專利名稱：蛋氨酸的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于蛋氨酸的制備方法，具體說是關(guān)于晶形好、體積比重大的蛋氨酸的制備方法。蛋氨酸主要用于動(dòng)物用飼料添加物。
已知的蛋氨酸的制備方法是在碳酸鉀存在的條件下，5-(β-甲巰基乙基)乙內(nèi)酰脲水解，接著向水解液中通入二氧化碳中和后使蛋氨酸結(jié)晶析出、分離、濃縮濾液這樣的乙內(nèi)酰脲水解的循環(huán)過程(特公昭54-9174號公報(bào))。
但是，通過上述方法得到的蛋氨酸的結(jié)晶呈鱗片狀，體積比重小，僅為0.3～0.4。而且粉刺多，蛋氨酸處理起來不是很容易。作為改善的方法，可以將鱗片狀的蛋氨酸重結(jié)晶得到體積比重大的板狀蛋氨酸晶體，但是這種方法所需的設(shè)備復(fù)雜，并非為一種經(jīng)濟(jì)的方法。
本發(fā)明者對晶形好、體積比重大的蛋氨酸的制備方法進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)用分批析晶的方法可以得到體積比重大、易處理的結(jié)晶，從而完成了本發(fā)明。
本發(fā)明是一種在碳酸鉀存在的條件下，5-(β-甲巰基乙基)乙內(nèi)酰脲水解后得到的水解液以二氧化碳中和，使蛋氨酸結(jié)晶析出的方法。特點(diǎn)是使用帶蓋的析晶槽，最初先向其中加入水解液總量的15～40％及凝聚劑，邊攪拌邊通入二氧化碳進(jìn)行分批結(jié)晶析出(分批析晶)，接著，邊攪拌邊連續(xù)加入余下的60～85％的水解液、凝聚劑及二氧化碳進(jìn)行連續(xù)結(jié)晶析出(半連續(xù)析晶)，并且不將生成的生料剔除。
5-(β-甲巰基乙基)乙內(nèi)酰脲在碳酸鉀存在的條件下水解成蛋氨酸的鉀鹽。水解通常是在大約5～10千克/平方厘米G、約150～200℃的條件下進(jìn)行。生成的氨及二氧化碳通過乙內(nèi)酰脲化工序回收。
向通過上述方法得到的水解液中通入二氧化碳中和，使蛋氨酸結(jié)晶析出。本發(fā)明的中和結(jié)晶析出方法是使用裝有套管的析晶槽，最初先向其中加入水解液總量的15～40％及凝聚劑，邊攪拌邊向其中通入二氧化碳進(jìn)行分批結(jié)晶析出(分批析晶)，接著，邊攪拌邊連續(xù)加入余下的60～85％的水解液、凝聚劑及二氧化碳進(jìn)行連續(xù)結(jié)晶析出(半連續(xù)析晶)，并且不將生成的生料剔除。單獨(dú)只使用分批析晶的方法得不到體積比重大的蛋氨酸。單獨(dú)只使用連續(xù)析晶的方法得到的蛋氨酸的晶形隨時(shí)間的延長而發(fā)生變化，要得到預(yù)期目的的蛋氨酸結(jié)晶的條件很難設(shè)定。
通過分批析晶生成晶種，接著通過半連續(xù)析晶使該晶種成長，得到體積比重大的凝集結(jié)晶。分批析晶最好在大約20～50分鐘內(nèi)完成、半連續(xù)析晶最好在40～90分鐘內(nèi)完成。特別是半連續(xù)析晶的時(shí)間影響體積比重，若少于40分鐘，體積比重不會(huì)很大，若超過90分鐘，不僅設(shè)備效率差，而且凝集結(jié)晶會(huì)變成鱗片結(jié)晶，晶形不好。
析出結(jié)晶是在通入二氧化碳的壓力為2～6千克/平方厘米G、約15～30℃的條件下進(jìn)行。中和時(shí)的PH為7.6～8.0。中和的結(jié)束是以二氧化碳的吸收速度變小及PH下降為標(biāo)志的。欲使中和反應(yīng)100％完成，所需的時(shí)間較長，若反應(yīng)率低則蛋氨酸的得量少，所以從經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)出發(fā)，通常PH最好為7.8～8.0。析晶的溫度如果低的話，蛋氨酸的溶解度就小，這樣雖說蛋氨酸的析出量多，但恐怕有碳酸氫鉀也隨之析出，所以有必要使碳酸氫鉀的濃度調(diào)節(jié)到不至于析出的濃度。
