JPH0830048B2 - アミノ酸の製造方法 - Google Patents
アミノ酸の製造方法Info
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- JPH0830048B2 JPH0830048B2 JP62257400A JP25740087A JPH0830048B2 JP H0830048 B2 JPH0830048 B2 JP H0830048B2 JP 62257400 A JP62257400 A JP 62257400A JP 25740087 A JP25740087 A JP 25740087A JP H0830048 B2 JPH0830048 B2 JP H0830048B2
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- amino acid
- electrodialysis
- alanine
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/42—Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
- B01D61/44—Ion-selective electrodialysis
- B01D61/445—Ion-selective electrodialysis with bipolar membranes; Water splitting
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電気透析によって有機酸特にアミノ酸のア
ルカリ塩からアミノ酸を製造する方法に関する。
ルカリ塩からアミノ酸を製造する方法に関する。
（従来技術） アミノ酸は発酵法あるいはニトリル化合物の加水分解
で製造することが行われている。加水分解をアルカリで
行うとアミノ酸はアルカリ塩の形態となるために、アミ
ノ酸のアルカリ塩を各種の方法で処理してアミノ酸を製
造している。
で製造することが行われている。加水分解をアルカリで
行うとアミノ酸はアルカリ塩の形態となるために、アミ
ノ酸のアルカリ塩を各種の方法で処理してアミノ酸を製
造している。
従来行われている方法は、塩酸などの無機酸と反応さ
せてアミノ酸と無機塩の溶液とし、この溶液から無機塩
を晶析で分離してアミノ酸を得る方法や、アミノ酸の塩
を陽イオン交換膜樹脂と接触させてイオン交換反応によ
ってアミノ酸を得る方法あるいは陽イオン交換膜で仕切
られた電解槽においてアミノ酸のアルカリ塩を電気分解
し、アミノ酸を製造する方法が行われていた。
せてアミノ酸と無機塩の溶液とし、この溶液から無機塩
を晶析で分離してアミノ酸を得る方法や、アミノ酸の塩
を陽イオン交換膜樹脂と接触させてイオン交換反応によ
ってアミノ酸を得る方法あるいは陽イオン交換膜で仕切
られた電解槽においてアミノ酸のアルカリ塩を電気分解
し、アミノ酸を製造する方法が行われていた。
（発明が解決しようとする問題点） ところが、無機酸によって処理する方法では、析出し
た無機塩の完全な分離は容易でなく無機酸の消費も問題
であった。
た無機塩の完全な分離は容易でなく無機酸の消費も問題
であった。
また、イオン交換樹脂を用いる方法ではイオン交換樹
脂の再生工程が必要であり、運転の連続化ができないう
えに、陽イオン交換樹脂の再生に多くの酸が必要である
等の問題があり、また陽イオン交換膜を用いた電気分解
では、比較的大きな電圧が必要であるため、電力コスト
が高く、またアミノ酸のアルカリ塩から酸への転化率を
高めようとすると十分な効率が得られないうえ、電極な
どの設備費のコストが大きいという問題点があった。
脂の再生工程が必要であり、運転の連続化ができないう
えに、陽イオン交換樹脂の再生に多くの酸が必要である
等の問題があり、また陽イオン交換膜を用いた電気分解
