1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Мембраны и мембранные технологии
  4. T. 13, № 5, 2023

Мембраны и мембранные технологии, 2023, T. 13, № 5, стр. 358-368

Нейтрализационный диализ смешанного раствора фенилаланина и минеральной соли: влияние концентрации и скорости протока растворов кислоты и щелочи

М. В. Порожный a, *, В. В. Гиль a, А. Э. Козмай a

a ФГБОУ ВО Кубанский государственный университет
350040 Краснодар, Россия

* E-mail: porozhnyj@mail.ru

Поступила в редакцию 18.04.2023
После доработки 25.05.2023
Принята к публикации 07.06.2023

Аннотация

Для эффективного разделения и очистки аминокислот, являющихся амфолитами, может быть использован метод нейтрализационного диализа (НД), достоинством которого является возможность управления значением рН раствора без внесения реагентов. Важной задачей является оптимизация параметров процесса НД для обеспечения минимальных потерь аминокислот при их выделении из смешанных растворов. Проведено экспериментальное исследование процесса деминерализации эквимолярной смеси фенилаланина и хлорида натрия методом НД. Установлено, что варьирование концентрации и скорости протока растворов кислоты и щелочи в соответствующих камерах диализной ячейки позволяет управлять значением pH обессоливаемого раствора и контролировать величину потерь аминокислоты. Уменьшением концентрации кислоты в два раза (с 0.10 до 0.05 М) удалось добиться сокращения потерь фенилаланина с 18.3 до 16.4%, а использование меньшей скорости протока раствора в кислотной камере (0.75 вместо 1.50 см с–1) позволило снизить эти потери до 14.2%. При этом во всех экспериментах значение электропроводности обессоливаемого раствора снижалось на 90%, что позволяет говорить о высокой степени деминерализации и эффективности применяемого метода для выделения фенилаланина из смешанного раствора.

Ключевые слова: ионообменная мембрана, нейтрализационный диализ, деминерализация, фенилаланин

Список литературы

  1. D’Este M., Alvarado-Morales M., Angelidaki I. // Biotechnol. Adv. 2018. V. 36. № 1. P. 14–25.

  2. Ikeda M. Amino acid production processes. In: Microbial production of l-amino acids. Springer, Berlin, Heidelberg, 2002.

  3. Alia K.B., Nadeem H., Rasul I., Azeem F., Hussain S., Siddique M.H., Muzammil S., Riaz M., Nasir S. Separation and purification of amino acids. In: Applications of ion exchange materials in biomedical industries. Springer, Cham, 2019.

  4. Zadmard R., Tabar-Heydar K., Imani M. // J. Chromatogr. Sci. 2015. V. 53. № 5. P. 702–707.

  5. Kupnik K., Knez Ž., Primožič M., Leitgeb M. // Sep. Purif. Rev. 2022. V. 52. № 1. P. 58–74.

  6. Chiu T.-C. // Anal. Bioanal. Chem. 2013. V. 405. № 25. P. 7919–7930.

  7. Giuffrida A., Maccarrone G., Cucinotta V., Orlandini S., Contino A. // J. Chromatogr. A. 2014. V. 1363. P. 41–50.

  8. Vyas B.B., Ray P. // Desalination. 2015. V. 362. P. 104–116.

  9. Ecker J., Raab T., Harasek M. // J. Membr. Sci. 2012. V. 389. P. 389–398.

  10. Timmer J.M.K., Speelmans M.P.J., van der Horst H.C. // Sep. Purif. Technol. 1998. V. 14. № 1–3. P. 133–144.

  11. Wang G., Zhang C., Sun M., Zhang X., Wu C., Wu Y. // Sep. Purif. Technol. 2017. V. 188. P. 539–547.

  12. Eliseeva T., Kharina A. // Membranes. 2022. V. 12. № 7. Art. № 665.

  13. Sato K. // J. Membr. Sci. 2008. V. 309. P. 175–181.

  14. Takai N., Yamabe T., Seno M. // The Journal of the Society of Chemical Industry, Japan. 1964. V. 67. № 6. P. 893–895.

