JP2890881B2 - アミノ酸又は核酸の晶析法 - Google Patents

アミノ酸又は核酸の晶析法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アミノ酸又は核酸の晶
析法、特に等電点晶析法および蒸発晶析法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】現在、アミノ酸又は核酸の晶析は、主
に、等電点晶析法、蒸発晶析法、冷却晶析法により行わ
れている。等電点晶析法は、溶液のpHを目的とするアミ
ノ酸又は核酸の等電点に近づけることにより晶析する方
法、蒸発晶析法は溶液の水分を蒸発させることにより晶
析させる方法、冷却晶析法は溶液を冷却し晶析させる方
法である。
【0003】すなわち、等電点晶析法は、図3に示すよ
うに、晶析槽31にアミノ酸又は核酸溶液aと酸(または
アルカリ)bを入れ、このアミノ酸又は核酸溶液32のpH
をアミノ酸又は核酸の等電点に近づけることによりアミ
ノ酸又は核酸の溶解度を下げて晶析させ、この晶析した
結晶スラリをポンプ33で引き抜くものであった。
【0004】また、蒸発晶析法は、図4に示すように、
晶析缶41にアミノ酸又は核酸溶液を充填し、このアミノ
酸又は核酸溶液を循環用ポンプ42で熱交換器43を通して
循環させ、この熱交換器43で加熱し、水分を蒸発させて
晶析させ、この晶析した結晶スラリをポンプ44で引き抜
くものであった。
【0005】以上のような晶析法において、大きな結晶
を得るためには、過飽和度を大きくしたり、滞留時間を
のばすなどの方法があるが、これらは晶析の不安定化、
装置の大型化をまねき効果的な方法とはいえなかった。
【0006】また、晶析法には連続式と回分式がある
が、連続晶析における結晶の個数のバランスを考える
と、結晶同士や攪拌翼との衝突により、または自然的に
発生する単位時間の核の個数と、引き抜かれる結晶の個
数とは等しい。回分式に於いても同様のことがいえる。
したがって、引き抜かれる結晶の総重量が等しいなら
ば、核発生の個数の少ない方が結晶粒径が大きくなる。
【0007】すなわち、選択的に微細晶(微細結晶)を
溶解することにより見かけの核発生個数を減らし、核発
生に費やされる過飽和を結晶の成長促進に使い、大きな
結晶を得られるようにすることができる。
【0008】そして、従来、この種の晶析法に用いられ
る装置としては、DTB型晶析装置、Krystal-Oslo型晶
析装置等があった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のDTB
型晶析装置等で行なう晶析方法は、いくつかの物質につ
いては実績をあげてきたが、結晶沈降終末速度の差によ
って分級を行なうため、結晶スラリ濃度が高い系やスケ
ーリングが生じ易い物質への適用は困難であった。
【0010】本発明は、以上の問題点を解決し、結晶ス
ラリ濃度が高い状態であっても、充分に大きな結晶を効
率よく得ることができるアミノ酸又は核酸の晶析法を提
供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされたもので、結晶スラリを液体サイク
ロンで分級し、分級された微細晶を溶解した後、再び結
晶スラリに戻すようにしたものである。
【0012】すなわち、本発明のアミノ酸又は核酸の晶
析法は、アミノ酸又は核酸を晶析させるに際し、液体サ
イクロンでアミノ酸又は核酸結晶スラリを分級させて取
得した微細晶を溶解せしめた後、その溶解液を該結晶ス
ラリにリサイクルすることにより、大きな粒径のアミノ
酸又は核酸結晶を取得することを特徴として構成されて
いる。
【0013】本発明で用いるアミノ酸又は核酸の溶液
は、発酵液、酵素反応液あるいは合成液又はそれらの精
製途上の溶液のいずれであってもよい。
【0014】また、本発明でいう微細晶とは、アミノ酸
又は核酸の結晶スラリ中、結晶の平均粒径の80%以下の
粒径の結晶をいう。ここで、該結晶の平均粒径は20〜10
00μmの結晶である。例えば、通常、グルタミン酸ナト
リウムの平均粒径は100〜800μm、グアノシンの場合は
30〜500μmである。
【0015】微細晶を溶解するには、各種手段で適宜行
なうことができる。例えば、酸またはアルカリを加えて
スラリのpHをアミノ酸又は核酸の等電点からずらす手
段、加熱する手段がある。
【0016】液体サイクロンで分級された粗結晶側のス
ラリは、晶析槽、晶析缶等のアミノ酸又は核酸を晶析さ
せる手段に戻してやっても、また、それをそのまま取り
出して結晶を得てもよい。
【0017】
【作用】本発明のアミノ酸又は核酸の晶析法は、晶析槽
中の全結晶スラリー体積量のうち、毎時5〜500%相当
を液体サイクロン側へ搬送し、液体サイクロンで分級さ
れた微細晶を完全に溶解せしめた後、結晶スラリにリサ
