KR20170041719A

KR20170041719A - 결정질 l-알라닌의 수득 방법

Info

Publication number: KR20170041719A
Application number: KR1020177003059A
Authority: KR
Inventors: 디테르 바우만; 세바스티안 블로흐; 린다 가렐라; 로베르트 센크필
Original assignee: 바스프 에스이
Priority date: 2014-08-08
Filing date: 2015-08-07
Publication date: 2017-04-17
Also published as: ES2688556T3; RU2712250C2; US20170233331A1; BR112017002013A2; JP6715825B2; JP2017523999A; MY194906A; CN106573876B; BR112017002013B1; KR102544938B1; EP3177731B1; EP3177731A1; RU2017107555A3; MX2017001810A; WO2016020510A1; RU2017107555A; PH12017500220A1; US9908842B2; CN106573876A; CA2955543A1

Abstract

본 발명은 L-알라닌 수용액, 특히 발효 공정으로부터 수득되는 L-알라닌 수용액으로부터의 결정질 L-알라닌의 수득 방법에 관한 것이다

Description

결정질 L-알라닌의 수득 방법{METHOD FOR OBTAINING CRYSTALLINE L-ALANINE}

본 발명은 L-알라닌 수용액, 특히 발효 공정으로부터 수득되는 L-알라닌 수용액으로부터 결정질 L-알라닌을 수득하는 방법에 관한 것이다.

(S)-2-아미노프로피온산으로도 지칭되는 L-알라닌은 임상 영양에, 또는 전립선 비대증용 치료제와 같은 제약 생성물의 성분으로 이용될 수 있는 단백질원성 아미노산이다. 이는 또한 식품 산업에서 건강 식품 및 음료에 영양소를 보충하는 데에 사용된다. 또한, L-알라닌은 세포 배양용 보충제로 사용될 수 있다. 그 밖에, L-알라닌은 메틸 글리시드 디아세트산과 같은 다른 화학물질의 제조에 출발 물질로 이용될 수도 있다. L-알라닌은 종종 효소 촉매 작용 또는 발효 공정을 사용하여 제조된다 (예컨대 문헌 [Xueli Zhang et al., Production of L-alanine by metabolically engineered Escherichia coli, Appl. Microbiol. Biotechnol. (2007) 77:355-366] 및 거기에 인용되어 있는 문헌, 그리고 문헌 [Ullmann's Fine Chemicals, Wiley-VCH, Weinheim 2013, Vol. 1, pages 179 f.] 및 거기에 인용되어 있는 문헌 참조).

제조 공정에서, L-알라닌은 통상적으로 수용액으로서 수득되며, 분무 건조 또는 결정화에 의해 단리될 수 있다. 그러나, L-알라닌 함유 수용액의 분무 건조는 처음에는 불만족스러운 유동 특성 및 불량한 저장 특성을 가지는 비정질의 고체 분말을 초래하는데, 분말은 케이크화를 야기하고 취급하기가 어려운 고체 덩어리로 전환될 수 있다.

결정화에 의해 수용액으로부터 L-알라닌을 단리하고자 하는 경우에는, 몇 가지 문제점에 직면한다. 한 가지 문제점은 자발적으로 결정화되어 불순한 고체 물질을 형성할 수 있는 과포화 수용액을 형성하려는 L-알라닌의 경향이다. 두 번째 문제점은 수용액으로부터의 L-알라닌의 결정화 시에는 침 또는 막대 형상의 물질이 수득되며, 그것이 여과하기가 어렵다는 것이다. 그의 높은 가로세로비(aspect ratio) 및 결과적인 높은 비표면적으로 인하여, 그와 같은 침 또는 막대-형상 물질은 모액을 다량 함유하며, 그에 따라 중간급의 순도만을 가지고, 추가적인 건조 노력을 필요로 한다. 침 또는 막대-형상 물질의 형성은 L-알라닌의 수용액이 발효 제조 공정으로부터 기원하는 경우에 특히 문제가 된다.

본 발명의 발명자들은 침 또는 막대 형상 결정의 형성이 유기 불순물, 특히 D-알라닌 및 소정 L-아미노산들, 예컨대 L-발린, L-류신, L-리신, L-아스파라긴, L-글루타민 및 L-아르기닌과 같은, L-알라닌이 아닌 다른 α-아미노산의 존재, 특히 L-발린의 존재에 기인할 수 있다는 것을 발견하였다. 본 발명자들은 L-알라닌의 결정화에 대한 이러한 α-아미노산들의 유해 효과가 L-알라닌 중량을 기준으로 100 ppm 이하의 매우 낮은 농도에서도 그와 같은 문제점을 야기할 수 있다는 것을 발견하였다. 다른 한편, L-알라닌의 제조 공정은 통상적으로 L-알라닌이 아닌 다른 α-아미노산을 상당량, 예컨대 L-알라닌을 기준으로 1000 ppm 이상의 양으로 함유한다. 이러한 불순물들은 라세미화에 기인할 수 있거나, 또는 제조 공정에서 부산물로서 형성될 수 있다.

[발명의 개요]

L-알라닌을 기준으로 L-알라닌이 아닌 다른 1종 이상의 α-아미노산을 적어도 100 ppm 함유하는 L-알라닌 수용액으로부터 조밀 결정(compact crystal), 즉 낮은 가로세로비를 가지는 결정의 형태로 결정질 L-알라닌을 수득하는 것을 가능케 하는 방법에 대한 강한 필요성이 존재한다.

본 발명자들은 놀랍게도 제어되는 과포화 조건하에서의 용해된 L-알라닌의 농도 c 대 L-알라닌의 평형 용해도 c^*의 비 c:c^*가 > 1:1 내지 1.5:1, 종종 > 1:1 내지 1.3:1, 특히 > 1:1 내지 1.15:1, 특별히는 > 1:1 내지 1.10:1이 되도록 하는 방식의 제어되는 과포화 조건을 L-알라닌의 용액에서 유도하는 것을 포함하는 방법에 의해 이와 같은 목적 및 기타 목적들이 달성된다는 것을 발견하였다.

