DE112020006405T5

DE112020006405T5 - Additiv zur verwendung in methionin-herstellungsprozess und methionin-herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE112020006405T5
Application number: DE112020006405.0T
Authority: DE
Inventors: Zhirong Chen; Hong Yin; Zhixuan Wang; Cong Chen; Shuangshuang Zhang; Yu Wang
Original assignee: Shandong Nhu Amino Acid Co Ltd; Zhejiang University ZJU; Zhejiang NHU Co Ltd
Current assignee: Shandong Nhu Amino Acid Co Ltd; Zhejiang University ZJU; Zhejiang NHU Co Ltd
Priority date: 2019-12-31
Filing date: 2020-10-20
Publication date: 2022-11-17
Also published as: US20230022196A1; JP7388647B2; CN111100051B; KR20220116545A; WO2021135523A1; JP2023509409A; CN111100051A

Abstract

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Additiv, das in einem Methionin-Herstellungsverfahren verwendet wird, und ein Methionin-Herstellungsverfahren. Das durch die vorliegende Offenbarung bereitgestellte Additiv ist eine Mischung, die die Komponenten A, B und C enthält; Komponente A weist eine Struktur auf, die durch die folgende allgemeine Formel (1) dargestellt wird; Komponente B weist eine Struktur auf, die durch die folgende allgemeine Formel (2) dargestellt wird; Komponente C ist Silikonöl; RCON(CH3)CH2CH2SO3Na (1). Das in der vorliegenden Erfindung vorgesehene Verfahren zur Herstellung von Methionin umfasst Unterziehung von Methionin einer Kristallisation und/oder Rekristallisation von Methionin in der Gegenwart des durch die vorliegende Offenbarung bereitgestellten Additivs. Das Additiv, das durch die vorliegende Offenbarung bereitgestellt wird, führt zu einer gleichmäßigen Emulgierung, weist gute Stabilität auf, kann für eine lange Zeit stabil verwendet werden und ist für einen kontinuierlichen Kristallisationsprozess geeignet. Das hergestellte Methioninkristall weist eine gute Kristallform, eine hohe Schüttdichte und gute Fließfähigkeit auf. Darüber hinaus kann nach dem Verfahren zur Herstellung von Methionin gemäß der vorliegenden Offenbarung ein Kristallisationssystem kontinuierlich und stabil für eine lange Zeit ohne offensichtliche Schaumbildung operieren, und der Kristallisationsprozess des Methioninprodukts kann reibungslos ablaufen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Additive, die im Kristallisationsprozess von Methionin verwendet werden, und Verfahren zur Verwendung davon, insbesondere Additive, umfassend eine Verbindung, die eine entschäumende Wirkung aufweist, und eine Verbindung, die unter Verwendung im Kristallisationsprozess in der Lage ist, das Kristallwachstum zu regulieren, sowie Verfahren zur Herstellung von Methionin.
HINTERGRUND
Methionin ist eine der Aminosäuren, die für das Wachstum von Tieren notwendig ist. Es ist an der Proteinsynthese beteiligt und ist die einzige schwefelhaltige Aminosäure. Es wird als Nahrungsergänzungsmittel für Futtermittel verwendet, um die Aminosäurebilanz zu verbessern.
Gegenwärtig zur Verfügung stehendes Methionin wird hauptsächlich durch chemische Verfahren synthetisiert. Abhängig von den durch die Rohstoffbereitstellungswege bedingten Unterschiede schließt das Hauptsyntheseverfahren ein Malonatverfahren, ein Akraldehydverfahren oder ein Aminolaktonverfahren usw. ein. Im Gegensatz dazu ist der Syntheseweg zur Kondensation von Blausäure und einem Salz davon mit Methylthiopropanal zur Herstellung von 5-(2-Methylthioethyl)-Hydantoin, gefolgt von Hydrolyse mit Kaliumcarbonat und Ansäuerung mit Kohlendioxid für die Reaktionskristallisation der wettbewerbsfähigste Weg.
Während des obigen Syntheseprozesses tritt als ein Ergebnis der Durchführung von Ansäuerung mit gasförmigem Kohlendioxid zur Reaktionskristallisation starke Schaumbildung auf, wodurch der Kristallisationsprozess nicht kontinuierlich und reibungslos ablaufen kann. Darüber hinaus weisen die Methioninkristalle, die durch Reaktionskristallisation oder Kühlrekristallisation erhalten werden, alle schuppenartige Kristallformen auf, und haben eine geringe Schüttdichte und schlechte Fließfähigkeit und sind anfällig für ein Aufschwimmen des Pulvers, was bei der späteren Verwendung zu Unannehmlichkeiten führt.
Um die Schaumbildung in dem Reaktionskristallisationsprozess zu kontrollieren und bessere Kristallmorphologie zu erhalten, offenbart EP1256571A1 einen Prozess zur Freisetzung von Methionin aus der wässrigen Lösung von Alkalimetallmethioninat mit Kohlendioxid. Der Prozess umfasst die Zugabe eines Entschäumungsmittels zu der wässrigen Lösung, die Alkalimetallmethioninat enthält, vor der Freisetzung des Methionins. Als Entschäumer sind alle Verbindungen geeignet, die eine schauminhibierende Funktion aufweisen. Das Entschäumungsmittel wird vorzugsweise in der Form einer Dispersion in die Lösung eingebracht, um die Wirkung des Entschäumungsmittels auf den Reaktionskristallisationsprozess von Methionin zu fördern und insbesondere die Bildung von Kristallprodukten mit dünnen Blättchen oder Flocken zu verhindern. Es werden kugelförmige Kristalle erhalten, die nach dem Trocknen weitgehend staubfrei sind.
Die Sumitomo Chemical Company hat in JPH04244056A, JPH11-158140A und JPH04-169570A vorgeschlagen, Additive zuzugeben, wenn die Reaktionskristallisation mit Kohlendioxid ausgeführt wird. Bei den Additiven, die in diesen Patentdokumenten verwendet werden, handelt es sich um Kasein oder halbsynthetische wasserlösliche Polymere auf Cellulosebasis (einschließlich Methylcellulose, Ethylcellulose, Hydroxyethylmethylcellulose, Hydroxyethylcellulose und Hydroxypropylmethylcellulose usw.), Aggregationsmittel (Sorbitanmonolaurat, Polyvinylalkohol, Hydroxypropylmethylcellulose usw.) bzw. Polyvinylalkohol. Die resultierenden Methioninkristalle sind Granulate oder dicke Flocken mit einer Schüttdichte von 0,55 bis 0,60 g/cc.
In JPH10-306071A und JP2004-292324A offenbart die Nippon Soda Company die Zugabe von Polyvinylalkohol oder Glutelin zur Ausfällung des DL-Methioninkristalls aus einer Lösung, die DL-Methionin enthält, wodurch ein körniges DL-Methionin-Kristallprodukt mit einem spezifischen Volumen von 1,3 bis 1,6 mL/g hergestellt wird.
Die körnigen Methioninkristalle, die durch das oben beschriebene Verfahren erhaltenen werden, sind eigentlich Agglomerate aus schuppenförmigen Kristallen. Sie weisen eine niedrige Schüttdichte auf und neigen zum Brechen und zum Aufschwimmen des Pulvers, nachdem sie während des Trocknens und der Verwendung unter Extrusion gelitten haben, so dass sie für die spätere Verwendung ungeeignet sind.
In JPS46-019610 beschreibt die Sumitomo Corporation ein Verfahren zur Rekristallisation von Methionin, bei dem während der Rekristallisation auch Additive und Entschäumer zugesetzt werden. Die Additive sind nichtionische Tenside (z. B. Oxyethylenfettsäureester, Alkylphenolethoxylate, Polyoxyethylen-Polyoxypropylen oder Sorbitanfettsäureester) oder anionische Tenside (z. B. Nonansulfonate, Alkylnaphthalinsulfonate, Alkylbenzolsulfonate oder Dialkylsulfonatsuccinate). Die Schüttdichte des Produkts ist jedoch nicht hoch.