イクルし、微細晶の個数を制御して過飽和度を高い状態
に保ち、結晶の成長を促進して大きな結晶を効率よく晶
析させる。
【0018】
【実施例】本発明によるアミノ酸又は核酸の晶析法を等
電点晶析法に適用した一実施例を図1に基づいて説明す
る。
【0019】図1は本発明によるアミノ酸又は核酸の晶
析法を実施するための等電点晶析法に用いる晶析装置の
概略図である。
【0020】図1において、1は晶析槽で、酸又はアル
カリでアミノ酸又は核酸の等電点に近づけられたアミノ
酸又は核酸溶液2が満たされている。この晶析槽1は、
循環用ポンプ3を介して晶析槽1の液面上方に位置する
液体サイクロン4に連結され、この液体サイクロン4の
粗結晶側出口4aは晶析槽1の液面に対向し、微細晶側出
口4bは搬送管5で微細晶溶解槽6に連結されている。
【0021】この微細晶溶解槽6は、液面上方に酸(ま
たはアルカリ)供給用の酸(またはアルカリ)供給管7
が設けられるとともに、溶解した溶液を晶析槽1へ送る
搬送管8が連結されている。
【0022】また、晶析槽1には、液面上方にアミノ酸
又は核酸溶液供給管9が設けられるとともに、晶析した
結晶スラリを排出する排出管10が排出ポンプ11を介して
連結されている。
【0023】以上のような晶析装置でアミノ酸又は核酸
の晶析を行なうには、まず、晶析槽1にアミノ酸又は核
酸溶液供給管9からアミノ酸又は核酸溶液を供給しつつ
攪拌する。そして、晶析した結晶スラリをポンプ3で引
き抜き液体サイクロン4に送り込む。この液体サイクロ
ン4に送り込まれた結晶スラリは、粗結晶を多く含む流
れと、主に微細晶を含む流れとに分級され、粗結晶を含
む流れは粗結晶側出口4aを通って晶析槽1に戻され、微
細晶を含む流れは微細晶側出口4bおよび搬送管5を通っ
て微細晶溶解槽6に供給される。
【0024】この微細晶溶解槽6に微細晶を含む流れを
供給するとともに、酸(又はアルカリ)を供給し、溶液
のpHをアミノ酸又は核酸の等電点よりずらして微細晶を
溶解させる。そして、この微細晶が溶解した溶液を搬送
管8で晶析槽1へ送り返す。
【0025】このような操作を繰り返すことにより、微
細晶の数が制限されるので、晶析槽1内の過飽和度を安
定的に高い状態に保つことができ、結晶の成長が速く、
大きな結晶が効率的に晶析する。そして、この大きな結
晶が晶析した結晶スラリを排出ポンプ11で抜き出す。
【0026】次に、本発明によるアミノ酸又は核酸の晶
析法を蒸発晶析法に適用した他の実施例を図2に基づい
て説明する。
【0027】図2は、本発明によるアミノ酸又は核酸の
晶析法を実施するための蒸発晶析法に用いる晶析装置の
概略図である。
【0028】図2において、21は晶析缶で、アミノ酸又
は核酸溶液が充填されている。この晶析缶21の側壁部と
底部間は、第1ポンプ22および第1熱交換器23を介して
連結されるとともに、第2ポンプ24、液体サイクロン25
の微細晶側出口25aおよび第2熱交換器26を介して連結
されている。そして、サイクロン25の粗結晶側出口25b
には搬出管27が連結されている。
【0029】以上のような晶析装置でアミノ酸又は核酸
の晶析を行なうには、第1および第2ポンプ22、24を作
動させてアミノ酸又は核酸溶液を循環させる。したがっ
て、アミノ酸又は核酸溶液は第1熱交換器23で加熱さ
れ、晶析缶で水分が蒸発し晶析する。また同時に、第2
ポンプ24で循環させられるアミノ酸又は核酸溶液は、液
体サイクロン25で微細晶を含む流れと粗結晶を含む流れ
とに分級され、微細晶を含む流れは第2熱交換器26に送
られる。
【0030】この第2熱交換器26に送り込まれた微細晶
を含む溶液は、加熱されて微細晶が溶解させられ、その
後晶析缶21に送られる。
【0031】また、液体サイクロン25の粗結晶を含む流
れを排出管27で引き抜き、大きな粒径の揃った結晶を得
る。また、このとき、液体サイクロン25の粗粒側は結晶
が濃縮されてくるので、晶析缶21内の結晶濃度を低い状
態に保ちながら晶析率を上げている。
【0032】次に、図1に示す装置を用いグルタミン酸
及びグアノシンの等電点晶析に適用した実施例について
説明する。
【0033】実施例1 グルタミン酸濃度10g/dl、pH7.0のグルタミン酸発酵液
の供給量を毎時5m3、濃塩酸の供給量を毎時0.5m3
晶析槽の張り込み量を100m3、晶析温度を20℃、引き抜
き量を毎時5.5m3とした時、平均粒径60ミクロンのグル
タミン酸結晶を得た。
【0034】そして、液体サイクロンへ搬送される結晶
スラリ循環量を毎時15m3とし、直径20mm、長さ160mmの
液体サイクロン25本を用い、供給される結晶スラリのう
ち30%を微細晶側に、70%を粗結晶側に流し、0.5m3
り込みの微細晶溶解槽に微細晶を含む流れと濃塩酸とを