이에 따라, 본 발명은 L-알라닌을 기준으로 L-알라닌이 아닌 다른 1종 이상의 α-아미노산을 적어도 100 ppm, 예컨대 100 내지 30000 ppm, 특히 200 내지 10000 ppm 또는 500 내지 5000 ppm 함유하는 L-알라닌 수용액으로부터의 결정질 L-알라닌의 수득 방법에 관한 것이며, 상기 방법은

a) L-알라닌을 기준으로 L-알라닌이 아닌 다른 1종 이상의 α-아미노산을 적어도 100 ppm, 특히 적어도 200 ppm 또는 적어도 500 ppm, 예컨대 100 내지 30000 ppm, 특히 200 내지 10000 ppm 또는 500 내지 5000 ppm 함유하는 L-알라닌 수용액을 제공하는 단계;

b) 제어되는 과포화 조건하에서의 용해된 L-알라닌의 농도 c 대 L-알라닌의 평형 용해도 c^*의 비 c:c^*가 > 1:1 내지 1.5:1, 종종 > 1:1 내지 1.3:1, 특히 > 1:1 내지 1.15:1, 특별히는 > 1:1 내지 1.10:1이 되도록 하는 방식의 제어되는 과포화 조건을 유도함으로써, L-알라닌의 결정화에 영향을 주는 것에 의해, L-알라닌 수용액을 결정화에 적용하는 단계;

c) 모액으로부터 결정질 L-알라닌을 분리하는 단계

를 포함하고, 여기서 L-알라닌 수용액은 L-알라닌 결정의 수성 현탁액을 포함하는 연속식으로 가동되는 결정화 장치에 공급된다.

본 발명의 방법에 의하면, 일반적으로 10:1 미만, 특히 5:1 미만, 또는 심지어는 2:1 미만인 가로세로비 (길이 대 두께의 비)를 가지는 조밀 결정의 형태로 순수 결정질 L-알라닌이 수득된다. 결정질 물질의 평균 입자 크기는 일반적으로 0.2 내지 1.5 mm, 특히 0.3 내지 1.0 mm의 범위이며, 여기서 평균 입자 크기는 DIN 66165-2:1987-04에 따라 광 산란법 또는 체질에 의해 측정하였을 때의 중량 평균 입자 크기이다. 바람직하게는, 본 발명의 방법에 의해 수득되는 결정질 L-알라닌은 100 ㎛ 미만 입자 크기를 가지는 입자를 10 중량% 미만 함유한다.

본 발명의 방법에 의해 수득되는 결정질 L-알라닌에 함유되어 있는 불순물의 양은 일반적으로 고체 L-알라닌을 기준으로 10000 ppm 미만, 특히 8000 ppm 미만이다.

본 발명 방법의 제1 단계 a)에서는, 이후 제2 단계 b)에서의 결정화에 적용되는 L-알라닌 수용액이 제공된다. 원칙적으로는, 어느 L-알라닌 용액도 본 발명의 방법에 이용될 수 있다. 상기 수용액은 생화학적 공정 또는 통상적인 공정으로부터 수득된 수용액일 수 있다. 본 발명의 방법에 이용되는 수용액은 바람직하게는 N-아세틸-D,L-알라닌 또는 L-아스파르트산으로부터의 효소적 생물촉매 전환에 의해 (문헌 [A. Liese, et al. "Industrial biotransformations", Wiley-VCH, 2000, pages 300 ff. and 334 ff.] 및 거기에 인용되어 있는 문헌 참조), 또는 예컨대 문헌 [Xueli Zhang et al., Production of L-alanine by metabolically engineered Escherichia coli, Appl. Microbiol. Biotechnol. (2007) 77:355-366] 및 거기에 인용되어 있는 문헌에 기술되어 있는 바와 같은 탄수화물 공급원의 발효에 의해 L-알라닌이 수득되는 공정과 같은 생화학적 공정으로부터 수득된다.

본 발명에 있어서, 본 발명 방법의 단계 a)에서 제공되는 L-알라닌 수용액은 수용액에 함유되어 있는 L-알라닌을 기준으로 L-알라닌이 아닌 다른 1종 이상의 α-아미노산을 적어도 100 ppm, 예컨대 100 내지 30000 ppm, 특히 200 내지 10000 ppm 또는 500 내지 8000 ppm 함유한다. 이러한 아미노산의 예는 구체적으로 D-알라닌 및 소정 L-아미노산들, 예컨대 L-발린, L-류신, L-리신, L-아스파라긴, L-글루타민 및 L-아르기닌, 그리고 이들의 혼합물과 같은, L-알라닌이 아닌 다른 α-아미노산이다. 종종, 단계 a)에서 제공되는 L-알라닌 수용액은 L-발린을 함유한다. 단계 a)에서 제공되는 L-알라닌 수용액은 다른 유기 및 무기 불순물을 함유할 수도 있다. 이러한 불순물은 아미노산이 아닌 다른 유기 산, 예컨대 피루브산, 숙신산, 락트산, 시트르산, 포름산, 아세트산 또는 프로피온산, 그리고 무기 염 예컨대 포스페이트, 술페이트, 알칼리금속 히드록시드, 암모늄 염 등일 수 있다. 불순물의 총량은 일반적으로 수용액에 함유되어 있는 L-알라닌을 기준으로 50000 ppm을 초과하지 않을 것이다.

단계 a)에서 제공되는 L-알라닌 수용액에 수-불용성 고체 물질이 본질적으로 없는 경우, 즉 수-불용성 물질의 양이 그에 함유되어 있는 L-알라닌을 기준으로 5000 ppm 미만, 특히 100 ppm 미만, 또는 수용액 중량을 기준으로 1000 ppm 이하, 특히 20 ppm 이하인 경우이면 유익하다는 것이 발견되었다. 구체적으로, 단계 a)에서 제공되는 수용액은 단계 b)의 결정화에 적용하기 전에 여과, 특히 마이크로여과 또는 한외여과에 적용된다.

구체적인 실시양태에서, 단계 a)에서 제공되는 L-알라닌 수용액은 색상 형성 불순물을 제거하기 위하여 탈색에 적용된다. 착색은 목탄을 사용한 수용액의 처리에 의해 달성될 수 있다.

단계 a)에서 제공되는 수용액 중 L-알라닌의 농도는 수용액의 온도에 따라 통상적으로 50 내지 270 g/L로 달라질 수 있다. 종종, 50 내지 150 g/L 범위의 농도를 가지는 묽은 용액이 먼저 제공된 후, 그것이 예를 들면 물의 증발에 의한 130 내지 270 g/L, 특히 160 내지 230 g/L 또는 170 내지 210 g/L 범위 농도로의 농축 단계에 적용된다.

