從含有氨基葡萄糖鹽酸鹽母液中提取氨基葡萄糖鹽酸鹽的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種從含有氨基葡萄糖鹽酸鹽母液中提取氨基葡萄糖鹽酸鹽的方法，特別涉及膜法技術應用在處理廢酸提取殘留產(chǎn)品的方法。該方法包括如下步驟：（1）按1：1～1：3的體積比用去離子水將氨基葡萄糖鹽酸鹽母液進行稀釋，稀釋后的母液采用耐酸復合型納濾膜過濾；（2）將過濾后所得透析液濃縮至固含量為70%～80%，向濃縮液中按體積比0.5：1～1.5:1流加95%乙醇，然后降溫至10℃以下養(yǎng)晶2h～4h；（3）養(yǎng)晶結束后離心分離得到高純度氨基葡萄糖鹽酸鹽濕晶體，干燥，即得氨基葡萄糖鹽酸鹽。采用該方法提取氨基葡萄糖鹽酸鹽的優(yōu)點在于：能耗低，提取收率高，產(chǎn)品純度高，雜質含量極低，工藝簡單，操作簡便。
【專利說明】從含有氨基葡萄糖鹽酸鹽母液中提取氨基葡萄糖鹽酸鹽的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及生物化工領域，具體地說，涉及一種從含有氨基葡萄糖鹽酸鹽母液中提取氨基葡萄糖鹽酸鹽的方法。
【背景技術】
[0002]氨基葡萄糖鹽酸鹽為白色結晶，熔點190-194 V，比旋光度72.5° (c=2, H20, 5hrs.),水溶性soluble，無氣味，略有甜味，易溶于水，微溶于甲醇，不溶于乙醇等有機溶劑。用途:主要用于醫(yī)療藥品。它對人體具有重要的生理功能，參與肝腎解毒，發(fā)揮抗炎護肝作用，刺激嬰兒腸道中歧桿菌增長，對治療風濕性關節(jié)炎癥和胃潰瘍有良好的療效，可抑制細胞的生長，是合成抗生素和抗癌藥物的主要原料，還可應用于食品，化妝品和飼料添加劑中，用途相當廣泛。
[0003]氨基葡萄糖鹽酸鹽是由天然的甲殼質提取的，是一種海洋生物制劑，能促進人體粘多糖的合成，提高關節(jié)滑液的粘性，能改善關節(jié)軟骨的代謝；具有促進抗生素注射效能的作用，用于合成水溶性抗癌藥物氯脲霉素，其具有亞硝基脲類化合物的抗癌性，同時又具有抑制骨髓毒性較小的特點，對黑色素瘤，肺癌，腎癌等顯示一定療效；補充氨基葡萄糖培養(yǎng)基，可以增強分泌蛋白的N-糖基化作用，以及影響`諸如環(huán)細胞以及干細胞的細胞系變異；葡萄糖胺，一種氨基糖，是生物合成己醣胺路線的前體，可導致形成UDP-N-乙酰氨基葡萄糖(UDP-GlcNAc)，隨后用于粘多糖，蛋白多糖以及糖脂類的制備中
[0004]氨基葡萄糖鹽酸鹽是醫(yī)學界視為迄今為止僅有的可以根本治療骨關節(jié)疾病的物質，氨基葡萄糖應與硫酸軟骨素配合使用，具有止痛，促進軟骨再生的功效，可以從根本改善關節(jié)問題。如能同時補充維生素D和鈣能起到更好效果，例如康普利特葡胺維D鈣片主要含有碳酸鈣、維生素D3、氨基葡萄糖鹽酸鹽、硫酸軟骨素等成分是同類產(chǎn)品中效果較好的。
[0005]目前D-氨基葡萄糖鹽酸的工業(yè)化生產(chǎn)是以甲殼素為原料，經(jīng)鹽酸水解、冷卻、結晶、分離等多道工序處理后得到D-氨基葡萄糖鹽酸鹽產(chǎn)品。每生產(chǎn)I噸D-氨基葡萄糖鹽酸需消耗4-5噸工業(yè)鹽酸和210噸酒精及80公斤活性炭，鎖形成的廢酸達3.4-4.25噸，其主要成分為:D-氨基葡萄糖鹽酸8-10%，鈣離子、鹽酸16-20%、醋酸根離子、蛋白質、脂肪及少量其他雜質。目前母液傳統(tǒng)的回收D-氨基葡萄糖鹽酸的方法為高溫(85-90°C)長時間(10小時)真空濃縮回收法，此方法回收的D-氨基葡萄糖鹽酸粗品質量較差，耗能高、生產(chǎn)周期長、人工費以及設備維護費高，生產(chǎn)成本較高。