作為凝聚劑，可以使用有機(jī)類凝聚劑，其中最好為山梨聚糖月桂酸酯、聚乙烯醇及羥丙基甲基纖維素。凝聚劑的量與蛋氨酸量相比，分批析晶時(shí)約為1000～3000ppm，半連續(xù)析晶時(shí)約為500～2000ppm。添加量若太少，凝集就不充分，得不到體積比重大的蛋氨酸；若過多也得不到相應(yīng)的效果。
攪拌并不特別限定，只要不使結(jié)晶破碎即可。每單位液體量的攪拌動(dòng)力換算成不通入二氧化碳的狀態(tài)時(shí)，分批析晶約為0.7～1.2千瓦/立方米、半連續(xù)析晶時(shí)約為0.5～1.2千瓦/立方米。攪拌過強(qiáng)易使已凝集的結(jié)晶破碎，攪拌過弱會(huì)使氣體吸收及中和均不充分。
結(jié)晶析出的蛋氨酸通過過濾、分離、若有必要還可進(jìn)行中和、水洗、干燥后做成制成品的蛋氨酸。濾液及洗滌液通過乙內(nèi)酰脲的水解過程而回收。由本發(fā)明的方法得到的蛋氨酸的晶形為粉刺少的顆粒狀，體積比重為0.5左右，處理很容易。
而且，可以按照上述析晶操作方法反復(fù)進(jìn)行，也可以將幾個(gè)析晶槽并列放置，按照順序間隔一定時(shí)間向各個(gè)槽中加入水解液等原料并從中獲取蛋氨酸，整個(gè)過程是連續(xù)進(jìn)行的。也就是說，通過近似連續(xù)操作的方法來有效地制備蛋氨酸。
在反復(fù)進(jìn)行上述析晶操作時(shí)，分批析晶時(shí)的水解液是沿著析晶槽的器壁將器壁沾濕而倒入的。通過這種操作方法，可以防止上次析晶時(shí)生成并附著的晶片溶解、脫落，可以使析晶連續(xù)進(jìn)行。
通過本發(fā)明的方法可以很容易地制備晶形好、體積比重大的蛋氨酸。
實(shí)施例通過實(shí)例更詳細(xì)地說明本發(fā)明，但本發(fā)明并非只限于這些實(shí)例。
實(shí)施例1在碳酸鉀存在的條件下，5-(β-甲巰基乙基)乙內(nèi)酰脲水解后得到的水解液于30升帶有套管的析晶槽中以二氧化碳中和，析晶后得到蛋氨酸。
最初在析晶槽中加入內(nèi)含16.8wt％蛋氨酸鉀鹽的水解液10升及作為凝聚劑的2wt％聚乙烯醇水溶液200毫升(與蛋氨酸相比，聚乙烯醇為3000ppm)，在20℃，二氧化碳壓力為4千克/平方厘米G、每單位液體量的攪拌動(dòng)力為0.7千瓦/立方米的條件下進(jìn)行分批析晶40分鐘。
接著向析晶槽中連續(xù)供給水解液330毫升/分鐘、聚乙烯醇水溶液3.3毫升/分鐘(與蛋氨酸相比，聚乙烯醇為1500ppm)，在20℃、二氧化碳壓力為4千克/平方厘米G、每單位液體量相當(dāng)?shù)臄嚢鑴?dòng)力為0.5千瓦/立方米的條件下進(jìn)行半連續(xù)析晶60分鐘(連續(xù)供給的水解液的總量為20升)。
中和析晶后，迅速將液體倒出來，過濾、分離蛋氨酸。接著將得到的蛋氨酸水洗、干燥。這種蛋氨酸的體積比重為0.55。晶形為粉刺少的顆粒狀。
實(shí)施例2除了用山梨聚糖月桂酸酯及羥丙基甲基纖維素代替聚乙烯醇作為凝聚劑外，其它步驟與實(shí)例1相同。
這樣得到的蛋氨酸的體積比重分別為0.52和0.53。
比較例1向與實(shí)例1相同的帶有套管的析晶槽中加入含有16.8wt％蛋氨酸鉀鹽的水解液30升及作為凝聚劑的2wt％聚乙烯醇水溶液600毫升(與蛋氨酸相比，聚乙烯醇為3000ppm)，在20℃，二氧化碳壓力為4千克/平方厘米G、每單位液體量相當(dāng)?shù)臄嚢鑴?dòng)力為0.5千瓦/立方米的條件下進(jìn)進(jìn)行分批析晶。每隔一定時(shí)間取出一部分液體，濾過、水洗、干燥后得到蛋氨酸。結(jié)果見表1.晶形為鱗片狀。
表1
比較例2使用與實(shí)例1相同的攪拌機(jī)及帶有套管的析晶槽，但不進(jìn)行分批析晶，而是進(jìn)行連續(xù)中和析晶。