Um Methioninkristalle mit einer hohen Schüttdichte zu erhalten, hat die Degussa Company in CN1599712A (Patent Nr. CN1332926C ) vorgeschlagen, vor Umwandlung von 5-(2-Methylthioethyl)-hydantoin in Methionin Additiv (1) und Additiv (2) hinzuzufügen und Kohlendioxid zuzuführen. Das Additiv (1) weist die folgende strukturelle Formel auf: C_nH_2n+xCOO-[CH₂CH₂O]_m-H n: 9 bis 19; m: im Bereich von 1 bis 10; x: 1, -1, -3, -5, wobei 2n + x ≥ 1.
Das Additiv (2) ist ausgewählt aus modifizierten Cellulosen, insbesondere Methylcellulose, Methylhydroxycellulosen, Methylhydroxypropylcellulosen, Hydroxypropylcellulosen, Hydroxyethylcellulosen, Natriumcarboxymethylcellulosen, Natriumcarboxymethylhydroxyethylcellulosen oder Natriumcarboxymethylhydroxypropylcellulosen, vorzugsweise Hydroxyethylcellulosen. Das rekristallisierte Methioninprodukt, das gemäß diesem Verfahren erhalten wird, weist eine bessere Kristallform auf und hat eine maximale Schüttdichte von 620 g/L.
In CN104203912A hat die Evonik Industries AG vorgeschlagen, einen Methionin-Rohkristall zu erhalten, indem das Kohlendioxid einem Hydrolysat von rohem 5-(2-Methylthioethyl)-hydantoin zugeführt wird. Zum Zwecke der Reinigung wird das Rohmethionin in der Gegenwart eines Kristallisationsadditivs, das ein nichtionisches oder anionisches Tensid oder eine Mischung aus verschiedenen nichtionischen oder anionischen Tensiden ist, und eines Entschäumers rekristallisiert. Das Kristallisationsadditiv ist entweder Additiv (1) oder Additiv (2). Das Kristallisationsadditiv (1) ist eine der Verbindungen, die durch die folgenden drei strukturellen Formeln dargestellt sind, oder eine Mischung davon: R₁-O-SO₃M R₂-O-(CH₂)_n-SO₃M R₃-(O-C₂H₄)_n-O-SO₃M wobei n eine ganze Zahl von 1 bis 12 ist, vorzugsweise n = 2; M Natrium oder Kalium ist; und R₁ bis R₃ eine gerade, verzweigte oder cyclische, gesättigte oder oder ungesättigte C₈ bis C₂₀ Alkylgruppe oder eine Arylgruppe sind, vorzugsweise R₁, R₂ und R₃ gerade, gesättigte C₈ bis C₁₈ Alkylgruppe sind.
Das Additiv (2) ist ein Sorbitanfettsäureester oder eine Mischung von verschiedenen Sorbitanfettsäureestern, vorzugsweise polyethoxylierte Sorbitanfettsäureester, und insbesondere ein polyethoxyliertes Sorbitantristearat.
Das Entschäumungsmittel umfasst Silikonöl und umfasst ferner Bestandteile, die als Emulgatoren wirksam sind (vorzugsweise Mischungen aus polyethoxylierten Fettsäuren und polyethoxylierten Fettalkoholen). Ferner umfasst das Entschäumungsmittel ebenfalls Kieselsäure.
Das Methionin, das nach diesem Verfahren gewonnen wird, weist eine Schüttdichte von 537 bis 651 g/L auf.
In CN105764886A hat die Evonik Degussa GmbH vorgeschlagen, D,L-Methionin in der Gegenwart von einem Kristallisationsadditiv und einem Entschäumer zu kristallisieren. Das verwendete Kristallisationsadditiv umfasst ein nichtionisches oder anionisches Tensid oder eine Mischung aus verschiedenen nichtionischen oder anionischen Tensiden. Das anionische Tensid ist eine der Verbindungen, die in den folgenden drei strukturellen Formeln dargestellt sind, oder Mischungen davon: C_nH_2n+1-O-SO₃Na, wobei n = 12 - 18 (Sulfopon® 1218G, Oleochemicals) C_nH_2n+1-O-C₂H₄-SO₃Na, wobei n = 8 - 18 (Hostapon® SCI 85, Clariant) C_nH_2n+1-(OC₂H₄)₂-O-SO₃Na, wobei n = 12 (Disponil®FES 27, Cognis).
Das nichtionische Tensid, das verwendet wird, ist ein Sorbitanfettsäureester oder eine Mischung von verschiedenen Sorbitanfettsäureestern, besonders bevorzugt ein polyethoxyliertes Sorbitantristearat.
Darüber hinaus umfasst das Entschäumungsmittel Silikonöl, ferner umfasst es Bestandteile, die als Emulgatoren wirksam sind (vorzugsweise Mischungen aus polyethoxylierten Fettsäuren und polyethoxylierten Fettalkoholen) und kann ferner Kieselsäure umfassen.
Das rekristallisierte Methioninprodukt, das durch dieses Verfahren erhalten wird, weist eine maximale Schüttdichte von 651 g/L auf.
Alle Additive, die in den oben genannten Verfahren verwendet werden, enthalten Esterbindungen, die bei einer höheren Temperatur für die Methioninformulierung zur Hydrolyse neigen, wodurch sie ihre regulierende oder entschäumende Wirkung verlieren. Dies hat zur Folge, dass der Kristallisationsprozess unter der Bedingung der Rückführung von Kristallisationsmutterlauge tendenziell unstabil gemacht wird, wodurch der stabile Betrieb des kontinuierlichen Kristallisationsprozesses beeinträchtigt wird. Außerdem bleibt noch Raum zur Verbesserung der Schüttdichte der Methionin-Kristallprodukte.
ZUSAMMENFASSUNG
In Anbetracht der in der Literatur bestehenden Probleme stellt die vorliegende Offenbarung ein Additiv zur Verwendung in einem Methionin-Herstellungsprozess und ein Verfahren zur Herstellung von Methionin bereit. Unter Verwendung eines solchen Additivs ist es möglich, Methionin-Kristallprodukte herzustellen, die eine hohe Schüttdichte und gute Fließfähigkeit aufweisen.
Die vorliegende Offenbarung stellt ein Additiv zur Verwendung in einem Methionin-Herstellungsprozess bereit, wobei das Additiv eine Mischung ist, die die Komponenten A, B und C umfasst,
die Komponente A eine Struktur aufweist, die durch die folgende allgemeine Formel (1) dargestellt wird:
RCON(CH₃)CH₂CH₂SO₃Na (1) in Formel (1), R eine gesättigte oder ungesättigte C₇-C₃₆ Kohlenwasserstoffgruppe, vorzugsweise eine C₇-C₃₆ Alkyl- oder Alkenylgruppe ist;
die Komponente B eine Struktur aufweist, die durch die folgende allgemeine Formel (2) dargestellt ist:
in Formel (2), X und Y jeweils eine ganze Zahl von 1 bis 30 sind, R₁ bis R₄ gleich oder verschieden voneinander sind, und jedes unabhängig voneinander H, eine C₁-C₃ Alkylgruppe, eine gesättigte oder ungesättigte aliphatische Hydroxylgruppe, oder eine gesättigte oder ungesättigte Polyethergruppe darstellt, mit der Maßgabe, dass mindestens eines von R₁ bis R₄ die gesättigte oder ungesättigte Polyethergruppe darstellt, wobei die Polyethergruppe mehr bevorzugt eine Gruppe ist, die durch die folgende allgemeine Formel (3) dargestellt ist: -C₃H₆O(C₂H₄O)_a(C₃H₆O)_bR₀ (3) in Formel (3), a eine ganze Zahl von 0 bis 50 darstellt, b eine ganze Zahl von 0 bis 50 darstellt, und R₀ H, eine Alkylgruppe, eine Acyloxylgruppe oder eine Alkoxylgruppe darstellt; und
die Komponente C Silikonöl ist.
