工业NF和RO膜在发酵后溶液分离中的应用:初步研究

科学领域:

• 化学工程是化学工程的重要组成部分.
• 分离科学 分离科学
• 生物技术是生物技术.

背景情况:

• 1,3-二醇 (1,3-PD) 是一种通过发酵产生的有价值的化学物质.
• 从复杂的发酵中有效分离和净化1,3-PD对于经济可行性至关重要.
• 现有的分离方法可能是能源密集型或昂贵,需要先进的膜技术.

研究的目的:

• 评估商用纳米过 (NF) 和反透 (RO) 膜对于从发酵后溶液中分离1,3-PD的适用性.
• 根据流量,排斥系数和1,3-PD,有机酸和离子等关键成分的分离来评估膜性能.
• 通过膜分离来确定再利用发酵媒介组件的潜力.

主要方法:

• 对AFC30,AFC99 (NF) 和BW30 (RO) 膜进行实验性评估.
• 使用纯水,合成发酵和真实发酵进行测试.
• 对透物和保留物组成的分析,以确定1,3-PD,有机酸和离子 (例如硫酸盐,酸盐,化物,酸盐) 的分离效率.
• 测量膜流量和排斥系数 (R).

主要成果:

• AFC30膜呈现出最高的纯水流量,这表明它具有更多孔的结构.
• 对于合成,BW30膜显示排斥顺序:甘油~乳酸>1,3-propanediol>酸,与分子量相关.
• 通过AFC30膜,可以将1,3-PD从真实和有效缩的离子 (SO4^2-, PO4^3-, NO3^-, Na+) 和有机酸 (糖酸 > 乳酸 > 黄油酸 > 酸 > 酸) 几乎完全分离出来.

结论:

• 商用NF和RO膜,特别是AFC30,适用于从发酵中分离1,3-PD.
• 该AFC30膜促进了发酵介质组件的回收和再利用,从而有可能降低整体工艺成本.
• 需要进一步的长期研究来确定1,3-PD和溶解物保留在真实分离过程中的过程优化.