では、比較的大きな電圧が必要であるため、電力コスト
が高く、またアミノ酸のアルカリ塩から酸への転化率を
高めようとすると十分な効率が得られないうえ、電極な
どの設備費のコストが大きいという問題点があった。
（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記の問題点を解決するために、水を水素
イオンと水酸イオンに分離する性質を有する複極膜と陽
イオン交換膜を、陰極に最も近い位置に陽イオン交換膜
を設け、複極膜の陽イオン側が陰極に向くように交互に
配置した電気透析装置において、複極膜の陽イオン側と
陽イオン交換膜とで形成される室にアミノ酸のアルカリ
塩の水溶液を供給し、複極膜の陰イオン側と陽イオン交
換膜で形成される室には、水または希薄のアルカリ水溶
液を供給して電気透析するものである。
イオンと水酸イオンに分離する性質を有する複極膜と陽
イオン交換膜を、陰極に最も近い位置に陽イオン交換膜
を設け、複極膜の陽イオン側が陰極に向くように交互に
配置した電気透析装置において、複極膜の陽イオン側と
陽イオン交換膜とで形成される室にアミノ酸のアルカリ
塩の水溶液を供給し、複極膜の陰イオン側と陽イオン交
換膜で形成される室には、水または希薄のアルカリ水溶
液を供給して電気透析するものである。
同数の陽イオン交換膜と複極膜とを交互に配置すると
陽極に最も近い位置の膜が複極膜となり、複極膜の陽極
側にはアルカリが生じるが、電気透析において生じるア
ルカリと陽極液とを分離して陽極液の濃度が電気透析に
よる生成物の影響を受けないようにすることが好ましい
ので、陽極に最も近い複極膜と陽極との間に陽イオン交
換膜を配置して陽極室を別に設けるのが良い。
陽極に最も近い位置の膜が複極膜となり、複極膜の陽極
側にはアルカリが生じるが、電気透析において生じるア
ルカリと陽極液とを分離して陽極液の濃度が電気透析に
よる生成物の影響を受けないようにすることが好ましい
ので、陽極に最も近い複極膜と陽極との間に陽イオン交
換膜を配置して陽極室を別に設けるのが良い。
アミノ酸のアルカリ塩の電気透析の進行に伴い、アミ
ノ酸のアルカリ塩の濃度が減少し、アミノ酸の濃度が上
昇していくが、アミノ酸の濃度がある量を越えると、急
激に溶液のpHが低下する。アミノ酸のような両性電解質
は、溶液のpHが低下して等電点を越えるとアミノ酸はア
ミノ酸カチオンを形成する。その結果、陽イオン交換膜
を透過して苛性アルカリの側に透過し易くなり、苛性ア
ルカリの純度の低下と共に、アミノ酸の製造の電流効率
が低くなる。
ノ酸のアルカリ塩の濃度が減少し、アミノ酸の濃度が上
昇していくが、アミノ酸の濃度がある量を越えると、急
激に溶液のpHが低下する。アミノ酸のような両性電解質
は、溶液のpHが低下して等電点を越えるとアミノ酸はア
ミノ酸カチオンを形成する。その結果、陽イオン交換膜
を透過して苛性アルカリの側に透過し易くなり、苛性ア
ルカリの純度の低下と共に、アミノ酸の製造の電流効率
が低くなる。
一方、アミノ酸の導電率はアミノ酸のアルカリ塩の水
溶液に比べて極めて小さいので、電気透析が進行してア
ミノ酸のアルカリ塩が減少し、アミノ酸が増加すると電
気透析装置内の導電率が低下するので、電気透析電圧の
上昇が起こり、定電流で電解を続けて行くと単位重量当
りのアミノ酸の製造に要する電力が大きくなる。
溶液に比べて極めて小さいので、電気透析が進行してア
ミノ酸のアルカリ塩が減少し、アミノ酸が増加すると電
気透析装置内の導電率が低下するので、電気透析電圧の
上昇が起こり、定電流で電解を続けて行くと単位重量当
りのアミノ酸の製造に要する電力が大きくなる。
第２図に、アミノ酸のアルカリ塩の水溶液のアミノ酸
への転化率と該水溶液のpHとの関係の一例としてアラニ
ンのナトリウム塩の場合について示すが、転化率すなわ
ち当初のアラニンのアルカリ塩がアミノ酸に変化した割
合が90％を越えると急激にpHが低下している。