Das Additiv zur Verwendung in dem Methionin-Herstellungsprozess, das in der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt ist, wobei die Komponente A eines oder mehrere der folgenden ist: Natriummethyloctanoyltaurat, Natriummethyldecanoyltaurat, Natriummethyllauroyltaurat, Natriummethylmyri stoyltaurat, Natriummethylpalmitoyltaurat, Natriummethylstearoyltaurat, Natriummethyloleyltaurat, Natriummethyllinoleoyltaurat, Natriummethyllinolenoyltaurat, Natriummethylerucoyltaurat, Natriummethylcocoyltaurat, Natriummethylpalmitoyltaurat, Natriummethyl-Sojabohnenöl-Fettacyltaurat, Natriummethyl-Erdnussöl-Fettacyltaurat, Natriummethyl-Sesamöl-Fettacyltaurat, Natriummethyl-Senföl-Fettacyltaurat, Fettacyltaurat aus Natriummethyl-gehärtetem Talg und Fettacyltaurat aus Natriummethyl-gehärtetem Pflanzenöl; und
vorzugsweise eines oder mehrere von Natriummethyllauroyltaurat, Natriummethylmyristoyltaurat, Natriummethylpalmitoyltaurat, Natriummethylstearoyltaurat, Natriummethylcocoyltaurat und Natriummethylpalmitoyltaurat.
Das Additiv zur Verwendung in dem Methionin-Herstellungsprozess, das in der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt ist, wobei die Komponente B ein Molekulargewicht von 1.000 bis 10.000, vorzugsweise von 3.000 bis 6.000 aufweist.
Das Additiv zur Verwendung in dem Methionin-Herstellungsprozess, das in der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt ist, wobei die Komponente B einen HLB-Wert von 7 bis 15, vorzugsweise von 9 bis 12, aufweist.
Das Additiv zur Verwendung in dem Methionin-Herstellungsprozess, das in der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt ist, wobei die Komponente B ein Polyether-gepfropftes Silikonöl, vorzugsweise ein Allylpolyoxyalkylether-gepfropftes Silikonöl ist.
Das Additiv zur Verwendung in dem Methionin-Herstellungsprozess, das in der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt ist, wobei die Komponente C eines oder mehrere von Dimethylsilikonöl, Hydroxylsilikonöl und wasserstoffhaltigem Silikonöl umfasst und die Komponente C vorzugsweise eine dynamische Viskosität bei 25 °C von 90 mm²/s bis 1.500 mm²/s aufweist.
Das Additiv zur Verwendung in dem Methionin-Herstellungsprozess, das in der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt ist, wobei das Additiv eine wässrige Mischung ist, die die Komponenten A, B und C umfasst, und, bezogen auf die Gesamtmasse des Additivs, der Gehalt der Komponente A 1 bis 8 Gew.-% beträgt, und der Gehalt der Komponente B 0. 5 bis 8 Gew.-% und der Gehalt der Komponente C 0,5 bis 4 Gew.-% beträgt; und vorzugsweise der Gehalt der Komponente A 2 bis 6 Gew.-%, der Gehalt der Komponente B 2 bis 6 Gew.-% und der Gehalt der Komponente C 1 bis 3 Gew.-% beträgt.
Die vorliegende Offenbarung stellt ferner ein Verfahren zur Herstellung von Methionin bereit, umfassend:

Unterziehen von Methionin einer Kristallisation und/oder Rekristallisation in der Gegenwart des Additivs, das in der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt ist.

Das Verfahren zur Herstellung von Methionin, das in der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt ist, umfassend die Schritte:

(1) Unterziehen einer wässrigen Methionatlösung, die durch Hydrolyse von 5-(2-Methylthioethyl)-hydantoin erhalten wurde, einer Reaktionskristallisation in der Gegenwart eines Additivs und Kohlendioxid, um ein Methionin-Rohkristallprodukt zu erhalten; und
(2) Bilden einer Methioninsuspension aus dem Methionin-Rohkristallprodukt, Wasser und/oder Kristallisationsmutterlauge, Zugeben eines Additivs und Rekristallisieren einer resultierenden additivhaltigen Methioninlösung, um ein Methionin-Kristallprodukt zu erhalten.

Das Verfahren zur Herstellung von Methionin, das in der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt ist, wobei eine Menge des Additivs in dem Schritt (1) 50 ppm bis 500 ppm, vorzugsweise 70 ppm bis 300 ppm, bezogen auf die Gesamtmasse der wässrigen Methionatlösung, beträgt.
Das Verfahren zur Herstellung von Methionin, das in der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt ist, wobei die Methioninsuspension in dem Schritt (2) eine Konzentration von 8 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise von 10 bis 13 Gew.-% aufweist.
Das Verfahren zur Herstellung von Methionin, das in der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt ist, wobei die Menge des Additivs in dem Schritt (2) 100 ppm bis 1.000 ppm, vorzugsweise 200 ppm bis 500 ppm, bezogen auf die Gesamtmasse der Methioninsuspension, beträgt.
Das Verfahren zur Herstellung von Methionin, das in der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt ist, wobei in dem Schritt (2) die Kristallisation mittels Kältekühlung oder Verdampfungskühlung, vorzugsweise mittels Verdampfungskühlung, durchgeführt wird; und
wenn die Kristallisation durch Verdampfungskühlung durchgeführt wird, der durch Verdampfung erzeugte Dampf durch einen Dampfkompressor unter Druck gesetzt wird, um die Temperatur zu erhöhen, und dann in einem Erwärmungs- und Auflösungsprozess der Methioninsuspension verwendet wird.
Das Verfahren zur Herstellung von Methionin, das in der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt ist, wobei ein Kristallisator, der in dem Schritt (2) verwendet wird, einen Rührkristallisationskessel, einen Zwangsumlaufkristallisator (FC-Kristallisator), einen OSLO-Kristallisator und einen Leitrohrkristallisator (DTB-Kristallisator) einschließt; und vorzugsweise einen FC-Kristallisator, einen OSLO-Kristallisator und einen DTB-Kristallisator.
Das Additiv, das in dem Prozess zur Herstellung von Methionin verwendet wird, und das Verfahren zur Herstellung von Methionin, das in der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt wird, erzielen die folgenden vorteilhaften Effekte:
Das Additiv, das in der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt ist, ist handlich, und zum Zeitpunkt der Bildung eines Emulgiersystems während Reaktionskristallisation und Rekristallisation zur Herstellung von Methionin ist die Emulgierung einheitlich, und das System ist stabil und nicht leicht geschichtet. Darüber hinaus weist das Additiv, das in der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt ist, eine gute Stabilität auf, lässt sich nicht leicht zersetzen während des kontinuierlichen Recyclingprozesses und kann für eine lange Zeit stabil verwendet werden, was für einen kontinuierlichen Kristallisationsprozess geeignet ist. Die Methioninkristalle, die unter Verwendung des Additivs der vorliegenden Offenbarung hergestellt werden, weisen eine gute Kristallform, eine hohe Schüttdichte von 786 g/L oder mehr und sogar bis zu 802 g/L und eine gute Fließfähigkeit auf, was für die nachfolgende Verwendung günstig ist. Darüber hinaus ermöglicht das Verfahren zur Herstellung von Methionin gemäß der vorliegenden Offenbarung, dass das Kristallisationssystem für eine lange Zeit kontinuierlich und stabil ohne offensichtliche Schaumbildung operieren kann und ermöglicht es, dass der Kristallisationsprozess von Methioninprodukten reibungslos ablaufen kann.
Figurenliste

1 bis 5 zeigen mikroskopische Aufnahmen von Methioninkristallen jeweils entsprechend Beispielen 1 bis 5.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Das Additiv, das in dem Verfahren zur Herstellung von Methionin, das in der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt ist, verwendet wird, ist eine Mischung, die die Komponenten A, B und C umfasst. Außerdem wird in den bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung das Additiv in Form einer wasserhaltigen Mischung verwendet.
Die Komponente A ist ein Kristallwachstumsregulator und weist eine Struktur auf, die durch die folgende allgemeine Formel (1) dargestellt ist: RCON(CH₃)CH₂CH₂SO₃Na (1) in Formel (1) ist R eine gesättigte oder ungesättigte C₇-C₃₆ Kohlenwasserstoffgruppe, vorzugsweise eine C₇-C₃₆ Alkyl- oder Alkenylgruppe.
