[发明专利]一种泡沫精馏纯化方法

说明书

技术领域

 本发明涉及分离纯化技术领域，尤其涉及一种提取浓缩并精馏纯化表面活性物质的方法。

背景技术

泡沫分离技术的原理是通过鼓泡等手段，让溶液中能与表面活性剂通过物理、化学的力结合在一起的物质或本身具有表面活性的物质在鼓泡的过程中被吸附，富集在气泡表面，达到富集、提取待分离物质的目的。其分离的本质是溶液中各种组分在表面活性上的差异。在泡沫分离的过程中，气体分布器在液相产生气泡，被分离的表面活性组分被吸附在气泡的气液两相界面上，吸附完成后，气泡离开液相进入泡沫相，刚进入泡沫相的气泡会携带很多液体，随气泡向上移动，好多液体就在重力的作用下流回液相，随着泡沫的升高，持液量会逐渐降低，表面活性组分的浓度便逐渐升高，最终泡沫离开塔顶进入泡沫收集器，经过消泡后，消泡液中目的组分的浓度与其进行泡沫分离前的料液中的浓度的比值为富集比，回收后目的组分的含量与其进行泡沫分离前的料液中的含量的比值为回收率。与其它纯化方式相比，泡沫分离法耗费小、污染少、操作简单、易于扩大生产规模，是一种在工业生产方面有着极大优势的分离纯化方法。但是现有的泡沫分离法通常是作为一种对表面活性物质提取回收及浓缩的方法，仅以富集比与回收率这两个指标对泡沫分离效果进型考量。例如：中国专利（申请号：200410020391.X）公布了一种乳链菌肽的制备方法，泡沫分离作为该制备方法中关键的一步只起到了提取及浓缩乳链菌肽的效果；又如：中国专利（申请号：200810137886.9）公布了一种泡沫分离法分离无患子皂苷的方法，泡沫分离作为关键步骤在该方法中起到的作用是从无患子皂苷粗提液中提取无患子皂苷并将其浓缩制成浓缩液，经真空蒸发与冷冻干燥后获得纯度为89-94%的产品，未见泡沫分离起到精馏产物的作用。

迄今为止，还未见与泡沫精馏纯化生产高纯度产物相关的专利，罕见泡沫分离法在多元体系分离领域的相关文章，且未见过使用泡沫分离操作就纯化出某高纯度产物的成功案例。

发明内容

本发明目的是解决现有泡沫分离方法通常只能对表面活性物质进行提取回收及浓缩而不能对目的组分进行真正意义上的纯化的问题，提供一种泡沫精馏纯化法，以便实现对表面活性物质进行提取浓缩并精馏纯化，以获得高纯度目的组分。

本申请发明人通过对泡沫分离操作的深入研究，对最基本的等量关系进行数学推导，首先用数学的方法从理论上证明了使用泡沫分离操作精馏表面活性物质的可行性，然后透过对公式的研究设计了一套完整的泡沫精馏纯化方法，并且以真菌疏水蛋白为实施例验证了该方法在实践上的可行性。

 

本发明的技术方案是：

一种泡沫精馏纯化法，该方法不仅能提取浓缩表面活性物质，还能对表面活性物质进行精馏纯化、获得高纯度目的组分；该方法具体步骤包括：

对于目的组分含量为a₀、目的杂质含量为b₀的待分离溶液，按照已确定的pH、温度T及表观气速Q，在泡沫塔高度H下进行n次的鼓泡收集操作，最终得到含有所需纯度目的组分的浓缩液。

本发明方法中上述各生产条件及参数的具体确定过程如下：

1）估测目的组分在待分离溶液中的含量a₀与目的杂质在待分离溶液中的含量b₀；

2）确定在目的组分的耐受范围内目的组分表面活性最高的并且可以控制的pH与温度T，该pH与温度T即为泡沫分离时的pH与温度条件；

3）在步骤2）所确定的pH与温度条件下，用目的组分模拟溶液进行鼓泡操作；调节表观气速使目的组分模拟溶液形成的泡沫柱高度不超过设备所能提供的最大高度；记录泡沫柱能达到的最大高度β，和与此高度相对应的表观气速Q，分别记作最高收集高度β和表观气速Q； 

4）在步骤2）确定的pH与温度条件下，和步骤3）所确定的表观气速Q下，用目的杂质模拟溶液进行鼓泡操作；记录下与表观气速Q相对应的泡沫柱高度α，记作最低收集高度α；

5）然后在α到β这段高度区间内，在步骤2）所确定的pH与温度条件下和步骤3）所确定的表观气速Q下使用目的组分模拟溶液或待分离溶液进行不同收集高度下的泡沫分离操作，测定在α到β这段高度区间内不同收集高度H下目的组分的回收率X和富集比Y；