Aminohappojen erotus betaiiniliuoksista

Thumbnail Image

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Helsinki University of Technology | Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author

Authors

Date

2004

Department

Kemian tekniikan osasto

Major/Subject

Bioprosessitekniikka

Mcode

Kem-70

Degree programme

Language

fi

Pages

viii + 77 s. + liitt. 41

Series

Abstract

In the literature part of this study, some of the common production processes of amino acids were discussed. Crossflow membrane filtration was introduced for the separation of amino acids from betaine molasses. Factors affecting the solubility of amino acids in water containing electrolytes were investigated more closely. In the experimental part an ultrafiltration application was tested for the separation of solid containing amino acids from betaine molasses. Survey started with parametric scans of process variables. Optimal parameters where determined for the separation process. Results from the batch concentration and diafiltration runs were exploited in the calculations of overall filtration area for a continuous three-phase ultrafiltration process. Costs were estimated for a full-scale process. Dilution factor of betaine molasses and temperature had a significant effect in the separation of amino acids. The used separation method was suitable for the concentration of tyrosine as more soluble amino acids were permeated during the separation. An unknown component was discovered in the concentrated retentate and the concentration level of tyrosine was lower than expected. In the cost estimation calculations a partly ceramic membrane was found to be more cost efficient than the polymeric membrane tested. Lifetime of 10 years for the process was expected. To evaluate costs more precisely, continuous test runs must be performed to estimate the effects of fouling for the solid separation process of betaine molasses.

Työn kirjallisuusosassa tarkasteltiin aminohappojen yleisimpiä tuotantotapoja sekä mahdollisuutta niiden erottamiseen betaiinimelassista kalvosuodatuksella. Lisäksi käsiteltiin aminohappojen liukoisuuteen vaikuttavia tekijöitä, erityisesti niiden käyttäytymistä elektrolyytti-vesiliuoksissa. Kokeellisessa osassa tutkittiin aminohappoja sisältävän kiintoaineen erottamista betaiiniliuoksista ultrasuodatuslaitteistolla. Aluksi määritettiin optimaaliset prosessiolosuhteet aminohappojen erotuksen kannalta prosessimuuttujakartoituksilla. Panosmuotoisista konsentrointisuodatus- ja diasuodatuskokeista saatujen tulosten perusteella laskettiin tarvittava suodatuspinta-ala jatkuvatoimiselle kolmivaiheiselle ultrasuodatuslaitteistolle. Prosessille laskettiin alustava kustannusarvio. Suodatuslämpötilalla ja betaiiniliuoksen laimentamisella oli suuri merkitys aminohappojen erotuksessa. Tutkittu erotusmenetelmä soveltui erityisesti tyrosiinille, joka rikastui konsentrointisuodatuskokeissa retentaattiin runsasliukoisempien aminohappojen joutuessa permeaattiin. Tyrosiini ei kuitenkaan rikastunut odotetulla tavalla, vaan erotetussa kiintoaineessa oli suurin osa tuntematonta komponenttia. Puolikeraaminen Scepter- kalvo osoittautui betaiiniliuoksen puhdistuksessa polymeerikalvoa edullisemmaksi 10 vuoden arvioidulla laitoksen käyttöiällä. Tarkemman kustannusarvion laatimiseksi vaadittaisiin jatkuvatoimisia koesuodatuksia, joissa tutkittaisiin tarkemmin kalvojen likaantumista.

Description

Supervisor

Leisola, Matti

Thesis advisor

Paananen, Hannu
Koivikko, Hannu

Keywords

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020120450547

Collections

[dipl] Teknillinen korkeakoulu / TKK