농축 단계에서의 물의 증발은 강제 순환 증발기, 자연 순환 증발기, 강제 순환 급속 증발기, 박막 증발기, 강하 막 증발기 및 나선 튜브 증발기와 같은 통상적인 증발기에 의해 달성될 수 있다. 증발기는 통상적인 가열 매체 예컨대 가열 오일, 또는 스팀 네트워크로부터의 스팀 또는 증기 재압축에 의해 본 발명의 공정에서 제공되는 스팀을 포함한 가열 스팀을 사용하여 가열될 수 있다. 바람직하게는, 농축 단계에서의 물의 증발은 바람직하게는 기계식 증기 재압축에 의해 수득되는 가열 스팀을 사용하는 강하-막 증발기에 의해 달성된다. 기계식 증기 재압축은 요구되는 새로운 스팀의 양을 감소시킴으로써 전체적인 비용을 감소시키는 것을 가능케 한다. 증기 재압축은 바람직하게는 하나 이상의 회전 압축기에 의해 달성된다. 증기 재압축의 중간급 압축 스트로크 및 그에 따른 가열 부문에서의 제한된 온도 상승으로 인하여 강하 막 증발기가 바람직하게 사용되는데, 그것이 작은 온도 구배에서 가동될 수 있기 때문이다. 강하 막 증발기는 작은 순환 속도 및 낮은 압력 강하에서의 높은 증발 속도를 가능케 한다. 따라서, 강하 막 증발기는 온도에 민감한 L-알라닌의 짧은 체류 시간을 가능케 한다. 또한, 강하 막 증발기의 낮은 압력 강하는 증기 재압축 및 그에 따른 열 회수에 유익하다. 수개의 증발기들을 직렬로 연결하는 것이 유익한데, 그것이 가열 측과 공정 측 사이의 온도 차이를 높게 유지하는 것을 가능케 함으로써 작은 열 교환기 표면적을 가능케 하기 때문이다.

제어되는 과포화 조건은 L-알라닌의 수성 현탁액에서 유도된다. 수성 현탁액에서, 고체 함량은 바람직하게는 현탁액의 총 중량을 기준으로 5 내지 35 중량%, 특히 15 내지 30 중량%, 특별히는 20 내지 25 중량%의 범위이다.

바람직하게는, 과포화 조건하에서의 L-알라닌의 수성 현탁액 중 용해된 L-알라닌의 농도는 바람직하게는 150 내지 400 g/L, 특히 170 내지 340 g/L, 특별히는 180 내지 300 g/L의 범위이다.

바람직하게는, 제어되는 과포화는 승온, 예컨대 적어도 30 ℃, 종종 적어도 50 ℃, 특히 적어도 60 ℃의 온도에서 유도된다. 일반적으로, 온도는 110 ℃를 초과하지 않게 된다. 특히, 과포화는 60 내지 105 ℃의 온도에서 유도된다.

제어되는 과포화는 물에서의 L-알라닌의 용해도를 낮추거나, 또는 L-알라닌이 결정화되는 수용액 또는 현탁액 중 L-알라닌의 농도를 증가시키는 어떠한 수단에 의해서도 유도될 수 있다. 그와 같은 수단에는 물의 제거, 아세톤과 같은 반-용매의 첨가, 또는 냉각, 또는 이러한 수단들의 조합이 포함된다. 상기 수단은 수용액 또는 현탁액 중 용해된 L-알라닌의 농도 c 대 L-알라닌의 평형 용해도 c^*의 비 c:c^*가 > 1:1 내지 1.5:1, 종종 > 1:1 내지 1.3:1, 특히 > 1:1 내지 1.15:1, 특별히는 > 1:1 내지 1.10:1이 되도록 선택된다. 주어진 온도 또는 압력에서의 물에서의 L-알라닌의 평형 농도 c^*는 알려져 있거나, 일상적인 실험에 의해 측정될 수 있다. 현탁액 또는 용액 중 용해된 L-알라닌의 실제 농도는 수용액 중 L-알라닌의 농도, 결정화 장치에 공급된 L-알라닌의 양, 제거된 물의 양 및 결정화된 L-알라닌의 양을 이용하여 계산될 수 있다. 실제 농도는 예를 들면 ATR-FTIR (감쇠 전반사 푸리에 변환 적외선 분광법(Attenuated Total Reflection Fourier Transform Infrared Spectroscopy))에 의해 실험적으로 측정될 수도 있다.

비 c:c^*와 관련하여, > 1:1의 값은 열역학적 평형의 상태, 즉 비 c:c^*가 1인 상태를 초과하는 임의의 값을 나타낸다. > 1:1의 값은 예를 들면 1.00001:1, 1.0005:1, 1.0001:1, 1.0005:1, 1.001:1 또는 1.0002:1의 값, 특히 1.00001 내지 1.002:1 범위의 값을 나타낸다.

바람직하게는, 과포화는 L-알라닌이 결정화되는 수용액 또는 현탁액으로부터 물을 제거하는 것에 의해, 또는 수용액 또는 현탁액을 냉각하는 것에 의해, 또는 이러한 방법들의 조합에 의해 유도되거나 유지된다. 과포화 조건을 달성하거나 유지하기 위해서는, 바람직하게는 증발에 의해 물이 제거된다. 특히, 과포화 조건은 물의 증발에 의해, 또는 증발/냉각 조합에 의해 유도되거나 유지된다.

바람직하게는, L-알라닌의 결정화는 증발에 의한 물의 제거를 촉진하기 위하여 감압하에서 수행된다. 바람직하게는, L-알라닌의 결정화는 20 내지 1000 mbar, 특히 70 내지 500 mbar, 특별히는 120 내지 310 mbar 범위의 압력에서 수행된다.

L-알라닌의 결정화는 수용액으로부터의 유기 화합물의 결정화에 이용될 수 있으며 연속식으로 가동될 수 있는 어떠한 유형의 결정화 장치에서도 수행될 수 있다. 적합한 결정화 장치에는 교반 탱크 결정화기, 안내 파이프가 구비된 교반 탱크 결정화기, 안내 파이프 및 임의적으로 결정의 분류를 위한 수단이 구비된 교반 탱크 결정화기, 소위 드래프트 튜브 결정화기 또는 드래프트 튜브 배플(draft tube baffle) (DTB) 결정화기, 임의적으로 결정 분류 수단이 구비된 강제 순환 결정화기, 예컨대 오슬로(Oslo)-유형 결정화기, 임의적으로 결정 분류 수단이 구비된 유도 강제 순환 결정화기, 및 냉각-플레이트 결정화기가 포함되나, 이에 제한되는 것은 아니다. 바람직한 결정화기는 강제 순환 결정화기, 드래프트 튜브 결정화기, 드래프트 튜브 배플장착 결정화기, 오슬로-유형 결정화기 및 유도 강제 순환 결정화기의 군에서 선택되며, 특히 바람직한 것은 드래프트 튜브 배플장착 결정화기 및 유도 강제 순환 결정화기이다.

본 발명의 방법은 연속식으로 수행된다.

지적한 바와 같이, 본 발명의 방법은 연속식으로 수행되는데, 다시 말하자면 단계 a)에서 제공되는 L-알라닌 수용액이 연속식으로 가동되는 결정화 장치에 공급된다. 다른 말로 하면, L-알라닌 수용액이 연속식으로 가동되는 결정화 장치에 연속식으로 공급되며, 결정화 장치로부터 결정화된 L-알라닌이 연속식으로 배출된다.

