一种维生素B12产品的提取工艺的制作方法

本发明涉及生物发酵
技术领域：
，具体地说就是一种维生素b12产品的提取工艺。
背景技术：
：维生素b12又叫钴胺素，是自然界中唯一含有金属元素的维生素。所有的维生素b12都是微生物合成的，高等动植物均不能合成维生素b12.维生素b12是唯一的一种需要一种肠道分泌物（内源因子）帮助才能被吸收的维生素。有的人由于肠胃异常，缺乏这种内源因子，即使膳食中来源充足也会患恶性贫血。植物性食物中基本上没有维生素b12。它在肠道中停留的时间长，大约需要3小时（大多数水溶性维生素只需要几秒钟）才能被吸收。维生素b12的主要生理功能是参与制造骨髓红细胞，防止恶性贫血；防止大脑神经受到破坏。维生素b12是b族维生素中迄今为止发现最晚的一种。维生素b12是一种含有3价钴的多环系化合物，4个还原的吡咯环连在一起变成为1个钴啉大环（与卟啉相似），是维生素b12分子的核心。所以含这种环的化合物都称为类钴啉。维生素b12为浅红色的针状结晶，易溶于水和乙醇，在ph4.5-5.0弱酸条件下最稳定，强酸（ph＜2）或者碱性溶液中分解，预热可有一定程度的破坏，但短时间的高温消毒损失小，遇强光或紫外线易被破坏。如图1所示，现有维生素b12的提取工艺中，维生素b12发酵液预处理后，一般采用板框压滤机过滤，滤液到固定床进行吸附解析。由于菌丝密度较高，粘度较大，板框过滤容易堵塞，并且发酵液是用硫酸或者盐酸酸化加热水解后才过滤，用板框压滤机过滤会形成酸雾，对厂房、设备造成腐蚀和破坏，工作环境恶劣，对员工的身体伤害比较严重，在过滤过程中还要对板框进行加水顶洗，水的用量较大，污水量较多，板框过滤是间歇式生产，生产效率低，拆洗板框压滤机劳动强度大。采用固定床提取得过程使用的树脂量大，占地面积大，产量和产品浓度低，树脂再生用的酸和水的用量大、洗脱用的解析剂用量大等问题。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种维生素b12产品的提取工艺，降低维修成本，改善生产环境，提高工作效率，节能环保。本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种维生素b12产品的提取工艺，包括如下步骤：步骤1：对维生素b12的发酵液进行酸化、絮凝和水解的预处理，预处理后的水解液通过碟片分离机进行离心分离，除去菌体、大分子蛋白以及发酵过程中的一些悬浮物，得到分离清液和渣液；步骤2：经分离后的分离清液进入超滤膜系统进行超滤膜分离，除去小分子可溶性蛋白，得到超滤膜浓缩液和超滤膜透析液；步骤3：将超滤膜透析液进入连续离子交换系统进行连续离交柱，通过阳离子交换树脂对超滤膜透析液中的发酵产品维生素b12进行吸附、解析，得到含有一定浓度的维生素b12解析液。作为优化，所述的碟片分离机的转鼓的材质为316l的不锈钢或者为耐酸的双向不锈钢。作为优化，所述的维生素b12的发酵液进行酸化所用的酸为盐酸或者硫酸。作为优化，在对维生素b12的发酵液进行酸化、絮凝和水解的预处理中，絮凝剂采用质量浓度为0.1%-1.5%的聚丙烯酸钠。作为优化，在对维生素b12的发酵液进行酸化、絮凝和水解的预处理中，水解加入水的体积为发酵液体积的1-1.5倍，水的加热温度为75-95℃。作为优化，所述的超滤膜系统采用的超滤膜截留分子量为10000-100000道尔顿，操作压力控制在1.0mpa-1.5mpa。作为优化，所述的连续离子交换系统为阀口数为30对的全自动连续离交系统。作为优化，所述的阳离子交换树脂为大孔丙烯酸系阳离子交换树脂。作为优化，所述的阳离子交换树脂的再生用的酸为质量浓度比为5%-15%的盐酸。本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的一种维生素b12产品的提取工艺采用碟片分离机代替传统的板框压滤机，避免了传统工艺中板框压滤机酸雾大，对设备、厂房造成的腐蚀和破坏，减少了维修费用，减少了操作人员，改善了工作环境，将对人员身体的伤害降到最低；摒弃了用水顶洗板框的过程，降低了用水量，减少了排污，改善了环境，降低了生产成本；添加了超滤膜系统，提高了滤液的质量，避免了小分子量的蛋白到下下一工序，堵塞树脂，降低树脂的吸附能力，提高了树脂的实用寿命；采用连续离交柱代替固定床，提高了树脂的工作效率，减少了树脂的用量，缩小了厂房的占地面积，减少了再生树脂所用的酸和水的用量，降低了解析剂的使用量。污水排放量大幅度的降低，改善了工作环境，减轻了环保压力，节约了原材料和动力能源，达到了降低生产成本，提高生产效率的目的。附图说明图1为现有技术提取工艺流程图；图2为本发明提取工艺流程图。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。根据图2所示的工艺流程图中的技术方案，具体如下，一种维生素b12产品的提取工艺，包括如下步骤：步骤1：对维生素b12的发酵液进行酸化、絮凝和水解的预处理，预处理后的水解液通过碟片分离机进行离心分离，除去菌体、大分子蛋白以及发酵过程中的一些悬浮物，得到分离清液和渣液；步骤2：经分离后的分离清液进入超滤膜系统进行超滤膜分离，除去小分子可溶性蛋白，得到超滤膜浓缩液和超滤膜透析液；步骤3：将超滤膜透析液进入连续离子交换系统进行连续离交柱，通过阳离子交换树脂对超滤膜透析液中的发酵产品维生素b12进行吸附、解析，得到含有一定浓度的维生素b12解析液。