PL7368B1 - Sposób wytwarzania chlorowodorku betainowego i kwasu glutaminowego z plynnych odpadków przemyslu cukrowniczego. - Google Patents

Description

Wynalazek dotyczy wytwarzania chlo¬ rowodorku betainowego, kwasu glutamino¬ wego i soli potasowych z plynnych odpad¬ ków przemyslu buraczano-cukrowniczego, które pozostaja po oddzieleniu i wytworze¬ niu z melasu. Po oddzieleniu zdolnego do krystalizacji cukru, pozostaly melas buraków cukrowych nie jest zdatny do celów spo¬ zywczych i musi byc zuzyty w inny spo¬ sób. Zwykle wydziela sie wieksza czesc za¬ wartego w melasie cukru wedlug jakiego¬ kolwiek z istniejacych sposobów, w postaci cukrzanów np, zapomoca sposobu Steffena.Pozostalosc znajduje sie w plynie zawiera¬ jacym niecukry. Przeliczywszy na sucha substancje, pozostalosc ta zawiera okolo 20% kwasu glutaminowego, okolo 20% be¬ tainy i okolo 35% nieorganicznych soli, szczególnie soli sodowych i potasowych.Czasem uzywa sie melas, jako materjal wyjsciowy do wytwarzania alkoholu i drozdzy zapomoca fermentacji, jednako¬ woz pozostaja w tym wypadku równiez plyny odpadkowe, wywary i tym podobne, które zawieraja niecukry melasu.Wynalazek ponizszy dotyczy sposobu wytwarzania chlorowodorku betainowego, kwasu glutaminowego i soli nieorganicz¬ nych z plynów odpadkowych, które zawie¬ raja, jak wyzej powiedziano, wielkie ilosci takich materjalów, wobec czego niniejszy sposób posiada znaczenie ekonomiczne.Wedlug wynalazku, wody po cukrza¬ nach i wywary pozostale po fermentacji,zostaja odpowiednio przyrzadzane, celem wytworzenia i wydzielenia chlorowodorku betainowego i chlorków nieorganicznych, bez znaczne] domieszki kwasu glutamino¬ wego, poczem kwas glutaminowy otrzymuje sie zapomoca osobnego procesu.Znaleziono, ze z ocukrzonego, ochlodzo¬ nego melasu, po dodaniu kwasu solnego lub gazowego chlorowodoru, stracaja sie tyl¬ ko: chlorowodorek betainowy i chlorki nie¬ organiczne, podczas gdy kwas glutaminowy pozostaje w roztworze i, ze po filtracji kwas glutaminowy straca sie, jako chlo¬ rowodorek przez ogrzanie plynu macierzy¬ stego do mniej wiecej 85° w ciagu dwóch godzin i nastepne oziebianie.Kwas glutaminowy nie znajduje sie wi¬ docznie w melasie ani w stanie wolnym, ani tez jako glutaminjan, lecz w postari pola¬ czenia, albo polaczen, prawdopodobnie ja¬ ko amid, który jest rozpuszczalny w stezo¬ nym kwasie solnym, a polaczenie to, albo te polaczenia, hydrolizuje sie przez ogrze¬ wanie w kwasnym rozczynie, przez co u- walnia sie kwas glutaminowy i tworzy sie chlorowodór.Niniejszy wynalazek wyzyskuje te wla¬ sciwosci i reakcje kwasu glutaminowego i jego polaczen. Wskutek niskiej temperatu¬ ry, nastepuje stracenie chlorowodorku be¬ tainowego i chlorków nieorganicznych, bez stracania kwasu glutaminowego. Kwas glutaminowy zostaje nastepnie straco¬ ny przez ogrzanie lugu macierzystego, przyczem nasepuje hydroliza polacze¬ nia kwasu glutaminowego i tworzy sie chlorowodorek glutaminowy, który jest prawie nierozpuszczalny w stezonym kwa¬ sie solnym.Z pierwszego osadu, zawierajacego chlorowodorek betainowy i nieorganiczne chlorki, moze zostac wydzielony z powsta¬ jacego rozczynu chlorowodorek betainowy, np. przez wylugowanie alkoholem metylo¬ wym lub etylowym, szczególnie pizy o- grzewaniu do temperatury zblizonej do sta¬ nu wrzenia i przez wykrystalizowanie chlorowodorku betainowego. Chlorowodo¬ rek betainowy moze byc w ten sposób uzy¬ skany w prawie czystym stanie przez ozie¬ bienie rozczynu alkoholowego, a dalsza ilosc krysztalów chlorowodorku betainowe¬ go moze byc otrzymana dzieki temu, ze oddziela sie najpierw otrzymane krysztaly przez filtrowanie, wyparowuje sie lug ma¬ cierzysty i powtarza sie krystalizowanie.Chlorowodorek kwasu glutaminowego, który zostaje stracony przez ogrzanie, mo¬ ze byc oddzielony od lugu macierzystego przez filtracje, a w ten sposób otrzymane kuchy filtrowe moga tez zawierac wegiel.Chlorowodorek kwasu glutaminowego moz¬ na wydzielac z kuchów filtrowych zapo¬ moca stosunkowo malej ilosci wody gora¬ cej. Rozczyn ten nastepnie odbarwia sie zapomoca aktywnego wegla lub wegla kostnego, a chlorowodorek kwasu glutami¬ nowego straca sie w stanie czystym przez nasycenie rozczynu gazowym chlorowodo¬ rem. Kwas glutaminowy, jako taki, straca sie przez dodanie weglanu sodowego albo innych alkaljów, w ilosciach wystarczaja¬ cych do zobojetnienia kwasa solnego, zwiazanego z kwasem glutaminowym na chlorowodorek.Po wydzieleniu chlorowodorku beta¬ inowego, pozostajace sole nieorganiczne moga byc dalej oczyszczane lub tez byc u- zywane bezposrednio, jako nawóz albo do innych celów.Przyklad wykonania. Wody odciekowe z przeróbki wedlug sposohu Steffena albo inny odcukrzony melas o ciezarze wlasci¬ wym miedzy 1,29 i 1,40 nasyca sie w zbior¬ niku gazowym chlorowodorem, przyczem nalezy uwazac, ze gaz nalezy dodawac po¬ woli i utrzymywac rozczyn w temperaturze ponizej 70°C.Zamiast gazu chlorowodorowego mozna dodac kwas solny w inny sposób, np. do melasu odcukrzonego, wyparowanego do gestosci okolo 1,42, dodaje sie dwie czesciobjetosciowe stezonego kwasu solnego w bardzo malych ilosciach, przyczem nalezy znowu uwazac, azeby rozczyn zostal chlod¬ nym. Zamiast dodawac kwas solny do zge- szczonego melasu, mozna odcukrzony me¬ las, doprowadzony do gestosci okolo 1,42, wprowadzac powoli do mniej wiecej po¬ dwójnej ilosci objetosciowej stezonego kwasu solnego.Pierwszy przebieg, a mianowicie wpro¬ wadzenie gazu chlorowodorowego, jest u- wazany jako stosowniejszy dla uzyskania zupelnego nasycenia rozczynu. ' Skoro ten nasycony chlorowodorem rozczyn zostal pozostawiony w spokoju kil¬ kanascie godzin (18 godzin i dluzej) w chlodnem miejscu, wytworzony osad zosta¬ je odfiltrowany, najodpowiedniej w koszo¬ wej wirówce. W ten sposób otrzymamy i wydzielony osad sklada sie z chlorków nieorganicznych, glównie z chlorku wapnio¬ wego i chlorowodorku bel aktowego, jest jednak wolnym lub prawie wolnym od chlorowodorku kwasu glutaminowego.Azeby oddzielic chlorowodorek beta- inowy od domieszek krysztalów soli, zosta¬ ja te ostatnie, po zupelnem lub prawie zu- pelnem oddzieleniu od lugu macierzystego wyciagniete zapomoca alkoholu metylowe¬ go lub etylowego, ogrzanych prawie do wrzenia, albo zapomoca stezonego kwasu solnego, najodpowiedniej w zwyklej tem¬ peraturze pokojowej. Wyciaganie to moze byc wykonane w ciagle pracuj acem urza¬ dzeniu do wyciagania, np. naksztalt ek- straktorów Soxletha. Chlorowodorek beta- inowy rozpuszcza sie w alkoholu metylo¬ wym lub etylowym i wykrystalizowuje sie przy oziebieniu nasyconego rozczynu. Przy powtórnej krystalizacji i filtracji lugu ma¬ cierzystego, otrzymana wydajnosc waha sie poniekad i zalezy od zgeszczenia odcu- krzonego melasu poczatkowego, wynosi jednak surowo okolo 11% ciezaru substan¬ cji suchej odcukrzonego melasu.Nierozpuszczalna w alkoholu, po od¬ dzieleniu chlorowodorku betainowego po¬ zostala substancja sklada sie w glównej czesci z chlorku wapniowego i mniejszej ilosci chlorku sodowego i tworzy mniej wie¬ cej 30% ciezaru substancji suchej zuzy¬ tych odcieków.Po wydzieleniu nieorganicznych chlor¬ ków i chlorowodorku betainowego, plyn zo¬ staje dalej przyrzadzony celem wydziele¬ nia chlorowodorku kwasu glutaminowego, które to wydzielenie odbywa sie przez roz¬ grzanie rozczynu do temperatury 70 — 95°C. Przy wyzszych temperaturach stra¬ canie nastepuje szybko i tworza sie wiek¬ sze ilosci wegla. Przy nizszych temperatu¬ rach potrzebny jest dluzszy przeciag cza¬ su dla stracenia i tworzy sie mniejsza ilosc wegla. Przy 95°C np. odbywa sie straca¬ nie w ciagu mniej wiecej 8—10 minut, przy 90°C w mniej wiecej 20—30 minut, przy 85°C w mniej wiecej dwie godziny, przy 80°C w mniej wiecej trzy godziny, przy 70°C w mniej wiecej 13 godzin i t. d. Przy tych warunkach kwas glutaminowy uwal¬ nia sie i czesc cukrów (o ile te nie zostaly zupelnie wydalone) zostaje odwodniona i rozlozona, wydzielajac wegiel lub zwiazki weglowe. Przy ochlodzeniu wykrystalizo¬ wuje sie kwas glutaminowy, jako chloro¬ wodorek. W ten sposób powstajace kry¬ sztaly oddziela sie przez filtracje, szcze¬ gólnie w koszowej wirówce, i przedstawia¬ ja one mieszanine chlorowodorku kwasu glutaminowego i mniej lub wiecej wolnego wegla.Kwas glutaminowy nie podlega rozkla¬ dowi o ile roztwór zostaje rozcienczony dwiema lub trzema czesciami objetosci wo¬ dy przed ogrzaniem lugu macierzystego do temperatury okolo 85°C. Chlorowodorek kwasu glutaminowego jest jednak nieco rozpuszczalny w rozcienczonych rozczy- nach kwasu chlorowodorowego, azeby wiec stracic chlorowodorek glutaminowy, musi rozcienczony roztwór zostac nasycony ga¬ zowym chlorowodorem, albo zostac w inny — 3 —sposób przyrzadzony dla stracenia chloro¬ wodorku kwasu glutaminowego.Jezeli w ten sposób uzyskany kwas glutaminowy zawiera wolny wegiel, chlo¬ rowodorek glutaminowy moze zostac z nie¬ go wydzielony przez lugowanie woda, szczególnie woda goraca, która rozpuszcza chlorowodorek kwasu glutaminowego, Roz- czyn mozna nastepnie odbarwic aktywnym weglem lub weglem kostnym. Z otrzymane¬ go rozczynu kwas glutaminowy moze byc stracony przez, dodanie alkaljów lub we¬ glanów alkalicznych w dostatecznej ilosci, azeby zobojetnic kwas solny. Wydajnosc chlorowodorku kwasu glutaminowego wa¬ ha sie nieco, wynosi jednak zwykle okolo 19% wagi substancji suchej odcukrzonego melasu.Po wydzieleniu chlorowodorku glutami¬ nowego moga byc otrzymane dalsze ilosci chlorowodorku betainowego i soli nieorga¬ nicznych przez wyparowanie rozczynu macierzystego w prózni przy temperaturze nie przekraczajacej 50°C, dopóki rozczyn pozostaje jeszcze plynnym przy tempera¬ turze pokojowej. Po ochlodzeniu pozosta¬ wia sie rozczyn w spoczynku okolo 24 go¬ dzin, poczem mieszanine chlorowodorku betainowego i soli nieorganicznych odfiltro- wuje sie, najodpowiedniej zapomoca ko¬ szowej wirówki, i chlorowodorek betaino- wy zostaje wydzielony ze soli nieorganicz¬ nych przy wylugowaniu alkoholem metylo¬ wym lub etylowym, jak przedtem opisano.Z glównych czesci rozczynu pozostale¬ go przy przebiegu poprzednio opisanego procesu moga byc otrzymywane dalsze ilo¬ sci chlorowodorku betainowego, przyczem rozczyn zostaje zgeszczony w prózni przy temperaturze nie przekraczajacej 50°C, az do zupelnego