연속식으로 가동되는 결정화 장치에서는, 제어되는 과포화 조건이 유지된다. 바람직하게는, 제어되는 과포화 조건은 바람직하게는 증발에 의해 정해진 양의 물을 제거하는 것에 의해, 또는 냉각하는 것에 의해, 또는 이러한 수단들의 조합에 의해 유지된다. 바람직하게는, 물은 증발에 의해 연속식으로 제거된다.

종종, 연속식으로 가동되는 결정화 장치는 제어되는 과포화 조건이 준-정적이거나 거의 준-정적인 방식으로 가동된다. 특히, 온도 변동은 10 K 미만이며/거나, 압력 변동은 60 mbar 미만이다.

일반적으로, 연속식으로 가동되는 결정화 장치는 L-알라닌 결정의 수성 현탁액을 포함한다. 바람직하게는, 연속식으로 가동되는 결정화 장치에 포함되어 있는 수성 현탁액 중 고체 함량은 연속식으로 가동되는 결정화 장치 또는 연속식으로 가동되는 결정화 장치의 활성 부피에 포함되어 있는 현탁액의 총 중량을 기준으로 5 내지 35 중량%, 특히 15 내지 30 중량%, 특별히는 20 내지 25 중량%의 범위이다. 활성 부피는 결정화가 이루어지는 결정화 장치의 부분, 예컨대 자유롭게 유동하는 L-알라닌 결정 수성 현탁액을 포함하는 부분으로 이해된다.

종종, 연속식으로 가동되는 결정화 장치의 단계 b)는 하기의 하위단계들을 포함한다:

b1) 바람직하게는 현탁액 중량을 기준으로 5 내지 30 중량%, 특히 20 내지 25 중량%의 고체 함량을 가지는 L-알라닌 수성 현탁액을 포함하는 연속식으로 가동되는 결정화 장치에 연속식으로 L-알라닌 수용액을 공급하는 단계;

b2) 바람직하게는 증발에 의해, 특히 감압하에서의 증발에 의해 결정화 장치에 포함되어 있는 L-알라닌 수성 현탁액으로부터 연속식으로 물을 제거하는 단계;

b3) 결정화 장치로부터 연속식으로 L-알라닌 수성 현탁액을 제거하는 단계.

단계 b3)에서 결정화기로부터 제거되는 L-알라닌 수성 현탁액의 스트림이 2개의 스트림으로 분할될 경우 유익하다는 것이 발견되었다. 제1 스트림은 고체 L-알라닌의 단리에 적용되는 반면, 나머지는 단계 b1)에서 제공되는 새로운 L-알라닌 수용액과 함께 다시 결정화 장치로 공급된다. 이를 위하여, 단계 b3)에서 제거되는 L-알라닌 수성 현탁액 중 일부는 그것이 결정화 장치로 공급되기 전에 단계 b1)의 L-알라닌 수용액과 혼합된다. 다음에, 그렇게 수득된 혼합물은 다시 결정화 장치로 공급된다. 단계 b3)에서 결정화기로부터 제거되는 총 스트림 대 고체 L-알라닌의 단리에 적용되는 제1 스트림의 부피 비는 적어도 4:1, 특히 적어도 7:1, 더욱 특히는 적어도 10:1, 예컨대 4:1 내지 200:1, 또는 7:1 내지 80:1 또는 10:1 내지 60:1이다.

증발에 의해 물을 제거하기 위해서는, 증발에 필요한 에너지가 결정화기에 도입되어야 한다. 이는 통상적인 가열 요소에 의해 달성될 수 있다. 바람직하게는, 가열된 L-알라닌 수용액 스트림을 반응기에 공급하는 것에 의해 증발열이 결정화기에 도입된다. 반응기에 공급되는 가열된 L-알라닌 수용액 스트림은 어떠한 통상적인 열 교환기에 의해서도 가열될 수 있다. 상기 열 교환기는 통상적인 가열 매체 예컨대 가열 오일, 또는 스팀 네트워크로부터의 스팀 또는 L-알라닌 수용액의 결정화 또는 농축 동안 증발되는 물의 증기 재압축에 의해 본 발명의 공정에서 제공되는 스팀을 포함한 가열 스팀을 사용하여 가동될 수 있다. 바람직하게는, 결정화기에 공급되는 가열된 L-알라닌 용액은 바람직하게는 L-알라닌 수용액의 결정화 또는 농축 동안 증발되는 물의 증기 재압축으로부터의 스팀에 의해 가열되는 강제 순환 감압 증발기를 사용하여 가열된다. 강제 순환 감압 증발기를 사용하는 것은 열 교환기 표면상의 부착물을 최소화한다.

연속식으로 가동되는 결정화 장치는 바람직하게는 드래프트 튜브 결정화기, 드래프트 튜브 배플 결정화기 또는 유도 강제 순환 결정화기이다.

단계 c)에서는, 수성 모액으로부터 결정화된 L-알라닌이 분리된다. 이를 위하여, 수성 모액 중 결정화된 L-알라닌의 현탁액은 고체/액체 분리에 적용된다. 액체로부터의 고체의 분리에 적합한 수단에는 원심분리, 여과 또는 세척 탑(washing tower)이 포함된다. 원심분리를 위한 수단에는 추진식 원심분리기(pusher centrifuge), 웜 스크린(worm screen) 원심분리기, 필러(peeler) 원심분리기 및 경사분리기가 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 여과 수단에는 회전 압력 필터, 벨트 필터, 흡입 필터, 챔버 필터 및 챔버 필터 프레스가 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 적합한 세척 탑에는 중력 세척 컬럼, 기계식 세척 컬럼, 수력 세척 컬럼 및 피스톤 유형 세척 컬럼이 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는, 고체/액체 분리는 원심분리에 의해, 특히 추진식 원심분리기 또는 웜 스크린 원심분리기를 이용하여 수행되는데, 그에 의해 종종 10 중량% 미만, 예컨대 1 내지 8 중량%인 낮은 수득 고체 중 잔류 수분이 달성될 수 있기 때문이다.

고체/액체 분리는 단계적으로 수행되거나, 바람직하게는 연속식으로 수행될 수 있다.

수득되는 고체는 부착성 모액을 제거하기 위하여 예를 들면 저온 용매 예컨대 물 또는 순수 L-알라닌의 포화 수용액에 의해 세척될 수 있다. 결정화가 하나를 초과하는 결정화 단계로 수행되는 경우, 고체 L-알라닌의 세척에 이용될 수 있는 적합한 용매는 후속 결정화 단계의 모액일 수도 있다. 바람직하게는, 세척은 25 ℃ 미만, 예컨대 0 내지 20 ℃의 온도에서 수행된다. 세척은 예를 들면 저온 용매와 함께 고체 결정질 L-알라닌을 분무한 후 이어지는 추가적인 액체/고체 분리에 의해, 또는 저온 용매 중에 고체 결정질 L-알라닌을 현탁시킨 후 이어지는 추가적인 액체/고체 분리에 의해 수행될 수 있다. 세척은 단일 단계로, 또는 다수의 세척 단계, 예컨대 2개, 3개 또는 그 이상의 단계로 수행될 수 있다. 세척이 다수의 세척 단계로 수행되는 경우, 세척 단계들은 동시에 또는 바람직하게는 향류로(countercurrently) 운용될 수 있다.

