Способ разделения аминокислот и углеводов электродиализом

Авторы патента:

Елисеева Татьяна Викторовна (RU)

Крисилова Елена Викторовна (RU)

Шапошник Владимир Алексеевич (RU)

Орос Галина Юрьевна (RU)

B01D61/44 - электродиализ ионообменный

Владельцы патента RU 2426584:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет" (RU)

Изобретение относится к способу очистки и производства аминокислот, в частности к получению нейтральных (глицин), кислых (глютаминовая кислота) и основных (лизин) аминокислот, и может быть использовано в пищевой и фармацевтической промышленности. Способ разделения аминокислот и сахаров электродиализом включает внесение исходного раствора, содержащего аминокислоту и сахарозу, в дилюатные секции электродиализатора с расположенными между электродами чередующимися катионообменными и биполярными мембранами, или анионообменными и биполярными мембранами, при рН исходного раствора, равном р1 соответствующей основной аминокислоты, при этом в камерах концентрирования циркулирует дистиллированная вода, а в электродные камеры подают раствор сульфата натрия с концентрацией 0.025 моль/дм³, причем образовавшиеся в дилюатных камерах катионы (или анионы) аминокислот переносятся через катионообменные (анионообменные) мембраны в камеры концентрирования, а сахароза остается в растворе, вытекающем из секции обессоливания (дилюате). Способ обеспечивает получение аминокислоты, очищенной от неэлектролитов (углеводов). 4 з.п. ф-лы, 2 ил., 4 табл.

Изобретение относится к способу очистки и производства аминокислот, в частности к получению аминокислот из растворов, содержащих в качестве примеси углеводы, и может быть использовано в пищевой и фармацевтической промышленности.

Одним из наиболее распространенных методов синтеза аминокислот является микробиологический, в ходе которого штаммы-продуценты синтезируют аминокислоту, потребляя при этом органические вещества. Максимальный биосинтез L-лизина наблюдается при использовании питательных сред на основе сахарозы [И.М.Грачева, Н.Н.Гаврилова, Л.А.Иванова Технология микробных белковых препаратов, аминокислот и жиров. - М.: Пищевая промышленность, 1980. 448 с.]. После завершения процесса биосинтеза в составе культуральной жидкости наряду с целевой аминокислотой содержатся и остаточные углеводы с концентрацией 3-5 г/л. В ходе дальнейшего выделения, разделения и концентрирования возможно взаимодейтвие аминокислот с углеводами при повышении температуры технологических растворов с образованием окрашенных веществ - меланоидинов и снижение концентрации целевого продукта [Взаимодействие фруктозы и глютаминовой кислоты в лимоннокислых средах. / В.Ф.Селеменев, И.П.Шамрицкая, К.Лепс, Г.Ю.Орос. // Изв. ВУЗов. Пищевая технология. 1979, №2. С.40-44]. Для предотвращения потерь аминокислот в процессе их производства актуальной задачей является разделение аминокислот и углеводов.

Известен способ очистки лизина от минеральных катионов (Na⁺, K⁺, Са²⁺) с помощью катионита КУ-2-8 в NH₄ ⁺-форме [Исследование работы крупногабаритного ионообменного фильтра в процессе выделения кристаллического лизина из культуральной жидкости. / А.Ф.Шолин и др. // Теория и практика сорбционных процессов. 1981. №14. С.107-110]. Очистка L-лизина от сопутствующих компонентов культуральной жидкости, элюатов и маточников осуществляется с помощью макропоритсого анионита АВ-17-2П в хлоридной или гидроксильной форме [Способ очистки L-лизина от сопутствующих компонентов культуральной жидкости, элюатов и маточников. / В.Ф.Селеменев и др. Патент РФ №2140902. Приоритет 16.07.97].

