CN101284796B - 母液回收制备dl—苯丙氨酸和dl—天冬氨酸的方法 - Google Patents

母液回收制备dl—苯丙氨酸和dl—天冬氨酸的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种母液回收制备DL-苯丙氨酸和DL-天冬氨酸的方法，将接肽母液和酯化母液按一定比例混合后，首先将接肽母液和酯化母液进行膜浓缩，将其轻液排放入排污系统，重液在催化剂作用下进行消旋反应，然后通过调节pH值，并在通过降温到来进行结晶，离心分离得到DL-苯丙氨酸及其分离母液，将分离得到的DL-苯丙氨酸烘干，得到DL-苯丙氨酸成品；将DL-苯丙氨酸的分离母液升温后调节pH值，经过冷却降温结晶后，离心分离得到DL-天冬氨酸，烘干得到DL-天冬氨酸成品。本发明的制备方法具有工艺路线短、生产过程简便、能耗小、设备要求低，增加了产品的附加值并产生经济效益，节能减排，绿色环保的特点。

Description

母液回收制备DL-苯丙氨酸和DL-天冬氨酸的方法
技术领域
本发明涉及一种母液回收制备DL-苯丙氨酸和DL-天冬氨酸的方法，具体是指用阿斯巴甜回收物料经过消旋制备DL-苯丙氨酸和DL-天冬氨酸的方法。
背景技术
阿斯巴甜生产线中的母液主要为接肽母液和酯化母液，传统工艺中对其母液主要停留在对其中残留的L-天冬氨酸和L-苯丙氨酸的回收返用上，母液成分复杂，但基本都是L-天冬酰氨-L-苯丙氨酸结构类似物，折合成单体L-天冬氨酸和L-苯丙氨酸的含量在15-20g/L之间，对其母液的回收处理工艺主要采用蒸气直接加热浓缩至一定体积后，添加强酸并加热回流使肽键断裂，脱去甲酰基和酯基，然后蒸馏浓缩，调整pH值，采用分步结晶的方法分别回收得到L-苯丙氨酸和L-天冬氨酸。但由于反应过程中长时间的强酸、高温环境，生产过程复杂，回收得到的产品，技术指标不能满足生产需要；收率偏低，仅在50％左右；同时能耗巨大，每处理350m3母液需要消耗蒸汽200吨左右。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种母液回收制备DL-苯丙氨酸和DL-天冬氨酸的方法，本发明的制备方法具有工艺路线短、生产过程简便、能耗小、设备要求低，增加了产品的附加值并产生经济效益，节能减排，绿色环保的特点。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种母液回收制备DL-苯丙氨酸和DL-天冬氨酸的方法，它是由下述步骤完成的：
(1)由阿斯巴甜生产线产生的母液主要为接肽母液和酯化母液，按2-4∶1的比例混合后，首先将接肽母液和酯化母液进行膜浓缩，将其轻液排放入排污系统，重液在催化剂作用下进行消旋反应，然后通过调节pH值，并在通过降温到0-10℃来进行结晶，离心分离得到DL-苯丙氨酸及其分离母液，将分离得到的DL-苯丙氨酸烘干，得到DL-苯丙氨酸成品；
(2)将DL-苯丙氨酸的分离母液升温后调节pH值，经过冷却降温至35℃结晶后离心分离得到DL-天冬氨酸，烘干得到DL-天冬氨酸成品。
所述的接肽母液中的成分主要为N-甲酰-α-L-天冬酰氨-L-苯丙氨酸、N-甲酰-β-L-天冬酰氨-L-苯丙氨酸和过量未反应的N-甲酰-α-L-天冬氨酸酐。
所述的酯化母液中的成分主要为α-L-天冬酰氨-L-苯丙氨酸甲酯盐酸盐、β-L-天冬酰氨-L-苯丙氨酸甲酯盐酸盐和未完全反应的N-甲酰-α-L-天冬酰氨-L-苯丙氨酸、N-甲酰-β-L-天冬酰氨-L-苯丙氨酸。
