JP6715825B2 - 結晶性l−アラニンを得る方法 - Google Patents
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Description
a)L-アラニンとは異なる1種以上のα-アミノ酸を、L-アラニンに基づき、少なくとも100ppm、特に少なくとも200ppm又は少なくとも500ppm、例えば100〜30000ppm、特に200〜10000ppm又は500〜5000ppm含むL-アラニンの水溶液を用意するステップと、
b)制御された過飽和条件下における、溶解したL-アラニンの濃度cとL-アラニンの平衡溶解度c*との比c:c*が、1:1より高く1.5:1以下、多くの場合に1:1より高く1.3:1以下、特に1:1より高く1.15:1以下、とりわけより高く1:1〜1.10:1であるように制御された過飽和条件を誘導することによってL-アラニンの溶液を結晶化に供し、L-アラニンの結晶化を達成するステップと、
c)母液から結晶性L-アラニンを分離するステップと
を含み、L-アラニンの水溶液は、L-アラニン結晶の水性懸濁液を含む連続作動する結晶化装置に供給される、結晶性L-アラニンを得る方法に関するものである。
b1)L-アラニンの水溶液を、懸濁液の重量に基づき、好ましくは5〜30重量%、特に20〜25重量%の固体含量を有するL-アラニンの水性懸濁液を含む連続作動する結晶化装置へ連続的に供給するステップと、
b2)好ましくは蒸発によって、特に減圧下での蒸発によって、結晶化装置に含まれるL-アラニンの水性懸濁液から水を連続的に取り除くステップと、
b3)結晶化装置からL-アラニンの水性懸濁液を連続的に取り出すステップと
を含む。
実験は、ピッチブレード撹拌器及び3バッフルを備えた、1リットルの二重ジャケット付き容器において実施された。純粋なL-アラニン19.5重量%の脱イオン水中溶液を容器へ加え、結晶性L-アラニンを、アラニン溶液の質量に基づき0.5重量%でシーディングした。容器を、600/分で撹拌しながら60℃まで加熱し、圧力を170mbarまでゆっくりと減圧し、それによって、蒸発した水の量が初めのアラニン溶液の45重量%になるまで、蒸発によって水を取り除いた。その結果、固体L-アラニンを、図8に示されるような小型ロッド状結晶として得た。
実験は、初めのアラニン溶液がL-バリン0.1重量%を含むことを除いて、比較実験1で説明されたように実施された。その結果、固体L-アラニンを、図9に示されるような針状結晶として得た。
実験は、比較実験1で説明されたように、1リットルの二重ジャケット付き容器において実施された。容器は、供給ライン及び懸濁液を取り出すための生成物用緩衝器と接続された。容器は、MSMPR(混合懸濁液混合生成物取り出し)-晶析装置として連続作動させた。発酵から得られ、L-アラニン濃度17.8重量%、L-バリン濃度0.085重量%、及びL-バリンとは異なる有機不純物の濃度0.35%を有するL-アラニンの溶液を、供給速度1040g/時で容器へ連続的に供給した。容器は、結晶性L-アラニンの水性懸濁液20重量%を含み、60℃及び180mbarで、撹拌速度600/分で作動させた。容器の循環体積流は、0.00273m3/秒であった。蒸発の程度、すなわち供給流に基づく蒸発した水の相対的な流れが50%であるように、水を蒸発によって連続的に取り除いた。これらの条件の下、過飽和の程度、すなわちc/c*比は約1.00005であった。この方法によって、固体結晶性L-アラニンを、図10に示されるような小型ロッドとして得た。
本発明の実施形態として例えば以下を挙げることができる。
[実施形態1]
L-アラニンとは異なる1種以上のα-アミノ酸を、L-アラニンに基づき少なくとも100ppm含むL-アラニンの水溶液から、結晶性L-アラニンを得る方法であって、
