mol/L的氨水溶液，洗脫劑流量12mL/
6min ;洗雜劑和再生劑均為中性去離子水，洗雜劑流量為50mL/min，再生劑流量為75mL/ min，每3. 5小時將進料液入口 、洗脫劑入口 、萃取液出口及萃余液出口沿著料液流動方向 分別進行周期性切換(在此流速下，各區(qū)第一根柱子在此時間均能夠處理完全)。
進料液經(jīng)吸附、洗雜、洗脫、收集萃取液(洗脫液)； 萃取液(洗脫液)經(jīng)濃縮、脫色、鹽酸調(diào)節(jié)pH4. 5、結(jié)晶、干燥得到L-鳥氨酸鹽酸鹽 晶體2. 13千克，純度為99.2%，收率為88. 1%。洗脫液經(jīng)濃縮后的蒸餾水還可用于洗雜工 序。
實施例3 : 上述L-鳥氨酸發(fā)酵液首先利用超濾法(5萬道爾頓的二氧化鈦陶瓷膜超濾，超濾 操作壓力為0. 35MPa，操作溫度為60°C )去除菌體及固形物，得超濾液(即進料液)；
結(jié)合圖1，模擬移動床系統(tǒng)依次分為吸附區(qū)、洗雜區(qū)、洗脫區(qū)和再生清洗區(qū)四個區(qū)； 進料液入口與萃余液出口位于吸附區(qū)，洗雜劑入口與洗雜液出口位于洗雜區(qū)，洗脫劑入口 與萃取液出口位于洗脫區(qū)，再生劑入口與出口位于再生區(qū)；模擬移動床系統(tǒng)采用14柱，其 中吸附區(qū)有6柱，洗雜區(qū)有2柱，洗脫區(qū)有4柱，再生清洗區(qū)有2柱。離子交換柱填料為苯 乙烯系強酸性陽離子交換樹脂JK006，填料量1200mL，柱子的直徑70mm，高徑比5 : 1。模 擬移動床系統(tǒng)工作溫度25°C 。將進料液入口 、洗脫劑入口 、萃取液出口及萃余液出口沿著料 液流動方向分別進行周期性切換，收集洗脫液。周期性切換是指通過調(diào)節(jié)進料液、洗雜劑、 洗脫劑、再生劑的流量，使得各區(qū)的第一根柱子處理完全后，切換進入下一區(qū)，成為下一區(qū) 的最后一根柱子，執(zhí)行下一區(qū)流程。 取80L進料液(其中L-鳥氨酸的濃度為27. 6g/L，pH控制在2. 5)以25mL/min的流 量從進料液入口進入模擬移動床系統(tǒng)；洗脫劑為0. 8mol/L的氨水溶液，洗脫劑流量12mL/ min ;洗雜劑和再生劑均為中性去離子水，洗雜劑流量為50mL/min，再生劑流量為72mL/ min，每3. 2小時將進料液入口 、洗脫劑入口 、萃取液出口及萃余液出口沿著料液流動方向 分別進行周期性切換(在此流速下，各區(qū)第一根柱子在此時間均能夠處理完全)。
進料液經(jīng)吸附、洗雜、洗脫、收集萃取液(洗脫液)； 萃取液(洗脫液)經(jīng)濃縮、脫色、鹽酸調(diào)節(jié)pH4. 5、結(jié)晶、干燥得到L-鳥氨酸鹽酸鹽 晶體2. 54千克，純度為98. 5%，收率為88. 8%。洗脫液經(jīng)濃縮后的蒸餾水還可用于洗雜工 序。 實施例4: 上述L-鳥氨酸發(fā)酵液首先利用超濾法(5萬道爾頓的二氧化鈦陶瓷膜超濾，超濾 操作壓力為0. 36MPa，操作溫度為60°C )去除菌體及固形物，得超濾液(即進料液)；
結(jié)合圖1，模擬移動床系統(tǒng)依次分為吸附區(qū)、洗雜區(qū)、洗脫區(qū)和再生清洗區(qū)四個區(qū)； 進料液入口與萃余液出口位于吸附區(qū)，洗雜劑入口與洗雜液出口位于洗雜區(qū)，洗脫劑入口 與萃取液出口位于洗脫區(qū)，再生劑入口與出口位于再生區(qū)；模擬移動床系統(tǒng)采用14柱，其 中吸附區(qū)有6柱，洗雜區(qū)有2柱，洗脫區(qū)有4柱，再生清洗區(qū)有2柱。離子交換柱填料為苯 乙烯系強酸性陽離子交換樹脂JK006，填料量1200mL，柱子的直徑70mm，高徑比5 : 1。模 擬移動床系統(tǒng)工作溫度25°C 。將進料液入口 、洗脫劑入口 、萃取液出口及萃余液出口沿著料 液流動方向分別進行周期性切換，收集洗脫液。周期性切換是指通過調(diào)節(jié)進料液、洗雜劑、 洗脫劑、再生劑的流量，使得各區(qū)的第一根柱子處理完全后，切換進入下一區(qū)，成為下一區(qū)的最后一根柱子，執(zhí)行下一區(qū)流程。 取80L進料液(其中L-鳥氨酸的濃度為25. 5g/L，pH控制在2. 5)以20mL/min的流 量從進料液入口進入模擬移動床系統(tǒng)；洗脫劑為0. 9mol/L的氨水溶液，洗脫劑流量12mL/ min ;洗雜劑和再生劑均為中性去離子水，洗雜劑流量為50mL/min，再生劑流量為75mL/ min，每3. 5小時將進料液入口 、洗脫劑入口 、萃取液出口及萃余液出口沿著料液流動方向 分別進行周期性切換(在此流速下，各區(qū)第一根柱子在此時間均能夠處理完全)。