바람직하게는, L-알라닌의 결정화는 적어도 2개, 특히 적어도 3개의 후속 결정화 단계 또는 스테이지를 포함한다. 그에 의해, 낮은 가로세로비를 가지는 더 조밀한 L-알라닌 결정이 수득된다. 또한, 제2 또는 제3 결정화 단계에서 수득되는 결정질 L-알라닌은 더 큰 입자 크기를 가진다.

다-단계 결정화 방법에서, 단계 a)에서 제공되는 L-알라닌 수용액은 배치-식으로 운용되거나 바람직하게는 상기한 바와 같이 연속식으로 운용되는 결정화 단계 (1)에 공급된다. 다음에, 이러한 단계 (1)에서 수득되는 결정질 L-알라닌은 물에 용해되고, 수득되는 용액은 정제된 결정질 L-알라닌 및 추가적인 모액이 수득되는 후속 결정화 단계 (2)에 적용된다. 바람직하게는, 후속 결정화 단계 (2)의 모액은 물과 혼합되며, 이 혼합물이 결정화 단계 (1)에서 수득된 결정질 L-알라닌을 용해시키는 데에 사용된다. 단계 (2)에서 수득되는 결정질 L-알라닌은 1개 이상, 예컨대 1 또는 2개의 각각 추가적인 결정화 단계 (3) 및 (4)에 적용될 수 있다. 바람직하게는, 후속 결정화 단계 (n+1)의 모액은 물과 혼합되며, 이 혼합물이 결정화 단계 (n)에서 수득된 결정질 L-알라닌을 용해시키는 데에 사용되고, 여기서 n은 각 결정화 단계를 나타낸다. 제1 결정화 단계의 모액은 폐기되거나, 또는 추가적인 결정화 단계에 적용되어 폐기되는 잔류액과 더 낮은 순도의 결정질 L-알라닌을 수득할 수 있다. 상기 결정화 단계에서 수득되는 결정질 L-알라닌은 예를 들면 단계 a)에서 제공되는 L-알라닌 수용액에 용해되어 더 진한 용액을 수득할 수 있고, 이는 결정화 단계 (1)에 공급된다. 상기 결정화 단계에서 수득되는 불순한 결정질 L-알라닌은 물과 결정화 단계 (1)에서 수득되는 모액의 혼합물에 용해된 후, 단계 a)에서 제공되는 L-알라닌 수용액과 합해져 결정화 단계 (1)에 공급되는 더 진한 용액을 수득할 수도 있다.

본 발명에 있어서, 적어도 결정화 단계 (1)은 제어되는 과포화 조건하에서의 결정화를 포함하는 상기한 방법에 따라 수행된다. 바람직하게는, 결정화 단계 (2) 역시 제어되는 과포화 조건하에서의 결정화를 포함하는 상기한 방법에 따라 수행된다.

이하, 도 1 내지 6을 참조하여 본 발명에 따른 방법을 상세하게 기술한다. 나타낸 도면들은 예시를 위하여 제공되는 것으로써, 본 발명을 그에 제한하고자 하는 것은 아니다.

[도면의 간단한 설명]

이하, 도 1 내지 7을 참조하여 본 발명에 따른 방법을 상세하게 기술한다. 나타낸 도면들은 예시를 위하여 제공되는 것으로써, 본 발명을 거기에 제한하고자 하는 것은 아니다.

도 1은 본 발명에 따른 방법의 기본적인 흐름도를 나타낸다.

도 2는 강제 순환 결정화기의 일 실시양태를 나타낸다.

도 3은 강제 순환 결정화기의 또 다른 실시양태, 이 경우에서는 드래프트 배플 결정화기를 나타낸다.

도 4는 유도 강제 순환 결정화기의 일 실시양태를 나타낸다.

도 5는 본 발명에 따른 다-단계 공정 실시양태의 블록도를 나타낸다.

도 6은 본 발명에 따른 바람직한 다-단계 공정 실시양태의 블록도를 나타낸다.

도 7은 본 발명에 따른 일 결정화 단계를 개략적으로 나타낸다.

도 8은 비교 실험 1에서 수득된 결정의 현미경사진이다.

도 9는 비교 실험 2에서 수득된 결정의 현미경사진이다.

도 10은 본 발명에 따른 실시예 1에서 수득된 결정의 현미경사진이다.

[부호의 설명]

도면에서는, 하기의 참조 기호들이 사용된다:

C 결정질 상/결정

CR 결정화

D 배출물

F 공급물

L 액

ML 모액

MLR 재순환되는 모액

P 생성물

R 재순환되는 현탁액

RL 잔류 액

S 새로운 용액

SLS 고체/액체 분리

V 증기

W 응축된 증기 (액체 물)

WL 세척 액체

i 단계 지표

1 결정화기

2 열 교환기

3 분리기

4 순환 펌프

5 농축물 펌프

6 증기 압축기

10 유입구

11 슬러리 회수

12 현탁액 유출구

13 액체 회수/오버플로우

14 드래프트 튜브

15 데미스터

16 증기 유출구

17 침강 구역

18 교반기

19 유도장치

20 증기 분리 구역

21 활성 부피

도 1에 도시되어 있는 바와 같이, L-알라닌 수용액을 함유하는 새로운 스트림 S는 재순환 스트림 R과 합해진 후, 열 교환기(2)에서 적어도 50 ℃, 예를 들면 60 ℃ 내지 105 ℃ 범위의 온도로 가열됨으로써, 공급 스트림 F로서의 L-알라닌 수용액이 수득된다. 열 교환기(2)는 구체적인 요건에 따라 수평 또는 수직 중 어느 하나로 배열될 수 있다. 공급물 F는 이후 연속식으로 가동되는 결정화기(1)로 공급된다. 결정화기(1)는 현탁액 중량을 기준으로 5 중량% 내지 30 중량%, 예를 들면 20 중량% 내지 25 중량%의 고체 함량을 가지는 L-알라닌의 수성 과-포화 현탁액을 활성 부피로서 포함한다. L-알라닌의 불-포화 수용액 F를 활성 부피로 공급하는 동시에 물을 제거함으로써, 과-포화 현탁액, 즉 결정화기(1)의 활성 부피 중 L-알라닌의 농도는 안정 상태가 된다. 수성 현탁액에서의 L-알라닌의 제어되는 과포화는 적어도 50 ℃, 예를 들면 60 ℃ 내지 105 ℃ 범위의 온도, 그리고 예를 들면 120 mbar 내지 800 mbar 범위의 감압에서 수행된다.