Spezifische Beispiele für die Komponente A schließen eines oder mehrere von Natriummethyloctanoyltaurat, Natriummethyldecanoyltaurat, Natriummethyllauroyltaurat, Natriummethylmyristoyltaurat, Natriummethylpalmitoyltaurat, Natriummethylstearoyltaurat, Natriummethyloleyltaurat, Natriummethyllinoleoyltaurat, Natriummethyllinolenoyltaurat, Natriummethylerucoyltaurat, Natriummethylcocoyltaurat, Natriummethylpalmitoyltaurat, Natriummethyl-Sojabohnenöl-Fettacyltaurat, Natriummethyl-Erdnussöl-Fettacyltaurat, Natriummethyl-Sesamöl-Fettacyltaurat, Natriummethyl-Senföl-Fettacyltaurat, Fettacyltaurat aus Natriummethyl-gehärtetem Talg und Fettacyltaurat aus Natriummethyl-gehärtetem Pflanzenöl ein.
Vorzugsweise ist die Komponente A eines oder mehrere aus Natriummethyllauroyltaurat, Natriummethylmyristoyltaurat, Natriummethylpalmitoyltaurat, Natriummethylstearoyltaurat, Natriummethylcocoyltaurat und Natriummethylpalmitoyltaurat.
Im Allgemeinen sind spezifische Verbindungen der oben genannten Komponente A kommerziell erhältlich.
In dem Additiv, das in vorliegenden Anwendung bereitgestellt ist, zeichnet sich die Komponente A durch extrem geringe Irritation, Ungiftigkeit und leichte biologische Abbaubarkeit aus und ist gut biologisch abbaubar. Diese Substanz kann durch Enzyme im Tierkörper in Fettsäuren und Aminosäuren zerlegt werden, die im Tierkörper verwertet werden können. Darüber hinaus weist das Additiv der vorliegenden Offenbarung im Vergleich zu den Esteradditiven, die im Stand der Technik verwendet werden, eine bessere hydrolytische Stabilität auf, so dass es lange Zeit im System zirkulieren und stabil als Kristallwachstumsregulator wirken kann.
Die oben genannte Komponente B ist ein emulgierter Schauminhibitor, der hauptsächlich eine schauminhibierende Wirkung und eine Emulgierwirkung hat und eine Struktur aufweist, die durch die folgende allgemeine Formel (2) dargestellt ist:
in Formel (2) sind X und Y jeweils eine ganze Zahl von 1 bis 30, R₁ bis R₄ sind gleich oder verschieden voneinander und stellen jeweils unabhängig voneinander H, eine C₁-C₃ Alkylgruppe, eine gesättigte oder ungesättigte aliphatische Hydroxylgruppe oder eine gesättigte oder ungesättigte Polyethergruppe dar; wenn mindestens eines von R₁ bis R₄ die gesättigte oder ungesättigte Polyethergruppe darstellt, ist die Polyethergruppe vorzugsweise eine Gruppe, die durch die folgende allgemeine Formel (3) dargestellt ist: -C₃H₆O(C₂H₄O)_a(C₃H₆O)_bR₀ (3) wobei a eine ganze Zahl von 0 bis 50 darstellt, b eine ganze Zahl von 0 bis 50 darstellt, und R₀ H, eine Alkylgruppe, eine Acyloxylgruppe oder eine Alkoxylgruppe darstellt; und die Komponente B ein Molekulargewicht von 1.000 bis 10.000, vorzugsweise von 3.000 bis 6.000 aufweist, und einen HLB-Wert von 7 bis 15, vorzugsweise von 9 bis 12, aufweist.
Die Komponente B ist vorzugsweise ein Polyether-modifiziertes Silikonöl. In einer mehr bevorzugten Ausführungsform ist die Komponente B ein Allylpolyoxyalkylether-gepfropftes Silikonöl. Noch mehr bevorzugt ist die Komponente B ein Polyoxyethylenpolyoxypropylenether-gepfropftes Silikonöl.
Die Komponente B kann in Wasser selbstemulgiert sein oder mit Wasser in einem beliebigen Verhältnis mischbar sein. Während der Kristallisation und Filtration von Methionin geht die Komponente B daher fast vollständig in die Wasserphase über, ohne sich an der Oberfläche von Methioninprodukte festzusetzen. Als ein Ergebnis davon kann die entschäumende Wirkung über einen langen Zeitraum stabil aufrechterhalten werden. Es wird davon ausgegangen, dass die Komponente B entschäumende, schauminhibierende und emulgierende Funktionen aufweist, wenn sie unter den Bedingungen der vorliegenden Offenbarung verwendet wird, und sie spielt eine Hauptrolle bei Schauminhibierung und Emulgierung.
In dem Herstellungsprozess von Methionin wird eine große Menge Schaum erzeugt, da Kohlendioxid in das Methionin-Rohkristallprodukt eingebracht werden muss, und in der Zwischenzeit führt die Zugabe der Komponente A während der Rekristallisation von Methionin ebenfalls zu viel Schaum. Diese Schäume haben Auswirkungen auf den stabilen Betrieb des Systems und auf die Morphologie und die Schüttdichte des Produkts, so dass ein Bedarf besteht, dass die Schäume unter Verwendung der Komponente B verhindert werden. In der Gegenwart der Komponente B können die Komponente A und die Komponente C in einem emulgierten Zustand sein und in dem System dispergiert sein.
Die Komponente C ist Silikonöl mit einer verstärkten Entschäumungswirkung. Sie beseitigt die Schäume, die bei der Kristallisation generiert werden, stabilisiert die Kristallisationsumgebung, verbessert die Glätte der Kristalle und verleiht den Produkten gute Fließfähigkeit.
Die Komponente C umfasst Dimethylsilikonöl, Hydroxylsilikonöl oder wasserstoffhaltiges Silikonöl. Vorzugsweise weist die Komponente C eine dynamische Viskosität bei 25 °C von 90 mm²/s bis 1.500 mm²/s auf.
Durch die Verwendung des Additivs der vorliegenden Offenbarung während der Hydrolyse von 5-(2-Methylthioethyl)-hydantoin und der Ansäuerung mit Kohlendioxid für die Reaktionskristallisation und die Rekristallisation ist es unter dem synergistischen Effekt von Komponenten A, B und C möglich, pulverförmige Methionin-Kristallprodukte mit einer höheren Schüttdichte und einer besseren Fließfähigkeit herzustellen und es dem Kristallisationssystem zu ermöglichen, kontinuierlich und stabil für eine lange Zeit ohne offensichtliche Schaumbildung zu arbeiten, und den Kristallisationsprozess von Methioninprodukten reibungslos und stabil ablaufen zu lassen. Außerdem kann das Additiv gemäß der vorliegenden Offenbarung seine Wirkung auf die Entschäumung, die Schauminhibierung und Förderung von Kristallwachstum entfalten, wenn es in einer kleinen Menge hinzugefügt wird.
Der Gesamtgehalt der Komponenten A, B und C beträgt 2 % bis 20 %, vorzugsweise 5 % bis 15 % des Gesamtgewichts des Additivs in der Form einer wässrigen Mischung, und der Rest ist Wasser.
Vorzugsweise wird das Additiv der vorliegenden Offenbarung zum Zwecke der Bereitstellung und gleichmäßigen Verteilung in der Form einer wässrigen Mischung verwendet. Außerdem sind die oben genannten Komponenten A, B und C jeweils in einem bestimmten Verhältnis in dem Additiv enthalten. Insbesondere beträgt, bezogen auf die Gesamtmasse des Additivs, der Gehalt der Komponente A 1 bis 8 Gew.-%, der Gehalt der Komponente B 0,5 bis 8 Gew.-% und der Gehalt der Komponente C 0,5 bis 4 Gew.-%; und vorzugsweise beträgt der Gehalt der Komponente A 2 bis 6 Gew.-%, der Gehalt der Komponente B 2 bis 6 Gew.-% und der Gehalt der Komponente C 1 bis 3 Gew.-%. Wenn der Gehalt der Komponenten A, B und C nicht innerhalb der oben genannten Bereiche liegt, ist es unmöglich, einen stabilen Emulgator zu bilden, und die Komponenten können nicht gleichmäßig in dem System dispergiert werden, und folglich können die gewünschten Effekte nicht erzielt werden. Wenn der Gehalt einer beliebigen der drei Komponenten nicht im oben genannten Bereich liegt, wird das Gleichgewicht des Synergismus des Additivs gestört, wodurch die gewünschten Wirkungen abgeschwächt werden.
