DD247022A1

DD247022A1 - METHOD FOR OBTAINING AMINO ACID HYDROCHLORIDE SOLUTIONS

Info

Publication number: DD247022A1
Application number: DD28216185A
Authority: DD
Inventors: Rupert Goebel; Reinhard Hellmig; Elke Fiedler; Wilfried Hieke; Georg Harzfeld
Original assignee: Inst Tech Mikrobiologie
Priority date: 1985-10-29
Filing date: 1985-10-29
Publication date: 1987-06-24

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Aminosaeure-Hydrochlorid-Loesungen basischer Aminosaeuren wie Lysin aus Fermentationsloesungen mittels Ionenaustausch fuer den Einsatz in der technischen Mikrobiologie. Das Ziel der Erfindung ist die Senkung der Lysinverluste, besonders bei hohen Konzentrationen, in der Fermentationsloesung durch Nutzung der Vorteile der H-Form eines stark sauren Kationsaustauschers, in dem die sich daraus ergebenden Nachteile durch den Umladungsprozess fuer die zusaetzliche Abwasserlast vermieden werden. Die Erfindung beinhaltet die Aufgabe, eine Verringerung der Abasserlast durch die zweifache Nutzung der eingesetzten Salzsaeure fuer die Ueberfuehrung des stark sauren Kationenaustauschers in die H-Form und die Ueberfuehrung der Aminosaeure in das Hydrochlorid zu erreichen. Die Aufgabe wird dadurch geloest, dass im alkalischen Eluat nach der Ammoniakabtreibung beim Ueberleiten ueber einen schwach basischen Anionenaustauscher in der Chloridform durch einfache Gleichgewichtsbildung das Hydrochlorid der Aminosaeure eingestellt wird. Bei der anschliessenden Regenerierung mit verduennter Salzsaeure wird der ammoniumchloridhaltige Ablauf des stark sauren Kationenaustauschers zur Ueberfuehrung des schwach basischen Anionenaustauschers in die Chloridform eingesetzt.The invention relates to a process for obtaining amino acid hydrochloride solutions of basic amino acids such as lysine from fermentation solutions by means of ion exchange for use in industrial microbiology. The aim of the invention is to reduce the lysine losses, especially at high concentrations, in the fermentation solution by utilizing the advantages of the H form of a strongly acidic cation exchanger in which the resulting disadvantages are avoided by the reloading process for the additional effluent load. The invention includes the object of achieving a reduction of the wastewater load by the double use of the hydrochloric acid used for the conversion of the strongly acidic cation exchanger into the H form and the conversion of the amino acid into the hydrochloride. The object is achieved by the fact that the hydrochloride of the amino acid is adjusted in the alkaline eluate after the ammonia abortion when passing over a weakly basic anion exchanger in the chloride form by simple equilibration. In the subsequent regeneration with dilute hydrochloric acid, the ammonium chloride-containing effluent of the strongly acidic cation exchanger is used to convert the weakly basic anion exchanger into the chloride form.

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung der Hydrochloride von Aminosäuren aus Fermentationslösungen und Hydrolysaten für den Einsatz in der Futtermittelindustrie und zur Herstellung von Reinsubstanzen mittels Ionenaustauschern.The invention relates to a process for obtaining the hydrochlorides of amino acids from fermentation solutions and hydrolysates for use in the animal feed industry and for the production of pure substances by means of ion exchangers.

Characteristic of the known technical solutions

Aminosäuren spielen eine wichtige Rolle in der Futtermittel-Industrie, der Nahrungsmittelindustrie und der Pharmazie.Amino acids play an important role in the feed industry, the food industry and the pharmaceutical industry.

So werden z. B. zur Anreicherung von Futtermitteln große Mengen L-Methionin und L-Lysin eingesetzt. Natriumglutamat dient als Geschmacks- und Aromaverstärker zur Verfeinerung von Fleischspeisen und Suppen. Schließlich werden L-Aminosäuregemische zur Herstellung von Infusionslösungen benötigt.So z. B. used for the enrichment of animal feeds large amounts of L-methionine and L-lysine. Sodium glutamate serves as a flavor and aroma enhancer to refine meat dishes and soups. Finally, L-amino acid mixtures are needed for the preparation of infusion solutions.