Однако при ионообменных способах очистки аминокислот образуются большие объемы сточных вод, велики затраты на регенерацию ионообменников растворами кислот и щелочей. Мембранные методы позволяют сократить объемы сточных вод и затраты реагентов. Способ очистки водных растворов синтетических аминокислот, содержащих органические и неорганические примеси, описан в [Пат. 1466676 Франция, МКИ С07С. Precede de purification des acides amines. / Sumitoro Chemical Co." заявл. 14.01.66, опубл. 12.12.66.]. pH при очистке поддерживали около изоэлектрической точки. Приведен пример получения препарата с содержанием основного вещества 97% из 2% раствора глицина.

Известна электродиализная установка с биполярной мембраной, примененная для разделения растворов, содержащих аминокислоты (аспарагиновую кислоту, фенилаланин) и хлорид натрия [20. Pat. 4330 USA, 1C С07С 227-40, B01D 061-40. Electrodialytic treatment of aqueous solutions containing amino acids or other amphoteric compounds for salt separation. / Chlanda, P.Frederich (USA); Alliend - Signal, Inc. - №393165; Appl. 14.08.89; Pat. 2.08.90].

В работе [Electrodialysis of acetate fermentation broths. / U.N.Chukwu, M.Cheryan. // Appl. Biochem. Biotechnol. - 1999. - V.77-79. - P.485-499] проведено электродиализное отделение уксусной кислоты от остатков непрореагировавшей глюкозы в ацетатном ферментационном бульоне.

Наиболее близким по совокупности признаков является описанный электродиализный способ получения L-лизина из лизинсодержащих растворов, включающий обработку рацемата разделяющим агентом с получением солей D- и L-лизина, удаление D-формы и разложение гидротартрата лизина методом электродиализа в электродиализаторе с чередующимися катионообменными и биполярными мембранами в интенсивном токовом режиме (12-18 мА/см) с выделением чистого L-лизина (Пат. РФ №2223946, МПК С07С 227/34; 229/26.; опубл. 20.02.2004).

К недостаткам вышеизложенного способа относятся:

- предложенный способ позволяет производить выделение лизина из растворов его солей с разделяющим оптически активным агентом без использования концентрированных растворов кислот, но не предполагает разделения аминокислот и неэлектролитов, которое требуется при микробиологическом синтезе;

- использование интенсивных токовых режимов приводит к существенным энергозатратам.

Технический результат - получение чистого раствора аминокислоты от неэлектролитов (углеводов) методом электродиализа с чередующимися биполярными и монополярными (катионообменными или анионообменными) мембранами.

Технический результат достигается тем, что способ разделения аминокислот и углеводов электродиализом включает внесение исходного раствора, содержащего аминокислоту и углевод, в дилюатные секции электродиализатора с расположенными между электродами чередующимися катионообменными и биполярными мембранами или анионообменными и биполярными мембранами, при pH исходного раствора, равном p1 соответствующей аминокислоты, при этом в камерах концентрирования циркулирует дистиллированная вода, а в электродные камеры подают раствор сульфата натрия с концентрацией 0.025 моль/дм³, причем образовавшиеся в дилюатных камерах катионы или анионы аминокислот переносятся через катионообменные или анионообменные мембраны в камеры концентрирования, а углевод остается в растворе, вытекающем из дилюатной секции.

Разделение проводится в электродиализаторе с платиновым анодом и никелевым катодом, состоящим из семи камер, разделенных чередующимися ионообменными мембранами, при плотности электрического тока 0,1-7,0 мА/см².

В качестве исходного раствора в процессе разделения может быть взят раствор, содержащий нейтральную (например, глицин), основную (например, лизин) или кислую (например, глютаминовая кислота) аминокислоту и углевод.

На фиг.1 представлена схема электродиализного аппарата с чередующимися катионообменными и биполярными мембранами (1-7 номера секций, К - катионообменные мембраны, АК - биполярные мембраны, АА - аминокислота).

На фиг.2 представлена схема электродиализного аппарата с чередующимися анионообменными и биполярными мембранами (1-7 номера секций, А - катионообменные мембраны, АК - биполярные мембраны, АА - аминокислота).