물은 증발에 의해 L-알라닌의 수성 현탁액으로부터 제거되는데, 결정화기(1)의 헤드에서 수증기 V가 회수된다. 증기 V는 추가적으로 압축기(6)를 통하여 전달되어 열 교환기(2)를 가열할 수 있는데, 예를 들면 가열될 공급물 F에 대하여 향류로 전달되며, 응축물 W로서 열 교환기(2)로부터 유출된다.

결정질 L-알라닌을 함유하는 슬러리의 배출물 D는 결정화기(1)의 저단부에서 제거된다. 배출물 D로부터, 일부 스트림은 재순환 스트림 R로서 취출된 후, 열 교환기(2)로의 진입 전, 진입시 또는 진입 후에 새로운 스트림 S와 혼합되도록 재순환 펌프(4)를 통하여 전달된다. 배출물 D는 재순환 스트림 R 대 새로운 스트림 S의 질량 비가 바람직하게는 5 초과, 특히 10 초과, 20 초과, 예를 들면 40:1 내지 60:1의 범위가 되도록 하는 방식으로 분할되게 된다.

배출물 D의 다른 다른 일부는 농축물 펌프(5)에 의해 분리기(3)로 이동된다. 분리기(3)에서, 슬러리 D는 모액 ML 및 생성물 P로서의 결정질 L-알라닌을 수득하기 위하여 분리된다. 원할 경우, 모액 ML은 본 발명의 방법 또는 선행 단계로 재순환될 수 있다.

대안적으로, 결정질 L-알라닌을 함유하는 슬러리의 배출물 D는 결정화기(1)의 저단부 측면에서 제거된다. 배출물 D는 농축물 펌프(5)에 의해 분리기(3)로 이동된다. 분리기(3)에서, 슬러리 D는 모액 ML 및 생성물 P로서의 결정질 L-알라닌을 수득하기 위하여 분리된다. 원할 경우, 모액 ML은 본 발명의 방법 또는 선행 단계로 재순환될 수 있다. 결정화기(1) 저단부의 중앙 부분에서는 제2의 배출물이 재순환 스트림 R로서 제거된다. 재순환 스트림 R은 열 교환기(2)로의 진입 전, 진입시 또는 진입 후에 새로운 스트림 S와 혼합되도록 재순환 펌프(4)를 통하여 전달된다. 재순환 스트림 R 대 새로운 스트림 S의 질량 비는 5 초과, 특히 10 초과, 20 초과, 예를 들면 40:1 내지 60:1의 범위이다. 두 가지 서로 다른 슬러리의 이와 같은 대안적인 회수는 결정화기의 측면에서 취출되는 슬러리 D가 결정화기(1)의 저부에서 취출되는 슬러리 R에 비해 더 진하거나, 또는 그와 다른 크기 분포의 결정을 함유하는 경우에 특히 유리한 것으로 입증될 수 있다.

결정화는 바람직하게는 연속식으로 가동되는 결정화기, 예를 들면 강제 순환 결정화기, 드래프트 튜브 결정화기 또는 드래프트 튜브 배플장착 결정화기, 또는 특히 유도 강제 순환 결정화기에서 수행될 수 있다.

도 2는 드래프트 튜브 결정화기를 나타낸다. 과가열된 L-알라닌 수용액 F는 유입구(10)를 통하여 결정화기(1)로 공급되어, 드래프트 튜브(14)를 통하여 상향 유동된 후, 드래프트 튜브(14)의 외부 측면을 따라 하향 복귀한다.

활성 부피(21) 중 현탁액으로부터 증발되는 물은 증기 V로서 결정화기(1)의 헤드로 상승한다. 증기 V는 액적을 제거하기 위하여 증기 분리 구역(20) 및 데미스터(demister)(15)를 통과한 후, 증기 유출구(16)를 통하여 결정화기(1)로부터 유출된다. 증기 V는 추가적으로 압축기(6)를 통하여 전달되어 열 교환기(2)를 가열하는데, 예를 들면 가열될 공급물 F에 대하여 향류로 전달되며, 응축물 W로서 열 교환기(2)로부터 유출된다.

활성 부피(21) 주변으로는, 침강 구역(17)이 배열될 수 있다. 활성 부피(21)의 더 낮은 영역에 있는 현탁액 유출구(12)를 통하여서는, 현탁액 R이 제거되어 새로운 용액 S와 합해진다. R과 S의 합한 스트림은 순환 펌프(4)를 통하여 열 교환기(2)를 지나 공급물 F로서 결정화기로 재순환된다. 순환 펌프(4)는 유입 용액 F와 혼합된 현탁액에 필요한 교반을 제공하며, 활성 부피(21) 내에서의 현탁액의 순환을 수행한다.

활성 부피(21) 아래의 결정화기(1)의 저부에서 이루어지는 슬러리 회수(11)를 통하여서는, 결정화기(1)로부터 슬러리 D가 제거된다. 회수된 슬러리 D는 원하는 결정질 L-알라닌을 함유하고 있다.

도 3은 강제 순환이 구비된 드래프트 튜브 배플장착 결정화기를 나타낸다. 과가열된 L-알라닌 수용액 F는 유입구(10)를 통하여 결정화기(1)로 공급되어, 드래프트 튜브(14)를 통하여 상향 유동된 후, 드래프트 튜브(14)의 외부 측면을 따라 하향 복귀한다. 저부 진입 교반기(18)가 중간급의 에너지 소비로 유입 용액 F와 혼합된 현탁액에 필요한 교반을 제공하며, 활성 부피(21) 내에서의 현탁액의 순환을 수행한다.

활성 부피(21)에서 현탁액으로부터 증발되는 물은 증기 V로서 결정화기(1)의 헤드로 상승한다. 증기 V는 액적을 제거하기 위하여 증기 분리 구역(20) 및 데미스터(15)를 통과한 후, 증기 유출구(16)를 통하여 결정화기(1)로부터 유출된다.

활성 부피(21) 주변으로는, 배플을 이용하여 침강 구역(17)이 배열된다. 침강 구역(17)에서는, 침강 구역(17) 상부 영역의 오버플로우(13)에서 과량의 모액 L 및/또는 미립자가 추가적인 처리를 위하여 회수될 수 있다. 이와 같이 기본적으로 투명한 액 L은 어떠한 단계에서도 L-알라닌 용액의 온도 및/또는 농도를 제어하기 위하여 공정으로 재순환될 수 있다.

침강 구역(12) 저부 영역의 현탁액 유출구(12)를 통하여서는, 현탁액 R이 제거되어 새로운 공급 스트림 S와 혼합되도록 재순환된다.