Das Hauptinteresse richtet sich auf die Gewinnung folgender essentieller Aminosäuren, die vom menschlichen und tierischen Organismus nicht selbst aufgebaut werden können:The main interest is directed to the recovery of the following essential amino acids that can not be self-assembled by the human and animal organism:

L-Isoleucin, L-Leucin, L-Methionin, L-Phenylalanin, L-Lysin, L-Threonin, L-Tryptophan und L-Valin sowie die semiessentiellen Aminosäuren L-Arginin und L-Histidin.L-isoleucine, L-leucine, L-methionine, L-phenylalanine, L-lysine, L-threonine, L-tryptophan and L-valine, as well as the semi-essential amino acids L-arginine and L-histidine.

Für die Herstellung von Aminosäuren bestehen im technischen Maßstab zwei Wege:For the production of amino acids exist on an industrial scale two ways:

1. Mikrobiologische Synthese1. Microbiological synthesis

2. Hydrolyse natürlicher Proteine2. Hydrolysis of natural proteins

In beiden Fällen erhält man Aminosäurelösungen, die neben dem Zielprodukt noch eine Reihe unerwünschter Substanzen enthalten. Aus diesen Lösungen muß die Aminosäure in möglichst reiner Form gewonnen und in ein kristallines Endprodukt, in den meisten Fällen in das entsprechende Hydrochlorid, überführt werden.In both cases, amino acid solutions are obtained which, in addition to the target product, also contain a number of undesired substances. From these solutions, the amino acid must be recovered in the purest possible form and converted into a crystalline end product, in most cases in the corresponding hydrochloride.

In der DE-PS 240Ί 519 wird ein Verfahren zur Gewinnung von L-Lysin als Futterkonzentrat oder als kristallines Lysin-Monohydrochlorid beschrieben. In DE-PS 240Ί 519 a process for the recovery of L-lysine is described as feed concentrate or as crystalline lysine monohydrochloride.

In der US-PS 390764 wird ein Verfahren zur Herstellung wie L-Lysin, L-Valin, L-Leuzin und L-Arginin durch Fermentation auf der Basis Methanol beschrieben.In US-PS 390764 a process for the preparation of L-lysine, L-valine, L-leucine and L-arginine by methanol-based fermentation is described.

Ebenso werden in der DD-PS 143269 durch Fermentation auf der Basis von Hexose- und Pentosemonosacchariden aus einer Perkolationshydrolyse von pflanzlichen Rohstoffen mit verdünnter Schwefelsäure verschiedene Aminosäuren, u.a. Lysin, hergestellt.Similarly, in the DD-PS 143269 by fermentation on the basis of hexose and Pentosemonosacchariden from a percolation hydrolysis of vegetable raw materials with dilute sulfuric acid various amino acids, including lysine produced.

In der DE-PS 3326633 wird ein Verfahren zur Gewinnung bestimmter Aminosäurefraktionen und deren Verwendung zur Gewinnung einzelner Aminosäuren durch Säurehydrolyse aus Proteinen unter Verwendung stark saurer Kationenaustauscher undAmmoniakalsElutionsmittel beschrieben. Daraus erhält man Fraktionen mit den basischen Aminosäuren Lysin,Arginin und Histidin, die über verschieden gepufferte lonenaustauschermaterialien weiter aufgetrennt werden.DE-PS 3326633 describes a process for obtaining certain amino acid fractions and their use for obtaining individual amino acids by acid hydrolysis from proteins using strongly acidic cation exchangers and ammonia as eluent. From this one obtains fractions with the basic amino acids lysine, arginine and histidine, which are further separated by different buffered ion exchange materials.

Analoge Verfahren enthält die DE-PS 2116264 und die GB-PS 612077, in der Gewinnung einer Histidin und ein Lysin und Arginin enthaltenden Fraktion beschrieben ist.Similar methods are described in DE-PS 2116264 and GB-PS 612077, which describes the recovery of a histidine and a lysine and arginine-containing fraction.

Beim heutigen Stand der Technik werden dazu dieaminosäurehaltigen Lösungen nach mechanischer Reinigung — z.B. zur Abtrennung der Biomasse—gewöhnlich über stark sau/e Kationenaustauscher geleitet. In der DE-PS 107404äsind dabei für die Aminosäure L-Lysin sowohl die Η-Form als auch die NH₄-Form eines stark sauren Kationenaustauschers geeignet, von dem adsobierten L-Lysin mit einer wäßrigen Ammoniaklösung eluiert wird.In the current state of the art, the solutions containing amino acids are usually passed through a highly acidic cation exchanger after mechanical purification, for example to separate off the biomass. In DE-PS 107404, both the Η-form and the NH ₄ -form of a strongly acidic cation exchanger are suitable for the amino acid L-lysine, from which adsorbed L-lysine is eluted with an aqueous ammonia solution.