a)L-アラニンとは異なる1種以上のα-アミノ酸を、L-アラニンに基づき少なくとも100ppm含むL-アラニンの水溶液を用意するステップと、
b)制御された過飽和条件下における、溶解したL-アラニンの濃度cとL-アラニンの平衡溶解度c * との比c:c * が、1:1より高く1.5:1以下であるように制御された過飽和条件を誘導することによってL-アラニンの溶液を結晶化に供し、L-アラニンの結晶化を達成するステップと、
c)母液から結晶性L-アラニンを分離するステップと
を含み、L-アラニンの水溶液は、L-アラニン結晶の水性懸濁液を含む連続作動する結晶化装置に供給される、上記方法。
[実施形態2]
過飽和条件下における溶解したL-アラニンの濃度が150〜400g/Lである、実施形態1に記載の方法。
[実施形態3]
制御された過飽和が、少なくとも30℃の温度で誘導される、実施形態1又は2に記載の方法。
[実施形態4]
制御された過飽和が、水を取り除くことによって、及び/又は冷却することによって誘導される、実施形態1〜3のいずれかに記載の方法。
[実施形態5]
水が、蒸発によって取り除かれる、実施形態4に記載の方法。
[実施形態6]
ステップb)が、
b1)L-アラニンの水溶液を、L-アラニンの水性懸濁液を含む結晶化装置へ連続的に供給するステップと、
b2)制御された過飽和条件を維持するために、結晶化装置に含まれるL-アラニンの水性懸濁液から水を連続的に取り除くステップと、
b3)結晶化装置からL-アラニンの水性懸濁液を連続的に取り出すステップと
を含む、実施形態1から5のいずれかに記載の方法。
[実施形態7]
ステップb3)で取り出されたL-アラニンの水性懸濁液の一部分が、ステップb1)のL-アラニンの水溶液と混合され、その混合物が結晶化装置へ戻される、実施形態6に記載の方法。
[実施形態8]
結晶化装置へ戻される混合物と、前記懸濁液と混合されたL-アラニンの水溶液との質量比が、少なくとも4:1である、実施形態7に記載の方法。
[実施形態9]
水性懸濁液の固体含量が、前記懸濁液の重量に基づき、5〜30重量%、特に20〜25重量%である、実施形態1から8のいずれかに記載の方法。
[実施形態10]
結晶化が、強制循環晶析装置、ドラフトチューブ晶析装置、ドラフトチューブバッフル晶析装置、オスロ型晶析装置、及び誘導強制循環晶析装置から選択される晶析装置において実施される、実施形態1から9のいずれかに記載の方法。
[実施形態11]
L-アラニンの結晶化が、少なくとも2つの後続の結晶化ステップを含む、実施形態1から10のいずれかに記載の方法。
[実施形態12]
先行の結晶化ステップで得られた結晶性L-アラニンを、後続の結晶化ステップの母液と水との混合物に溶解させてL-アラニンの水溶液を得て、これから、後続の結晶化ステップにおいてL-アラニンを結晶化させる、実施形態11に記載の方法。
[実施形態13]
ステップa)で用意されたL-アラニンの水溶液が、100ppmより多くの固体不溶性材料を含まない、実施形態1から12のいずれかに記載の方法。
[実施形態14]
ステップa)で用意されたL-アラニンの水溶液が、固体不溶性材料を取り除くために濾過されている、実施形態1から13のいずれかに記載の方法。
[実施形態15]
ステップa)で用意されたL-アラニンの水溶液が、D-アラニン、L-バリン、L-ロイシン、L-リジン、L-アスパラギン、L-グルタミン、及びL-アルギニンから選択される少なくとも1種のアミノ酸を含む、実施形態1から14のいずれかに記載の方法。
[実施形態16]
ステップa)で用意されたL-アラニンの水溶液が、発酵法によって得られる、実施形態1から15のいずれかに記載の方法。
Claims (18)
- L-アラニンとは異なる1種以上のα-アミノ酸を、L-アラニンに基づき少なくとも100ppm含むL-アラニンの水溶液から、結晶性L-アラニンを得る方法であって、