所述的步骤(1)中的膜浓缩指当物料在温度为10℃，工作压力为15kg/cm2，浓缩倍率为8-12倍下进行膜浓缩，得到浓缩液用30％盐酸来调节pH值至1。膜浓缩的中的膜片为美国GE，截流分子量150，工作压力：15-20kg/cm2，过滤面积：128m2/组5组，批操作时间(25000L)：浓缩时间3小时，清洗时间0.5小时。
所述的步骤(1)中的消旋反应是指在pH值为1的浓缩液中加入催化剂进行消旋反应，用蒸汽加热至102-115℃并保温回流6-9小时，然后通过常压蒸水到116℃，降温到50℃后加入氢氧化钠溶液进行中和，调节pH到5.5-6.0。
所述的催化剂采用的戊二醛、苯甲醛、苯乙醛、水杨醛中的一种，用量为其浓缩液体积的0.02％。
所述的保温回流时间优选为8小时。
所述的步骤(1)中的结晶是在降温至0-10℃后进行，通过离心分离得到DL-苯丙氨酸及其DL-苯丙氨酸的母液，将分离得到的DL-苯丙氨酸在65-70℃烘干，得到DL-苯丙氨酸成品。
所述的步骤(2)中的DL-苯丙氨酸的母液的pH值调节步骤为先将母液温度调节至40-50℃，通过加入30％盐酸来调节pH至2.8-2.9。
所述的步骤(2)中的冷却结晶是指先降温到35℃后结晶，离心分离得到DL-天冬氨酸，65-70℃烘干得到DL-天冬氨酸成品。
本发明的有益效果为：通过膜浓缩的方法，先将母液中的水分、无机盐类进行浓缩，截流有效成分，减少处理量，然后调整pH值，加入催化剂，保温回流，使肽键断裂、保护基脱离，并直接将产品消旋成为DL构型，最后通过分步结晶法得到DL-天冬氨酸和DL-苯丙氨酸。此方法的优点在于通过膜浓缩后，大幅减少了母液处理量，收率得到提高，能耗降低的同时，排出清液符合污水排放要求，可直接排入污水管网；DL-天冬氨酸和DL-苯丙氨酸的产品价值高于L-天冬氨酸和L-苯丙氨酸；不再产生回收物返投现象，保证前道生产的顺畅。而且本发明的制备方法具有工艺路线短、生产过程简便、能耗小、设备要求低，增加了产品的附加值并产生经济效益，节能减排，绿色环保的特点。
具体实施方式
实施例1
由阿斯巴甜生产线产生的母液主要为接肽母液和酯化母液，接肽母液中的成分主要为N-甲酰-α-L-天冬酰氨-L-苯丙氨酸、N-甲酰-β-L-天冬酰氨-L-苯丙氨酸和过量未反应的N-甲酰-α-L-天冬氨酸酐。酯化母液中的成分主要为α-L-天冬酰氨-L-苯丙氨酸甲酯盐酸盐，β-L-天冬酰氨-L-苯丙氨酸甲酯盐酸盐和未完全反应的N-甲酰-α-L-天冬酰氨-L-苯丙氨酸、N-甲酰-β-L-天冬酰氨-L-苯丙氨酸。
首先混合母液(接肽母液与酯化母液混合比例约为3∶1)25000L，物料温度10℃，进行膜浓缩，工作压力15kg/cm2，浓缩倍率为10倍左右(操作期间料温会上升，超过50℃时需要降温)，得到的重液(浓缩液)约2500L，清液约22500L直接进入排污系统。
将浓缩液加入到3000L的反应釜，加入30％盐酸至pH＝1，加入0.02％的水杨醛，开启蒸汽加热至102-115℃，并保温回流8小时，随后打开排水阀，常压蒸水至116℃，降温至50℃，加入氢氧化钠溶液调整pH值5.5-6.0，然后降温至0-10℃进行结晶，离心分离得到DL-苯丙氨酸及其分离母液，65-70℃烘干，可得约375kg DL-苯丙氨酸成品。
将DL-苯丙氨酸的分离母液加入反应釜中，升温至40-50℃，加入30％盐酸至pH值2.8-2.9，降温至35℃，离心分离得到DL-天冬氨酸，  65-70℃烘干，可得约350kg DL-天冬氨酸成品。