In einer weiteren DE-PS 2015331 wird eine lysinhaltige Kulturlösung auf einen pH-Wert von'2,5 eingestellt und die angesäuerte Lösung über einen stark sauren Kationenaustauscher in der Η-Form geleitet, das adsorbierte L-Lysin mit einer wäßrigen Ammoniaklösung eluiert und der Kationenaustauscher anschließend wieder mit verdünnter Säure in dieH-Form überführt. Nach dem Eindampfen des Eluates wird der pH-Wert mit Ammoniak auf 10,5 eingestellt, diese.Lösung über einen stark basischen Anionenaustauscher in der OH-Form geleitet, von dem aus das adsorbierte Lysin mit zweinormaler wäßriger Essigsäure eluiert und anschließend das Eluat zur Trockne eingedampft wird.In a further DE-PS 2015331 a lysine-containing culture solution is adjusted to a pH of'2.5 and the acidified solution passed through a strongly acidic cation exchanger in the Η-form, the adsorbed L-lysine eluted with an aqueous ammonia solution and the Cation exchanger then converted back into the H-form with dilute acid. After evaporation of the eluate, the pH is adjusted to 10.5 with ammonia, this.solution is passed through a strongly basic anion exchanger in the OH form, from which the adsorbed lysine eluted with two normal aqueous acetic acid and then the eluate to dryness is evaporated.

Bei einer anderen Verfahrensweise, wie sie z. B. in der DE-PS 2034406 und der DE-PS 3005406 beschrieben ist, wird die NH₄ -Form des stark sauren Kationenaustauschers eingesetzt und ebenfalls mit einer wäßrigen Ammoniaklösung Elution und Regenerierung gleichzeitig durchgeführtIn another procedure, as z. As described in DE-PS 2034406 and DE-PS 3005406, the NH ₄ -form of the strongly acidic cation exchanger is used and also performed simultaneously with an aqueous ammonia solution elution and regeneration

Durch vor- und nachgeschaltete Kationen- oder Anionenaustauscher können weitere störende Begleitstoffe entfernt werden. By upstream and downstream cation or anion exchanger further interfering impurities can be removed.

So wird in der DE-PS 1041896 das erhaltene salzsaure Eluat über einen schwach basischen Anionenaustauscher in der Basen-Form zur Entfernung anorganischer Ionen geleitet. Die ammoniakalischen Eluate werden eingedampft, der Ammoniak abgetrieben, dem entstehenden Aminosäurekonzentrat Salzsäure zugeführt und ein bestimmter pH-Wert für die anschließendeThus, in DE-PS 1041896, the resulting hydrochloric acid eluate is passed over a weakly basic anion exchanger in the base form to remove inorganic ions. The ammoniacal eluates are evaporated, the ammonia is driven off, fed to the resulting amino acid concentrate hydrochloric acid and a certain pH for the subsequent

Kristallisation eingestellt.Crystallization set.

Das so erhaltene kristalline Aminosäure-Monohydrochlorid wird durch Urnkristallisation gereinigt bzw. in die wasserfreie Form überführt. Das besondere Problem dieser Verfahrensstufe im technischen Maßstab besteht in der korrekten Dosierung der für die Hydrochloridbildung erforderlichen Salzsäuremenge, da eine kleine Menge konzentrierter Salzsäure, die mit den vorhandenen Aminosäuren stöchiemetrisch reagieren muß, homogen zu verteilen ist und gleichzeitig ein bestimmter pH-Wert eingestellt werden muß.The crystalline amino acid monohydrochloride thus obtained is purified by primary crystallization or converted into the anhydrous form. The particular problem of this process step on an industrial scale is the correct dosage of hydrochloric acid required for hydrochloride formation, since a small amount of concentrated hydrochloric acid, which must react stoichiometrically with the amino acids present, is homogeneously distributed and at the same time a certain pH must be set ,

So wird die Einstellung des für die Kristallisation von Lysin-Monohydrochlorid notwendigen Menge Salzsäure in der DE-PS 2034406 über das Einstellen eines pH-Wertes von 5 bis 6 erreicht, dagegen in der DE-PS 1296641 mit konzentrierter Salzsäure ein pH-Wert von 2 eingestellt.Thus, the adjustment of the amount of hydrochloric acid necessary for the crystallization of lysine monohydrochloride is achieved in DE-PS 2034406 by setting a pH of 5 to 6, whereas in DE-PS 1296641 a pH of 2 is achieved with concentrated hydrochloric acid set.