  15. Kikuchi K., Gotoh T., Takahashi H., Higashino S., Dranoff J.S. // J. Chem. Eng. Jpn. 1995. V. 28. P. 103–109.

  16. Kumar M., Tripathi B.P., Shahi V.K.J. // Chem. Technol. Biotech. 2010. V. 85. P. 648–657.

  17. Nikonenko V.V., Pismenskaya N.D., Belova E.I., Sistat Ph., Huguet P., Pourcelly G., Larchet Ch. // Adv. Colloid Interface Sci. 2010. V. 160. P. 101–123.

  18. Lin X., Pan J., Zhou M., Xu Y., Lin J., Shen J., Gao C., van der Bruggen B. // Ind. Eng. Chem. Res. 2016. V. 55. № 10. P. 2813–2820.

  19. Merkel A., Ashrafi A.M., Ečer J. // J. Membr. Sci. 2018. V. 555. P. 185–196.

  20. Shaposhnik V.A., Eliseeva T.V. // J. Membr. Sci. 1999. V. 161. № 1–2. P. 223–228.

  21. Igawa M., Echizenya K., Hayashita T., Seno M. // Bull. Chem. Soc. Jpn. 1987. V. 60. P. 381–383.

  22. Kozmai A., Chérif M., Dammak L., Bdiri M., Larchet C., Nikonenko V. // J. Membr. Sci. 2017. V. 540. P. 60–70.

  23. Chérif M., Mkacher I., Dammak L., Ben Salah A., Walha K., Grande D., Nikonenko V. // Desalination. 2015. V. 361. P. 13–24.

  24. Chérif M., Mkacher I., Dammak L., Ben Salah A., Walha K., Nikonenko V., Korchane S., Grande D. // Desalination and Water Treatment. 2016. V. 57. № 31. P. 14 403–14 413.

  25. Sato K., Yonemoto T., Tadaki T. // J. Chem. Eng. Jpn. 1993. V. 26. № 1. P. 68–74.

  26. Igawa M., Tanabe H., Ida T., Yamamoto F., Okochi H. // Chemistry Letters. 1993. V. 22. P. 1591–1594.

  27. Bleha M., Tishchenko G.A. // J. Membr. Sci. 1992. V. 73. P. 305–311.

  28. Kozmai A., Goleva E., Vasil’eva V., Nikonenko V., Pismenskaya N. // Membranes. 2019. V. 9. Art. № 171.

  29. Сауд А.М., Васильева В.И., Голева Е.А., Акберова Э.М., Козлов А.Т. // Сорбционные и хроматографические процессы. 2020. Т. 20. № 6. С. 749–759.

  30. Васильева В.И., Сауд А.М., Акберова Э.М. // Мембраны и мембранные технологии. 2021. Т. 11. № 2. С. 110–118. [Vasil’eva V.I., Saud A.M., Akberova E.M. // Membranes and Membrane Technologies. 2021. V. 3. № 2. P. 98–106.]

  31. Порожный М.В., Козмай А.Э., Мареев А.А., Гиль В.В. // Мембраны и мембранные технологии. 2022. Т. 12. № 5. С. 351–364. [Porozhnyy M.V., Kozmai A.E., Mareev A.A., Gil V.V. // Membranes and Membrane Technologies. 2022. V. 4. № 5. P. 306–318.]

  32. Durán A., Monteagudo J.M., Sanmartín I., Gómez P. // Ultrason. Sonochem. 2013. V. 20. P. 785–791.

  33. Lide D.R. Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton, FL: CRC Press, 2005.

  34. Васильева В.И., Сауд А.М. // Аналитика и контроль. 2022. Т. 26. № 3. С. 222–234.

  35. Chen G.Q., Wei K., Hassanvand A., Freeman B.D., Kentish S.E. // Water Research. 2020. V. 175. Art. № 115 681.

  36. Robinson R.A., Stokes R.H. Electrolyte solutions. 2nd Revised ed. NY: Dover Publications Inc., 2003. 588 p.

  37. Denisov G.A., Tishchenko G., Bleha M., Shataeva L. // J. Membr. Sci. 1995. V. 98. P. 13–25.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Мембраны и мембранные технологии

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал