专利名称：一种生产缬氨酸的新工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于氨基酸生产技术领域，涉及一种生产缬氨酸的新工艺。
背景技术：
L-缬氨酸作为支链氨基酸之一，主要用于配制复合氨基酸输液、
合成多肽药物和食品抗氧化剂等，尤其是在医学研究和治疗中的作用曰益受到 重视，随着对缬氨酸研究的不断深入，其在食品和饲料工业中的应用范围也将
进一步扩大。目前，缬氨酸基本采用微生物发酵法生产，提取方法国外以味 之素为代表釆用沉淀法提取，根据沉淀剂与缬氨酸的特异性结合形成沉淀，然 后分离提取，该方法具有提取收率高、操作简便等优点，但是，存在环境污染 的技术问题；国内主要采用离子交换法进行缬氨酸的提取，除菌体后的发酵液 下调pH值，用732阳离子交换树脂分离缬氨酸和伴生杂酸，由于伴生杂酸与缬氨 酸性质相近， 一般都采用3-5级离子交换柱串联提取，这就导致了生产过程产生 大量废水，且产品收率较低， 一般在6(W左右，操作不当极易引起产品质量波动， 生产过程中往往以成品的质量来定位其级别及价格，使得生产处于被动地位
发明内容
本发明的目的是提供一种生产过程简单、提取收率高、环境污 染少、由工艺定位产品级别的生产缬氨酸的新工艺。
本发明生产缬氨酸的新工艺按下述步骤进行
a. 发酵完毕的缬氨酸发酵液经超滤膜过滤除菌体等杂质，活性炭脱色，减
压浓缩结晶制得缬氨酸粗品及粗品母液；
b. 粗品采用盐酸、硫酸或硝酸加热到60-7(TC溶解，降温后离心制得缬氨酸 无机酸盐及其母液；C.缬氨酸无机酸盐加水溶解，进行离子交换处理，洗脱液脱氨后脱色处理,
脱色液精滤、减压浓缩结晶制得医药级缬氨酸及其母液；
d. 步骤a中的粗品母液喷雾干燥后制作饲料级缬氨酸；
e. 步骤b中缬氨酸无机酸盐母液稀释1-3倍后，进行离子交换处理，洗脱 液脱氨后脱色处理，脱色液精滤、减压浓缩结晶制得食品级缬氨酸及其母液；
f. 步骤c、 e中母液均返回各自离子交换工序，循环利用；
g. 离子交换吸附过程废水为稀酸或无机盐溶液，回收供树脂再生利用。 上述方法中脱色用活性炭为药用粉状活性炭；所用的盐酸、硫酸或硝酸的
浓度为lmol/L-10 mol/L，酸溶次数1-3次；所用的离子交换树脂为H型和Na 型的WA-2强酸性阳离子交换树脂、732强酸性阳离子交换树脂。
本发明中，缬氨酸无机酸盐经过离子交换得到符合《中国药典，2005》的 医药级产品；缬氨酸无机酸盐母液含有其他氨基酸，经过离子交换得到符合FCC IV、 USP24 (美国药典24版)的食品级产品；缬氨酸粗品母液喷雾干燥后得到 含量70%以上的饲料级产品。釆用本发明，发酵液中的缬氨酸总提取收率达95% 以上，减少损失，从而降低了生产成本。本发明所涉及到的三种不同级别的产 品均有固定的生产工艺路线，摆脱了以产品质量定位产品级别的被动生产模式， 既优化了产品结构又规范了生产流程。虽然本发明没有淘汰离子交换工序，但 是其作用完全不同于传统离子交换由于釆用酸溶工艺，得到的缬氨酸无机酸 盐中不含其它氨基酸，故本发明离子交换主要用来去除无机酸而非分离杂酸， 单柱操作即可。吸附过程产生的废水为稀酸或无机盐溶液，回收供树脂再生时 使用，极大的减少了树脂再生对无机酸或无机盐的消耗。且本发明离子交换过 程废水产生总量不及传统工艺三分之一，降低了企业的环保压力。
附图是本发明工艺流程示意图。
具体实施例方式
实施例1