への転化率と該水溶液のpHとの関係の一例としてアラニ
ンのナトリウム塩の場合について示すが、転化率すなわ
ち当初のアラニンのアルカリ塩がアミノ酸に変化した割
合が90％を越えると急激にpHが低下している。
したがって、pHが急激に低下し電流効率が低下する前
の領域まで定電流で電気透析を行い、その後は定電圧で
電気透析を行うことにより、総合的な電力原単位を上昇
させずに高い転化率を維持することができる。
の領域まで定電流で電気透析を行い、その後は定電圧で
電気透析を行うことにより、総合的な電力原単位を上昇
させずに高い転化率を維持することができる。
定電流による第一段階の電気透析と、その後の第二段
階の定電圧での電気透析とをバッチ的の行っても良い
し、第一段階の処理液を引続き第二の電気透析装置に導
入して連続的に行っても良い。
階の定電圧での電気透析とをバッチ的の行っても良い
し、第一段階の処理液を引続き第二の電気透析装置に導
入して連続的に行っても良い。
本発明の方法によって得られたアミノ酸は必要に応じ
てイオン交換樹脂による方法などの他の処理方法と組み
合わせても良い。
てイオン交換樹脂による方法などの他の処理方法と組み
合わせても良い。
（作用） 本発明の方法では、水を水素イオンと水酸イオンに転
化する機能を有する膜を使用したので、陽イオン交換膜
を使用した電気分解による方法に比して、大幅に電解電
圧を減少させることができるので、電力原単位を低下さ
せることが可能となる。
化する機能を有する膜を使用したので、陽イオン交換膜
を使用した電気分解による方法に比して、大幅に電解電
圧を減少させることができるので、電力原単位を低下さ
せることが可能となる。
また、陽極及び陰極に最も近い位置に陽イオン交換膜
を用いて陽極室と陰極室とを設けて陽極液及び陰極液を
アルカリとすることにより、電極は白金族系の電極に限
定されることがないので、多くの材料の使用が可能であ
ると共に、電気透析装置の両端の陽極室及び陰極室に一
対の陽極及び陰極を設けるのみで良いので、設備費が安
価である。
を用いて陽極室と陰極室とを設けて陽極液及び陰極液を
アルカリとすることにより、電極は白金族系の電極に限
定されることがないので、多くの材料の使用が可能であ
ると共に、電気透析装置の両端の陽極室及び陰極室に一
対の陽極及び陰極を設けるのみで良いので、設備費が安
価である。
さらに、本発明の方法では外部から酸あるいはアルカ
リを供給することなしに、アミノ酸のアルカリ塩から相
応するアミノ酸を製造すると共に、アルカリを再生する
ことができるので、得られたアルカリを加水分解工程お
いて再使用することによって、加水分解工程で使用する
アルカリの消費量を減少させることが可能となる。
リを供給することなしに、アミノ酸のアルカリ塩から相
応するアミノ酸を製造すると共に、アルカリを再生する
ことができるので、得られたアルカリを加水分解工程お
いて再使用することによって、加水分解工程で使用する
アルカリの消費量を減少させることが可能となる。
（実施例） 本発明を図面に基づいてさらに詳細に説明すると第１
図は、この発明の方法を示すものであるが、電気透析装
置１は、陽極２と陰極３の間に複数の陽イオン交換膜４
と複極膜５とを複極膜の陽イオン側を陰極側に向けて交
互に配置されている。
図は、この発明の方法を示すものであるが、電気透析装
置１は、陽極２と陰極３の間に複数の陽イオン交換膜４
と複極膜５とを複極膜の陽イオン側を陰極側に向けて交
互に配置されている。
複極膜の陽イオン側の室６には、アミノ酸のアルカリ
塩（MX）を供給し、複極膜の陰イオン側の室７には、水
または希薄なアルカリを加えた。電気透析装置の両端に
ある陰極室８及び陽極室９には任意の電解液を用いるこ
とができるが、両極室共に電気透析装置で使用している
苛性アルカリを用いると良い。
塩（MX）を供給し、複極膜の陰イオン側の室７には、水
