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COMSOL软件在枸杞多糖超滤膜生物反应器中膜阻塞模型构建中的应用
王博, 罗方, 孙彦招, 胡静雯, 刘俊妙
应用化学    2022, 39 (12): 1912-1919.   DOI:10.19894/j.issn.1000-0518.210535
摘要   (334 HTML5 PDF (1723KB)(873)  

基于聚砜中空纤维超滤膜分离技术精制枸杞多糖(Lycium barbarum polysaccharide),通过COMSOL软件对枸杞多糖膜阻塞逆流提取及超声设备参数进行修正,获得更优的纯化工艺。采用微波-超声法提取枸杞多糖,并利用聚砜中空纤维超滤膜对枸杞多糖进行分离,采用单因素分析及正交实验考察枸杞多糖提取和分离过程中的重要参数,通过COMSOL软件对重要膜阻塞参数进行修正。结果表明,枸杞多糖提取较优工艺条件为:提取温度50~70 ℃之间,超声功率50 W,固液比例1∶8~1∶12(mg∶mL),提取时间40~60 min;当超滤膜截留相对分子质量为1×104时,膜通量较好;正交实验结果表明,膜通量与料液温度关系最大,其次是膜pH值和分离操作压;COMSOL软件对枸杞多糖连续逆流提取设备进行仿真计算,结果发现与全封闭叶片相比,开孔叶片能够显著降低溶剂短路现象,使得最低流速提升高达65倍。基于COMSOL软件数据修订,枸杞多糖分离效率得到大幅度提升,为枸杞多糖工业化生产提供必要的数据积累。

固液比

Solid-liquid ratio/(mg∶mL)

提取温度

Extraction temperature/℃

提取时间

Extraction time/min

超声功率

Ultrasonic power/W

1∶6201010
1∶8402015
1∶10603020
1∶12804025
--5030
--6035
---40
---45
---50
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表1 枸杞多糖提取工艺条件设置
正文中引用本图/表的段落
高速粉碎机将宁夏枸杞粉碎为直径2.0 mm左右的颗粒,用质量分数70%乙醇回流浸泡枸杞粗粉末,温度约为50 ℃,将处理后的枸杞粗粉末晾干。准确称取5.0 g晾干后的枸杞粗粉末,加入适量Na 2CO 3溶液(pH=9.0),具体的固液比( m/ V,枸杞多糖/总提取体积mg/mL),提取温度、提取时间以及超声功率设定如表1所示。
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