1) 、缬氨酸粗品及饲料级缬氨酸制备缬氨酸发酵液70L，含量3.9%， 经过超滤去除菌体等大分子杂质，用针剂活性炭脱色，然后减压浓缩结晶，降 温后离心，得到缬氨酸粗品，折纯度为100%的缬氨酸2.05kg,母液7. 15L，含 量9. 5%，粗品母液喷雾干燥得到含量74%的饲料级缬氨酸0. 92kg;
2) 、缬氨酸盐酸盐制备粗品缓慢加入到体积为35L、浓度为6mol/L的稀 盐酸中，在65。C搅拌至完全溶解，然后降温结晶，离心得到缬氨酸盐酸盐和缬 氨酸盐酸盐母液。薄板层析检测缬氨酸盐酸盐纯度，若有杂酸斑点，需再次用 0.5倍的2mol/L的稀盐酸溶解，重复上述操作；
3) 、医药级缬氨酸的制备
3.1) 、离子交换缬氨酸盐酸盐用IO倍体积比的去离子水溶解，进行离子 交换处理，树脂采用H型WA-2阳离子氨基酸专用树脂，上柱过程中缬氨酸与树 脂上H+交换被吸附，H+进入吸附废水，吸附废水中存在H+和cr形成稀盐酸溶液，
收集用来树脂再生，吸附完成后用稀氨水洗脱，收集洗脱液，浓缩脱氨；
3.2) 、脱色、结晶脱氨后的料液调节PH6.0，釆用0.5%针剂活性炭脱色， 脱色后料液透光1"43。〉99%，精滤除碳后修正料液pH6. 0，浓缩至含量为30%，降 温结晶、离心，得到含量8. 5%为离心母液2. 35L，因其C1—含量较高返回离子交 换进行再处理，离心结晶真空干燥得到医药级缬氨酸1.02kg，经检测符合《中 国药典，2005》标准要求；
4) 、食品级缬氨酸制备4.1) 、离子交换缬氨酸盐酸盐母液用2倍体积比的去离子水稀释，进行 离子交换处理，树脂釆用H型M-2阳离子氨基酸专用树脂，上柱过程中缬氨酸 与树脂上H+交换被吸附，H+进入吸附废水。吸附废水中存在H+和C1—形成稀盐酸 溶液，收集用来树脂再生，吸附完成后稀氨水洗脱，收集洗脱液，浓缩脱氨；
4.2) 、脱色、结晶脱氨后的料液调节pH6. 0-6.5，釆用0.5%针剂活性 炭脱色，确保脱色后料液透光T43。〉99%。精滤除碳，料液浓缩至含量为25%-35%， 降温结晶、离心，得到含量为8.7°/。离心母液1.5L，因其Cl—含量较高返回离子 交换进行再处理，离心结晶真空干燥得到食品级缬氨酸0.57kg，经检测符合FCC IV、 USP24 (美国药典24版)标准要求。
因母液回到离子交换工序循环使用，故将其视为非损失部分，计算得总提 取收率为95.27%。
1) 、缬氨酸粗品及饲料级缬氨酸的制备
缬氨酸发酵液6.5L，含量4.2%。经过超滤去除菌体等大分子杂质，针剂活 性炭脱色，然后减压浓缩结晶，降温后离心，得到缬氨酸粗品，折纯度为100% 的缬氨酸213g,母液0.645L，含量9. 3%,粗品母液喷雾干燥得到含量73. 7%的 饲料级缬氨酸78.7g;
2) 、缬氨酸盐酸盐制备
粗品缓慢加入到体积为3.札、浓度为6niol/L的稀盐酸中，在70'C搅拌至 完全溶解，然后降温结晶，离心得到缬氨酸盐酸盐和缬氨酸盐酸盐母液，薄板 层析检测缬氨酸盐酸盐纯度，若有杂酸斑点，需再次用0. 5倍的2mol/L的稀盐 酸溶解，重复上述操作；3) 、医药级缬氨酸制备
3.1) 、离子交换缬氨酸盐酸盐用12倍体积比的去离子水溶解，进行离子 交换处理，树脂采用Na型WA-2阳离子氨基酸专用树脂，上柱过程中缬氨酸被 吸附，树脂上的Na+被交换下来，吸附废水中存在Na+和Cl—形成NaCl溶液，收 集用来树脂再生，吸附完成后稀氨水洗脱，收集洗脱液，浓缩脱氨；
3.2) 、脱色、结晶:脱氨后的料液调节pH6.1，釆用0.5%针剂活性炭脱色， 确保脱色后料液透光T43。〉99%，精滤除碳后修正料液pH6. 1,浓缩至含量为32%,
降温结晶、离心，得到含量为8. r/。离心母液430mi，因其cr含量较高返回离子
交换进行再处理，离心结晶真空干燥得到医药级缬氨酸116g，经检测符合《中 国药典，2005》标准要求；
4) 、食品级缬氨酸制备
4.1)、离子交换氨酸盐酸盐母液用2倍体积比的去离子水稀释，进行离 子交换处理，树脂釆用Na型WA-2阳离子氨基酸专用树脂，上柱过程中缬氨酸 被吸附，树脂上的Na+被交换下来，吸附废水中存在Na+和Cl—形成NaCl溶液，
收集用来树脂再生，吸附完成后稀氨水洗脱，收集洗脱液，浓缩脱氨；
4.2 )、脱色、结晶脱氨后的料液调节pH6. 0-6.5，釆用0. 5%针剂活性炭 脱色，确保脱色后料液透光乙。〉99%。精滤除碳，料液浓缩至含量为30%,降温 结晶、离心，得到含量为7.7%离心母液162ml， Cl—含量较高返回离子交换进行 再处理，离心结晶真空干燥得到食品级缬氨酸40. 5g，经检测符合FCCIV、USP24 (美国药典24版)标准要求。
因母液回到离子交换工序循环使用，故将其视为非损失部分，计算得总提 取收率为95. 9%。
权利要求
1、一种生产缬氨酸的新工艺，其特征在于利用缬氨酸在无机酸中的溶解特性结合离子交换技术进行提取，具体操作步骤如下a.缬氨酸发酵液经超滤膜过滤除去菌体等杂质，活性炭脱色，减压浓缩结晶制得缬氨酸粗品及粗品母液；b.粗品在盐酸、硫酸或硝酸无机酸溶液中加热到60-70℃溶解，降温后离心制得缬氨酸无机酸盐及其母液；c.缬氨酸无机酸盐加水溶解，进行离子交换处理，洗脱液脱氨后脱色处理，料液精滤除炭、减压浓缩结晶制得医药级缬氨酸及其母液；d.步骤a中粗品母液喷雾干燥后制作饲料级缬氨酸；e.步骤b中缬氨酸无机酸盐母液稀释1-3倍后，进行离子交换处理，洗脱液脱氨后脱色处理，料液精滤除炭、减压浓缩结晶制得食品级缬氨酸及其母液；f.步骤c、e中母液均返回各自离子交换工序，循环利用；g.离子交换吸附过程废水为稀酸或无机盐溶液，回收供树脂再生利用。
2. 根据权利要求l所述的一种生产缬氨酸的新工艺，其特征在于所说脱色 用活性炭为药用粉状活性炭；所用的盐酸、硫酸或硝酸的浓度为lmol/L-10 mol/L，酸溶次数l-3次；所用的离子交换树脂为H型和Na型的WA-2强酸性阳 离子交换树脂、732强酸性阳离子交换树脂。
全文摘要
本发明公开了一种生产缬氨酸的新工艺，其过程包括微生物发酵法获得缬氨酸发酵液，超滤膜去除菌体等杂质，浓缩结晶得到缬氨酸粗品，母液喷雾干燥制作饲料级产品；缬氨酸粗品酸溶重结晶、10-15倍水溶解后经离子交换处理，洗脱液脱色、结晶制作医药级产品，母液再经离子交换处理循环使用；粗品重结晶母液稀释后经离子交换制作食品级产品，其母液再经离子交换处理循环使用。该工艺极大的提高了产品的总提取收率，制作出不同级别产品满足了市场不同需求，离子交换过程部分废水回收利用减少环境污染。
文档编号C07C229/08GK101580475SQ20091002022
公开日2009年11月18日 申请日期2009年3月30日 优先权日2009年3月30日
发明者张春宇, 徐国华, 李晓永, 林永贤, 王子军 申请人:山东阜丰生物科技开发有限公司