または希薄なアルカリを加えた。電気透析装置の両端に
ある陰極室８及び陽極室９には任意の電解液を用いるこ
とができるが、両極室共に電気透析装置で使用している
苛性アルカリを用いると良い。
このように両電極室の電解液を苛性アルカリにすると
電解液の供給設備が簡単となるだけでなく、陽極及び陰
極からは酸素と水素が発生するのみであって、発生ガス
に対する特別な除外設備の必要はない。一方、陽極及び
陰極材料についても白金族系の材料以外の比較的安価な
材料の使用も可能であるので、設備費が安価となる。
電解液の供給設備が簡単となるだけでなく、陽極及び陰
極からは酸素と水素が発生するのみであって、発生ガス
に対する特別な除外設備の必要はない。一方、陽極及び
陰極材料についても白金族系の材料以外の比較的安価な
材料の使用も可能であるので、設備費が安価となる。
複極膜の陽イオン側の室６からはアミノ酸を連続的あ
るいは、所定の時間の通電の後に間欠的に取り出すと共
に、同様に複極膜の陰イオン側の室７からはアルカリを
取り出す。
るいは、所定の時間の通電の後に間欠的に取り出すと共
に、同様に複極膜の陰イオン側の室７からはアルカリを
取り出す。
また第３図は、本発明の方法を実施する電気透析装置
のフローシートを示し、陰極室８及び陽極室９はそれぞ
れ陰極液循環タンク10および陽極液循環タンク11と結合
されており、複極膜の陽イオン側の室６は、アラニン循
環タンク12が、また複極膜の陰イオン側の室７は水酸化
ナトリウム循環タンク13が結合されている。
のフローシートを示し、陰極室８及び陽極室９はそれぞ
れ陰極液循環タンク10および陽極液循環タンク11と結合
されており、複極膜の陽イオン側の室６は、アラニン循
環タンク12が、また複極膜の陰イオン側の室７は水酸化
ナトリウム循環タンク13が結合されている。
電気透析装置の運転は、バッチ式及び連続式のいずれ
でも可能であり、連続的にアラニンを取り出す場合に
は、アラニン循環タンク及び水酸化ナトリウム循環タン
クへそれぞれ連続的にアラニンのナトリウム塩水溶液及
び純水を添加し、所定の転化率のアラニン水溶液と水酸
化ナトリウムを取り出すと良い。
でも可能であり、連続的にアラニンを取り出す場合に
は、アラニン循環タンク及び水酸化ナトリウム循環タン
クへそれぞれ連続的にアラニンのナトリウム塩水溶液及
び純水を添加し、所定の転化率のアラニン水溶液と水酸
化ナトリウムを取り出すと良い。
実施例１ ８枚の複極膜と９枚の陽イオン交換膜を、複極膜の陽
イオン側を陰極の側に向け、陽イオン交換膜を両端にし
て交互に配置した電気透析装置の複極膜の陽イオン側の
室には濃度が220g/Lのアラニンのナトリウム塩の水溶液
を、陰イオン側の室には濃度が80g/Lの水酸化ナトリウ
ム水溶液を、また陽極室と陰極室にはそれぞれ濃度が10
0g/Lの水酸化ナトリウム水溶液を循環しながら、初期電
圧16Vで10A/dm2の電流密度で転化率が85％になるまで通
電をした。その後25Vの定電圧で１時間通電した。
イオン側を陰極の側に向け、陽イオン交換膜を両端にし
て交互に配置した電気透析装置の複極膜の陽イオン側の
室には濃度が220g/Lのアラニンのナトリウム塩の水溶液
を、陰イオン側の室には濃度が80g/Lの水酸化ナトリウ
ム水溶液を、また陽極室と陰極室にはそれぞれ濃度が10
0g/Lの水酸化ナトリウム水溶液を循環しながら、初期電
圧16Vで10A/dm2の電流密度で転化率が85％になるまで通
電をした。その後25Vの定電圧で１時間通電した。
アラニンの塩のアラニンへの転化率は、96.5％であ
り、平均電流効率は86.6％であり、水酸化ナトリウム水
溶液中に移行したアラニンは、アラニンのナトリウム塩
として0.3％であった。
り、平均電流効率は86.6％であり、水酸化ナトリウム水
溶液中に移行したアラニンは、アラニンのナトリウム塩
として0.3％であった。
また、電力原単位は、アラニン１グラム当量につき0.