進料液經(jīng)吸附、洗雜、洗脫、收集萃取液(洗脫液)； 萃取液(洗脫液)經(jīng)濃縮、脫色、鹽酸調(diào)節(jié)pH4. 5、結(jié)晶、干燥得到L-鳥氨酸鹽酸鹽 晶體2. 30千克，純度為99. 1%，收率為87. 6% 。洗脫液經(jīng)濃縮后的蒸餾水還可用于洗雜工 序。
實施例5 : 上述L-鳥氨酸發(fā)酵液首先利用超濾法(1萬道爾頓的二氧化鈦陶瓷膜超濾，超濾 操作壓力為0. 34MPa，操作溫度為65°C )去除菌體及固形物，得超濾液(即進料液)；
結(jié)合圖1，模擬移動床系統(tǒng)依次分為吸附區(qū)、洗雜區(qū)、洗脫區(qū)和再生清洗區(qū)四個區(qū)； 進料液入口與萃余液出口位于吸附區(qū)，洗雜劑入口與洗雜液出口位于洗雜區(qū)，洗脫劑入口 與萃取液出口位于洗脫區(qū)，再生劑入口與出口位于再生區(qū)；模擬移動床系統(tǒng)采用14柱，其 中吸附區(qū)有6柱，洗雜區(qū)有2柱，洗脫區(qū)有4柱，再生清洗區(qū)有2柱。離子交換柱填料為苯 乙烯系強酸性陽離子交換樹脂JK006，填料量1200mL，柱子的直徑70mm，高徑比5 : 1。模 擬移動床系統(tǒng)工作溫度25°C 。將進料液入口 、洗脫劑入口 、萃取液出口及萃余液出口沿著料 液流動方向分別進行周期性切換，收集洗脫液。周期性切換是指通過調(diào)節(jié)進料液、洗雜劑、 洗脫劑、再生劑的流量，使得各區(qū)的第一根柱子處理完全后，切換進入下一區(qū)，成為下一區(qū) 的最后一根柱子，執(zhí)行下一區(qū)流程。 取80L進料液(其中L-鳥氨酸的濃度為22. 7g/L，pH控制在1. 9)以25mL/min的流 量從進料液入口進入模擬移動床系統(tǒng)；洗脫劑為0. 9mol/L的氨水溶液，洗脫劑流量15mL/ min ;洗雜劑和再生劑均為中性去離子水，洗雜劑流量為55mL/min，再生劑流量為78mL/ min，每2. 5小時將進料液入口 、洗脫劑入口 、萃取液出口及萃余液出口沿著料液流動方向 分別進行周期性切換(在此流速下，各區(qū)第一根柱子在此時間均能夠處理完全)。
進料液經(jīng)吸附、洗雜、洗脫、收集萃取液(洗脫液)； 萃取液(洗脫液)經(jīng)濃縮、脫色、鹽酸調(diào)節(jié)pH4. 5、結(jié)晶、干燥得到L-鳥氨酸鹽酸鹽 晶體2. 08千克，純度為99. 4% ，收率為89. 2% 。洗脫液經(jīng)濃縮后的蒸餾水還可用于洗雜工 序。
權(quán)利要求
利用模擬移動床從發(fā)酵液中分離提純L-鳥氨酸的方法，其特征在于該方法包含下列步驟a.L-鳥氨酸發(fā)酵液首先利用超濾法去除菌體及固形物，得進料液；b.步驟a得到的進料液進入模擬移動床系統(tǒng)吸附、洗雜、洗脫L-鳥氨酸、收集洗脫液及柱子再生；c.步驟b收集的洗脫液經(jīng)濃縮、脫色、鹽酸調(diào)節(jié)pH4.5-5.0、結(jié)晶、干燥得到L-鳥氨酸鹽酸鹽晶體。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用模擬移動床從發(fā)酵液中分離提純L-鳥氨酸的方法， 其特征在于超濾膜采用截流分子量為l萬-15萬道爾頓的陶瓷膜，超濾系統(tǒng)操作壓力為 0. 3-0. 4MPa，操作溫度為50-70°C ;陶瓷膜優(yōu)選二氧化鈦陶瓷膜。