[0006]我國是D-氨基葡萄糖鹽酸鹽的生產(chǎn)大國和出口大國，年出口量達8000多萬噸。因此，盡快攻克D-氨基葡萄糖鹽酸鹽母液中產(chǎn)品的回收工藝，不僅能使企業(yè)大幅度降低成本、提高產(chǎn)品收率，實現(xiàn)生產(chǎn)廢棄物零排放，而且對于提升我國D-氨基葡萄糖鹽酸鹽生產(chǎn)企業(yè)核心競爭力和確保我國利用海產(chǎn)動物甲殼發(fā)展甲殼素產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢及節(jié)能減排目標的實現(xiàn)具有重大意義。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術中存在的回收的氨基葡萄糖鹽酸鹽純度較低，耗能高、生產(chǎn)周期長、人工費以及設備維護費高。提供一種低成本、快速高效制備高純度氨基葡萄糖鹽酸鹽的方法。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案:
[0009]一種從含有氨基葡萄糖鹽酸鹽母液中提取氨基葡萄糖鹽酸鹽的方法，包括如下步驟:
[0010](I)按1:1~1:3的體積比用去離子水將氨基葡萄糖鹽酸鹽母液進行稀釋，稀釋后的母液采用耐酸復合型納濾膜過濾；
[0011](2)將過濾后所得透析液濃縮至固含量為70%~80%，向濃縮液中按體積比0.5:I~1.5:1流加95%乙醇，然后降溫至10°C以下養(yǎng)晶2h~4h ;
[0012](3)養(yǎng)晶結束后離心分離得到高純度氨基葡萄糖鹽酸鹽濕晶體，干燥，即得氨基葡萄糖鹽酸鹽。
[0013]其中，步驟I中所述氨基葡萄糖鹽酸鹽母液可以采用現(xiàn)有技術公開的多種，本發(fā)明為了獲得更好的提取效果，對氨基葡萄糖鹽酸鹽的內(nèi)含物作出了具體限定。本發(fā)明使用的原料為發(fā)酵法生產(chǎn)的氨基葡萄糖經(jīng)鹽酸水解，濃縮結晶離心所得，該類母液中雜質較多，傳統(tǒng)工藝很難分離。進一步地，本發(fā)明優(yōu)選所述氨基葡萄糖鹽酸鹽母液中包括氨基葡萄糖鹽酸8~10%，DS20~30%，鈣離子、鹽酸16~20%。
[0014]此外，步驟I中，優(yōu)選將含有氨基葡萄糖鹽酸鹽母液按1:1.5~1:2.5的體積比加入去離子水稀釋。母液中固含量較高，過膜時通量較低，用去離子水稀釋后氨基葡萄糖鹽酸鹽較容易透析過去，節(jié)能夠省成本，提高產(chǎn)量。
[0015]本發(fā)明所述的方法，所述耐酸復合型納濾膜為Suntar-3E12耐酸型復合膜過濾，過濾操作參數(shù)為:進膜壓力25~28kg/cm2，出膜壓力15~18kg/cm2，溫度30~40°C ;優(yōu)選進膜壓力25kg/cm2，出膜壓力15kg/cm2，溫度30°C。本發(fā)明采用納濾膜，操作壓力要求較高，本發(fā)明對過膜條件的限定能夠避免晶體析出收率降低，通量下降。
[0016]上述Suntar_3E12耐酸型復合膜截留分子量為250，標稱膜通量以L/ Itl2 h計為40，構型為卷式，正常操作壓力為15~30bar,最大操作壓力為40bar,正常操作溫度為10~30°C，清洗或耐受pH值為1.0~11.0。本發(fā)明氨基葡萄糖氨酸鹽的分子量為215.5左右，母液中含有較多雜質如蛋白質、脂肪及水解時的副產(chǎn)物等大分子雜質，采用250分子量的Suntar-3E12耐酸型復合膜能將這些雜質去除，得到高純度的氨基葡萄糖鹽酸鹽透析液與傳統(tǒng)工藝直接將母液濃縮結晶離心很難回收產(chǎn)品相比，具有顯著的優(yōu)勢。
[0017]本發(fā)明所述方法，步驟2中，優(yōu)選將步驟I得到的透析液用真空減壓濃縮至固含量為72%~76%，再向所述濃縮液中按體積比1:1~1.2:1流加95%乙醇。為了獲得更好的結晶效果，本發(fā)明對具體的結晶條件也作出了限定。步驟2中，在流加95%乙醇以前，先將濃縮液在200~230轉/min的攪拌速度下，以I~4°C /h的降溫速度將溫度降至10°C以下。