In der SU-PS 206492 wird mit zweinormaler Salzsäure ein pH-Wert von 5 bis 6, in der SU-PS 378411 ebenfalls mit Salzsäure auf einen pH-Wert von 4,9 und in der SU-PS 214540 auf den pH-Wert 4,2 bis 4,5 eingestellt.In SU-PS 206492 is with two normal hydrochloric acid, a pH of 5 to 6, in the SU-PS 378411 also with hydrochloric acid to a pH of 4.9 and SU-PS 214540 to pH 4 , 2 to 4.5 set.

In der SU-PS 279621 wird über Zugabe von pulverförmigem Ammoniumchlorid in einem bestimmten Mengenverhältnis dasIn SU-PS 279621 is the addition of powdered ammonium chloride in a certain ratio of the

Lysin in Lysin-Monohydrochlorid überführt. ' Lysine converted into lysine monohydrochloride. '

Als gemeinsame Merkmale dieser dargestellten Verfahren geben folgende Stufen den Stand der Technik wieder:As common features of these illustrated methods, the following stages reflect the state of the art:

Die Verwendungι stark saurer Kationenaustauscher in Η-Form oder Nl-U-Fo rm zur Adsorbierung der Aminosäuren, die Elution der Aminosäuren mit verdünnter wäßriger Ammoniaklösung, das Abtreiben des Ammoniaks beim Konzentrieren der ammoniakalischen Elutionslösung, der Zusatz von Salzsäure zum Konzentrat und Kristallisation des Hydrochlorids. Bei Einsatz , des Kationenaustauschers in der Η-Form muß mit verdünnter Salzsäure oder Schwefelsäure im Anschluß an die Elution die Überführung in die Η-Form erfolgen. Die dabei notwenidige große Säureüberschußmenge — in der Technik benötigt man etwa das zwei- bis zweieinhalbfache der.theoretisch notwendigen Säuremenge — sowie das gebildete Ammpniumchlorid gelangen als Rgenerierablauf in das Abwasser und müssen mit Alkalizusatz neutralisiert werden. Die Nachteile der bisher bekannten Verfahren liegervim zweimaligen Einsatz von Salzsäurelösungen sowohl zur Regenerierung der Kationenaustauscher in die Η-Form als auch zur Bildung des Hydrochlorids der Aminosäuren und in einer großen Unsicherheit bei der korrekten DosierungThe use of strongly acidic cation exchangers in Η-form or Nl-U-Fo rm to adsorb the amino acids, the elution of the amino acids with dilute aqueous ammonia solution, the expulsion of ammonia in concentrating the ammoniacal elution solution, the addition of hydrochloric acid to the concentrate and crystallization of the hydrochloride , When used , the cation exchanger in the Η-form must be converted into the Η-form with dilute hydrochloric acid or sulfuric acid following the elution. The necessary large amount of excess acid - in the art you need about two to two and a half times the. Theoretically necessary amount of acid - and the Ammpniumchlorid formed get as Rgenerierablauf in the wastewater and must be neutralized with addition of alkali. The disadvantages of the previously known processes lie in the use of hydrochloric acid solutions both for the regeneration of the cation exchangers into the Η-form and for the formation of the hydrochloride of the amino acids and in a large uncertainty in the correct dosage

derfür die Hydrochloridbildung optimalen Salzsäuremenge. *the optimum amount of hydrochloric acid for hydrochloride formation. *