Das vorgesehene Verfahren zur Herstellung von Methionin, das in der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt ist, umfasst Unterziehen von Methionin Kristallisation und/oder Rekristallisation in der Gegenwart des Additivs gemäß der vorliegenden Offenbarung.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren zur Herstellung von Methionin gemäß der vorliegenden Offenbarung die folgenden Schritte:

(1) Unterziehen einer wässrigen Methionatlösung, die durch Hydrolyse von 5-(2-Methylthioethyl)-hydantoin erhalten wurde, einer Reaktionskristallisation in der Gegenwart des Additivs und Kohlendioxid, um ein Methionin-Rohkristallprodukt zu erhalten; und
(2) Bilden einer Methioninsuspension aus dem Methionin-Rohkristallprodukt, Wasser und/oder Kristallisationsmutterlauge, und Rekristallisieren einer additivhaltigen Methioninlösung, die durch Auflösen der Methioninsuspension zusammen mit dem Additiv erhalten wird, um ein Methionin-Kristallprodukt zu erhalten.

Um genau zu sein, umfasst das Verfahren zur Herstellung von Methionin gemäß der vorliegenden Offenbarung:

(1) Zugabe des Additivs gemäß der vorliegenden Offenbarung zu einer wässrigen Methionatlösung, die durch Hydrolyse von 5-(2-Methylthioethyl)-hydantoin erhalten wurde, Einbringen von Kohlendioxid unter Rühren, Ausfällen eines Methioninkristalls durch Reaktionskristallisation und Filtrieren des Methioninkristalls, um ein Methionin-Rohkristallprodukt zu erhalten; und
(2) Mischen des vorgenannten Methionin-Rohkristallprodukts mit Wasser und/oder Kristallisationsmutterlauge, um eine Methioninsuspension zu erhalten, Zugeben des Additivs und vollständiges Auflösen des Methionin-Rohkristallprodukts durch Rühren bei einer Temperatur von 90 °C bis 110 °C, um eine additivhaltige Methioninlösung zu erhalten; und Rekristallisieren der additivhaltigen Methioninlösung bei einer Temperatur von 25 °C bis 65 °C, und Unterziehen der resultierenden Kristallisationsaufschlämmung einer Filtration, Waschen und Trocknen, um ein Methionin-Kristallprodukt zu erhalten.

Die Kristallisationsmutterlauge kann Kristallisationsmutterlauge sein, die aus der Filtration nach der Rekristallisation in Schritt (2) in dem Verfahren zur Herstellung von Methionin gemäß der vorliegenden Offenbarung resultiert, oder Mischlauge aus der Kristallisationsmutterlauge, die aus der Filtration nach der Kristallisation in Schritt (1) resultiert, und der Kristallisationsmutterlauge, die aus der Filtration nach der Rekristallisation in Schritt (2) in dem Verfahren zur Herstellung von Methionin gemäß der vorliegenden Offenbarung resultiert.
Bei dem Verfahren zur Herstellung von Methionin gemäß der vorliegenden Offenbarung ist das 5-(2-Methylthioethyl)-Hydantoin, das in Schritt (1) verwendet wird, kommerziell erhältlich.
In Schritt (1) wird das Verfahren zur Fällung eines Methionin-Kristallprodukts durch Herstellung einer wässrigen Methionatlösung aus der Hydrolyse von 5-(2-Methylthioethyl)-Hydantoin und anschließende Zuführung von Kohlendioxid üblicherweise in dem Stand der Technik verwendet, und die Betriebsbedingungen können die sein, die üblicherweise in dem Stand der Technik verwendet werden. Zum Beispiel kann das Verfahren ein Verfahren zur Gewinnung von Kaliummethionat durch Hydrolyse von 5-(2-Methylthioethyl)-hydantoin bei 120 bis 250 °C und 5 bis 30 bar in der Gegenwart von Kaliumhydroxid, Kaliumcarbonat und/oder Kaliumbicarbonat oder einer Mischung davon sein, und anschließende Freisetzung eines Methioninkristalls aus der wässrigen Kaliummethionatlösung mit Kohlendioxid.
Ferner beträgt die Menge des Additivs in Schritt (1) 50 ppm bis 500 ppm, vorzugsweise 70 ppm bis 300 ppm, bezogen auf eine Gesamtmasse der wässrigen Methionatlösung. In dem Schritt (1) wird das Entschäumungsmittel, wenn die Zugabemenge des Additivs die obere Grenze des oben genannten Bereichs übersteigt, akkumuliert, was zu einer Abnahme der Schüttdichte und einer Erhöhung der Kosten führt; wenn sie unter der unteren Grenze des oben genannten Bereichs ist, wirkt das Additiv nicht wie beabsichtigt.
Gemäß dem Verfahren zur Herstellung von Methionin, das in der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt ist, wird in Schritt (2) der Prozess zur Gewinnung der additivhaltigen Methioninlösung durch Auflösen des rohen Methionins zusammen mit dem Additiv und Wasser und/oder Kristallisationsmutterlauge üblicherweise in einem Rührgefäß durchgeführt; danach wird die additivhaltige Methioninlösung vorzugsweise in einem kontinuierlichen Zustand in den Kristallisator eingespeist und darin kontinuierlich kristallisiert.
In Schritt (2) beträgt die Konzentration der additivhaltigen Methioninlösung 8 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 13 Gew.-%. Wenn die Konzentration der additivhaltigen Methioninlösung zu niedrig ist, muss in den nachfolgenden Stufen viel Wasser durch Verdampfen entfernt werden, was zu höheren Kosten führt; wenn die Konzentration zu hoch ist, kann der Methioninrohkristall nicht vollständig gelöst werden, und als eine Folge davon kann das Kristallwachstum während Rekristallisation nicht den gewünschten Effekt erzielen.
In Schritt (2) beträgt die Zugabemenge des Additivs 100 ppm bis 1.000 ppm, vorzugsweise 200 ppm bis 500 ppm, bezogen auf die Gesamtmasse der Methioninsuspension. Wenn, in Schritt (2), die Zugabemenge des Additivs die Obergrenze des oben genannten Bereichs übersteigt, so reichert sich das Entschäumungsmittel an, was zu einer Abnahme der Schüttdichte und einem Anstieg der Kosten führt; wenn sie unter der Untergrenze des oben genannten Bereichs liegt, so wirkt das Additiv nicht wie beabsichtigt.
In Schritt (2) wird die Kristallisation vorzugsweise durch Kältekühlung oder Verdampfungskühlung durchgeführt, mehr bevorzugt durch Verdampfungskühlung. Außerdem kann, wenn die Kristallisation durch Verdampfungskühlung durchgeführt wird, der Dampf, der durch die Verdunstung erzeugt wird, in dem Erhitzungs- und Auflösungsprozess der Methioninsuspension verwendet werden, nachdem er durch einen Dampfkompressor unter Druck gesetzt wurde, um die Temperatur zu erhöhen, so dass der Effekt von Energiewiederverwendung erreicht wird.
Der Kristallisator, der in Schritt (2) verwendet wird, kann verschiedene Formen haben, die für eine kontinuierliche Kristallisation geeignet sind, und ist nicht besonders beschränkt. Zum Beispiel kann der Kristallisator ein Rührkristallisationskessel sein, z. B. ein Rührkristallisationskessel mit externer Zirkulation und einem horizontalen Rührkristallisator, ein Zwangsumflaufkristallisator (FC-Kristallisator), ein OSLO-Kristallisator (OSLO-Kristallisator) und ein Leitrohrkristallisator (DTB-Kristallisator); und vorzugsweise wird die kontinuierliche Kristallisation in einem FC-Kristallisator, einem OSLO-Kristallisator und DTB-Kristallisator durchgeführt.
Die vorliegende Offenbarung wird anhand von Beispielen näher dargestellt, wobei die nachstehend beschriebenen Beispiele nicht dazu dienen, den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung einzuschränken.