[0018]析晶是當物體在處于非平衡態(tài)時，會析出另外的相，該相以晶體的形式被析出，析晶過程一般有兩個過程:晶核的形成與晶體的生長，本發(fā)明將透析液濃縮至過飽和溶液，降溫結晶，具體再透析液濃縮后，以210~220轉/min的速度攪拌，同時2~:TC /h的降溫速度將溫度降至10°c，此時向濃縮液中流加95%乙醇，將攪拌速度降為100~120轉/min，繼續(xù)以2~3°C /h的降溫速度將溫度降至O~5°C，養(yǎng)晶2~3小時。
[0019]本發(fā)明通過對析晶和養(yǎng)晶的操作條件作出優(yōu)化調(diào)整，能最大可能保持晶型的完整，提高結晶速度、產(chǎn)率及晶體質量，從而得到高純度、高收率的氨基葡萄糖鹽酸鹽。
[0020]本發(fā)明所述方法，步驟3將所得的晶體用高速離心機進行固液分離，得到高純度氨基葡萄糖鹽酸鹽濕晶體，采用真空鼓風干燥機60-70°C烘干2-4h，即得。
[0021]本發(fā)明與傳統(tǒng)工藝相比具有如下優(yōu)點:
[0022](I)膜分離是一個高效分離過程，可以實現(xiàn)高純度的分離；
[0023](2)大多數(shù)膜分離過程不發(fā)生相變化，因此能耗較低；
[0024](3)由于氨基葡萄糖鹽酸鹽在高溫下容易發(fā)生副反應，膜分離通常在常溫下進行，特別適合處理熱敏性物料，傳統(tǒng)方法為高溫長時間真空濃縮回收法，此方法回收的氨基葡萄糖鹽酸鹽粗品質量較差，耗能高、生產(chǎn)周期長、人工費以及設備維護費高，生產(chǎn)成本較聞;
[0025](4)膜分離設備本身沒有運動的部件，可靠性高，操作、維護都十分方便，具有廣闊的應用前景。 【具體實施方式】
[0026]以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0027]實施例1
[0028]I)取20L氨基葡萄糖鹽酸鹽母液，干物30%，氨基葡萄糖鹽酸鹽含量10.65%，鈣離子、鹽酸16~20%、醋酸根離子、蛋白質、脂肪及少量其他雜質。
[0029]2).將含有氨基葡萄糖鹽酸鹽母液按1:1 (v/v)加入適量去離子水稀釋，稀釋后干物為15% ；
[0030]3).將稀釋后的母液采用Suntar-3E12耐酸型復合膜過濾，操作參數(shù)進膜壓力25kg/cm2，出膜壓力 15kg/cm2，溫度 30°C，膜通量 100ml/min ；
[0031]4).將得到的透析液采用真空減壓濃縮至干物為70%;
[0032]5).所得的濃縮液降溫結晶，降溫速度2~3°C /h至10°C，攪拌轉速為220轉/min ；
[0033]6).降溫至10°C后向所得的濃縮液中按0.5:1 (v/v)流加95%乙醇，同時攪拌轉速降至120轉/min ；
[0034]7).所得的濃縮液降溫至5°C以下維持2h ；
[0035]8).將步驟6)所得的物料離心，得到濕晶體用真空鼓風干燥機65°C烘干3h ；
[0036]所得氨基葡萄糖鹽酸鹽晶體1970.25g，氨基葡萄糖鹽酸鹽純度約95.35%，氨基葡萄糖鹽酸鹽收率為92.5%，水分2.5%，灼燒殘渣0.07%,比旋光度72.5° (c=2, H2O, 5hrs.)。
[0037]實施例2
[0038]I)取20L氨基葡萄糖鹽酸鹽母液，干物30%，氨基葡萄糖鹽酸鹽含量10.65%，鈣離子、鹽酸16~20%、醋酸根離 子、蛋白質、脂肪及少量其他雜質。
[0039]2).將含有氨基葡萄糖鹽酸鹽母液按1:2 (v/v)加入適量去離子水稀釋，稀釋后干物為10% ；[0040]3).將稀釋后的母液采用Suntar-3E12耐酸型復合膜過濾，操作參數(shù)進膜壓力25kg/cm2，出膜壓力 15kg/cm2，溫度 30°C，膜通量 150ml/min ；
[0041]4).將過濾后得到的透析液采用真空減壓濃縮至干物為75% ；
[0042]5).所得的濃縮液降溫結晶，降溫速度2~3°C /h至10°C，攪拌轉速為210轉/min ；
[0043]6).降溫至10°C后向所得的濃縮液中按1:1 (v/v)流加95%乙醇，同時攪拌轉速降至110轉/min ；