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, dem Kristallisationsprozeß eine qualitativ gleichbleibende Lösung von Aminosäure-Hydrochlorid zuzuführen.und die Menge der Abprodukte und einzusetzenden HilfsChemikalien erheblich zu verringern.The object of the invention is to supply a qualitatively uniform solution of amino acid hydrochloride to the crystallization process and to considerably reduce the amount of waste products and auxiliary chemicals to be used.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Gewinnung einer ausreichend reinen Lösung von Aminosäure-Monohydrochlorid nach dem lonenaustauschverfahren als Voraussetzung zur Herstellung eines kristallinen Produktes, wobei die für die Hydrochloridbildung notwendige Salzsäure mehrfach genutzt werden soll.The object of the invention is to provide a method for obtaining a sufficiently pure solution of amino acid monohydrochloride according to the ion exchange method as a prerequisite for the preparation of a crystalline product, wherein the hydrochloric acid necessary for the hydrochloride formation to be used several times.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die aus Fermentationslösungen und Proteinhydrolysaten über Ionenaustauscher gewonnenen alkalischen Lösungen der basischen Aminosäuren Lysin, Arginin, Histidin und Qrmithin sowie von Aminosäure-Decarboxylierungsprodukten mit einem pH| > 9 über einen schwach basischen Anionenaustauscher in der Chloridform geleitet und durch Gleichgewichtseinstellung die entsprechenden Hydrochloride eingestellt werden. Bei der anschließenden Regenerierung wird der stark saure Kationenaustauscher, der sich nach der ammoniakalischen Elution in der NH₄-Form befindet, mit verdünnter Salzsäure in die Η-Form überführt und der ammoniumchloridhaltige Ablauf des stark sauren Kationenaustauschers zum Regenerieren des schwach basischen Anionenaustauschers in die Chloridform eingesetzt. Im einzelnen wird dabei so vorgegangen, daß ein stark saurer Kationenaustauscher in der H-Form —wie z. B. Wofatit^(R1KPS, Hersteller Chemisches Kombinat Bitterfeld — eingesetzt wird, über den die angesäuerte biomassefreie Fermentationslösung zur Adsorbierung der Aminosäure geleitet wirdAccording to the invention, this object is achieved in that the alkaline solutions of the basic amino acids lysine, arginine, histidine and mercury obtained from fermentation solutions and protein hydrolysates via ion exchangers and of amino acid decarboxylation products having a pH | > 9 passed over a weakly basic anion exchanger in the chloride form and adjusted by equilibration of the corresponding hydrochlorides. In the subsequent regeneration of the strongly acidic cation exchanger, which is located after the ammoniacal elution in the NH ₄ -form, transferred with dilute hydrochloric acid in the Η-form and the ammonium chloride-containing effluent of the strongly acidic cation exchanger for regenerating the weakly basic anion exchanger in the chloride form used. In detail, the procedure is that a strongly acidic cation exchanger in the H-form-wie z. B. Wofatit ^(R1 KPS, manufacturer Chemical Combine Bitterfeld - is used, over which the acidified biomass-free fermentation solution for the adsorption of the amino acid is passed

Aus der Anwendung der H-Fornrdes stark sauren Kationenaustauschers ergeben sich für den Prozeß folgende Vorteile: The application of the H-formaldehyde strongly acidic cation exchanger results in the following advantages for the process:

1. Minderung der Abwasserlast durch Einsparung von Säure, wenn die Ansäuerung der Fermentationslösung vor dem Beladungsprozeß mit einem Teil des stark sauren Ablaufs des stark sauren Kationenaustauschers aus dem vorangehenden Beladungszyklus vorgenommen wird.1. Reduction of the wastewater load by saving acid, if the acidification of the fermentation solution before the loading process with a part of the strong acid expiration of the strong acid cation exchanger from the previous loading cycle is made.

2. Verminderung der Stickstoffbelastung des Abwassers durch Adsorption des in der Fermentationslösung nicht umgesetzten Ammoniums sowie die Vermeidung der Abgabe zusätzlicher Ammoniumionen beim Adsorptionsprozeß der NH₄-Form und damit Vermeidung dieses zusätzlichen Regeneriermittelverbrauchs. .2. Reduction of the nitrogen load of the wastewater by adsorption of the unreacted in the fermentation solution ammonium and avoiding the release of additional ammonium ions in the adsorption process of the NH ₄ -form and thus avoid this additional Regeneriermittelverbrauchs. ,

3. Verbesserte Adsorptionsbedingungen auch bei hohen Aminosäurekonzentrationen und damit geringerer Schlupf und Verringerung der Verluste an Aminosäuren.3. Improved adsorption conditions even at high amino acid concentrations and thus less slippage and reduction of amino acid losses.