Таблица 1. Характеристики процесса разделения глицина и сахарозы электродиализом с чередующимися катионообменными и биполярными мембранами (МК-40/МБ-3), а также анионообменными и биполярными мембранами (МА-41/МБ-3).

Таблица 2. Характеристики процесса разделения глицина и глюкозы электродиализом с чередующимися катионообменными и биполярными (МК-40/МБ-3) мембранами, а также анионообменными и биполярными мембранами (МА-41/МБ-3).

Таблица 3. Характеристики процесса разделения лизина и сахарозы электродиализом с катионообменными (МК-40) и биполярными (МБ-3 или Fumaser FBM) мембранами.

Таблица 4. Характеристики процесса разделения глютаминовой кислоты и сахарозы электродиализом с анионообменными (МА-41) и биполярными (МБ-3) мембранами.

Использовали биполярные мембраны МБ-3 (производство ОАО «Щекиноазот», РФ) или Fumaser FBM (производство FuMa-Tech GmbH? Германия), а также сульфокатионообменные мембраны МК-40 и сильноосновные анионообменные мембраны МА-41 (производство ОАО «Щекиноазот», РФ).

Гетерогенные катионообменные мембраны МК-40 изготовлены на основе катионита КУ-2, функциональными группами в котором являются сульфогруппы. Гетерогенные анионообменные мембраны МА-41 получаются на основе анионита АВ-17, который содержит четвертичные группы аммониевого основания. Биполярные мембраны МБ-3 изготавливаются прессованием в один лист катионообменной мембраны МК-41 и анионообменной мембраны МА-41. Мембрана МК-41 изготовлена на основе катионита КФ-1, который содержит в качестве функциональных групп остатки фосфорной кислоты. Мембрана FBM имеет многослойную структуру: катионообменный слой (сульфокислотные группы в сшитом полиэфиркетоне), анионообменный слой (четверичные ионы аммония, внедренные в матрицу полисульфона) и тонкий промежуточный слой, содержащий третичные амино-группы.

Рабочая площадь каждой из мембран составляла 20 см². Через камеры обессоливания (дилюатные) 2, 4, 6 пропускали исходный раствор, через камеры концентрирования 3 и 5, куда осуществлялся перенос аминокислоты, дистиллированную воду. Линейная скорость протока в камерах обессоливания составляла 0.11-0.22 см/с. В электродные камеры 1,7 подавался вспомогательный электролит - сульфат натрия с концентрацией 0.025 моль/дм³.

Эффективность процесса разделения оценивали по величине коэффициента разделения, который рассчитывали по формуле:

где C_p1 - концентрация 1-го компонента в пермеате (растворе камеры концентрирования), С_р2 - концентрация 2-го компонента в пермеате, C₀₁ - концентрация 1-го компонента в исходном растворе, С₀₂ - концентрация 2-го компонента в исходном растворе.

При подаче напряжения на электроды биполярные мембраны генерируют ионы Н⁺ и ОН^- без использования дополнительных реагентов, за счет разложения воды. Таким образом, происходит подкисление и подщелачивание растворов в камерах электродиализатора, в результате чего биполярные ионы аминокислоты превращаются в катионы (фиг.1) или анионы (фиг.2). Катионы аминокислоты мигрируют через катионообменные мембраны к катоду, а анионы аминокислоты через анионообменные мембраны к аноду. Таким образом, согласно фиг.1 и фиг.2, нечетные камеры являются камерами концентрирования аминокислоты, а четные - дилюатными камерами.