向析晶槽中加入含有16.8wt％蛋氨酸鉀鹽的水解液500毫升/分鐘、2wt％聚乙烯醇水溶液6.5毫升/分鐘(與蛋氨酸相比，聚乙烯醇為2000ppm)，在20℃，二氧化碳壓力為4千克/平方厘米G、每單位液體量相當(dāng)?shù)臄嚢鑴?dòng)力為0.7千瓦/立方米的條件下進(jìn)行連續(xù)析晶。每隔一定時(shí)間取出一部分液體，過濾、水洗、干燥后得到蛋氨酸。表2所示的是每隔一定時(shí)間的蛋氨酸的體積比重。
表2
實(shí)施例3與實(shí)施例1一樣，每隔一定的時(shí)間取出一部分液體，過濾、水洗、干燥后得到蛋氨酸。表3所示的是每隔一定的時(shí)間的蛋氨酸的體積比重。
表3
權(quán)利要求
1.蛋氨酸的制備方法，是在碳酸鉀存在下，將5-(β-甲巰基乙基)乙內(nèi)酰脲水解后得到的水解液以二氧化碳中和，使蛋氨酸結(jié)晶析出的方法，其特征在于使用裝有套管的析晶槽，最初先向其中加入水解液總量的15～40％及凝聚劑，邊攪拌邊通入二氧化碳進(jìn)行分批結(jié)晶析出(分批析晶)，接著，邊攪拌邊連續(xù)加入余下的60～85％的水解液、凝聚劑及二氧化碳，不將生成的生料剔除進(jìn)行連續(xù)結(jié)晶析出(半連續(xù)析晶)。
2.權(quán)利要求1記載的蛋氨酸的制備方法，其中最初的分批析晶在20～50分鐘內(nèi)完成，接下來的半連續(xù)析晶在40～90分鐘內(nèi)完成。
3.權(quán)利要求1記載的蛋氨酸的制備方法，其中的凝聚劑為山梨聚糖月桂酸酯、聚乙烯醇或羥丙基甲基纖維素。
4.權(quán)利要求1記載的蛋氨酸的制備方法，其中凝聚劑的添加量與蛋氨酸相比，在分批析晶時(shí)為1000～3000ppm、半連續(xù)析晶時(shí)為500～2000ppm。
5.權(quán)利要求1記載的蛋氨酸的制備方法，其中結(jié)晶析出時(shí)的溫度為15～30℃。
6.權(quán)利要求1記載的蛋氨酸的制備方法，其中用二氧化碳中和結(jié)晶析出時(shí)的壓力為2～6千克/平方厘米G。
7.權(quán)利要求1記載的蛋氨酸的制備方法，其中分批析晶及半連續(xù)析晶時(shí)每單位液體量相當(dāng)?shù)臄嚢鑴?dòng)力換算成不通入二氧化碳的狀態(tài)時(shí)的攪拌動(dòng)力分別為0.7～1.2千瓦/立方米、0.5～1.2千瓦/立方米。
8.權(quán)利要求1記載的蛋氨酸的制備方法，其特征在于將幾個(gè)析晶槽并排放置，按順序間隔一定時(shí)間向各個(gè)槽中加入原料并從中獲得蛋氨酸，整個(gè)過程是連續(xù)進(jìn)行的。
9.權(quán)利要求項(xiàng)1、2和5中任何一項(xiàng)中記載的蛋氨酸的制備方法，其中分批析晶時(shí)水解液是沿著槽的器壁將器壁沾濕加入的。
全文摘要
提供一種容易地制備晶形好、體積比重大、易于處理的蛋氨酸的方法。在碳酸鉀存在的條件下,5－(β－甲巰基乙基)乙內(nèi)酰脲水解后得到的水解液以二氧化碳中和,使蛋氨酸結(jié)晶析出的方法。特點(diǎn)是使用帶有套管的析晶槽,最初先向其中加入水解液總量的15～40%及凝聚劑,邊攪拌邊通入二氧化碳進(jìn)行分批結(jié)晶析出(分批析晶),接著,邊攪拌邊連續(xù)加入余下的60～85%的水解液、凝聚劑及二氧化碳,不將生成的生料剔除進(jìn)行連續(xù)結(jié)晶析出(半連續(xù)析晶)。
文檔編號C07C319/00GK1274717SQ9910700
公開日2000年11月29日 申請日期1999年5月21日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月21日
發(fā)明者福田雅充, 安部正 申請人:住友化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社