4. Die Möglichkeit der sicheren, meßtechnischen Erfassung des Durchbruchpunktes der Aminosäure und damit die Steuermöglichkeit der Prozesse.4. The possibility of safe, metrological detection of the break-through point of the amino acid and thus the control of the processes.

Nach der Spülung der Säule wird mit einer wäßrigen Ammoniaklösung eluiert und bei der anschließenden Konzentrierung das überschüssige Elutionsmittel in einer Abtriebskolonne entfernt.After rinsing the column is eluted with an aqueous ammonia solution and removed in the subsequent concentration, the excess eluent in a stripping column.

Wenn dieser Produktstrom in den gesamten technologischen Prozeß des Innenaustausches einbezogen wird, ergeben sich daraus wesentliche Vorteile.If this product stream is included in the entire technological process of internal exchange, this results in significant advantages.

Erfindungsgemäß wurde gefunden, daß man die so gewonnene alkalische, von Ammoniak befreite Aminosäurelösung, durch Überleiten über einen schwach basischen Anionenaustauschers, wie z. B. „Wofatit"^<RIAD41, Hersteller Chemiekombinat Bitterfeld, in der Chloridform in die für die nachfolgenden Kristallisation notwenidige Aminosäure-Monohydrochloridlösung überführen kann. Der Ablauf des schwach basischen Anionenaustauschers weist dabei einen für jede Aminosäure spezifischen und für die Kristallisation notwendigen pH-Wert auf und vermeidet die Unsicherheiten bei der Dosierung der richtigen Salzsäuremenge infolge einer einfachen Gleichgewichtseinstellung am lonenaustauschermaterial. So können die Dosierungsund Mischprobleme sowie Unsicherheiten bei der Meßtechnik vermieden werden.According to the invention, it has been found that the thus obtained alkaline, freed of ammonia amino acid solution, by passing over a weakly basic anion exchanger, such as. B. "Wofatit"^<RI AD41, manufacturer Chemiekombinat Bitterfeld, in the chloride form in the necessary for the subsequent crystallization amino acid monohydrochloride solution.The course of the weakly basic anion exchanger has a specific for each amino acid and necessary for the crystallization pH and avoids the uncertainties in dosing the correct amount of hydrochloric acid due to a simple equilibrium adjustment on the ion exchange material, thus avoiding dosing and mixing problems as well as uncertainties in the measurement technique.

Für Lysin wird so beispielsweise ein pH-Wert-Bereich zwischen 4 und 5, vorzugsweise 4,2 bis 4,5, für Arginin ein pH-Wert von 6,5 bis 7,5 eingestellt. Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in der anschließenden Regenerierung der beiden lonenaustauschermaterialien deutlich.For lysine, for example, a pH range between 4 and 5, preferably 4.2 to 4.5, for arginine a pH of 6.5 to 7.5 is set. The essential advantage of the process according to the invention becomes clear in the subsequent regeneration of the two ion exchange materials.

Am Ende eines Zyklus liegen der stark saure Kationenaustauscher in der NH₄-Form und der schwach basische Anionenaustauscher in der Basenform vor.At the end of a cycle, the strongly acidic cation exchanger in the NH ₄ form and the weakly basic anion exchanger in the base form are present.

Die anschließende Überführung des stark sauren Kationenaustauschers in die Η-Form erfolgt mit 4 bis 15%iger, vorzugsweise 4-5%iger Salzsäure. Durch entsprechende Hintereinanderschaltung beider Säulen ist es möglich, daß das am stark sauren Kationenaustauscher gebildete Ammoniumchlorid den schwach basischen Anionenaustauscher in die Chloridform überführt. Dabei werden beide Inenarten des Regeneriermittels Salzsäure genutzt, da das freie Chlorid aus der Überführung des stark sauren Kationenaustauschers in die Η-Form für die spätere Aminosäure-Monhydrochloridlösung am schwach basischen Anionenaustauscher genutzt wird.The subsequent transfer of the strongly acidic cation exchanger in the Η-form is carried out with 4 to 15% strength, preferably 4-5% hydrochloric acid. By appropriately connecting the two columns in series, it is possible that the ammonium chloride formed on the strongly acidic cation exchanger converts the weakly basic anion exchanger into the chloride form. Both types of indene of the regenerating agent hydrochloric acid are used, since the free chloride from the conversion of the strongly acidic cation exchanger into the Η-form is used for the later amino acid monhydrochloride solution on the weakly basic anion exchanger.