Исходный раствор, содержащий аминокислоту и углевод, подавали в камеры обессоливания 2, 4, 6, ограниченные с катодной стороны катионообменными, а с анодной стороны биполярными мембранами (фиг.1) или же с анодной стороны анионообменными, а с катодной стороны биполярными мембранами (фиг.2). Величина pH исходного раствора была равной р1 аминокислоты, таким образом, аминокислота присутствовала в исходном растворе преимущественно в виде биполярных ионов, которые не способны мигрировать в электрическом поле. За счет использования биполярных мембран происходило безреагентное подкисление (подщелачивание) раствора и образование катионов (анионов) аминокислоты, которые переносились через катионообменные (анионообменные) мембраны в камеры концентрирования. Через камеры концентрирования 3 и 5, куда осуществлялся перенос аминокислоты, пропускали дистиллированную воду. Таким образом, из камер обессоливания (2, 4, 6) вытекал раствор, обедненный аминокислотой, и содержащий углевод - дилюат. Продукт - раствор, содержащий аминокислоту без примесей углевода, вытекал из камер концентрирования (3, 5).

В электродные камеры 1, 7 подавали вспомогательный электролит - сульфат натрия с концентрацией 0.025 моль/дм³. Это позволяет избежать нежелательных процессов электрохимического превращения аминокислот в электродных секциях. Процесс проводили в гальваностатическом режиме, при плотности тока 0.1-3.0 мА/см².

Пример 1

В качестве аминокислоты был выбран глицин. Глицин является представителем нейтральных аминокислот и, в зависимости от pH среды, способен существовать в виде катионов, биполярных ионов и анионов, а значит, может переноситься как через катионообменную, так и через анионообменную мембрану.

Эксперименты проводились в электродиализаторах, представленных на фиг.1 и фиг.2. Исходный раствор содержал глицин в концентрации 0.1 моль/л и сахарозу в концентрации 0.01 моль/л. Линейная скорость протока в секциях составляла 0.1 см/с.

При электродиализе с чередующимися катионообменными и биполярными мембранами глицин в виде катионов переносился через катионообменную мембрану в камеру концентрирования, сахароза преимущественно оставалась в секции обессоливания. При электродиализе с чередующимися анионообменными и биполярными мембранами глицин в виде анионов переносился через анионообменную мембрану в камеру концентрирования, сахароза преимущественно оставалась в секции обессоливания.

Таблица 1 демонстрирует влияние плотности тока на коэффициент разделения глицина и сахарозы при электродиализе с чередующимися катионообменными и биполярными, а также чередующимися анионообменными и биполярными мембранами. Результаты опытов, представленные в таблице 1, свидетельствуют о том, что с увеличением используемой плотности тока коэффициент разделения сначала резко возрастает, затем его рост замедляется. Поэтому оптимальной является плотность тока 2.0 мА/см², при этом коэффициент разделения достигает величины 40.0 для электродиализатора, изображенного на фиг.1, и 46.4 для электродиализатора, изображенного на фиг.2. Из таблицы 1 видно, что эффективнее разделение глицина и сахарозы протекает при использовании электродиализатора с чередующимися анионообменными и биполярными мембранами.

Пример 2. В качестве кислой аминокислоты был выбран глицин, в качестве углевода - глюкоза. Глицин является представителем нейтральных аминокислот и, в зависимости от pH среды, способен существовать в виде катионов, биполярных ионов и анионов, а значит, может переноситься как через катионообменную, так и через анионообменную мембрану.

Эксперименты проводились в электродиализаторах, представленных на фиг.1 и фиг.2. Исходный раствор содержал глицин в концентрации 0.1 моль/л и глюкозу в концентрации 0.01 моль/л. Линейная скорость протока в секциях составляла 0.1 см/с.

При электродиализе с чередующимися катионообменными и биполярными мембранами глицин в виде катионов переносился через катионообменную мембрану в камеру концентрирования, глюкоза преимущественно оставалась в секции обессоливания. При электродиализе с чередующимися анионообменными и биполярными мембранами глицин в виде анионов переносился через анионообменную мембрану в камеру концентрирования, глюкоза преимущественно оставалась в секции обессоливания.