[0044]7).所得的濃縮液降溫至5°C以下維持3h ；
[0045]8).將步驟6)所得的物料離心，得到濕晶體用真空鼓風干燥機65°C烘干3h ；
[0046]所得氨基葡萄糖鹽酸鹽晶體2034.15g，氨基葡萄糖鹽酸鹽純度約97.35%，氨基葡萄糖鹽酸鹽收率為95.5%，水分1.5%，灼燒殘渣0.04%,比旋光度73.5° (c=2, H2O, 5hrs.)。
[0047]實施例3
[0048]I)取20L氨基葡萄糖鹽酸鹽母液，干物30%，氨基葡萄糖鹽酸鹽含量10.65%，鈣離子、鹽酸16~20%、醋酸根離子、蛋白質、脂肪及少量其他雜質。
[0049]2).將含有氨基葡萄糖鹽酸鹽母液按1:3 (v/v)加入適量去離子水稀釋，稀釋后干物為7.5% ；
[0050]3).將稀釋后的母液采用Suntar-3E12耐酸型復合膜過濾，操作參數(shù)進膜壓力25kg/cm2，出膜壓力 15kg/cm2，溫度 30°C，膜通量 200ml/min ；
[0051]4).將過濾后得到的透析`液采用真空減壓濃縮至干物為80%;
[0052]5).所得的濃縮液降溫結晶，降溫速度2~3°C /h至10°C，攪拌轉速為200轉/min ；
[0053]6).降溫至10°C后向所得的濃縮液中按0.5:1 (v/v)流加95%乙醇，同時攪拌轉速降至100轉/min ；
[0054]7).所得的濃縮液降溫至5°C以下維持4h ；
[0055]8).將步驟6)所得的物料離心，得到濕晶體用真空鼓風干燥機65°C烘干3h ；
[0056]所得氨基葡萄糖鹽酸鹽晶體2044.8g，氨基葡萄糖鹽酸鹽純度約98.35%，氨基葡萄糖鹽酸鹽收率為96%，水分1.3%，灼燒殘渣0.04%,比旋光度72° (c=2，H2O, 5hrs.)。
[0057]實施例4
[0058]與實施例3相比，區(qū)別點僅在于部分操作參數(shù)不同，具體為:步驟I中過濾操作參數(shù)為:進膜壓力28kg/cm2，出膜壓力18kg/cm2，溫度40°C。步驟2中，透析液濃縮后，以220轉/min的速度攪拌，同時2~3°C /h的降溫速度將溫度降至10°C，此時向濃縮液中流加95%乙醇，將攪拌速度降為120轉/min，繼續(xù)以I~2°C /h的降溫速度將溫度降至5°C，養(yǎng)晶3小時。
[0059]本實施例所得氨基葡萄糖鹽酸鹽晶體2044.0g，氨基葡萄糖鹽酸鹽純度約98.26%ο
[0060]實施例5
[0061]與實施例3相比，區(qū)別點僅在于部分操作參數(shù)不同，具體為:步驟I中過濾操作參數(shù)為:進膜壓力26kg/cm2，出膜壓力16kg/cm2，溫度32°C。步驟2中，透析液濃縮后，以210轉/min的速度攪拌，同時2~3°C /h的降溫速度將溫度降至10°C，此時向濃縮液中流加95%乙醇，將攪拌速度降為100轉/min，繼續(xù)以3~4°C /h的降溫速度將溫度降至0°C，養(yǎng)晶2小時。
[0062]本實施例所得氨基葡萄糖鹽酸鹽晶體2042.1g,氨基葡萄糖鹽酸鹽純度約98.30%ο
[0063]對比例I
[0064]I)取20L氨基葡萄糖鹽酸鹽母液，干物30%，氨基葡萄糖鹽酸鹽含量10.65%，鈣離子、鹽酸16~20%、醋酸根離子、蛋白質、脂肪及少量其他雜質
[0065]2).將過濾后得到的透析液采用真空減壓濃縮至干物為80%;
[0066]3).向所得的濃縮液中按1.5:1 (v/v)流加95%乙醇；
[0067]4).所得的濃縮液降溫至5°C以下維持4h ；
[0068]5).將步驟6)所得的物料離心，得到濕晶體用真空鼓風干燥機65°C烘干3h ；
[0069]所得氨基葡萄糖鹽酸鹽晶體1384.5g，氨基葡萄糖鹽酸鹽純度約75%，氨基葡萄糖鹽酸鹽收率為65%，水分5%，灼燒殘渣3.5%。
[0070]通過與傳統(tǒng)工藝比較 優(yōu)勢顯而易見，并且能耗較低，產(chǎn)品純度較高。