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的利用模擬移動床從發(fā)酵液中分離提純L-鳥氨酸的方法，其特 征在于模擬移動床系統(tǒng)由7-20根離子交換柱串聯(lián)組成，模擬移動床系統(tǒng)分為吸附區(qū)、洗 雜區(qū)、洗脫區(qū)和再生清洗區(qū)四個區(qū)；吸附區(qū)有3 8柱，洗雜區(qū)有1 3柱，洗脫區(qū)有2 6 柱，再生清洗區(qū)有1 3柱；進料液入口與萃余液出口位于吸附區(qū)，洗雜劑入口與洗雜液出 口位于洗雜區(qū)，洗脫劑入口與萃取液出口位于洗脫區(qū)，再生劑入口與出口位于再生區(qū)；將進 料液入口、洗脫劑入口、萃取液出口及萃余液出口沿著料液流動方向分別進行周期性切換， 收集洗脫液；周期性切換是指通過調(diào)節(jié)進料液、洗雜劑、洗脫劑、再生劑的流量，使得各區(qū)的第一根 柱子處理完全后，同時切換進入下一區(qū)，成為下一區(qū)的最后一根柱子，執(zhí)行下一區(qū)流程。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的利用模擬移動床從發(fā)酵液中分離提純L-鳥氨酸的方法，其特 征在于離子交換柱填料為苯乙烯系強酸性陽離子交換樹脂JK006。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用模擬移動床從發(fā)酵液中分離提純L-鳥氨酸的方法，其特 征在于每根柱子的填料量1000 1500mL。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的利用模擬移動床從發(fā)酵液中分離提純L-鳥氨酸的方法，其特 征在于進入模擬移動床系統(tǒng)的進料液中L-鳥氨酸濃度為20-30g/L， pH為1. 5-2. 5 ;洗脫 劑為pH10-14的氨水溶液，洗雜劑和再生劑均為中性去離子水；以柱子直徑為70mm計，進料 液流量20-30mL/min，洗脫劑流量10-20mL/min，洗雜劑流量為50-60mL/min，再生劑流量為 70-80mL/min，切換時間為2-4h。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的利用模擬移動床從發(fā)酵液中分離提純L-鳥氨酸的方法，其特 征在于模擬移動床系統(tǒng)工作溫度15-40°C。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的利用模擬移動床從發(fā)酵液中分離提純L-鳥氨酸的方 法，其特征在于L-鳥氨酸發(fā)酵液是采用谷氨酸棒桿菌(Corynebacterium glutamicum) ATCC13232液體深層發(fā)酵得到的L-鳥氨酸發(fā)酵液或糞腸球菌(Enterococcus faecalis) CGMCCNO. 1786酶轉(zhuǎn)化L-精氨酸發(fā)酵或固定化糞鏈球菌(fecal str印tococcus)ATCC8043、 糞產(chǎn)堿桿菌(Alcaligenes faecalis)ATCC21400、格氏沙雷氏菌(Serratia grimesii)細胞 酶法轉(zhuǎn)化L-精氨酸發(fā)酵得到的L-鳥氨酸發(fā)酵液。
全文摘要
本發(fā)明屬于生物制藥領(lǐng)域，公開了利用模擬移動床分離提純L-鳥氨酸的方法。該方法是將L-鳥氨酸發(fā)酵液首先利用超濾法去除菌體及固形物；再將料液進入模擬移動床系統(tǒng)吸附、洗雜、洗脫L-鳥氨酸、收集洗脫液及柱子再生；收集的洗脫液經(jīng)濃縮、脫色、鹽酸調(diào)節(jié)pH4.5-5.0、結(jié)晶、干燥得到L-鳥氨酸鹽酸鹽晶體。采用本方法分離提純的L-鳥氨酸得率高，純度高，成本低，環(huán)保，適于工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號C07C229/26GK101774935SQ20091026456
公開日2010年7月14日 申請日期2009年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月28日
發(fā)明者萬紅貴, 周華, 朱慶平, 蔡恒, 袁建鋒 申請人:南京工業(yè)大學