Aplicación de la tecnología de separación de membrana en la producción de vitamina C

La vitamina C también se conoce como ácido L-ascórbico, que es una vitamina esencial para el organismo humano. Se utiliza clínicamente para tratar diversas enfermedades, así como en medicamentos preventivos y suplementos nutricionales. La vitamina C también es un fuerte agente reductor, por lo que sirve como antioxidante y aditivo nutricional en la industria alimentaria. Además, la vitamina C desempeña un cierto papel en el mantenimiento del metabolismo de los lípidos en la sangre humana, la función del miocardio y la actividad del sistema nervioso central. El producto puro de la vitamina C es un cristal blanco o polvo cristalino, inodoro con sabor agrio, y su color se volverá amarillento gradualmente después de un largo tiempo. Las vitaminas son conocidas como un tipo de sustancias orgánicas necesarias para mantener las actividades de la vida de los animales, y también son sustancias activas importantes para mantener la salud del cuerpo. En la actualidad, China es el principal productor y exportador de vitamina C, con una capacidad de producción total de más de 120.000 toneladas, lo que representa aproximadamente el 80% de la cuota de mercado mundial, que también es uno de los productos más influyentes en la exportación de API de China.

Existen dos procesos de fermentación para la producción de vitamina C: el proceso de Reichstein y el método de fermentación en dos etapas. Los dos procesos tradicionales de extracción de vitamina C anteriores adoptan el método de precipitación por calentamiento para eliminar las impurezas en el caldo de fermentación, es decir, después del asentamiento estático del caldo de fermentación, separarlos a través de la resina de intercambio catiónico. Sin embargo, el caldo de fermentación puede pasar directamente la resina de intercambio iónico, lo que causará una grave contaminación en la superficie de la resina, reducirá la capacidad de intercambio, consumirá mucha energía al calentar y causará cierta pérdida de nutrientes, y la cantidad de aguas residuales producidas también es muy grande.

1. breve introducción de la tecnología de separación de membrana utilizada en la producción de vitamina C

Tecnología de separación por membranas Es una tecnología emergente de separación de alta eficiencia y libre de contaminación, que se usa ampliamente en química, medicina, alimentos y otros campos debido a su cambio no de fase, bajo consumo de energía, dispositivo simple, operación simple y fácil control automático. Además, el proceso de separación de membrana se puede llevar a cabo a temperatura ambiente, que es adecuado para la separación y concentración de sustancias sensibles al calor, y tiene grandes ventajas en la separación de sustancias biológicamente activas.

Los procesos modernos de separación y extracción de membranas generalmente usan membranas de ultrafiltración para la filtración y producción de caldo de fermentación de ácido gulónico. Debido a que el peso molecular de la proteína en el caldo de fermentación es generalmente de 1-10kDa, la membrana de ultrafiltración con un cierto corte de peso molecular puede eliminar la mayor parte de la proteína y algunas impurezas macromoleculares para reemplazar el método de calentamiento tradicional para eliminar la proteína. El caldo de fermentación de ácido gulónico adopta un proceso de filtración de membrana, que tiene ventajas obvias en comparación con el proceso tradicional: proceso simple, operación completamente automática, buena estabilidad, que mejora el rendimiento para alcanzar más del 99% generalmente en la etapa de filtración de membrana y eliminación de impurezas. Los procesos de filtración de membrana existentes de los fabricantes de vitamina C utilizan principalmente membranas de ultrafiltración orgánica. Las membranas de ultrafiltración orgánicas tienen una precisión de separación relativamente alta, que puede verificarse a partir de la tasa de eliminación de proteínas del caldo de fermentación.

2. proceso de tecnología de separación de membrana utilizado en la producción de vitamina C

Se combina el proceso de separación por membrana: Caldo de fermentación-ultrafiltración-desalinización de resina-ácido crystallization-2-keto-L-gulonic concentrado

3. ventajas de la tecnología de separación de membrana en comparación con el proceso tradicional

(1) Proceso simple

(2) Ahorre energía y aumente el rendimiento, y su rendimiento general puede alcanzar el 99%

Esta tecnología adopta la ultrafiltración para eliminar el micelio residual, las proteínas, las partículas suspendidas y otras impurezas en el caldo de fermentación en un solo paso, y omite el pretratamiento, el calentamiento, la centrifugación y otros procesos, lo que ahorra el consumo de energía y mejora el rendimiento del ácido gulónico. Dado que la ultrafiltración es un proceso físico, no causará la descomposición o el cambio del ácido 2-ceto-L-gulónico. El rendimiento depende principalmente de la cantidad de ácido 2-ceto-L-gulónico en el residuo del filtro, mientras que el residuo del filtro de ultrafiltración contiene una pequeña cantidad de ácido 2-ceto-L-gulónico, que puede lavarse agregando agua, por lo que el rendimiento de ultrafiltración puede alcanzar 99%.

4. Resumen

Muchas vitaminas pueden ser producidas por la fermentación microbiana, como la vitamina C, la vitamina B y la vitamina D. Fermentación microbiana para preparar vitaminas amplía enormemente la producción de vitaminas. Por lo tanto, la aplicación de la tecnología de separación de membrana en la industria de la fermentación de vitaminas ha traído un enorme valor técnico y beneficios económicos.