Таблица 2 демонстрирует влияние плотности тока на коэффициент разделения глицина и глюкозы при электродиализе с чередующимися катионообменными и биполярными, а также чередующимися анионообменными и биполярными мембранами. Результаты опытов, представленные в таблице 1, свидетельствуют о том, что с увеличением используемой плотности тока коэффициент разделения сначала резко возрастает, затем его рост замедляется. Поэтому оптимальной является плотность тока 2.0 мА/см², при этом коэффициент разделения достигает величины 8.0 для электродиализатора, изображенного на фиг.1, и 8.9 для электродиализатора, изображенного на фиг.2. Из таблицы 1 видно, что эффективнее разделение глицина и глюкозы протекает при использовании электродиализатора с чередующимися анионообменными и биполярными мембранами. Однако в обоих случаях коэффициент разделения для системы глицин - глюкоза меньше, чем для смеси глицин - сахароза, что объясняется большей величиной диффузионного потока глюкозы через ионообменные мембраны, по сравнению с сахарозой.

Пример 3. В качестве кислой аминокислоты была выбрана глютаминовая кислота, в качестве углевода - сахароза. Глютаминовая кислота в щелочных и нейтральных растворах существует в виде одно- и двухзарядных анионов, и может переноситься через анионообменную мембрану. Поэтому разделение глютаминовой кислоты и сахарозы проводили в электродиализаторе, представленном на фиг.2.

Исходный раствор содержал глютаминовую кислоту в концентрации 0.025 моль/л и сахарозу в концентрации 0.01 моль/л. Линейная скорость протока в секциях составляла 0.1 см/с.

Таблица 3 демонстрирует влияние плотности тока на коэффициент разделения глютаминовой кислоты и сахарозы при электродиализе с чередующимися анионообменными и биполярными мембранами. С увеличением используемой плотности тока коэффициент разделения возрастает и при плотности тока 4.0 мА/см² фактор разделения достигает величины 80.8.

Пример 4. В качестве основной аминокислоты был выбран лизин, в качестве углевода - сахароза. Лизин в кислых и нейтральных растворах существует в виде одно- и двухзарядных катионов, а значит, может переноситься через катионообменную мембрану. Поэтому разделение лизина и сахарозы проводили в электродиализаторе, представленном на фиг.1.

Исходный раствор содержал лизин в концентрации 0.025 моль/л и сахарозу в концентрации 0.01 моль/л. Линейная скорость протока в секциях составляла 0.1 см/с.

Таблица 4 демонстрирует влияние плотности тока на коэффициент разделения лизина и сахарозы при электродиализе с чередующимися катионообменными и биполярными мембранами двух типов: МБ-3 и Fumasep FBM. С увеличением используемой плотности тока коэффициент разделения возрастает и при плотности тока 7.0 мА/см² он достигает величины 203.3 для системы с биполярными мембранами МБ-3 и 235.0 при использовании биполярных мембран Fumasep FBM.

Таблица 1
Плотность тока, мА/см²	Sc (MA-41/МБ-3)	Sc (MK-40/МБ-3)
0.25	16.4	6.4
0.50	20.0	7.7
0.75	27.3	10.9
1.00	34.5	30.0
1.50	40.0	35.9
2.00	41.8	40.0
3.00	46.4	41.8

Таблица 2
Плотность тока, мА/см²	S_c (MA-41/МБ-3)	S_c (MK-40/МБ-3)
0.50	4.2	1.9
0.75	6.1	2.9
1.00	7.2	6.1
1.50	8.5	7.2
2.00	8.9	8.0
3.00	9.5	8.5

Таблица 3
Плотность тока, мА/см²	S_c
0.50	15.2
1.50	31.2
2.00	43.2
2.50	48.8
3.00	62.4
3.50	63.2
4.00	80.8

Таблица 4
Плотность тока, мА/см²	S_c (MK-40/MB-3)	S_c (MK-40/Fumasep FBM)
1.00	16.0	97.5
2.00	24.0	177.6
3.00	77.4	173.5
4.00	152.0	162.9
5.00	112.0	152.0
6.00	144.0	181.7
7.00	203.3	235.0

