一种药用谷氨酸的清洁生产方法
【专利摘要】本发明涉及一种药用谷氨酸的清洁生产方法，涉及生物化工领域，具体是味精加去离子水，加热配成5%-50%的溶液，加硫酸调pH至谷氨酸等电点，结晶，离心、洗涤、干燥得到药用谷氨酸。本发明方法还包括将离心后的母液，洗涤水循环套洗，母液先浓缩至原体积50%、降温分离部分谷氨酸得二母液，二母液用10%氢氧化钠溶液调pH7左右降温至结晶分离部分芒硝产品得三母液，三母液及浓缩的蒸馏水再用于溶解味精循环生产药用谷氨酸，该生产工艺成本低、产品质量好，是制备药用谷氨酸的清洁生产方法。
【专利说明】一种药用谷氨酸的清洁生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及生物化工领域，具体的，涉及一种药用谷氨酸的清洁生产方法。
【背景技术】
[0002]谷氨酸是生物机体内氮代谢的基本氨基酸之一，在代谢上具有重要意义。L 一谷氨酸是蛋白质的主要构成成分，谷氨酸盐在自然界普遍存在的。L-谷氨酸是一种鳞片状或粉末状晶体，呈微酸性，无毒。微溶于冷水，易溶于热水，几乎不溶于乙醚、丙酮及冷醋酸中，也不溶于乙醇和甲醇。在200°C时升华，247°C — 249°C分解，密度1.538g/cm3，旋光度+37 —+38.9 (250C ) ο L-谷氨酸的用途广泛，它本身作为药品，能治疗肝昏迷症，也可用来生产味精、食品添加剂、香料和用于生物化学的研究。因为谷氨酸是构成蛋白质的氨基酸之一，谷氨酸被人体吸收后，易与血氨形成谷酰氨，能解除代谢过程中氨的毒害作用，因而能预防和治疗肝昏迷，保护肝脏，是肝脏疾病患者的辅助药物。脑组织只能氧化谷氨酸，而不能氧化其它氨基酸，故谷酰胺可作为脑组织的能量物质，改进维持大脑机能。谷氨酸作为神经中枢及大脑皮质的补剂，对于治疗脑震荡或神经损伤、癫痫以及对弱智儿童均有一定疗效。用谷氨酸制成的成药有药用谷氨酸内服片，谷氨酸钠(钾)注射液，谷氨酸钙注射液，乙酰谷氨酸注射液等。
[0003]L 一谷氨酸 又名“麸酸”，一般是以糖质为原料经微生物发酵制备，采用“等电点提取”加上“离子交换树脂”分离的方法而制得的“麸酸”，再用去离子水溶解、脱色、结晶、洗涤、干燥、包装。专利 201210211393.1,201110065721.7,200910224086.5,200410102235.8等均是通过发酵液分离制备谷氨酸钠，其中专利200910224086.5介绍，一般发酵液中含有10-16% (W/V)的谷氨酸，因为谷氨酸发酵液中残留少量未发酵的残余葡萄糖、菌体细胞、其他杂氨基酸、无机盐等杂质，因此，从杂质含量较高的发酵液中提取制备谷氨酸，必须考虑广品质量指标，如谷氣酸晶体纯度、晶体溶解液透光率、其他氣基酸等指标。
[0004]现有谷氨酸提取技术主要有“等电离交”和“浓缩连续等电转晶”二种工艺，“等电离交”是国内味精生产企业应用最广泛的提取工艺:发酵液先通过一步冷冻等电结晶提取80%的谷氨酸，残留在母液中的谷氨酸通过离子交换法回收，“等电离交”工艺中，洗脱的高流份约为发酵液体积的60-70%，导致谷氨酸质量差，表现为谷氨酸干纯度低，仅95%左右，透光率低，仅30%左右，另外提取后高浓废水(C0D50000-80000ppm)体积较发酵液增加20-60%，给后来的废水污染治理带来严重压力。上述谷氨酸提取方法存在收率低、纯度低，物耗高、能源消耗大、排污多等问题。
