填充床电渗析用于发酵废液中谷氨酸和乳酸分离的方法

摘要

填充床电渗析用于发酵废液中谷氨酸和乳酸选择性分离的方法，利用填充床电渗析器中填充床电渗析膜堆的淡室中填充的离子交换树脂的选择性，结合淡室溶液的pH控制，使待分离的组分在电场作用下优先通过“树脂链”发生传递和跨膜迁移，进而使发酵废液中谷氨酸与乳酸发生选择性分离；填充床电渗析器包括：填充床电渗析膜堆、输液泵（9）、流量计（10）、压力表（11）、温度传感器（12）、在线pH计（13）、自动加酸或加碱装置、连接管路和储液罐。本发明可解决采用常规电渗析存在二者分离比率低，以及离子交换法需要分批操作和产生大量酸碱废液等问题，促进发酵废液中谷氨酸和乳酸分离新技术的工程化应用。

主权项

填充床电渗析用于发酵废液中谷氨酸和乳酸选择性分离的方法，其特征在于：利用填充床电渗析器膜堆淡室中填充的离子交换树脂的选择性，结合淡室溶液的pH控制，使待分离的组分在电场作用下优先通过“树脂链”发生传递和跨膜迁移，进而使发酵废液中谷氨酸与乳酸发生选择性分离；所述的填充床电渗析器包括：填充床电渗析膜堆、输液泵(9)、流量计(10)、压力表(11)、温度传感器(12)、在线pH计(13)、自动加酸或加碱装置、连接管路和储液罐；所述填充床电渗析膜堆包括：若干交替排列的阴、阳离子交换膜(4)和淡室、浓室隔板、膜堆两侧的电极板(5)、夹紧装置，共同构成电渗析膜堆的淡室(1)、浓室(2)和极室(3)，其中淡室(1)中填装选择性离子交换树脂；所述储液罐包括淡水罐(6)、浓水罐(7)、极水罐(8)，分别与膜堆的淡室(1)、浓室(2)和极室(3)串联；所述三个输液泵(9)的进水口端分别与储液罐中的淡水罐(6)、浓水罐(7)、极水罐(8)相连接，其出水口端分别与膜堆的淡室(1)、浓室(2)和极室(4)连接，用于使不同隔室溶液通过填充床电渗析膜堆在各自管路中循环，经过分批循环操作使待分离离子不断优先通过离子交换树脂传递并发生跨膜迁移，从而实现谷氨酸与乳酸的选择性分离；所述流量计(10)和压力表(11)均位于填充床电渗析膜堆出水端与储液罐连接的管路中，用于分别监测淡室(1)、浓室(2)和极室(3)的流量、压力及其变化；所述温度传感器(12)位于极水罐(8)与极室(3)连接的管路中，用于监测极室溶液的温度变化，控制填充床电渗析装置在指定的温度下运行；所述在线pH计(13)位于淡水罐(6)与膜堆淡室(1)的连接管路中，用于在线监测淡室溶液的pH值；所述自动加酸和加碱装置包括加酸泵(14)、加碱泵(15)、储酸罐(16)和储碱罐(17)，加酸泵(14)和加碱泵(15)进水口端分别与储酸与储酸罐(16)和储碱罐(17)连接，出水口端分别与淡水罐(6)连接；根据在线pH计(13)测定值的大小，与预设值比较大小，控制加酸泵(14)或加碱泵(15)的开启或关闭，定量添加酸或碱到淡室罐(6)中，实现淡室溶液的pH控制，以促进发酵废液中谷氨酸和乳酸的分离；谷氨酸根或乳酸根通过离子交换树脂的选择性交换吸附，并通过“树脂链”发生传递而优先发生跨膜迁移后进入浓室(2)；另一种组分则保留在淡室(1)溶液中，从而实现谷氨酸与乳酸的选择性分离。