一种生产氨基酸或其盐的方法，该方法包括：吸附步骤，所述吸附步骤包括在含氨基酸的水溶液在高压下通过填充有碳酸盐型阴离子交换树脂的压力密封塔的同时，吸附包含于含氨基酸的水溶液中的游离氨基酸；和洗脱步骤，所述洗脱步骤包括在压力下将 含有碳酸氢根离子和／或碳酸根离子的洗脱液注入在高压下的压力密封塔内，以将吸附在阴离子交换树脂上的氨基酸洗脱下来，并且同时使阴离子交换树脂再生为碳酸盐型，从而获得氨基酸或其盐。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种使用碳酸盐型阴离子交换树脂由含氨基酸的水溶液生产氨基酸或氨基酸盐的方法以及一种减少由吸附步骤和洗脱步骤产生的副产物的量并从穿透液和洗出液中回收洗脱剂用于重复利用的系统。
技术介绍
在从含氨基酸的水溶液中分离并纯化氨基酸的方法中，使用离子交换树脂的纯化方法为最通用且具代表性的单元操作方法之一。由于氨基酸为两性电解质，因此可以使用用于将其纯化的阳离子交换树脂和阴离子交换树脂的任一种。通常，最经常使用强酸性阳离子交换树脂。在这种情况下，通常的方法是使调控至适当氢离子浓度的发酵液通过树脂塔，并且采用铵水溶液洗脱并回收吸附的氨基酸。代表性实例是采用阳离子交换树脂纯化L-赖氨酸，所述L-赖氨酸为一种饲料用氨基酸。离子交换树脂法具有的优点在于，能量消耗少于结晶法或电渗析法并且设备成本比薄膜分离法小。离子交换树脂法粗略地分为吸附步骤和洗脱步骤。吸附步骤为在树脂(Resin)上吸附氨基酸(AA)的吸附步骤(下式(1))，并且洗脱步骤为使用规定的洗出液(E)将吸附在树脂上的氨基酸洗脱下来的步骤(下式(2))。(1)(2)在上述离子交换树脂处理操作中，将从吸附步骤中排出并且包含未吸附在离子交换树脂上的物质的液体称作穿透液，并且将从洗脱步骤中排出并且包含氨基酸的液体称作洗出液。离子交换树脂法的问题如下。第一，由于洗出液不仅包含氨基酸(目标物质)而且包含洗脱剂，必须将它们分离。由于离子交换反应为平衡反应，就摩尔比而言相对于氨基酸的量，必然需要过量的洗脱剂将氨基酸从离子交换树脂上洗脱下来。它可由下式(3)表示。(3) (其中n＞1)因此，由于将过量的洗脱剂(式(3)中的(n-1)E)混入洗出液中，必须在洗脱步骤之后使氨基酸与洗脱剂分离。当洗脱剂为挥发性物质如铵组份时，易于仅通过浓缩除去过量的洗脱剂。但是，在非挥发性盐等情况下，难以分离出该盐，因此整个过程变得复杂并且不可避免地提高了生产成本。第二个问题涉及也存在于穿透液中的洗脱剂的分离。通过在离子交换树脂上吸附氨基酸，不仅将在含氨基酸水溶液中未吸附的物质而且将洗脱剂从离子交换树脂上洗脱下来，进入穿透液中，如在式(1)的右边中由E所示。通常所述洗脱剂通过与发酵液等中的未吸附物质形成盐而转化为副产物。例如，当使用铵组份作为洗脱剂，采用阳离子交换树脂纯化赖氨酸发酵液时，发酵液中的硫酸根离子与洗脱剂中的铵组份结合形成硫酸铵。当所述副产物为挥发性物质等并且易于回收时，不存在任何问题。但是，由于副产物通常为稳定的盐，因此直到该方法结束它仍然存在。因此，在使用离子交换法纯化发酵液的方法中，不可避免地产生相当比例的副产物。作为一种克服上述离子交换树脂法缺点的方法，已知一种使用碳酸水溶液作为洗脱液，使吸附的氨基酸与阴离子交换树脂进行离子交换的方法，所述碳酸水溶液通过将二氧化碳气体在预定压力下溶解在水中获得(Pasztor，Zs.；Chanel，S.；Grevillot，G.Elution ofamino acids from anion exchange columns by means of an aqueoussolution of carbon dioxide under pressure.AIChE AnnualMeeting，Miami，Nov 15-19，1998)。在所述方法中，当将获得的洗出液释放到常压下时，存在于洗出液中的洗脱剂，即碳酸根离子转化为气体蒸发，因此洗脱剂未残留在洗出液中，如式(4)中所示。因此，不必在洗脱步骤之后使洗脱剂与目标产物分离，因此简化了洗出液的纯化。(4)(其中n＞1)在上述方法中存在3个问题。