a)L-アラニンとは異なる1種以上のα-アミノ酸を、L-アラニンに基づき少なくとも100ppm含むL-アラニンの水溶液を用意するステップと、
b)制御された過飽和条件下における、溶解したL-アラニンの濃度cとL-アラニンの平衡溶解度c*との比c:c*が、1:1より高く1.5:1以下であるように制御された過飽和条件を誘導することによってL-アラニンの溶液を結晶化に供し、L-アラニンの結晶化を達成するステップと、
c)母液から結晶性L-アラニンを分離するステップと
を含み、L-アラニンの水溶液は、L-アラニン結晶の水性懸濁液を含む連続作動する結晶化装置に供給される、上記方法。 - 過飽和条件下における溶解したL-アラニンの濃度が150〜400g/Lである、請求項1に記載の方法。
- 制御された過飽和が、30℃以上の温度で誘導される、請求項1又は2に記載の方法。
- 制御された過飽和が、水を取り除くことによって、及び/又は冷却することによって誘導される、請求項1又は2に記載の方法。
- 水が、30℃以上の温度で取り除かれる、請求項4に記載の方法。
- 水が、蒸発によって取り除かれる、請求項4又は5に記載の方法。
- ステップb)が、
b1)L-アラニンの水溶液を、L-アラニンの水性懸濁液を含む結晶化装置へ連続的に供給するステップと、
b2)制御された過飽和条件を維持するために、結晶化装置に含まれるL-アラニンの水性懸濁液から水を連続的に取り除くステップと、
b3)結晶化装置からL-アラニンの水性懸濁液を連続的に取り出すステップと
を含む、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。 - ステップb3)で取り出されたL-アラニンの水性懸濁液の一部分が、ステップb1)のL-アラニンの水溶液と混合され、その混合物が結晶化装置へ戻される、請求項7に記載の方法。
- 結晶化装置へ戻される混合物と、前記懸濁液と混合されたL-アラニンの水溶液との質量比が、4:1〜200:1である、請求項8に記載の方法。
- 水性懸濁液の固体含量が、前記懸濁液の重量に基づき、5〜30重量%である、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
- 水性懸濁液の固体含量が、前記懸濁液の重量に基づき、20〜25重量%である、請求項10に記載の方法。
- 結晶化が、強制循環晶析装置、ドラフトチューブ晶析装置、ドラフトチューブバッフル晶析装置、オスロ型晶析装置、及び誘導強制循環晶析装置から選択される晶析装置において実施される、請求項1から11のいずれか一項に記載の方法。
- L-アラニンの結晶化が、少なくとも2つの後続の結晶化ステップを含む、請求項1から12のいずれか一項に記載の方法。
- 先行の結晶化ステップで得られた結晶性L-アラニンを、後続の結晶化ステップの母液と水との混合物に溶解させてL-アラニンの水溶液を得て、これから、後続の結晶化ステップにおいてL-アラニンを結晶化させる、請求項13に記載の方法。
- ステップa)で用意されたL-アラニンの水溶液が、100ppmより多くの固体不溶性材料を含まない、請求項1から14のいずれか一項に記載の方法。
- ステップa)で用意されたL-アラニンの水溶液が、固体不溶性材料を取り除くために濾過されている、請求項1から15のいずれか一項に記載の方法。
- ステップa)で用意されたL-アラニンの水溶液が、D-アラニン、L-バリン、L-ロイシン、L-リジン、L-アスパラギン、L-グルタミン、及びL-アルギニンから選択される少なくとも1種のアミノ酸を含む、請求項1から16のいずれか一項に記載の方法。
- ステップa)で用意されたL-アラニンの水溶液が、発酵法によって得られる、請求項1から17のいずれか一項に記載の方法。
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