072KWHであった。
072KWHであった。
実施例２ 初期電圧12.5Vで電流密度を5A/dm2の定電流による通
電を転化率90％までおこない、その後20Vの定電圧で１
時間通電したこと以外は、上記実施例１と同様の条件で
通電を行った。
電を転化率90％までおこない、その後20Vの定電圧で１
時間通電したこと以外は、上記実施例１と同様の条件で
通電を行った。
アラニンへの転化率は、96.5％、平均電流効率82.5
％、水酸化ナトリウム水溶液に移行したアラニンは、ア
ラニンのナトリウム塩として0.3％であった。
％、水酸化ナトリウム水溶液に移行したアラニンは、ア
ラニンのナトリウム塩として0.3％であった。
また、電力原単位は、アラニン１グラム当量につき0.
059KWHであった。
059KWHであった。
実施例３ アラニンのアルカリ塩の水溶液及び純水をそれぞれア
ラニン循環タンク、水酸化ナトリウム水溶液循環タンク
に連続的に供給した点を除いては、実施例１と同様の条
件で電気透析をし、アラニンへの転化率が85％のアラニ
ン水溶液と80g/Lの水酸化ナトリウム水溶液を連続的に
取り出して、さらに、実施例１と同様の電気透析装置の
アラニン循環タンクに供給し、電流密度3A/dm2でアラニ
ンへの転化率が96％となるまで電気透析をした。
ラニン循環タンク、水酸化ナトリウム水溶液循環タンク
に連続的に供給した点を除いては、実施例１と同様の条
件で電気透析をし、アラニンへの転化率が85％のアラニ
ン水溶液と80g/Lの水酸化ナトリウム水溶液を連続的に
取り出して、さらに、実施例１と同様の電気透析装置の
アラニン循環タンクに供給し、電流密度3A/dm2でアラニ
ンへの転化率が96％となるまで電気透析をした。
アラニンへの転化率が96％となるまでに、水酸化ナト
リウム水溶液中に移行したアラニンの総量は、アラニン
のナトリウム塩として0.3％であった。また電力原単位
は、アラニン１グラム当量につき0.082KWHであった。
リウム水溶液中に移行したアラニンの総量は、アラニン
のナトリウム塩として0.3％であった。また電力原単位
は、アラニン１グラム当量につき0.082KWHであった。
（発明の効果） 水を水素イオンと水酸イオンに分離する性質を有する
複極膜と陽イオン交換膜を、陰極に最も近い位置に陽イ
オン交換膜を設け、複極膜の陽イオン側が陰極に向くよ
うに交互に配置した電気透析装置において、複極膜の陽
イオン側と陽イオン交換膜とで形成される室にアミノ酸
のアルカリ塩の水溶液を供給し、複極膜の陰イオン側と
陽イオン交換膜で形成される室には、水または希薄のア
ルカリ水溶液を供給して電気透析する方法である本発明
によれば、外部から薬剤を供給することなしに、アミノ
酸のアルカリ塩から相応するアミノ酸と苛性アルカリを
小さな電力消費で製造することができる。
複極膜と陽イオン交換膜を、陰極に最も近い位置に陽イ
オン交換膜を設け、複極膜の陽イオン側が陰極に向くよ
うに交互に配置した電気透析装置において、複極膜の陽
イオン側と陽イオン交換膜とで形成される室にアミノ酸
のアルカリ塩の水溶液を供給し、複極膜の陰イオン側と
陽イオン交換膜で形成される室には、水または希薄のア
ルカリ水溶液を供給して電気透析する方法である本発明
によれば、外部から薬剤を供給することなしに、アミノ
酸のアルカリ塩から相応するアミノ酸と苛性アルカリを
小さな電力消費で製造することができる。
第１図は本発明の方法を実施する電気透析装置の一例を
示す図である。 第２図はアラニンのアルカリ塩のアミノ酸へ転化した割
合とpHとの関係を示す図である。 第３図は本発明の方法を実施する電気透析装置のフロー
シートを示す。
示す図である。 第２図はアラニンのアルカリ塩のアミノ酸へ転化した割
合とpHとの関係を示す図である。 第３図は本発明の方法を実施する電気透析装置のフロー
シートを示す。
Claims (2)
- 【請求項１】アミノ酸のアルカリ塩から電気透析により
アミノ酸を製造する方法において、複極膜の陽イオン側
を陰極に向けて、複極膜と陽イオン交換膜を交互に配置
し、複極膜の陽イオン側と陽イオン交換膜で形成された
室にアミノ酸のアルカリ塩を供給して電気透析し、該室
から相応するアミノ酸を、複極膜の陰イオン側と陽イオ
ン交換膜で形成された室から苛性アルカリを得ることを
特徴とするアミノ酸の製造方法。 - 【請求項２】アミノ酸の塩からアミノ酸への転化率があ
らかじめ設定した値に達するまで定電流で電気透析を
し、設定値に達した後は、定電圧で電気透析をすること