第一，洗脱氨基酸之后，在碳酸盐型阴离子交换树脂上再吸附氨基酸的吸附步骤中，如式(5)和(6)中所示会形成二氧化碳气体泡沫。(5)(6)当在塔内产生二氧化碳气体时，由于产生液体沟流而未获得平稳的离子交换。第二，为了在阴离子交换树脂上再吸附氨基酸，必须使碳酸盐型阴离子交换树脂再次再生为OH-型阴离子交换树脂，并因此该方法变得复杂。工业上，优选直接在碳酸盐型阴离子交换树脂上吸附氨基酸。第三，在洗脱步骤中，能够被洗脱下来的氨基酸仅限于中性氨基酸。洗脱反应在中性氢离子浓度附近进行。例如，当氨基酸为酸性氨基酸时，由于酸性氨基酸呈阴离子形式，曾经从树脂上洗脱下来的氨基酸立即被再吸附到树脂上。用显微镜观察发现通常的离子交换反应进行重复的洗脱和再吸附。但是，当使用二氧化碳气体溶于水的碳酸水溶液作为洗脱液时，洗脱液中碳酸根离子浓度低并且用于再洗脱再吸附的氨基酸所需的碳酸根离子必然不足。结果，在酸性氨基酸的情况下不能获得充分的洗脱。另一方面，关于回收洗脱剂例如铵基团和碳酸根基团，JP-A-55-139815公开了一种在将包含于水溶液中的铵组份分馏之后在残余的液相中获得作为气态二氧化碳的二氧化碳的方法。专利技术公开本专利技术涉及一种生产氨基酸或其盐的方法，该方法包括吸附步骤，所述吸附步骤包括在含氨基酸的水溶液在高压下通过填充有碳酸盐型阴离子交换树脂的压力密封塔的同时，吸附包含于含氨基酸的水溶液中的游离氨基酸；和洗脱步骤，所述洗脱步骤包括在压力下将含有碳酸氢根离子和/或碳酸根离子的洗脱液注入在高压下的压力密封塔内，以将吸附在阴离子交换树脂上的氨基酸洗脱下来，并且同时使阴离子交换树脂再生为碳酸盐型，从而获得氨基酸或其盐。本专利技术的第二方面是根据本专利技术的第一方面的生产氨基酸或其盐的方法，其中包含于含氨基酸的水溶液中的氨基酸为酸性氨基酸、中性氨基酸或碱性氨基酸。本专利技术的第三方面是根据本专利技术的第一方面或第二方面的生产氨基酸或其盐的方法，其中中性氨基酸为胱氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、酪氨酸、丝氨酸、色氨酸、瓜氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸、丙氨酸、脯氨酸、谷酰氨、蛋氨酸或甘氨酸；酸性氨基酸为谷氨酸或天冬氨酸；且碱性氨基酸为赖氨酸、鸟氨酸、精氨酸或组氨酸。本专利技术的第四方面是根据本专利技术的第一方面至第三方面的任一项的生产氨基酸或其盐的方法，其中高压为至少0.1Mpa。本专利技术的第五方面是根据本专利技术的第一方面至第四方面的任一项的生产氨基酸或其盐的方法，其中对于中性氨基酸而言，洗脱液为碳酸和碳酸氢盐水溶液、碳酸铵水溶液或碳酸氢铵水溶液；对于酸性氨基酸而言，洗脱液为碳酸铵水溶液或碳酸氢铵水溶液；并且对于碱性氨基酸而言，洗脱液为碳酸铵水溶液或碳酸氢铵水溶液。本专利技术的第六方面是一种生产氨基酸或其盐的装置，所述装置进行使含氨基酸的水溶液中的氨基酸吸附到阴离子交换树脂上的吸附步骤和将上述吸附的氨基酸从阴离子交换树脂上洗脱下来的洗脱步骤，所述装置包括至少一个压力密封塔(A)、储存罐(B)和与其连接的输送管(C)，其中，压力密封塔(A)包括控制穿透液、洗脱液等等的排放并且置于底部出口附近的阀和在其顶部控制内部压力的阀，储存罐(B)包括包含利用空气和/或惰性气体和二氧化碳气体的加压装置和送入并控制含氨基酸的水溶液、洗脱液或水和洗脱剂的阀的管线，储存罐(B)储存气体或液体并且包括控制排放量并置于底部出口附近的阀，和输送管线(C)任选包括用于输送液体的泵。本专利技术的第七方面是根据本专利技术的第六方面的生产氨基酸或其盐的装置，其中包含于含氨基酸的水溶液中的氨基酸为酸性氨基酸、中性氨基酸或碱性氨基酸。本专利技术的第八方面是本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：楠濑泰弘，高桥健二，
申请(专利权)人：味之素株式会社，
类型：发明
国别省市：
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