1. Способ разделения аминокислот и углеводов электродиализом, включающий внесение исходного раствора, содержащего аминокислоту и углевод, в дилюатные секции электродиализатора с расположенными между электродами чередующимися катионообменными и биполярными мембранами или анионообменными и биполярными мембранами, при рН исходного раствора равном р1 соответствующей аминокислоты, при этом в камерах концентрирования циркулирует дистиллированная вода, а в электродные камеры подают раствор сульфата натрия с концентрацией 0,025 моль/дм³, причем образовавшиеся в дилюатных камерах катионы или анионы аминокислот переносятся через катионообменные или анионообменные мембраны в камеры концентрирования, а углеводы остаются в растворе, вытекающем из дилюатной секции.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве аминокислоты используется нейтральная аминокислота глицин, а в качестве примеси - сахароза, при этом используется любой из указанных электродиализаторов.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве аминокислоты используется нейтральная аминокислота глицин, а в качестве примеси - глюкоза, при этом используется любой из указанных электродиализаторов.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве аминокислоты используется основная аминокислота лизин, а в качестве примеси - сахароза, при этом используется электродиализатор с чередующимися катионообменными и биполярными мембранами.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве аминокислоты используется кислая аминокислота - глютаминовая кислота, а в качестве примеси - сахароза, при этом используется электродиализатор с чередующимися анионообменными и биполярными мембранами.

Изобретение относится к способу очистки и производства основных аминокислот, в частности к получению аргинина, лизина и гистидина из растворов низких концентраций, и может быть использовано в пищевой и фармацевтической промышленности, а также в анализе аминокислот, как метод предварительного концентрированна.

Способ модификации анионообменных мембран // 2410147

Изобретение относится к способу получения анионообменных мембран с улучшенными массообменными характеристиками, применяемых в электродиализных аппаратах для переработки различных растворов, получения высокочистой воды и регулирования рН обрабатываемого раствора.

Электродиализированные композиции и способ обработки водных растворов электродиализом // 2358911

Изобретение относится к способам обработки водных растворов электродиализом. .

Водный раствор натриевой соли hedta // 2357951

Изобретение относится к водному раствору натриевой соли xNa+yH+ хелатообразующего соединения формулы (I), где х=2,1-2,7, у=0,9-0,3 и х+у=3. .

Способ получения уранового концентрата // 2323037

Изобретение относится к гидрометаллургии урана и может быть использовано в технологии получения урановых концентратов. .

Система подготовки добавочной воды для систем тепловодоснабжения // 2322403

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для получения частично обессоленной декарбонизованной добавочной воды, подаваемой в системы тепловодоснабжения.

Способ повышения чистоты гидроксидов четвертичного аммония электролизом // 2282488

Способ электрохимического получения из растворов солей твердых малорастворимых кислот, оснований и карбоната кальция, выпадающих в осадок при сдвиге значений рн растворов // 2261753

Изобретение относится к области электрохимических методов получения твердых малорастворимых веществ, в частности к электродиализу с биполярными мембранами. .

Способ электродиализного обессоливания раствора электролита // 2245848

Изобретение относится к области электрохимической обработки растворов электролитов, способам электродиализа и, в частности, к способам их деионизации. .

Способ обессоливания воды в электродиализаторе // 2230036

Изобретение относится к электрохимической технологии и может быть использовано в энергетической, химической, металлургической, молочной отраслях промышленности, в водоподготовке для получения питьевой воды.

Слоистая ионообменная мембрана, способ ее получения и устройство для осуществления этого способа // 2445324

Способ очистки концентрированных водных растворов глиоксаля от примесей органических кислот // 2455052

Изобретение относится к области электродиализной очистки водных растворов глиоксаля от примесей органических кислот в электродиализаторе с катионо- и ионообменными мембранами

Многослойная композитная полимерная сильноосновная мембрана и способ ее получения // 2559486

