Некоторые закономерности сорбции фенилаланина и триптофана из одно- и двухкомпонентных растворов сверхсшитым сорбентом MN-150

Аннотация

Исследование сорбционных систем, в которых гидрофобные взаимодействия превалируют над полярными и, в результате, разделение компонентов возможно за счет различия взаимодействий неполярных частей веществ с матрицей сорбента представляет существенный научно-практический интерес.

Исследована сорбция аминокислот триптофана и фенилаланина и их смесей сверхсшитым сорбентом MN-150 в статических и динамических условиях. Установлено, что более гидрофобный триптофан поглощается лучше во всем исследуемом диапазоне концентраций, чем менее гидрофобный фенилаланин. При их совместной сорбции поглощение уменьшается для обоих веществ из-за конкуренции за сорбционные места в фазе MN-150. Установлено, что изотермы сорбции наилучшим образом описываются уравнением Фрейндлиха, в результате использования которого получены константы равновесия и величины предельной сорбции аминокислот.

При изучении сорбции индивидуальных фенилаланина и триптофана и их смеси в динамических условиях выявлено, что для достижения резких фронтов сорбцию необходимо проводить на слоях сорбента с высотой, превышающей 6 см, и при высоких концентрациях раствора (0.03 М). С использованием метода, основанного на применении асимптотического уравнения выходной кривой в случае стационарного фронта получены кинетические характеристики сорбции в исследуемых системах. Установлено внутридиффузионное лимитирование кинетики сорбции для обеих аминокислот. Найдены величины коэффициентов диффузии аминокислот в фазе сорбента, причем для фенилаланина они выше, чем для триптофана. При сорбции из двухкомпонентных растворов скорость движения каждого компонента в зерне увеличивается, что, связано с тем, что при внедрении в сорбент двух ароматических аминокислот значительно разрушается сетка водородных связей, и движение веществ становится быстрее.

Исследована сорбция-десорбция смеси фенилаланин/триптофан сверхсшитым сорбентом MN-150 в динамических условиях. На стадии сорбции происходит поглощение обеих аминокислот, при этом вытекающий раствор обедняется лучше сорбирующимся триптофаном. На стадии десорбции водой сначала (до полного вымывания фенилаланина) вытекает раствор смеси аминокислот с преобладанием триптофана, а затем получают чистый раствор этой аминокислоты. Поскольку ионная форма сорбента остается неизменной, то регенерация сорбента не требуется, и для полного разделения компонентов процесс проводят циклически.