Claims (6)

1.一种母液回收制备DL-苯丙氨酸和DL-天冬氨酸的方法，其特征在于它是由下述步骤完成的：
(1)由阿斯巴甜生产线产生的母液主要为接肽母液和酯化母液，按2-4∶1的比例混合后，首先将接肽母液和酯化母液进行膜浓缩，将其轻液排放入排污系统，重液在催化剂作用下进行消旋反应，然后通过调节pH值，并在通过降温到0-10℃来进行结晶，离心分离得到DL-苯丙氨酸及其分离母液，将分离得到的DL-苯丙氨酸烘干，得到DL-苯丙氨酸成品；
(2)将DL-苯丙氨酸的分离母液升温后调节pH值，经过冷却降温至35℃结晶后，离心分离得到DL-天冬氨酸，烘干得到DL-天冬氨酸成品；
所述的接肽母液中的成分主要为N-甲酰-α-L-天冬酰氨-L-苯丙氨酸、N-甲酰-β-L-天冬酰氨-L-苯丙氨酸和过量未反应的N-甲酰-α-L-天冬氨酸酐；所述的酯化母液中的成分主要为α-L-天冬酰氨-L-苯丙氨酸甲酯盐酸盐、β-L-天冬酰氨-L-苯丙氨酸甲酯盐酸盐和未完全反应的N-甲酰-α-L-天冬酰氨-L-苯丙氨酸、N-甲酰-β-L-天冬酰氨-L-苯丙氨酸；所述的步骤(1)中的消旋反应是指在pH值为1的浓缩液中加入催化剂进行消旋反应，用蒸汽加热至102-115℃并保温回流6-9小时，然后通过常压蒸水到116℃，降温到50℃后加入氢氧化钠溶液进行中和，调节pH到5.5-6.0；所述的催化剂采用的戊二醛、苯甲醛、苯乙醛、水杨醛中的一种，用量为其浓缩液体积的0.02％。
2.如权利要求1所述的母液回收制备DL-苯丙氨酸和DL-天冬氨酸的方法，其特征在于：所述的步骤(1)中的膜浓缩指当物料在温度为10℃，工作压力为15kg/cm2，浓缩倍率为8-12倍下进行膜浓缩，得到浓缩液用30％盐酸来调节pH值至1。
3.如权利要求1所述的母液回收制备DL-苯丙氨酸和DL-天冬氨酸的方法，其特征在于：所述的保温回流时间优选为8小时。
4.如权利要求1所述的母液回收制备DL-苯丙氨酸和DL-天冬氨酸的方法，其特征在于：所述的步骤(1)中结晶是在降温至0-10℃后进行，通过离心分离得到DL-苯丙氨酸及其DL-苯丙氨酸的母液，将分离得到的DL-苯丙氨酸在65-70℃烘干，得到DL-苯丙氨酸成品。
5.如权利要求1所述的母液回收制备DL-苯丙氨酸和DL-天冬氨酸的方法，其特征在于：所述的步骤(2)中的DL-苯丙氨酸的母液的pH值调节步骤为先将母液温度调节至40-50℃，通过加入30％盐酸来调节pH至2.8-2.9。
6.如权利要求1所述的母液回收制备DL-苯丙氨酸和DL-天冬氨酸的方法，其特征在于：所述的步骤(2)中的冷却结晶是指先降温到35℃后结晶，离心分离得到DL-天冬氨酸，65-70℃烘干得到DL-天冬氨酸成品。
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