BEISPIEL 1
Das Additiv, das in diesem Beispiel verwendet wurde, war eine wässrige Mischung aus 6 Gew.-% Natriummethylstearoyltaurat, 6 Gew.-% Polyoxyethylenpolyoxypropylenether-gepfropftem Silikonöl, das ein Molekulargewicht von 3.000 und einen HLB-Wert von 10 aufwies, 3 Gew.-% Hydroxylsilikonöl, das eine dynamische Viskosität bei 25 °C von 90 mm²/s aufwies, und der Rest war Wasser.
(1) Zu der wässrigen Methionatlösung, die durch Hydrolyse von 5-(2-Methylthioethyl)-hydantoin erhalten wurde, wurden 300 ppm eines Additivs auf Basis der wässrigen Methionatlösung zugegeben, und Kohlendioxid wurde unter Rühren zugegeben, um einen Methioninkristall mit Hilfe von Reaktionskristallisation auszufällen. Der Methioninkristall wurde filtriert, um ein Methionin-Rohkristallprodukt zu erhalten.
(2) Das obige Methionin-Rohkristallprodukt wurde in ein Rührgefäß eingespeist, und eine geeignete Menge Wasser und/oder Kristallisationsmutterlauge wurde dazugegeben, um eine Methioninsuspension zu formulieren, die einen Feststoffgehalt von 11 Gew.-% aufwies. 500 ppm des Additivs, bezogen auf die Methioninsuspension, wurden in das Gefäß gegeben, gerührt und erhitzt, bis die Temperatur in dem Gefäß 100 °C erreicht hat, und für eine gewisse Zeit gehalten, bis das Methionin-Rohkristallprodukt vollständig aufgelöst war, um eine additivhaltige Methioninlösung mit einer Konzentration von 10 Gew.-% herzustellen. Die obige additivhaltige Methioninlösung wurde kontinuierlich mit 500 L/h in einen 1000-L-DTB-Kristallisator eingespeist. Durch Verdampfen von Wasser unter vermindertem Druck (Vakuumgrad: -0,092 MPa) wurde die Temperatur im Kristallisator für kontinuierliche Kristallisation auf 25 °C gehalten, und gleichzeitig wurde die Kristallisationsaufschlämmung unter Kontrolle des konstanten Flüssigkeitsniveaus kontinuierlich ausgetragen. Die Kristallisationsaufschlämmung wurde filtriert, gewaschen und getrocknet, um bei 3,6 kg/h ein Methionin-Kristallprodukt (1 zeigt eine Mikroskopaufnahme seines Kristalls) mit einer Schüttdichte von 786 g/L zu erhalten.
Nachdem der während der Kristallisation in Schritt (2) verdampfte Wasserdampf mit einem Dampfkompressor auf einen absoluten Druck von 0,09 MPa komprimiert wurde, kann er als ein Heizmedium zum Aufwärmen beim Lösen des Methionin-Rohkristallprodukts verwendet werden. Darüber hinaus wurde die Kristallisationsmutterlauge, die aus der Filtration der Methioninkristalle in Schritt (2) und in Schritt (1) erhalten wurde, verwendet, um eine Lösung des Methionin-Rohkristallprodukts zu formulieren.
Das Kristallisationssystem wurde 15 Tage lang kontinuierlich betrieben, ohne dass eine offensichtliche Schaumbildung beobachtet wurde, und der Kristallisationsprozess verlief reibungslos und gleichmäßig.
BEISPIEL 2
Das Additiv, das in diesem Beispiel verwendet wurde, war eine wässrige Mischung aus 2 Gew.-% Natriummethylcocoyltaurat, 2 Gew.-% Polyoxyethylenpolyoxypropylenether-gepfropftem Silikonöl, das ein Molekulargewicht von 6.000 und einen HLB-Wert von 12 aufwies, 1 Gew.-% Dimethylsilikonöl, das eine dynamischen Viskosität bei 25 °C von 1.500 mm²/s aufwies, und der Rest war Wasser.
(1) Zu der wässrigen Methionatlösung, die durch Hydrolyse von 5-(2-Methylthioethyl)-hydantoin erhalten wurde, wurden 150 ppm eines Additivs auf Basis der wässrigen Methionatlösung zugegeben und Kohlendioxid wurde unter Rühren zugegeben, um einen Methioninkristall mit Hilfe von Reaktionskristallisation auszufällen. Der Methioninkristall wurde filtriert, um ein Methionin-Rohkristallprodukt zu erhalten.
(2) Das obige Methionin-Rohprodukt wurde in ein Rührgefäß eingespeist, und eine geeignete Menge Wasser und/oder Kristallisationsmutterlauge wurde dazugegeben, um eine Methioninsuspension zu formulieren, die einen Feststoffgehalt von 8 Gew.-% aufweist. 200 ppm des Additivs, bezogen auf die Methioninsuspension, wurden in das Gefäß gegeben, gerührt und erhitzt, bis die Temperatur in dem Gefäß 90 °C erreicht hat, und für eine gewisse Zeit gehalten, bis das Methionin-Rohkristallprodukt vollständig aufgelöst war, um eine additivhaltige Methioninlösung mit einer Konzentration von 11 Gew.-% herzustellen. Die obige additivhaltige Methioninlösung wurde kontinuierlich mit 500 L/h in einen 1000-L-OSLO-Kristallisator eingespeist. Durch Verdampfen von Wasser unter vermindertem Druck (Vakuumgrad: -0,088 MPa) wurde die Temperatur im Kristallisator für kontinuierliche Kristallisation auf 40 °C gehalten, und gleichzeitig wurde die Kristallisationsaufschlämmung unter Kontrolle des konstanten Flüssigkeitsniveaus kontinuierlich ausgetragen. Die Kristallisationsaufschlämmung wurde filtrier, gewaschen und getrocknet, um bei 1,9 kg/h ein Methionin-Kristallprodukt (2 zeigt eine Mikroskopaufnahme seines Kristalls) mit einer Schüttdichte von 802 g/L zu erhalten.
Nachdem der während der Kristallisation in Schritt (2) verdampfte Wasserdampf mit einem Dampfkompressor auf einen absoluten Druck von 0,1 MPa komprimiert wurde, kann er als ein Heizmedium zum Aufwärmen beim Lösen des Methionin-Rohprodukts verwendet werden. Darüber hinaus wurde die Kristallisationsmutterlauge, die aus der Filtration der Methioninkristalle in Schritt (2) und in Schritt (1) erhalten wurde, verwendet, um eine Lösung des Methionin-Rohkristallprodukts zu formulieren.
Das Kristallisationssystem wurde 15 Tage lang kontinuierlich betrieben, ohne dass eine offensichtliche Schaumbildung beobachtet wurde, und der Kristallisationsprozess verlief reibungslos und gleichmäßig.
BEISPIEL 3
Das Additiv, das in diesem Beispiel verwendet wurde, war eine wässrige Mischung aus 3 Gew.-% Natriummethyllauroyltaurat, 4 Gew.-% Polyoxyethylenpolyoxypropylenether-gepfropftem Silikonöl, das ein Molekulargewicht von 5.300 und einen HLB-Wert von 11,3 Gew.-% Dimethylsilikonöl mit einer dynamischen Viskosität bei 25 °C von 1.100 mm²/s aufwies, und der Rest war Wasser.
(1) Zu der wässrigen Methionatlösung, die durch Hydrolyse von 5-(2-Methylthioethyl)-hydantoin erhalten wurde, wurden 70 ppm eines Additivs, bezogen auf die wässrige Methionatlösung, zugegeben, und Kohlendioxid wurde unter Rühren zugegeben, um einen Methioninkristall durch Reaktionskristallisation auszufällen. Der Methioninkristall wurde filtriert, um ein Methionin-Rohkristallprodukt zu erhalten.