Durch diese Nutzung der für die Hydrochloridbildung notwendigen Säuremenge für die Regenerierung des stark sauren Kationenaustauschers in die Η-Form werden Regenerierchemikalien eingespart, die zusätzliche Abwasserlast vermindert und trotzdem die Nutzung der Vorteile der Η-Form für den Beladungsprozeß ermöglicht.This use of the amount of acid necessary for hydrochloride formation for the regeneration of the strongly acidic cation exchanger in the Η-form regeneration chemicals are saved, which reduces additional wastewater load and still allows the use of the benefits of the Η-shape for the loading process.

Der sich ergebende Chloridverlust resultiert dann im wesentlichen nur aus der Menge des am stark sauren Kationenaustauscher adsorbierten, aus der Fermentationslösung stammenden Ammoniumanteils, der als Überschuß für die Regenerierung des schwach basischen Anionenaustauschers zur Verfugung steht.The resulting chloride loss then results essentially only from the amount of adsorbed on the strongly acidic cation exchanger, derived from the fermentation solution ammonium content, which is available as an excess for the regeneration of the weakly basic anion exchanger available.

Aus dem alkalischen Regenerierablauf des schwach basischen Anionenaustauschers kann der Ammoniak ebenfalls über eine Abtriebssäule zurückgewonnen werden. Damit werden die Aufwendungen an frischem Ammoniak zur Elution weiter vermindert. ' From the alkaline Regenerierablauf the weakly basic anion exchanger, the ammonia can also be recovered via a stripping column. This further reduces the costs of fresh ammonia for elution. '

Die Vorteile der beschriebenen Erfindung bestehen in der Nutzung der günstigen Η-Form des stark sauren Kationenaustauschers, einer weitgehenden Vermeidung der zusätzlichen Abwasserlast, der Beseitigung von Unsicherheiten bei der Einstellung des Hydrochloride sowie in der gleichzeitigen Nutzung der eingesetzten Salzsäure für die Einstellung des Hydrochloride und für die.Regenerierung des Kationenaustauschers in die H-Form.The advantages of the described invention consist in the use of the favorable Η-form of strongly acidic cation exchanger, a substantial avoidance of additional wastewater load, the elimination of uncertainties in the adjustment of the hydrochlorides and in the simultaneous use of the hydrochloric acid used for the adjustment of the hydrochlorides and regeneration of the cation exchanger into the H form.

Ausführungsbeispieleembodiments

Die Erfindung wird nachstehend an einigen Ausführungsbeispielen erläutert:The invention will be explained below with reference to some embodiments:

example 1

Eine Fermentationslösung friit30g · !"^Aminosäure Lysin wird mit konzentrierter Salzsäure auf einen pH-Wert von 2,5 eingestellt und anschließend zur Lysinadsorption über einen stark sauren Kationenaustauscher in der Η-Form geleitet. Nach der Spülung und Elution des stark sauren Kationenaustauschers KPS sowie Abtreibung des überschüssigen Ammoniaks aus dem Eluat liegt alkalisches Eluatkonzentrat mit 68,4g Γ¹ Lysin vor. Von dieser Lösung werden 2,51 über 1,51 Austauschervolumen des schwach basischen Anionenaustauschers AD41 in der Chloridform geleitet. Im Ablauf, dessen pH-Wert 4,5 beträgt, befinden sich danach 49g Chlorid. Aus dieser Lösung wird Lysin-Monohydrochlorid mit 97,5%iger Reinheit kristallisiert.A fermentation solution of lysine is adjusted to a pH of 2.5 with concentrated hydrochloric acid and then passed through a strongly acidic cation exchanger in the Η-form for lysine adsorption after rinsing and elution of the strongly acidic cation exchanger KPS abortion of the excess ammonia from the eluate is alkaline Eluatkonzentrat with 68,4g Γ ¹ lysine before. from this solution about 1.51 Austauschervolumen of the weakly basic anion exchanger AD41 are fed into the chloride form 2.51. in the flow, the pH of 4, After this time, 49 g of chloride are present, from which solution lysine monohydrochloride with 97.5% purity is crystallized.