Изобретение относится к мембранной технике. Многослойная композитная полимерная сильноосновная мембрана, включающая как минимум два полимерных слоя, первый слой, образующий подложку композитной мембраны, содержит четвертичные аммониевые основания с тремя алкильными заместителями у атома азота и поверхностный слой, содержащий ион-полимер с четвертичными аминами, бидентатно связанными с матрицей двумя связями C-N. Способ получения композитной полимерной мембраны включает обработку мембраны, выполненной из полимера, содержащего сильноосновные четвертичные аммониевые основания с тремя алкильными заместителями у атома азота, раствором щелочи до образования в исходной мембране тонкого гидролизованного слоя, содержащего вторичные и третичные аминогруппы, отмывку мембраны от раствора щелочи водой до нейтрального значения pH, обработку раствором кислоты до полного протонирования вторичных и третичных аминогрупп с последующей обработкой мембраны сополимером акрилонитрила с диметилдиалиламмоний хлоридом до образования в поверхностном слое иммобилизированных четвертичных аминогрупп, бидентатно связанных с матрицей мембраны двумя связями C-N. Технический результат заключается в обеспечении возможности композитной мембраны устойчиво функционировать в электродиализных аппаратах при величине тока, значительно превышающей предельный ток, и при высоких значениях рН обрабатываемого раствора. 2 н.п. ф-лы, 5 табл., 4 ил.

Устройство и способ солюбилизации, выделения, удаления и осуществления взаимодействия карбоновых кислот в маслах, жирах, водных или органических растворах с помощью микро- или наноэмульсификации // 2581368

Изобретение относится к усовершенствованному способу солюбилизации и выделения карбоновых кислот с использованием солюбилизирующего соединения общей формулы (I) или (II), в которых значения для групп Х, L, R'', R, R' приведены в формуле изобретения, из водных или органических растворов, эмульсий, суспензий, образующихся при лекарственной терапии, в аналитических методах медицины, в аналитических методах пищевой промышленности, при промышленной переработке продуктов питания, при промышленной переработке масел, при анализах масел, при промышленной переработке топлива, при модификации химических или физико-химических взаимодействий, для солюбилизации плохо растворимых молекул, в аналитических методах фармацевтической или химической промышленности или науки, для удаления карбоновых кислот из сточных вод после частных, коммерческих или промышленных чисток, для удаления карбоновых кислот из биореакторных процессов, при органожелировании или наноэмульсификации карбоновых кислот, где указанное солюбилизирующее соединение содержит по меньшей мере одну амидиногруппу и/или по меньшей мере одну гуанидиногруппу и где солюбилизирующее соединение имеет коэффициент разделения смеси н-октанол-вода KOW < 6,30, при этом использование указанного солюбилизирующего соединения приводит к образованию микро- или наноэмульсий указанных карбоновых кислот и обеспечивает их выделение посредством комплексообразования, адсорбции, абсорбции, диффузии, осмоса, диализа, фильтрации, нанофильтрации, дистилляции, жидкость-жидкостной экстракции или сверхкритической жидкостной экстракции, за счет создания концентрационного градиента, термического градиента, электрического градиента, физико-химического градиента или их комбинаций. При этом способ включает следующие стадии: i) получение раствора, или эмульсии, или суспензии, содержащих карбоновые кислоты; ii) добавление, по меньшей мере, эквимолярных количеств по меньшей мере одного солюбилизирующего соединения; iii) выделение солюбилизированных карбоновых кислот из раствора, или эмульсии, или суспензии путем фазового разделения, фильтрации, нанофильтрации, диализа, абсорбции, комплексообразования, электрофореза, испарения, дистилляции и/или экстракции. Изобретение также относится к устройству для солюбилизации и выделения карбоновых кислот вышеуказанным способом. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 10 ил., 2 табл., 12 пр.