(2) Das obige Methionin-Rohprodukt wurde in ein Rührgefäß gegeben, und eine geeignete Menge Wasser und/oder Kristallisationsmutterlauge wurde dazugegeben, um eine Methioninsuspension zu formulieren, die einen Feststoffgehalt von 13 Gew.-% aufwies. 400 ppm des Additivs (3 Gew.-% Natriummethyllauroyltaurat, 4 Gew.-% Polyoxyethylenpolyoxypropylenether-gepfropftes Silikonöl, das ein Molekulargewicht von 5.300 und einen HLB-Wert von 11 aufwies, 3 Gew.-% Dimethylsilikonöl mit einer dynamischen Viskosität bei 25 °C von 1.100 mm²/s, und der Rest war Wasser) auf der Basis der Methioninsuspension in das Gefäß gegeben, gerührt und erhitzt, bis die Temperatur in dem Gefäß 110 °C erreicht hat, und wurde für einen Zeitraum gehalten, bis das Methionin-Rohkristallprodukt vollständig aufgelöst war, um eine additivhaltige Methioninlösung mit einer Konzentration von 12 Gew.-% herzustellen. Die obige additivhaltige Methioninlösung wurde kontinuierlich mit 500 L/h in einen 1000-L-FC-Kristallisator eingespeist. Durch Verdampfen von Wasser unter vermindertem Druck (Vakuumgrad: -0,07 MPa) wurde die Temperatur im Kristallisator für eine kontinuierliche Kristallisation auf 65 °C gehalten, und gleichzeitig wurde die Kristallisationsaufschlämmung unter Kontrolle des konstanten Flüssigkeitsniveaus kontinuierlich ausgetragen. Die Kristallisationsaufschlämmung wurde filtriert, gewaschen und getrocknet, um bei 2,5 kg/h ein Methionin-Kristallprodukt (3 zeigt eine Mikroskopaufnahme des Kristalls) mit einer Schüttdichte von 798 g/L zu erhalten.
Nachdem der während der Kristallisation in Schritt (2) verdampfte Wasserdampf mit einem Dampfkompressor auf einen absoluten Druck von 0,15 MPa komprimiert wurde, kann er als Heizmedium zum Aufwärmen beim Lösen des Methionin-Rohprodukts verwendet werden. Darüber hinaus wurde die Kristallisationsmutterlauge, die aus der Filtration der Methioninkristalle in Schritt (2) und in Schritt (1) erhalten wurde, verwendet, um eine Lösung des Methionin-Rohkristallprodukts zu formulieren.
Das Kristallisationssystem wurde 15 Tage lang kontinuierlich betrieben, ohne dass eine offensichtliche Schaumbildung beobachtet wurde, und der Kristallisationsprozess verlief reibungslos und gleichmäßig.
BEISPIEL 4
Das Additiv, das in diesem Beispiel verwendet wurde, war eine wässrige Mischung aus 3 Gew.-% Natriummethylpalmitoyltaurat, 3 Gew.-% Polyoxyethylenpolyoxypropylenether-gepfropftem Silikonöl, das ein Molekulargewicht von 4200 und einen HLB-Wert von 9 aufwies, 2 Gew.-% Dimethylsilikonöl mit einer dynamischen Viskosität bei 25 °C von 510 mm²/s, und der Rest war Wasser.
(1) Zu der wässrigen Methionatlösung, die durch Hydrolyse von 5-(2-Methylthioethyl)-hydantoin erhalten wurde, wurden 100 ppm eines Additivs, bezogen auf die wässrige Methionatlösung, zugegeben, und Kohlendioxid wurde unter Rühren zugegeben, um einen Methioninkristall durch Reaktionskristallisation auszufällen. Der Methioninkristall wurde filtriert, um ein Methionin-Rohkristallprodukt zu erhalten.
(2) Das obige Methionin-Rohprodukt wurde in ein Rührgefäß gegeben, und eine geeignete Menge Wasser und/oder Kristallisationsmutterlauge wurde dazugegeben, um eine Methioninsuspension zu formulieren, die einen Feststoffgehalt von 10 Gew.-% aufwies. 250 ppm des Additivs, bezogen auf die Methioninsuspension, wurden in das Gefäß gegeben, gerührt und erhitzt, bis die Temperatur in dem Gefäß 105 °C erreicht hat, und für eine gewisse Zeit gehalten, bis das Methionin-Rohkristallprodukt vollständig aufgelöst war, um eine additivhaltige Methioninlösung mit einer Konzentration von 13 Gew.-% herzustellen. Die obige additivhaltige Methioninlösung wurde kontinuierlich mit 500 L/h in einen 1000-L-DTB-Kristallisator eingespeist. Durch Verdampfen von Wasser unter vermindertem Druck (Vakuumgrad: -0,082 MPa) wurde die Temperatur im Kristallisator für eine kontinuierliche Kristallisation auf 50 °C gehalten, und gleichzeitig wurde die Kristallisationsaufschlämmung unter Kontrolle des konstanten Flüssigkeitsniveaus kontinuierlich ausgetragen. Die Kristallisationsaufschlämmung wurde filtrier, gewaschen und getrocknet, um bei 2,0 kg/h ein Methionin-Kristallprodukt (4 zeigt eine Mikroskopaufnahme seines Kristalls) mit einer Schüttdichte von 791 g/L zu erhalten.
Nachdem der während der Kristallisation in Schritt (2) verdampfte Wasserdampf mit einem Dampfkompressor auf einen absoluten Druck von 0,13 MPa komprimiert wurde, kann er als Heizmedium zum Aufwärmen beim Lösen des Methionin-Rohprodukts verwendet werden. Außerdem wurde die Kristallisationsmutterlauge, die aus der Filtration der Methioninkristalle in Schritt (2) und in Schritt (1) erhalten wurde, verwendet, um eine Lösung des Methionin-Rohkristallprodukts zu formulieren.
Das Kristallisationssystem wurde 15 Tage lang kontinuierlich betrieben, ohne dass eine offensichtliche Schaumbildung beobachtet wurde, und der Kristallisationsprozess verlief reibungslos und gleichmäßig.
BEISPIEL 5
Das Additiv, das in diesem Beispiel verwendet wurde, war eine wässrige Mischung aus 5 Gew.-% Natriummethylmyristoyltaurat, 5 Gew.-% Polyoxyethylenpolyoxypropylenether-gepfropftem Silikonöl, das ein Molekulargewicht von 3600 und einen HLB-Wert von 10,5 aufwies, 2 Gew.-% Dimethylsilikonöl mit einer dynamischen Viskosität bei 25 °C von 270 mm²/s, und der Rest war Wasser.
(1) Zu der wässrigen Methionatlösung, die durch Hydrolyse von 5-(2-Methylthioethyl)-hydantoin erhalten wurde, wurden 200 ppm eines Additivs auf Basis der wässrigen Methionatlösung zugegeben und Kohlendioxid unter Rühren zugegeben, um einen Methioninkristall durch Reaktionskristallisation auszufällen. Der Methioninkristall wurde filtriert, um ein Methionin-Rohkristallprodukt zu erhalten.
(2) Das obige Methionin-Rohprodukt wurde in ein Rührgefäß gegeben, und eine geeignete Menge Wasser und/oder Kristallisationsmutterlauge wurde dazugegeben, um eine Methioninsuspension zu formulieren, die einen Feststoffgehalt von 9 Gew.-% aufwies. 400 ppm des Additivs, bezogen auf die Methioninsuspension, wurden in das Gefäß gegeben, gerührt und erhitzt, bis die Temperatur im Gefäß 95 °C erreicht hat, und für eine gewisse Zeit gehalten, bis das Methionin-Rohkristallprodukt vollständig aufgelöst war, um eine additivhaltige Methioninlösung mit einer Konzentration von 14 Gew.-% herzustellen. Die obige additivhaltige Methioninlösung wurde kontinuierlich mit 500 L/h in einen 1000-L-DTB-Kristallisator eingespeist. Durch Verdampfen von Wasser unter vermindertem Druck (Vakuumgrad: -0,09 MPa) wurde die Temperatur im Kristallisator für eine kontinuierliche Kristallisation auf 30 °C gehalten, und gleichzeitig wurde die Kristallisationsaufschlämmung unter Kontrolle des konstanten Flüssigkeitsniveaus kontinuierlich ausgetragen. Die Kristallisationsaufschlämmung wurde filtriert, gewaschen und getrocknet, um bei 2,4 kg/h ein Methionin-Kristallprodukt (5 zeigt eine Mikroskopaufnahme des Kristalls) mit einer Schüttdichte von 795 g/L zu erhalten.
