-
Verfahren zur Trennung von in Wasser leicht löslichen Aminosäuren
und Ammoniumsulfat Das Patent 647 989 betrifft ein Verfahren zur Trennung
in Wasser leicht löslicher Aminosäuren und Anmoniumsulfat mit Hilfe einer Aminosäure
und Ammoniumsulfat enthaltenden Stammlösung, in welche zwecks Fällung des Ammoniumsulfats
Ammoniak bis zur Sättigung eingeleitet wird, worauf nach Abtrennung des Ammoniumsulfats
und Abtreiben des Ammoniaks ein Gemisch von Aminosäure und Ammoniumsulfat in die
an Ammoniumsulfat verarmte Lösung eingetragen wird, welche nunmehr das Ammoniumsulfat
begierig löst, die Aminosäure aber ungelöst zurückläßt. Anschließend an die Abtrennung
der Aminosäure erfolgt dann wieder die Sättigung mit Ammoniak zwecks Abscheidung
des Ammoniumsulfats usf. Die Stammlauge wird also im Kreislauf verwendet, wobei
es gleichgültig ist, ob das Aminosäure-Ammoniumsulfat-Gemisch in fester Form oder
gelöst eingetragen wird. Man muß nur dafür sorgen, daß die in der Stammlösung enthaltene
Wassermenge in gewissen Grenzen unverändert bleibt, was durch Abdampfen des mit
den gelösten Stoffen eingebrachten Wassers leicht zu erreichen ist.
-
Das Verfahren setzt somit die vorgängige Gewinnung eines geeigneten
Aminosäure-Ammoniumsulfat-Gemisches voraus, was eine Erschwerung bedeutet. Denn
im technischen Verfahren liegt bei der Verseifung von Aminonitrilen mittels Schwefelsäure
eine Lösung von Aminosäure- und Ammoniumbisulfat vor, bei welcher beispielsweise
auf z Gewichtsteil Glykokoll q. bis 5 Gewichtsteile Ammoniumsulfat (nach erfolgter
Neutralisation) entfallen. Durch Neutralisation mit Ammoniak und Filtration muß
die Hauptmenge des Ammonimsulfats zuvor entfernt werden, damit man beim Eindampfen
der Lösung ein nicht zu sulfatreiches .Gemisch von Aminosäure und Ammoniumsulfat
erhält.
-
Es wurde nun gefunden, daß dieses Verfahren. wesentlich vereinfacht
werden kann, wenn man in die Stammlösung neue Mengen von Aminosäure und Ammoniumsulfat
dadurch einträgt, daß man die Stammlösung unmittelbar mit der bei der Verseifung
des
Aminonitrils mit Schwefelsäure erhaltenen <,minosäurebisulfat
-Ammoniumbisulfat -L,ösung versetzt und sie, gleichzeitig oder anschließend, mit
Ammoniak sättigt. Man erhält dann sofort eine Aminosäure-Ammoniumsulfat-Lösung,
aus der infolge der Anwesenheit großer Mengen freien Ammoniaks der größte Teil des
Ammoniumsulfats in fester Form ausfällt und abgetrennt werden kann.
-
Ausführungsbeispiel Zu 351 einer im `erfahren erzeugten Stammlösung,
bestehend aus 8 kg Glykokoll, io kg Animoniumsulfat und 23 kg Wasser, werden i oo
kg einer durch Verseifen von Aminonitril mit Schwefelsäure erzeugten Bisulfatlösung
gefügt. Darauf wird das Gemisch mit Ammoniakwasser und Ammoniakgas behandelt, bis
die Lösung eine Konzentration von 22'/o freiem Ammoniak aufweist. Durch die Bisulfatlösung,-die
bei diesem Vorgang gleichzeitig neutralisiert wird, werden neu eingebracht i 6 kg
Glykokoll und 7 5 kg Ammoniumsulfat, so daß nunmehr 2:4 kg Glykokoll neben 85 kg
Ammoniumsulfat vorliegen. Die mit der Bisulfatlösung zugebrachten 75 kg Ammoniumsulfat
scheiden sich bei der Sättigung mit Ammoniak restlos aus und werden in einer geschlossenen
Zentrifuge aus der stark ammoniakhaltigen Lösung abgetrennt. Das Lösungsvolumen
beträgt nunmehr etwa i2o 1, worin insgesamt 24 kg Glykokoll und. i o kg Ammoniumsulfat
neben etwa 26 kg freiem Ammoniak enthalten sind. Das freie Ammoniak wird durch Erwärmen
ausgetrieben und in den nächsten in der Sättigung befindlichen Ansatz eingeleitet.