を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のアミノ酸の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62257400A JPH0830048B2 (ja) | 1987-10-14 | 1987-10-14 | アミノ酸の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62257400A JPH0830048B2 (ja) | 1987-10-14 | 1987-10-14 | アミノ酸の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01102049A JPH01102049A (ja) | 1989-04-19 |
| JPH0830048B2 true JPH0830048B2 (ja) | 1996-03-27 |
Family
ID=17305852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62257400A Expired - Fee Related JPH0830048B2 (ja) | 1987-10-14 | 1987-10-14 | アミノ酸の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0830048B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5049250A (en) * | 1989-08-14 | 1991-09-17 | Allied-Signal Inc. | Electrodialytic treatment of aqueous solutions containing amino acids |
| DE3929137C1 (ja) * | 1989-09-01 | 1991-02-28 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung Ev, 8000 Muenchen, De | |
| DE3929121C1 (ja) * | 1989-09-01 | 1991-02-28 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung Ev, 8000 Muenchen, De | |
| DE19952961A1 (de) | 1999-11-03 | 2001-05-10 | Basf Ag | Verfahren zur Aufreinigung von aminosäurehaltigen Lösungen durch Elektrodialyse |
| JP2002284749A (ja) * | 2001-03-23 | 2002-10-03 | Ajinomoto Co Inc | 塩基性アミノ酸溶液の製造方法 |
| US7211682B2 (en) | 2003-07-21 | 2007-05-01 | Akzo Nobel N.V. | Aqueous solution of a sodium salt of HEDTA |
| ES2246159B1 (es) * | 2004-07-22 | 2007-03-16 | Menadiona, S.L. | Procedimiento para la obtencion de aminoacidos ciclicos. |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5764619A (en) * | 1980-10-09 | 1982-04-19 | Tokuyama Soda Co Ltd | Preparation of organic acid |
| JPS5936506A (ja) * | 1982-08-23 | 1984-02-28 | Babcock Hitachi Kk | 電気透析式造水装置の運転制御方法 |
-
1987
- 1987-10-14 JP JP62257400A patent/JPH0830048B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5764619A (en) * | 1980-10-09 | 1982-04-19 | Tokuyama Soda Co Ltd | Preparation of organic acid |
| JPS5936506A (ja) * | 1982-08-23 | 1984-02-28 | Babcock Hitachi Kk | 電気透析式造水装置の運転制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01102049A (ja) | 1989-04-19 |
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