Nachdem der während der Kristallisation in Schritt (2) verdampfte Wasserdampf mit einem Dampfkompressor auf einen absoluten Druck von 0,095 MPa komprimiert wurde, kann er Heizmedium zum Aufwärmen beim Lösen des Methionin-Rohprodukts verwendet werden. Darüber hinaus wurde die Kristallisationsmutterlauge, die aus der Filtration der Methioninkristalle in Schritt (2) und in Schritt (1) erhalten wurde, verwendet, um eine Lösung des Methionin-Rohkristallprodukts zu formulieren.
Das Kristallisationssystem wurde 15 Tage lang kontinuierlich betrieben, ohne dass eine offensichtliche Schaumbildung beobachtet wurde, und der Kristallisationsprozess verlief reibungslos und gleichmäßig.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1256571 A1 [0005]
JP 2004292324 A [0007]
CN 1599712 A [0010]
CN 1332926 C [0010]
CN 104203912 A [0012]
CN 105764886 A [0016]

Claims

Additiv zur Verwendung in einem Methionin-Herstellungsverfahren, wobei das Additiv eine Mischung ist, die die Komponenten A, B und C umfasst, die Komponente A eine Struktur aufweist, die durch die folgende allgemeine Formel (1) dargestellt ist: RCON(CH₃)CH₂CH₂SO₃Na (1) in Formel (1) R eine gesättigte oder ungesättigte C₇-C₃₆ Kohlenwasserstoffgruppe, vorzugsweise eine C₇-C₃₆ Alkyl- oder -Alkenylgruppe, ist; die Komponente B eine Struktur aufweist, die durch die folgende allgemeine Formel (2) dargestellt ist:
in Formel (2) X und Yjeweils eine ganze Zahl von 1 bis 30 sind, R₁ bis R₄ gleich oder verschieden voneinander sind und jedes unabhängig voneinander H, eine C₁-C₃ Alkylgruppe, eine gesättigte oder ungesättigte aliphatische Hydroxylgruppe oder eine gesättigte oder ungesättigte Polyethergruppe darstellt, mit der Maßgabe, dass mindestens eines von R₁ bis R₄ die gesättigte oder ungesättigte Polyethergruppe darstellt, wobei die Polyethergruppe mehr bevorzugt eine Gruppe ist, die durch die folgende allgemeine Formel (3) dargestellt wird: -C₃H₆O(C₂H₄O)_a(C₃H₆O)_bR₀ (3) in Formel (3) a eine ganze Zahl von 0 bis 50 darstellt, b eine ganze Zahl von 0 bis 50 darstellt, und R₀ H, eine Alkylgruppe, eine Acyloxylgruppe oder eine Alkoxylgruppe darstellt; und die Komponente C ein Silikonöl ist.
Additiv zur Verwendung in einem Methionin-Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, wobei die Komponente A eines oder mehrere von Natriummethyloctanoyltaurat, Natriummethyldecanoyltaurat, Natriummethyllauroyltaurat, Natriummethylmyristoyltaurat, Natriummethylpalmitoyltaurat, Natriummethylstearoyltaurat, Natriummethyloleyltaurat, Natriummethyllinoleoyltaurat, Natriummethyllinolenoyltaurat, Natriummethylerucoyltaurat, Natriummethylcocoyltaurat, Natriummethylpalmitoyltaurat, Natriummethyl-Sojabohnenöl-Fettacyltaurat, Natriummethyl-Erdnussöl-Fettacyltaurat, Natriummethyl-Sesamöl-Fettacyltaurat, Natriummethyl-Senföl-Fettacyltaurat, Fettacyltaurat aus Natriummethyl-gehärtetem Talg und Fettacyltaurat aus Natriummethyl-gehärtetem Pflanzenöl ist; vorzugsweise eines oder mehrere von Natriummethyllauroyltaurat, Natriummethylmyristoyltaurat, Natriummethylpalmitoyltaurat, Natriummethylstearoyltaurat, Natriummethylcocoyltaurat und Natriummethylpalmitoyltaurat.
Additiv zur Verwendung in einem Methionin-Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, wobei die Komponente B ein Molekulargewicht von 1.000 bis 10.000, vorzugsweise von 3.000 bis 6.000, aufweist.
Additiv zur Verwendung in einem Methionin-Herstellungsverfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Komponente B einen HLB-Wert von 7 bis 15, vorzugsweise von 9 bis 12, aufweist.
Additiv zur Verwendung in einem Methionin-Herstellungsverfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Komponente B ein Polyether-gepfropftes Silikonöl, vorzugsweise ein Allylpolyoxyalkylether-gepfropftes Silikonöl, ist.
Additiv zur Verwendung in einem Methionin-Herstellungsverfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Komponente C eines oder mehrere von Dimethylsilikonöl, Hydroxylsilikonöl und wasserstoffhaltigem Silikonöl umfasst und die Komponente C vorzugsweise eine dynamische Viskosität bei 25 °C von 90 mm²/s bis 1.500 mm²/s aufweist.
Additiv zur Verwendung in einem Methionin-Herstellungsverfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Additiv eine wässrige Mischung ist, die die Komponenten A, B und C umfasst, und bezogen auf die Gesamtmasse des Additivs der Gehalt der Komponente A 1 bis 8 Gew.-% beträgt, und der Gehalt der Komponente B 0,5 bis 8 Gew.-% und der Gehalt der Komponente C 0,5 bis 4 Gew.-% beträgt; und vorzugsweise beträgt der Gehalt der Komponente A 2 bis 6 Gew.-%, der Gehalt an Komponente B 2 bis 6 Gew.-% und der Gehalt an Komponente C 1 bis 3 Gew.-%.
Verfahren zur Herstellung von Methionin, umfassend: Unterziehen von Methionin einer Kristallisation und/oder Rekristallisation in Gegenwart des Additivs nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 7.
Verfahren zur Herstellung von Methionin nach Anspruch 8, umfassend die Schritte: (1) Unterziehen einer wässrigen Methionatlösung, die durch Hydrolyse von 5-(2-Methylthioethyl)-hydantoin erhalten wurde, einer Reaktionskristallisation in der Gegenwart eines Additivs und Kohlendioxid, um ein Methionin-Rohkristallprodukt zu erhalten; und (2) Bilden einer Methionin-Suspension aus dem Methionin-Rohkristallprodukt, Wasser und/oder Kristallisationsmutterlauge, Zugeben eines Additivs und Rekristallisieren einer additivhaltigen Methioninlösung, um ein Methionin-Kristallprodukt zu erhalten.
Verfahren zur Herstellung von Methionin nach Anspruch 9, wobei eine Menge des Additivs in Schritt (1) 50 ppm bis 500 ppm, vorzugsweise 70 ppm bis 300 ppm, bezogen auf die Gesamtmasse der wässrigen Methionatlösung, beträgt.
Verfahren zur Herstellung von Methionin nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Methioninsuspension in Schritt (2) eine Konzentration von 8 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise von 10 bis 13 Gew.-%, aufweist.
Verfahren zur Herstellung von Methionin nach einem beliebigen der Ansprüche 9 bis 11, wobei eine Menge des Additivs in Schritt (2) 100 ppm bis 1000 ppm, vorzugsweise 200 ppm bis 500 ppm, bezogen auf eine Gesamtmasse der Methioninsuspension, beträgt.
Verfahren zur Herstellung von Methionin nach einem beliebigen der Ansprüche 9 bis 12, wobei in Schritt (2) die Kristallisation mittels Kältekühlung oder Verdampfungskühlung, vorzugsweise mittels Verdampfungskühlung, durchgeführt wird; und wenn die Kristallisation mittels Verdampfungskühlung durchgeführt wird, der durch Verdampfung erzeugte Dampf durch einen Dampfkompressor unter Druck gesetzt wird, um die Temperatur zu erhöhen, und dann in einem Erhitzungs- und Auflösungsprozess der Methioninsuspension verwendet wird.
Verfahren zur Herstellung von Methionin nach einem beliebigen der Ansprüche 9 bis 13, wobei ein Kristallisator, der in Schritt (2) verwendet wird, einen Rührkristallisationskessel, einen Zwangsumlaufkristallisator, einen OSLO-Kristallisator und einen Leitrohrkristallisator umfasst; und vorzugsweise einen Zwangsumlaufkristallisator, einen OSLO-Kristallisator und einen Leitrohrkristallisator.