침강 구역(12) 아래에 위치하는 슬러리 회수(11)를 통하여서는, 결정화기(1)로부터 슬러리 D가 제거된다. 회수된 슬러리 D는 생성물 P로서 원하는 결정질 L-알라닌을 함유하고 있다.

도 4에 나타낸 유도 강제 순환 결정화기는 상기에서 설명한 바와 같은 도 2 및 3에 나타낸 강제 순환 결정화기와 유사하게 가동된다. 도 3에 나타낸 실시양태와 달리, 유도 강제 순환 결정화기는 어떠한 내부 교반 장치도 없이 작용한다.

과가열된 L-알라닌 수용액 F는 유입구(10)를 통하여 결정화기(1)로 공급되어, 드래프트 튜브(14)를 통하여 상향 유동된 후, 드래프트 튜브(14)의 외부 측면을 따라 하향 복귀한다. 활성 부피(21)에서 현탁액으로부터 증발되는 물은 증기 V로서 결정화기(1)의 헤드로 상승한다. 증기 V는 액적을 제거하기 위하여 증기 분리 구역(20) 및 데미스터(15)를 통과한 후, 증기 유출구(16)를 통하여 결정화기(1)로부터 유출된다.

활성 부피(21) 주변으로는, 침강 구역(17)이 배열된다. 침강 구역(17) 상부 영역의 액체 회수(13)에서는, 액 L이 회수된다. 이와 같이 기본적으로 투명한 액 L은 순환 펌프(4)를 통하여 재순환된다. 침강 구역(12) 아래의 현탁액 유출구(12)를 통하여서는, 현탁액 R이 제거되어, 외부 회로에서 투명한 액 L과 합해진다. 새로운 용액 S는 스트림 R과 합하기 전에, 그와 동시에 또는 그 후에 재순환 스트림 L에 공급된다. 합한 재순환 스트림은 열 교환기 (도면에는 나타내지 않음)에서 가열된 후, 공급물 F로서 결정화기(1)로 공급된다. 도 2에 나타낸 실시양태와 유사하게, 열 교환기(2)를 가열하는 데에는 증기 V가 사용될 수 있다.

순환 펌프(4)의 처리량은 재순환되는 현탁액 R의 사이펀흡입(syphoning) 및 활성 부피(21) 내 현탁액에 필요한 교반을 제공한다. 다른 교반 장치는 필요하지 않아서, 가능한 최소한의 변형으로 현탁액 중 결정이 처리된다.

활성 부피(21) 아래 및 침강 구역(12) 아래의 결정화기(1) 저부에서 이루어지는 슬러리 회수(11)를 통하여서는, 결정화기(1)로부터 슬러리 D가 제거된다. 회수된 슬러리 D는 생성물 P로서 원하는 결정질 L-알라닌을 함유하고 있다.

도 5에 따른 다-단계 공정에서, 결정화는 n개의 단계로 수행된다. 공급물 F는 제1 결정화 단계 (i=1)로 도입된다. 용매는 예컨대 증발에 의해 제1 결정화로부터 제거된다. 현탁액은 잔류 액 RL 및 제1 결정질 상 C₁으로 분리된다. 제1 결정질 상 C₁은 제2 결정화 단계 (i=2)로 전달된다. 제2 결정화 단계 (i=2)로부터의 모액은 예를 들면 그것을 물과 혼합하고 제1 결정화 단계에서 수득된 결정질 상 C₁을 용해시키는 데에 혼합물을 사용하는 것에 의해 제1 결정화 단계 (i=1)로 재순환된다. 각 결정화 단계 (i= 2 내지 n)에서, 물은 예를 들면 용매 증기 V의 형태로 그것을 회수하는 것에 의해 제거되며, 현탁액은 모액 ML 및 결정질 상 C로 분리된다. 각 결정화 단계 (i)로부터의 결정질 상은 이어지는 결정화 단계 (i+1)로 전달된다. 각 결정화 단계 (i)로부터의 모액은 예를 들면 그것을 물과 혼합하고 이전 결정화 단계로부터의 결정질 L-알라닌을 용해시키는 데에 혼합물을 이용하는 것에 의해 이전 결정화 단계 (i-1)로 재순환된다. 원하는 L-알라닌 결정을 함유하는 결정질 상은 최종 단계 n으로부터 회수된다. 단계의 수 n은 형태, 순도, 유동 특징 및 저장 특성과 관련하여 원하는 결정의 품질에 따라 달라진다.

도 6에 따른 다-단계 공정에서, 결정화는 n 단계로 수행되며, 제1 단계 (i=1)는 탈거 부문이다. 유동은 도 4에 기술되어 있는 유동과 유사하나, 공급물 F가 탈거 단계 (i=1)와 제2 결정화 단계 (i=2) 사이로 도입된다. 일반적으로, 도 6에 따른 공정은 더 높은 수율의 원하는 생성물을 산출한다.

도 7에 따른 결정화 단계 (i)는 각각 결정화 CR_i 및 고체/액체 분리 SLS_i를 위한 장치를 포함한다. 결정화 CR_i에 사용되는 장치는 일반적으로 결정질 현탁액에 적합한 결정화기, 예컨대 교반 탱크 반응기, 예를 들면 스웬슨(Swenson) 유형 결정화기, 강제 순환 결정화기, 예를 들면 오슬로 유형 반응기, 드래프트 튜브 반응기, 드래프트 튜브 배플장착 결정화기 (도 3 참조), 또는 유도 강제 순환 결정화기 (도 4 참조)이다. 고체/액체 분리 SLS_i에 사용되는 장치는 일반적으로 원심분리기, 경사분리기, 필터, 필터 프레스, 또는 세척 탑이다.

각 단계 (i)의 공급물 F_i는 각각 이전 단계 (i-1)로부터의 결정질 상 C_i _-1 및/또는 새로운 공급물 F를 함유하는 현탁액은 물론, 재순환되는 모액 MLR_i를 포함한다. 증류물은 결정화 CR_i로부터 용매 증기 V_i의 형태로 회수된다. 이어서, 현탁액은 고체/액체 분리 SLS_i에서 모액 ML_i 및 결정질 상 C_i로 분리된다. 각 결정화 단계 (i)로부터의 결정질 상 C_i는 각각 공급물 F_i ₊₁로서 이어지는 결정화 단계 (i+1)로 전달되거나, 또는 생성물로서 회수될 수 있다. 각 결정화 단계 (i)로부터의 모액 ML_i 중 한 부분은 MLR_i로서 동일 단계로 재순환된다. 각 결정화 단계 (i)로부터의 나머지 모액 ML_i는 각각 이전 결정화 단계 (i-1)로 재순환되거나, 또는 회수될 수 있다. 생성물 L-알라닌의 순도를 향상시키기 위하여, 고체/액체 분리 SLS_i에 세척 액 WL_i가 추가적으로 사용될 수 있다. 세척액 WL_i로는, 저온수, 또는 후속 결정화 단계 (i+1)의 저온 모액이 바람직하게 사용된다.