混合し晶析槽に戻し、それ以外は前述と同一条件とする
ことにより、平均粒径100ミクロンのグルタミン酸結晶
を得た。
【0035】実施例2グアノシン濃度20%、pH12、温度
70℃のグアノシン溶液の供給量を毎時1m3、濃塩酸の
供給量を毎時0.05m3、晶析槽の張り込み量を20m3、引
き抜き量を毎時1.2m3とした時、平均粒径50ミクロンの
グアノシン結晶を得た。
【0036】そして、スラリ循環量を毎時3m3とし、
直径20mm、長さ160mmの液体サイクロン5本を用い、供
給される結晶スラリのうち20%を微細晶側に、80%を粗
結晶側に流し、0.2m3の張り込みの微細晶溶解槽に微細
晶を含む流れと濃塩酸とを混合し、晶析槽に戻し引き抜
きスラリを冷却し、それ以外は前述の条件とすることに
より平均粒径80ミクロンのグアノシン結晶を得た。
【0037】さらに、第2図に示す装置を用い、グルタ
ミン酸ソーダ(MSG)の連続蒸発晶析に適用した実施
例について説明する。
【0038】実施例3晶析缶張り込み量5m3、MSG
40g/dl溶液供給量毎時2m3、水分蒸発量毎時1m3の通
常運転条件で、平均粒径 500ミクロンのMSG結晶を得
た。
【0039】そして、直径100mm、長さ300mmの液体サイ
クロン1本を用い、供給される結晶スラリのうち90%を
微細晶側に、10%を粗結晶側に流し晶析を行ない、それ
以外は前述の条件と同一とすることにより、平均粒径80
0ミクロンのMSG結晶を得た。
【0040】実施例4 また、Lysの連続蒸発晶析では、晶析缶張り込み量10m
3、Lys 50g/dl溶液供給量毎時1.6m3、水分蒸発量毎時
0.6m3の通常運転条件で平均粒径400ミクロンの結晶
が、実施例3と同一条件により平均粒径600ミクロンの
結晶となった。
【0041】実施例5L-Pheのプロセスに適用したケー
スでは、晶析缶張り込み量10m3、Phe 3g/dl溶液供給
量毎時2.5m3、水分蒸発量毎時1.5m3の通常運転条件で
は平均粒径400ミクロンの結晶が、実施例3と同一の条
件により600ミクロンの結晶となった。
【0042】
【発明の効果】本発明は、液体サイクロンの分級により
得た微細晶を溶解した後、結晶スラリにリサイクルする
ことにより、結晶スラリ濃度が高い系やスケーリングの
起きやすい物質であっても、微細晶を分級することがで
きるので、微細晶の個数を制限して過飽和度を高い状態
に保ち、大きな結晶を効率よく晶析させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1図は本発明によるアミノ酸又は核酸の晶析
法を等電点晶析に用いた一実施例を実施するための晶析
装置の概略図。
【図2】第2図は本発明によるアミノ酸又は核酸の晶析
法を蒸発晶析に用いた一実施例を実施するための晶析装
置の概略図。
【図3】第3図は従来の等電点晶析に用いる晶析装置の
概略図。
【図4】第4図は従来の蒸発晶析に用いる晶析装置の概
略図である。
【符号の説明】
1…晶析槽 4、25…液体サイクロン 6…微細晶溶解槽 21…晶析缶 23、26…熱交換器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C07H 21/00 C07H 21/00 (72)発明者 池田 征夫 神奈川県川崎市川崎区鈴木町1−1 味 の素株式会社 技術センター内 (56)参考文献 特開 平5−184805(JP,A) 特開 平5−117190(JP,A) 特開 平5−117191(JP,A) 特開 平5−253407(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C07C 229/24 C07C 227/42 C07C 229/02 C07C 229/26 C07C 229/36 C07H 21/00 B01D 9/02 CA(STN) CAOLD(STN) REGISTRY(STN) WPIDS(STN)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アミノ酸又は核酸を晶析させるに際し、
    液体サイクロンでアミノ酸又は核酸結晶スラリを分級さ
    せて取得した微細晶を溶解せしめた後、その溶解液を該
    結晶スラリにリサイクルすることにより、大きな粒径の
    アミノ酸又は核酸結晶を取得することを特徴とするアミ
    ノ酸又は核酸の晶析法
  2. 【請求項2】 微細晶を溶解させるに際し、酸又はアル
    カリ溶液を用いる請求項1に記載のアミノ酸又は核酸の
    晶析法
  3. 【請求項3】 微細晶を溶解させるに際し、加熱による
    請求項1に記載のアミノ酸又は核酸の晶析法
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