[0071]雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實施方案對本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎上，可以對之作一些修改或改進，這對本領域技術人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎上所做的這些修改或改進，均屬于本發(fā)明要求保護的范圍。
【權利要求】
1.一種從含有氨基葡萄糖鹽酸鹽母液中提取氨基葡萄糖鹽酸鹽的方法，包括如下步驟: (1)按1:1~1:3的體積比用去離子水將氨基葡萄糖鹽酸鹽母液進行稀釋，稀釋后的母液采用耐酸復合型納濾膜過濾； (2)將過濾后所得透析液濃縮至固含量為70%~80%，向濃縮液中按體積比0.5:1~1.5:1流加95%乙醇，然后降溫至10°C以下養(yǎng)晶2h~4h ; (3)養(yǎng)晶結束后離心分離得到高純度氨基葡萄糖鹽酸鹽濕晶體，干燥，即得氨基葡萄糖鹽酸鹽。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述氨基葡萄糖鹽酸鹽母液中包括氨基葡萄糖鹽酸8~10%，DS20~30%，鈣離子、鹽酸16~20%。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，將含有氨基葡萄糖鹽酸鹽母液按1:1.5~1:2.5的體積比加入去離子水稀釋。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述耐酸復合型納濾膜為Suntar-3E12耐酸型復合膜過濾，過濾操作參數(shù)為:進膜壓力25~28kg/cm2，出膜壓力15~18kg/cm2，溫度30~40°C ;優(yōu)選進膜壓 力25kg/cm2，出膜壓力15kg/cm2，溫度30°C。
5.根據(jù)權利要求1或4所述的方法，其特征在于:所述Suntar-3E12耐酸型復合膜截留分子量為250，標稱膜通量以L/ m2 h計為40，構型為卷式，正常操作壓力為15~30bar，最大操作壓力為40bar，正常操作溫度為10~30°C，清洗或耐受pH值為1.0~11.0。
6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2中將過濾后所得透析液用真空減壓濃縮至固含量為72%~76%。
7.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，向所述濃縮液中按體積比1:1~1.2:1流加95%乙醇。
8.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟2中，在流加95%乙醇以前，先將濃縮液在200~230轉/min的攪拌速度下，以I~4°C /h的降溫速度將溫度降至10°C以下。
9.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟2中，透析液濃縮后，以210~220轉/min的速度攪拌，同時2~3°C /h的降溫速度將溫度降至10°C，此時向濃縮液中流加95%乙醇，將攪拌速度降為100~120轉/min，繼續(xù)以2~3°C /h的降溫速度將溫度降至O~5°C，養(yǎng)晶2~3小時。
10.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟3將所得的晶體用高速離心機進行固液分離，得到高純度氨基葡萄糖鹽酸鹽濕晶體，采用真空鼓風干燥機60~70°C烘干2~4h,即得。
【文檔編號】C07H5/06GK103694280SQ201310632195
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年11月29日 優(yōu)先權日:2013年11月29日
【發(fā)明者】李榮杰, 尚海濤, 潘聲龍, 王國慶, 孫楊靜, 張毅 申請人:安徽豐原發(fā)酵技術工程研究有限公司