Von dem nunmehr nur noch 8o bis 85 1 betragenden Volumen werden 40 1 Wasser, zweckmäßig
im Vakuumverdampfer, abgedampft. Beim Abkühlen der nun 4.o bis 4.5 I betragenden
Lösung fallen 16 kg Glykokoll aus, welche abgetrennt werden. Das Endvolumen der
in den Kreisprozeß zurückkehrenden Stammlösung beträgt dann wieder 351, in welcher
8 kg Glykokoll und i o kg Ammoniumsulfat gelöst sind.
-
Die beim. Auswaschen des Sulfats erhaltenen, in Serie benutzten Waschwässer
werden jeweils in den Sättiger zurückgeführt, während die zum Auswaschen des Glykokolls
verwendeten vor dem Eindampfen dem nächsten Ansatz zugesetzt werden.
-
Die in die Stammlösung eingeführte Bisulfatlösung ist im allgemeinen
etwas verfärbt und enthält gewisse durch den Herstellungsvorgang bedingte Verunreinigungen
in geringer Menge. Die Verunreinigungen und Verfärbungen reichern sich naturgemäß
immer mehr in der Stammlösung an und machen einerseits die gelegentliche Anwendung
von Entfärbungskohle wünschenswert, andererseits nach längerer Benutzung der Stammlösung
eine Beseitigung der Verunreinigungen erforderlich. Letzteres läßt sich am einfachsten
in der Weise durchführen, daß man anschließend an die durch Verdampfen des eingebrachten
Wassers bewirkte Abscheidung des Glykokolls die nach Abtrennung derselben verbleibende
Stammlösung noch weiter eindampft, solange noch Salz zur Abscheidung gelangt. Der
hierbei verbleibende Restsirup wird fortgelassen, während das aus Ammoniumsulfat
und Glykokoll bestehende Salzgemisch statt der Stammlauge mit der Bisulfatlösung
vereinigt und mit Ammoniak behandelt wird.
-
Anstatt die so erzielte Reinigung der Stammlösung nach Verarbeitung
zahlreicher Ansätze Bisulfat erst dann vorzunehmen, wenn eine stärkere, die Abscheidung
reinen Glykokolls beeinträchtigende Anreicherung der Verunreinigungen stattgefunden
hat, kann man auch j edesmal die beschriebene Reinigung durch Eindampfen durchführen,
den Restsirup aus dem Kreislauf herausnehmen und das Salzgemisch, gegebenenfalls
nach zuvoriger Auflösung in Wasser, wozu das von der Auswaschung des Ammoniumsulfats
ohnehin verfügbare Waschwasser verwendet werden kann, mit der Bisulfatlösung vereinigen
und mit Ammoniak sättigen.
-
Das Abtreiben des Ammoniaks aus der von Ammoniumsulfat befreiten Lösung
geschieht entweder in einer beheizten Durchlaufvorrichtung oder in einem beheizten
Rührbehälter, wobei zur Erleichterung des Ammoniakabgangs auch Luft öder Dampf eingeblasen
werden kann. Falls Wasserdampf eingeblasen wird, muß das hierbei in der Lösung sich
kondensierende Wasser naturgemäß bei der Gewinnung des Glykokolls mit verdampf t
werden.
-
Die letzten Anteile Ammoniak sind meist nur durch stärkeres Erhitzen
aus der Lösung zu entfernen, was nicht für alle Aminosäuren zuträglich und zudem
unwirtschaftlich ist. Würde man diesen Ammoniakrest in der Lösung belassen, so würde
er bei der für die Glykok@IIabscheidung erforderlichen Verdampfung des Wassers mit
abgetrieben, wobei' man nur sehr verdünntes Ammoniakwasser erhalten würde. Dessen
Verwendung als Waschwasser zur Auswaschung des Ammonsulfats ist zwar möglich, es
wurde aber als zweckmäßiger erkannt, die in der Lösung nach der Ammoniakabtreibung
darin verbleibenden Restanteile durch Zugabe geringer Mengen der Bisulfatlösung
zu neutralisieren, so daß in den Verdampfer eine neutrale, lediglich Aminosäure
und Ammoniumsulfat enthaltende Lösung eingeführt wird.