비교 실험 1:

피치 블레이드 교반기(pitch blade stirrer) 및 3개의 배플이 장착된 1 리터 이중 자켓구비 용기에서 실험을 수행하였다. 탈이온수 중 순수 L-알라닌의 19.5 중량% 용액을 용기에 첨가하고, 알라닌 용액 질량 기준 0.5 중량%의 결정질 L-알라닌을 시딩하였다. 600 분^-1로 교반하면서 용기를 60 ℃로 가열하고 압력을 천천히 170 mbar로 감소시킴으로써, 증발된 물의 양이 개시 알라닌 용액의 45 중량%가 될 때까지 증발에 의해 물을 제거하였다. 이로써, 도 8에서 볼 수 있는 바와 같은 조밀 막대-형상의 결정으로서 고체 L-알라닌을 수득하였다.

비교 실험 2:

개시 알라닌 용액이 0.1 중량%의 L-발린을 함유하였다는 것 이외에는, 비교 실험 1에 대하여 기술되어 있는 바와 같이 실험을 수행하였다. 이로써, 도 9에서 볼 수 있는 바와 같은 침-형상의 결정으로서 고체 L-알라닌을 수득하였다.

실시예 1 (본 발명에 따름):

비교 실험 1에 대하여 기술된 바와 같은 1 리터 이중 자켓구비 용기에서 실험을 수행하였다. 용기를 공급물-라인 및 현탁액의 제거를 위한 생성물 완충장치(product buffer)와 연결하였다. 용기는 MSMPR-결정화기 (혼합 현탁액 혼합 생성물 제거)로서 연속식으로 운용하였다. L-알라닌 17.8 중량%, L-발린 0.085 중량% 및 L-발린이 아닌 다른 유기 불순물 0.35 %의 농도를 가지는 발효로부터 수득된 L-알라닌 용액을 1040 g/시간의 공급 속도로 연속식으로 용기에 공급하였다. 용기는 20 중량%의 결정질 L-알라닌 수성 현탁액을 함유하였는데, 60 ℃ 및 180 mbar에서 600분^-1의 교반 속도로 그것을 가동시켰다. 용기에서의 순환 부피 유량은 0.00273 m³/초이었다. 증발 정도, 즉 공급 유량을 기준으로 한 증발되는 물의 상대적인 유량이 50 %가 되도록, 증발에 의해 연속식으로 물을 제거하였다. 이러한 조건하에서, 과포화도, 즉 비 c/c^*는 대략 1.00005이었다. 이와 같은 방법에 의해, 도 10에서 볼 수 있는 바와 같은 조밀한 막대로서 고체 결정질 L-알라닌을 수득하였다.

Claims

a) L-알라닌을 기준으로 L-알라닌이 아닌 다른 1종 이상의 α-아미노산을 적어도 100 ppm 함유하는 L-알라닌 수용액을 제공하는 단계;
b) 제어되는 과포화 조건하에서의 용해된 L-알라닌의 농도 c 대 L-알라닌의 평형 용해도 c^*의 비 c:c^*가 > 1:1 내지 1.5:1이 되도록 하는 방식의 제어되는 과포화 조건을 유도함으로써, L-알라닌의 결정화에 영향을 주는 것에 의해, L-알라닌 용액을 결정화에 적용하는 단계; 및
c) 모액으로부터 결정질 L-알라닌을 분리하는 단계
를 포함하며, 여기서 L-알라닌 수용액은 L-알라닌 결정의 수성 현탁액을 포함하는 연속식으로 가동되는 결정화 장치에 공급되는 것인, L-알라닌을 기준으로 L-알라닌이 아닌 다른 1종 이상의 α-아미노산을 적어도 100 ppm 함유하는 L-알라닌 수용액으로부터 결정질 L-알라닌을 수득하는 방법.
제1항에 있어서, 과포화 조건하에서의 용해된 L-알라닌의 농도가 150 내지 400 g/L인 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 제어되는 과포화가 적어도 30 ℃의 온도에서 유도되는 것인 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제어되는 과포화가 물을 제거하는 것 및/또는 냉각하는 것에 의해 유도되는 것인 방법.
제4항에 있어서, 물이 증발에 의해 제거되는 것인 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 b)가
b1) L-알라닌 수성 현탁액을 포함하는 결정화 장치에 연속식으로 L-알라닌 수용액을 공급하는 단계;
b2) 결정화 장치에 포함되어 있는 L-알라닌 수성 현탁액으로부터 연속식으로 물을 제거함으로써, 제어되는 과포화 조건을 유지하는 단계;
b3) 결정화 장치로부터 연속식으로 L-알라닌 수성 현탁액을 제거하는 단계
를 포함하는 것인 방법.
제6항에 있어서, 단계 b3)에서 제거되는 L-알라닌 수성 현탁액 중 일부가 단계 b1)의 L-알라닌 수용액과 혼합되고, 혼합물이 다시 결정화 장치에 공급되는 것인 방법.
제7항에 있어서, 다시 결정화 장치에 공급되는 혼합물과 현탁액과 혼합되는 L-알라닌 수용액의 질량 비가 적어도 4:1인 방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 수성 현탁액의 고체 함량이 현탁액 중량을 기준으로 5 내지 30 중량%, 특히 20 내지 25 중량%인 방법.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 결정화가 강제 순환 결정화기, 드래프트 튜브 결정화기, 드래프트 튜브 배플장착 결정화기, 오슬로-유형 결정화기 및 유도 강제 순환 결정화기에서 선택되는 결정화기에서 수행되는 것인 방법.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, L-알라닌의 결정화가 적어도 2개의 후속 결정화 단계를 포함하는 것인 방법.
제11항에 있어서, 선행 결정화 단계에서 수득된 결정질 L-알라닌이 후속 결정화 단계 모액의 물과의 혼합물에 용해됨으로써 L-알라닌 수용액이 수득되고, 그로부터 후속 결정화 단계에서 L-알라닌이 결정화되는 것인 방법.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 a)에서 제공되는 L-알라닌 수용액이 100 ppm을 초과하는 고체 불용성 물질을 함유하지 않는 것인 방법.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 a)에서 제공되는 L-알라닌 수용액이 고체 불용성 물질을 제거하기 위하여 여과된 것인 방법.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 a)에서 제공되는 L-알라닌 수용액이 D-알라닌, L-발린, L-류신, L-리신, L-아스파라긴, L-글루타민 및 L-아르기닌에서 선택되는 적어도 1종의 아미노산을 함유하는 것인 방법.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 a)에서 제공되는 L-알라닌 수용액이 발효 공정에 의해 수득되는 것인 방법.