RU2056941C1

RU2056941C1 - Method of lysine isolation from cultural fluid

Info

Publication number: RU2056941C1
Authority: RU
Inventors: Н.Б. Ферапонтов; Х.Т. Тробов; О.Т. Гавлина; Н.Л. Струсовская
Original assignee: Советско-австрийско-германское предприятие "БиоХимМак"
Priority date: 1992-08-03
Filing date: 1992-08-03
Publication date: 1996-03-27

Abstract

FIELD: medicine. SUBSTANCE: method of lysine isolation involves the passing lysine through the carboxy-ionite exchange resin mixed with Na-form at the ratio 1:(1-4) H up to the equilibrium state. 100 g of ionite proposed sorb 12-13 g lysine. Lysine desorption is carried out with 14-20% sodium hydroxide solution. Prepared lysine solutions have concentration 35% at impurity content 0.05 g/l, not above. EFFECT: improved method of lysine isolation. 2 cl

Description

Изобретение относится к ионообменной технологии выделения лизина из культуральной жидкости, получаемой в процессе его микробиологического синтеза. The invention relates to an ion-exchange technology for the isolation of lysine from a culture fluid obtained in the process of its microbiological synthesis.

Лизин это аминокислота, находящая широкое применение в медицине, пищевой промышленности и сельском хозяйстве. Lysine is an amino acid that is widely used in medicine, food industry and agriculture.

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.A known method of extracting lysine from the culture fluid, consisting in the fact that the solution of the culture fluid with a pH of 7 is passed through a column of carboxyl ion exchanger KB-4P-2 in the NH ₄ form to achieve equilibrium. Every 100 g of ion exchanger sorb 6-8 g of lysine. The ionite is washed with water and lysine is desorbed with a 0.5-5.0% solution of NH ₄ OH. In this case, 80-90% of lysine is desorbed and a 1-2% solution of lysine is obtained.

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. The proposed method allows to obtain lysine solutions of a higher concentration, to reduce the amount of equipment used, the amount of wastewater obtained, to simplify the process by eliminating the operation of washing the ion exchanger.

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. The method consists in the fact that a solution of lysine in the culture fluid is passed through a carboxylic ion exchanger in a 1: 1-4 mixed hydrogen-sodium form, followed by desorption with an alkaline reagent. Preferably, the desorption of lysine is carried out with a 14-20% sodium hydroxide solution.

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. The difference of the proposed method consists in carrying out sorption of lysine on a mixed in a ratio of 1: 1-4 hydrogen-sodium form of ion exchanger and desorption of lysine with a 14-20% sodium hydroxide solution.

Установлено, что смешанная в соотношении 1:1-4 водородно-натриевая форма карбоксильного ионита обладает максимальной удельной емкостью по лизину. It was established that a mixed in the ratio 1: 1-4 hydrogen-sodium form of carboxylic ion exchanger has a maximum specific capacity for lysine.

Уменьшение и повышение содержания Na-формы в соотношении приводит к уменьшению удельной емкости ионита. The decrease and increase in the content of Na-form in the ratio leads to a decrease in the specific capacity of the ion exchanger.

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. When lysine is desorbed with a sodium hydroxide solution, water is formed that flushes the ion exchanger from the culture fluid, thereby eliminating the special operation of washing the ion exchanger with water and reducing the amount of wastewater obtained.

Концентрация растворов гидроксида натрия обусловлена получением более концентрированных растворов лизина при полной десорбции лизина с ионита. The concentration of sodium hydroxide solutions is due to the production of more concentrated lysine solutions with complete desorption of lysine from ion exchanger.

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.PRI me R 1. A solution of lysine in a culture fluid with a concentration of 40 g / l with a pH of 3.5 is passed through a column filled with a carboxyl ion exchanger KB-4 in H ⁺ , Na ⁺ form in a ratio of 1: 2, until equilibrium is reached . The ratio of the height of the ion exchanger layer to the diameter of the column is 50: 1. Every 100 g of ion exchanger sorb 13 g of lysine. Then lysine is desorbed with a 14% sodium hydroxide solution. The resulting filtrate contains culture fluid in a volume corresponding to the free volume of the column, then a zone of lysine in zwitterionic form leaves with a solution concentration of 35%. Lysine is completely desorbed. The impurity content in the resulting lysine solution does not exceed 0.05 g / l.

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.PRI me R 2. A solution of lysine in a culture fluid with a pH of 3.0 is passed through KB-4 in H ⁺ , Na ⁺ form in a ratio of 1: 1 until equilibrium is reached. The height of the ion exchanger layer to the diameter of the column is similar to the height in Example 1. Each 100 g of ion exchanger adsorb 12 g of lysine. Desorption is carried out with a 16% NaOH solution. Lysine is completely desorbed; its concentration in the solution is 35%; the content of impurities in this solution is not more than 0.05 g / l.

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.PRI me R 3. Carried out under conditions analogous to the example, changing only the ratio of the H ⁺ , Na ⁺ form of the ion exchanger by 1: 4 and the concentration of the stripping solution to 20%. The capacity of the ion exchanger for lysine is 12 g per 100 g of ion exchanger. Lysine is recovered completely from the culture fluid. The content of impurity ions in the resulting solution is not more than 0.05 g / l.

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. Thus, the proposed method allows you to fully remove lysine from the culture fluid, increase the concentration of the obtained solutions by 15-20 times, reduce the amount of equipment used ≈2 times, and the volume of wastewater obtained by 5-10 times.

Claims

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).1. METHOD FOR ISOLATING LYSINE FROM CULTURAL LIQUID, including sorption on a carboxylic ion exchanger and desorption with an alkaline reagent, characterized in that the sorption is carried out on the hydrogen-sodium form of the carboxyl ion exchanger with a H ⁺ / Na ratio of 1: (1 - 4).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что десорбцию проводят 14 - 20%-ным раствором гидроксида натрия. 2. The method according to claim 1, characterized in that the desorption is carried out with a 14-20% sodium hydroxide solution.