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1、第27卷第1期 武 漢 化 工 學 院 學 報 Vol.27No.12005年01月 J.WuhanInst.Chem.Tech.Jan.2005文章編號:10044736(2005)01000605應用超濾技術去除乳酸鈣中蛋白質的研究3肖恩榮,李定或,丁一剛,吳元欣(武漢化工學院化工與制藥學院,湖北省新型反應器與綠色化學工藝省重點實驗室,湖北武漢430074)摘 要:研究了應用平板式超濾技術及中空纖維式超濾技術對乳酸鈣中蛋白質的去除,分析了膜壓差$P、溫度t、pH值等因素的影響,得到了兩種膜組件各自較好的工藝操作條件.平
2、板式膜組件:$P=0.2～0.25MPa、t=20℃、pH=3～6;中空纖維式膜組件:$P=0.05MPa、t=30℃、pH=4.用平板式膜組件對乳酸鈣料液進行預處理,再用中空纖維膜組件超濾,最終得到的濾液中的蛋白質含量為13.6mg?L,蛋白質的總去除率可達83%.關鍵詞:超濾;膜分離;乳酸鈣;蛋白質;去除中圖分類號:TQ028.8文獻標識碼:A磁力攪拌杯式超濾器,北京工業(yè)大學環(huán)境與0 引 言能源學院膜分離技術中心;752紫外光柵分光光乳酸鈣是一種重要的生物化工產品.主要用度計,上海第三分析儀器廠.于輕工、食品醫(yī)藥和化工行業(yè).在采用發(fā)酵法聯(lián)合1.2 實驗裝置生產
3、乳酸乳酸鈣工藝中,分離出的乳酸鈣產品質中空纖維式膜組件的比表面積比平板式膜組量在白度、異味等方面難以滿足食品或醫(yī)藥用要件大得多,但是中空纖維式不能處理濃度較高的[1]求.生產出符合食品和醫(yī)藥級的乳酸鈣以及提料液,否則膜會受到嚴重的污染,難以清洗致使整高乳酸鈣產品質量成為亟待解決的研究課題.個膜組件報廢.因此,本實驗用平板式超濾器(見蛋白質、還原糖、重金屬是影響乳酸鈣品質的圖1)作為乳酸鈣溶液的預處理,再用中空纖維式主要雜質.超濾膜技術因具有分子級分離、無相超濾器(見圖2)進一步去除蛋白質.變、無溶劑污染、不破壞生物活性及操作簡便等特[2～4]點,其應用越來越廣泛,
4、尤其是在蛋白質和某[5～7]些低相對分子質量的分離純化方面的應用.本文重點報導應用超濾技術脫除樣品乳酸鈣中蛋白質,以達到精制乳酸鈣的目的.1 材料和方法1.1 試驗材料與裝置樣品乳酸鈣:湖北省廣水民族化工廠;標準牛圖1 平板式超濾實驗裝置血清白蛋白:生物純,武漢亞法生物試劑公司.Fig.1Theultrafiltrationdeviceofpanlike<50×330mm中空纖維膜組件:聚砜(PS)中1.3 分析方法[8]空纖維膜組件一支,截留相對分子質量(MWCO)采用考馬斯亮藍法測定蛋白質的含量.為3萬,北京工業(yè)大學環(huán)境與能源學院膜分離技1.4 計算方法2V術
5、中心;平板式膜材料:聚丙烯腈(PAN)、醋酸纖溶液通量JV(L?m·h)=(1)S×t維(CA)、聚氯乙烯(PVC),MWCO均為6萬,北式(1)中:V濾出溶液體積,L;S膜京工業(yè)大學環(huán)境與能源學院膜分離技術中心和中面積,m2;t過濾時間,h.科院生態(tài)環(huán)境研究中心.蛋白質去除率R:收稿日期:20040000基金項目:湖北省科技攻關項目(2002AA108B01)作者簡介:肖恩榮(1978),女,湖北武漢人,碩士.研究方向:分離科學.3通訊聯(lián)系人.?1995-2006TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserv
6、ed.第1期肖恩榮等:應用超濾技術去除乳酸鈣中蛋白質的研究7濾液中蛋白質含量R=(1-)×100%(2)原料液中蛋白質含量膜污染率FR:J0-JWFR=(3)J0式(3)中:J0膜使用前純水濾出速率,2L?m·h;JW膜使用后純水濾出速率,2L?m·h.圖5 膜材料的污染程度Fig.5Contaminationdegreeofmembranes 從圖3看出,三種膜均在初始的較短時間內JV急劇下降了65%～70%,而后逐漸趨于穩(wěn)定.并且,PAN、CA、PVC三種膜的JV依次減小,與圖2 中空纖維式超濾實驗裝置圖5中的膜污染率PVC最高,CA其次,PAN最Fig.2
7、Theultrafiltrationdeviceofhollowfiber小相一致.這是因為蛋白質在膜表面被吸附,使膜污染.三種材料中的特征基團,PVC中的-Cl,CA2 試驗結果與討論中的-C=O,以及PAN中的-CN,對蛋白質中2.1 平板式膜的操作條件的確定的肽元和還原糖中的羥基的吸附能力,按電負性a.板式膜材料的選擇大小:-Cl>-C=O>-CN.因此,相應膜的污染PAN、CA、PVC三種膜的溶液通量隨時間率為:PVC>CA>PAN.當膜面吸附趨近飽和時,(S)的衰減曲線見圖3,膜材料對超濾蛋白質去除濃差極化作用是影響JV的主要因素,它使得透過率的影響見圖
8、4,膜材料