所述的碟片分离机的转鼓的材质为316l的不锈钢或者为耐酸的双向不锈钢。所述的维生素b12的发酵液进行酸化所用的酸为盐酸或者硫酸。在对维生素b12的发酵液进行酸化、絮凝和水解的预处理中，絮凝剂采用质量浓度为0.1%-1.5%的聚丙烯酸钠。在对维生素b12的发酵液进行酸化、絮凝和水解的预处理中，水解加入水的体积为发酵液体积的1-1.5倍，水的加热温度为75-95℃。所述的超滤膜系统采用的超滤膜截留分子量为10000-100000道尔顿，操作压力控制在1.0mpa-1.5mpa。所述的连续离子交换系统为阀口数为30对的全自动连续离交系统。所述的阳离子交换树脂为大孔丙烯酸系阳离子交换树脂。所述的阳离子交换树脂的再生用的酸为质量浓度比为5%-15%的盐酸。实施例1将发酵所得含维生素b12的发酵液，按照步骤1所述，加水1-1.5倍，经过盐酸或硫酸酸化、采用絮凝剂聚丙烯酸钠0.1-1.5%，加热到75-95摄氏度，采用碟片分离机分离，得到分离清液。将分离清液在超滤膜截留分子量为10000道尔顿，操作压力控制在1.0-1.5mpa，进行超滤浓缩。维生素b12的分子量为1355.37，比超滤膜截留分子量小。不会被截留，而部分没有被分离机分离出去的菌体及大分子的可溶性蛋白等，则会被截留在浓缩液中，达到进步分离和去除可溶性蛋白的目的。超滤透析液进入连续离子交换系统，通过阳离子交换树脂对超滤透析液中的发酵产品维生素b12进行吸附。进料体积109l，进料含量70mg/l，进料流量40-70ml/min。得到解析液体积7.54l,解析液含量1016mg/l,收率100.5%。实施例2将发酵所得含维生素b12的发酵液，按照步骤1所述，加水1-1.5倍，经过盐酸或硫酸酸化、采用絮凝剂聚丙烯酸钠0.1-1.5%，加热到75-95摄氏度，采用碟片分离机分离，得到分离清液。将分离清液在超滤膜截留分子量为10000道尔顿，操作压力控制在1.0-1.5mpa，进行超滤浓缩。维生素b12的分子量为1355.37，比超滤膜截留分子量小。不会被截留，而部分没有被分离机分离出去的菌体及大分子的可溶性蛋白等，则会被截留在浓缩液中，达到进步分离和去除可溶性蛋白的目的。超滤透析液进入连续离子交换系统，通过阳离子交换树脂对超滤透析液中的发酵产品维生素b12进行吸附。进料体积131l，进料含量70mg/l，进料流量40-70ml/min。得到解析液体积9.08l,解析液含量1005mg/l,收率100.2%。实施例3将发酵所得含维生素b12的发酵液，按照步骤1所述，加水1-1.5倍，经过盐酸或硫酸酸化、采用絮凝剂聚丙烯酸钠0.1-1.5%，加热到75-95摄氏度，采用碟片分离机分离，得到分离清液。将分离清液在超滤膜截留分子量为10000道尔顿，操作压力控制在1.0-1.5mpa，进行超滤浓缩。维生素b12的分子量为1355.37，比超滤膜截留分子量小。不会被截留，而部分没有被分离机分离出去的菌体及大分子的可溶性蛋白等，则会被截留在浓缩液中，达到进步分离和去除可溶性蛋白的目的。超滤透析液进入连续离子交换系统，通过阳离子交换树脂对超滤透析液中的发酵产品维生素b12进行吸附。进料体积102l，进料含量76mg/l，进料流量40-70ml/min。得到解析液体积7.63l,解析液含量1015mg/l,收率99.9%。以上三批实施例汇总表批次进料体积l进料含量mg/l解析液体积l解析液含量g/l收率%实施例1109707.541016100.5实施例2131709.081005100.2实施例3102767.63101599.9综合上表，平均收率均可达到100%。连续离交系统物料单耗与固定床用量对比。项目连续离交柱固定床备注树脂吸附量2.5g/l树脂2.0g/l树脂树脂吸附量提高25%酸消耗量640l/kg（vb12）1000l/kg（vb12）酸耗节省约36%解析剂消耗量280l/kg（vb12）530l/kg（vb12）酸耗节省约47%水消耗量935l/kg（vb12）2800l/kg（vb12）酸耗节省约60%产品的ph4-69-10使产品处于稳定的酸性通过以上的对比可知，连续离交系统应用在维生素b12的提取工艺上，不仅可以节省大量的树脂再生剂用量，还可以节省大量的解析剂用量。提高了树脂的吸附量，节省了大量的清洗再生水用量。在降低成本，提高经济效率的同时，减少了污水的排放量。拿年产30吨vb12的生产能力计算，本发明所采用的连续离交系统采用的是30对阀口的连续离交树脂柱。占地面积最大为12×12米。而固定床最少需要60台直径1100mm的固定床树脂柱，占地面积最小约25×20米。拿年产30吨vb12的生产能力计算，本发明所采用的连续离交系统采用的是30对阀口的连续离交树脂柱。共需要树脂约80-90m³。而使用固定床树脂柱最少需要150-180m³。连续离交系统树脂用量是固定床树脂用量的一半。上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样，任何符合本发明且任何所属
技术领域：
的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应落入本发明的专利保护范围。当前第1页12