Anschließend wird mit 0,5 Volumenteilen Wasser gespült. Aus der inzwischen mit 5%iger Salzsäure erfolgten Überführung des stark sauren Kationenaustauschers in die Η-Form werden 1,51 7%iger Ammoniakchloridlösung zur Überführung des schwach basischen Anionenaustauschers in die Chloridform eingesetztThen it is rinsed with 0.5 volumes of water. From the transfer of the strongly acidic cation exchanger to the Η-form, which has meanwhile been carried out with 5% strength hydrochloric acid, 1.51 7% strength ammonium chloride solution is used to convert the weakly basic anion exchanger into the chloride form

Im so entstehenden alkalischen Ablauf des schwach basischen Anionenaustauschers kann kein Lysin nachgewiesen werden. In the resulting alkaline course of the weakly basic anion exchanger no lysine can be detected.

Beispie! 2Step Example! 2

Ein aus einer salzsauren Hydrolyse vorliegendes Proteinhydrolysat wird über einen der bekannten Wege entsäuert und in einzelne Fraktionen von Aminosäuren aufgetrennt.A present from a hydrochloric acid hydrolysis protein hydrolyzate is deacidified by one of the known ways and separated into individual fractions of amino acids.

Aus der Fraktion der basischen Aminosäuren wird über eine weitere Auftrennung eine Fraktion mit der Aminosäure Arginin erhalten, von der 200ml mit einer Konzentration von 100g Γ¹ über eine Laborsäule eines schwach basischen Anionenaustauschers in der Chloridform geleitet werden.From the fraction of basic amino acids, a fraction containing the amino acid arginine is obtained by further separation, 200 ml of which are passed at a concentration of 100 g of über ¹ through a laboratory column of a weakly basic anion exchanger in the chloride form.

Im Ablauf liegt eine Lösung mit einem pH-Wert von 6,9 mit 4,8g Chlorid vor, aus der das Argininhydrochlorid auskristallisiertIn the process, there is a solution with a pH of 6.9 with 4.8 g of chloride, from which the arginine hydrochloride crystallizes out

wird. · becomes. ·

Example 3

Aus einer Lysin-Fermentationslösung wird nach Biomasseabtrennung und Ansäuerung auf einen pH-Wert von 2,5 das Lysin an einem stark sauren Kationenaustauscher in der Η-Form gebunden. Nachderammoniakalischen Elution und der Abtreibung des überschüssigen Ammoniaks liegen 20,11 ammoniakfreies Eluat mit einer Konzentration von 45g · Γ¹ Lysin vor. Diese werden über 2Ol Austauschervolumen des schwach basischen Anionenaustauschers AD41 geleitet.After biomass separation and acidification to a pH value of 2.5, the lysine is bound to a strongly acidic cation exchanger in the Η-form from a lysine fermentation solution. Nachderammoniakalischen elution of abortion and of the excess ammonia are 20,11 ammonia-free eluate before at a concentration of 45g · Γ ¹ lysine. These are passed over 2Ol exchanger volume of the weakly basic anion exchanger AD41.

Im Ablauf, dessen pH-Wert 4,2 beträgt, befinden sich danach 265,4g Chlorid.In the process, whose pH value is 4.2, there are then 265.4 g of chloride.

Aus dieser Lösung wird ein Lysin-Monohydrochlorid mit 97%iger Reinheit kristallisiert.From this solution, a lysine monohydrochloride is crystallized with 97% purity.

Claims

-1-invention claim:

1. A process for the preparation of amino acid hydrochloride solutions in which the acid, amino acid-containing crude solution having a pH of 1 to 4, preferably 2, passed over a strongly acidic cation exchanger in the Η-form and the adsorbed amino acid with dilute aqueous 0; to 15%, preferably 7%, ammonia solution is eluted, characterized in that in the eluate after separation of the eluent by passing over a weakly basic anion exchanger in the chloride form, as a result of the equilibrium on the column, the hydrochloride formation takes place between the amino acid and the chloride and a required for the crystallization of the respective amino acid pH value is adjusted and the regeneration of the ion exchanger in such a way that initially the strong acid cation exchanger with dilute 4 to 15%, preferably 5 to 6% hydrochloric acid in the Η Form transferred and the. resulting Ammoniumchloridhaltige Regeneratablauf is used to convert the weakly basic anion exchanger in the Chloridforrn.

2. Method according to item 1, characterized in that the basic amino acids lysine, histidine, arginine and ornithine as well as all other amino acids and amino acid decarboxylation products having a pH | > 9 in this way in. A. Hydrochloride are to be transferred.