odpedzenia wody, a pozosta¬ la substancja miesza sie z podwójna obje¬ toscia alkoholu absolutnego. Straca sie su¬ rowy chlorowodorek betainowy i oczyszcza go sie przez krystalizacje.Calkowita wydajnosc chlorowodorku betainowego wynosi okolo 20% ciezaru substancji suchego, odcukrzonego melasu Alkohol moze byc uzyskany z lugu macie¬ rzystego przez destylacje, równiez i inne mniej wartosciowe substancje moga byc u- zyskane z tej pozostalosci.Pomiedzy zaletami i korzysciami tego wynalazku nalezy wymienic: otrzymywanie prawie ilosciowe chlorowodorku betaino¬ wego, kwasu glutaminowego i soli potaso¬ wych z cukrów, kwasów organicznych, soli i L d., które tworza pozostalosc odcukrzane- gomelasu.Chlorowodorek betainowy zostaje oddzielony latwo w czystym stanie i wolny od kwasu glutaminowego. Kwas glutami¬ nowy zostaje wydzielony w czystym stanie z odcukrzonego melasu, bez uzycia ko¬ sztownego organicznego srodka rozpuszcza¬ jacego, jak np. absolutnego alkoholu etylo¬ wego. Chlorowodorek betainowy i chlorki wapniowe i sodowe zostaja stracone z od¬ cukrzonego melasu, przyczem nie naste¬ puje rozklad cukru i innych organicznych czesci skladowych rozczynu tak, ze te zo¬ staja otrzymane w prawie czystym stanie i wymagaja tylko jednorazowej krystali¬ zacji, azeby otrzymac czystosc dostateczna dla celów farmaceutycznych.Sposób wedlug wynalazku jest szcze¬ gólnie cenny do wyzyskania odcieków przy sposobie Steffena, z których zostal wydzie¬ lony powstaly cukier pod postacia cu¬ krzanu. Mozna go równiez stosowac przy wyzyskiwaniu innych odcieków przemyslu buraczano-cukrowniczego, wlacznie z wy¬ warami uwolnionemi od alkoholu i z ply¬ nami pozostajacemi po fermentacji. Przy fermentacji zostaja jednak zuzyte przez drozdze niektóre czesci plynu zawierajace azot tak, ze sklad wywarów jest nieco inny od skladu tych odcieków. PL PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób wytwarzania chlorowodorku betainowego i kwasu glutaminowego z od- — 4 —cieków mclasu buraczanego, odcieków cu¬ krzanów, pozostajacych po odeukrzeniu melasu buraczanego, albo z wywarów, po¬ zostajacych po sfermentowaniu melasu bu¬ raczanego, znamienny dodawaniem kwasu solnego do chlodnego rozczynu, celem stra¬ cenia chlorowodorku betainowego i chlor¬ ków nieorganicznych i nastepnem rozgrza¬ niem pozostajacego rozczynu w celu stra¬ cenia chlorowodorku kwasu glutamino¬ wego.

2. Wykonanie sposobu wedlug zastrz. 1, znamienne tern, ze stracenie chlorowo¬ dorku kwasu glutaminowego, nastepuje przez rozgrzanie rozczynu do temperatury 80°—85°C i nastepne ochlodzenie,

3. Wykonanie sposobu wedlug zastrz. 1, snamienne tern, ze rozczyn, pozostajacy po straceniu fcwasu glutaminowego, przefil- trowuje sie, poczem ten przefiltrowany rozczyn wyparowuje sie w prózni przy tem¬ peraturze mniej wiecej 50°C dotad tylko, dopóki rozczyn ten bedac ochlodzony do temperatury pokojowej, pozostaje plynny, przyczem z niego otrzymuje sie dalsze ilo¬ sci chlorowodorku betainowego i soli nieor¬ ganicznych, 4'. Wykonanie sposobu wedlug zastrz. 1, 2 albo 3, znamienne tern, ze w celu oczy¬ szczenia chlorowodorku kwasu glutamino¬ wego rozpuszcza go sie w wodzie, oddzie¬ la od domieszanego wegla, a kwas gluta¬ minowy straca sie z otrzymanego rozczynu albo w stanie wolnym albo jako chlorowo¬ dorek. Larrowe Construction Company. Zastepca: Inz. H. Sokal, rzecznik patentowy. Druk L. Boguslawskiego, Warszawa. PL PL