Модифицированные сульфированные блок-сополимеры и их получение // 2610265

Изобретение относится к модифицированному сульфированному блок-сополимеру, мембране, устройству, электродеионизационной установке, а также к изделию с покрытием. Блок-сополимер содержит по меньшей мере два концевых полимерных блока А, и по меньшей мере один внутренний полимерный блок В. Каждый блок А, по существу, не содержит сульфокислотных или сульфонатных функциональных групп. Каждый блок В содержит мономерные звенья, чувствительные к сульфированию, и содержит в расчете на количество чувствительных к сульфированию мономерных звеньев от 10 до 100 мол.% функциональной группы формулы (I): или ее соли, где R1 представляет собой фрагмент -(A1-NRa)xRb или фрагмент -(А1-NRa)y-A2-Z; R2 представляет собой атом водорода, алкил или один из фрагментов R1; или R1 и R2 вместе с атомом азота, к которому они присоединены, образуют необязательно замещенный 5-7-членный цикл, состоящий из 1-3 атомов азота, 2-6 атомов углерода и необязательно 1 или 2 несмежных кольцевых атомов кислорода и/или серы, x имеет значение 0, 1, 2 или 3; y имеет значение 1 или 2; A1 и A2 каждый независимо представляет собой линейный алкилен, необязательно замещенный одним или большим количеством метильных и/или этильных групп; Ra и Rb каждый независимо представляет собой атом водорода или алкил; Z представляет собой -СО2Н, -SO3H или -P(O)(ОН)3, и где модифицированный сульфированный блок-сополимер имеет общую конфигурацию А-В-А, А-В-А-В-А, (A-B-A)nX, (A-B)nX, A-D-B-D-А, A-B-D-B-A, (A-D-B)nX, (A-B-D)nX или их смеси, где n равно целому числу от 2 до 30, и X обозначает остаток сочетающего агента, и где каждый блок D представляет собой полимерный блок, устойчивый к сульфированию, и множество блоков А, блоков В или блоков D являются одинаковыми или разными. На основе модифицированного сульфированного блок-сополимера получают мембрану. Ее используют в топливных элементах; фильтрационных устройствах; в следующих устройствах: для регулировки влажности, для прямого электродиализа, для обратного электродиализа, для ограниченного давлением осмоса, для прямого осмоса, для обратного осмоса, для селективного добавления воды, для селективного удаления воды, для емкостной деионизации, для молекулярной фильтрации, для удаления соли из воды, для обработки промышленной воды, продуцируемой при гидроразрыве, для приложений с транспортом ионов, для умягчения воды и в аккумуляторах. Электродеионизационная установка содержит по меньшей мере один анод, по меньшей мере один катод и одну или более мембран, при этом одна из мембран представляет собой вышеуказанную мембрану. Изделие с покрытием включает субстрат и покрытие, содержащее вышеуказанный модифицированный сульфированный блок-сополимер. Изобретение позволяет получить мембраны с высокой эффективностью переноса воды и селективного переноса ионов, имеющие хорошую стабильность размеров при погружении в воду и низкую скорость проницаемости для хлорида натрия. 5 н. и 16 з.п. ф-лы, 15 табл., 11 ил., 6 пр.

Способ обессоливания растворов нейтральных аминокислот // 2647739

Изобретение относится к применению полупроницаемых мембран для разделения растворов и может быть использовано для эффективной и глубокой очистки растворов нейтральных аминокислот от минеральных солей. Способ обессоливания растворов нейтральных аминокислот, включающий использование чередующихся катионообменных и анионообменных мембран с заполнением пространства между каждой парой мембран, образующей секцию деионизации, ионпроводящим материалом, отличающийся тем, что обессоливание растворов проводится методом электродеионизации при плотности тока 2 мА/см2, а в качестве заполнителя секций деионизации используются сильнокислотный катионообменник и сильноосновный анионообменник в соотношении, поддерживающем рН, близким к изоэлектрической точке аминокислоты, причем раствор аминокислоты пропускают через пространство, заполненное смесью катионообменника и анионообменника, при этом в камерах концентрирования циркулирует дистиллированная вода, а в электродные камеры подают раствор сульфата натрия. Технический результат - обессоливание растворов нейтральных аминокислот не менее чем на 98%, при потерях аминокислоты не выше 3%, кроме того, снижение требуемой плотности тока. 2 з.п. ф-лы, 12 ил.