3. 2.3 Ép lọc
3.2.5 Công đoạn trung hòa
Mục đích của công đoạn này là tách lấy axit glutamic ra khỏi dịch lên men. Người ta lợi dụng tính chất hạt nhựa polyetylen sunfuric (ta quen gọi là refin) sau khi đã được cation hoá (tức tái sinh) có khả năng giữlại trên bềmặt của nó anion, ở đây chủ yếu là axit glutamic. Sau đó lại dùng NaOH đểtách anion ra khỏi hạt nhựa. Quá trình hấp thụ:
R- SO3H+ + NH3ROO- → R’SO3NH3RCOOH Quá trình tách:
R’SO3NH3RCOOH + NaOH →R’SO3Na + NH2RCOOH + H2O Ngoài ra còn có một số quá trình hấp thụ khác.
Quá trình trao đổi nhựa ion bao gồm các quá trình như sau:
3.2.5.1 Pha chế dịch men
Dịch men ra có hàm lượng axit glutamic khoảng 40 g/l tức là mật độ phân tử tương đối dày đặc nếu cứ để như vậy thì dòng chảy qua khối hạt nhựa; xác xuất tiếp xúc
39
giữa các phân tửaxit glutamic với hạt nhựa sẽ ít hơn, số đi theo dòng chảy sẽ lớn, gây ra tổn thất lớn. Vì thế trước khi trao đổi người ta pha loãng dịch men bằng dịch thải lần trước hay bằng nước lạnh theo tỷ lệ sao cho sau khi pha dịch men có hàm lượng axit glutamic khoảng 18 ÷20 g/l. Mặt khác dịch men khi kết thúc quá trình lên men thường có pH = 6 ÷7, ởpH đó trung tính hoặc gần trung tính. ở điều kiện này một số tác giảcho biết là axit glutamic phần lớn ởdưới dạng không phân cực
HOOC - CH2 - CH2 – CH – COOH |
NH2
Dạng này hạt nhựa không hấp thụ được. ở pH = 5 ÷5,5 thì axit glutamic chủ yếu ở dạng phân cực:
HOOC- CH2- CH2- CH- COO-
| NH3+
Dạng này hạt nhựa hấp thụ tốt. Vì vậy người ta phải dùng HCl điều chỉnh pH dịch men xuống 5 ÷5,5.
3.2.5.2 Xử lý hạt nhựa resin.
Hạt nhựa rêfin sau một mẻ trao đổi không còn khả năng hấp thụ nữa, muốn tiếp tục trao đổi phải qua khâu xử lý tái sinh. Dùng nước sạch rửa ngược khoảng 1 giờ, thỉnh thoảng dùng áp chân không và van đóng mở gián đoạn để sục đảo cho khối nhựa được tơi, đều, rửa cho tới khi pH = 8 ÷9 thì thôi (trước khi rửa cho pH =12 ÷13), xả bỏ hết lớp nước bẩn ởtrên, sau đó tiếp tục cho nước vào rửa xuôi cho đến khi pH = 7 thì thôi và tiến hành tái sinh.
- Tái sinh: Dùng axit thu hồi cho chảy ngược 15 ÷20 phút sau đó mới cho axit mới pha, giữ cho tốc độvào và ra ngang nhau đểcho mặt nước có chiều cao cố định tới khi dịch ra có pH = 2 ÷2,5 thì ngừng cho HCl.
40
- Rửa tái sinh: mởvan đáy thu hồi lấy axit cho tái sinh lần sau rồi mới dùng nước lạnh rửa xuôi cho tới khi pH = 3 thì ngừng cho nước và có thểtiến hành trao đổi. Thời gian kéo dài 40 ÷60 phút.
3.2.5.3 Trao đổi ion
Sau khi hạt nhựa đã được tái sinh, rửa tái sinh và dùng chân không đóng mởngắt quãng làm cho hạt nhựa được tơi, xốp để cho ổn định rồi cho dịch men vào trao đổi ngược, lưu tốc vừa phải khống chế trong khoảng 80 phút trao đổi hết một mẻ là vừa.
+ Rửa trao đổi: Sau khi trao đổi hết đểcho rêfin lắng xuống tựnhiên, xảbỏlớp dịch bẩn ởtrên bề mặt, đảo trộn hạt nhựa rồi cho nước sạch vào rửa ngược cho tới khi sạch thì thôi (nước thải thải ra hết).
+ Giữ nhiệt: Sau khi rửa sạch thì ngừng cho nước lạnh và bắt đầu cho nước nóng vào để gia nhiệt hạt nhựa. Nước nóng 60oC đã được gia nhiệt chuẩn bị sẵn. Nước thải ra lúc nóng gọi là dịch dò có chứa một lượng rất ít axit glutamic nên được thu hồi lại làm nước pha dịch men ở mẻ sau. Gia nhiệt cho đến khi nước thải đạt 48% thì thôi và cho NaOH 5% vào để tách.
Nói chung phương pháp trao đổi ion hay là phương pháp trao đổi ion dùng để tách axit glutamic.