[0005]综上可见，从发酵液直接分离制备谷氨酸的生产技术，存在产品质量差、废水浓度高、污染重的问题，与我国政府提出的把环境保护、节约优先、保护优先、自然发展、低碳发展等国策相矛盾，难以持续发展，难以满足药用要求。
【发明内容】
[0006]针对现有技术的缺点，本发明提供一种药用谷氨酸的清洁生产方法。[0007]本发明所述的药用谷氨酸的清洁生产方法，包括以下步骤:
[0008]I)味精与去离子水混合，加热、搅拌至溶解配成溶液；
[0009]2)加入硫酸调溶液等电点，有晶体析出后，50_60°C保温；
[0010]3)离心得谷氨酸湿品和母液；
[0011]4)洗涤谷氨酸湿品，干燥得谷氨酸成品。
[0012]本发明方法的步骤4)之后，还包括:将洗涤液回收，用于再次溶解味精，循环生产药用谷氨酸。
[0013]进一步地，本发明方法还包括在步骤3)之后将收集的母液真空浓缩至原体积45%-50%，降温至25-35°C后，得到析出的谷氨酸和二母液；将二母液用10%的氢氧化钠调pH为7，降温到5-15°C，结晶分离得到芒硝和三母液；三母液用于再次溶解味精，循环生产药用谷氨酸。分离得到的芒硝可以作为食品添加剂和药用辅料。
[0014]本发明方法中步骤I)味精与去离子水混合，配成5%~50%的溶液。
[0015]优选地，味精与去离子水混合，配成25%~35%的溶液。
[0016]本发明方法中，步骤I)中加热温度为50_60°C。
[0017]其中，加热溶解20_40min。
[0018]本发明方法的步骤2)加入硫酸的浓度为10%_75%。
[0019]优选地，硫酸的浓度为30%_50%。
[0020]其中，步骤2)等电点为pH值为3.2。
[0021]步骤2)保温时间为6-10h。
[0022]步骤3)的离心条件为2000-4000r/min,时间为l_3min。
[0023]步骤4)用去离子水洗涤谷氨酸湿品2-4次。
[0024]本发明提供的药用谷氨酸清洁生产方法是利用价格便宜的味精加去离子水，加热配成溶液，加硫酸调PH至谷氨酸等电点，结晶，离心、洗涤、干燥得到药用谷氨酸，产品一次收率达91%以上。由于味精来源于谷氨酸发酵液，其质量大大优于谷氨酸发酵液，得到的谷氨酸含量达到99%以上，透光率达98%以上，比旋度+31.5。本发明通过对原有的生产工艺进行改良，把谷氨酸调酸结晶离心后的母液，母液先浓缩至原体积50%、降温至30°C分离部分谷氨酸得二母液，二母液用10%氢氧化钠溶液调再pH至7左右降温至10°C结晶分离部分芒硝产品得三母液，三母液及浓缩的蒸馏水再用于溶解味精循环生产药用谷氨酸，整个生产过程的废液得以回收重复利用，产品完全资源化利用，基本没有废水产生，且得到的芒硝可以用于食品添加剂和药用辅料，大大节省了能源，降低了成本，有效控制环境污染。
【具体实施方式】
[0025]以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。本发明所用的味精均为市售的无盐、不增鲜味精。
[0026]实施例1谷氨酸清洁生产方法
[0027]在10001反应釜中加入570kg的去离子水与187kg的味精，搅拌加热至60°C，溶解30min后，把98kg50%的硫酸缓慢滴加到溶液中，调溶液等电点至pH3.2，有谷氨酸晶体析出，并在60°C保温6小时,离心2000r/min, , 2min后用570kg去离子水洗漆谷氨酸3次、干燥得谷氨酸产品136kg(按谷氨酸测算产品一次收率92.5%)。洗涤液回收，用于再次溶解味精，循环使用。
[0028]按中国药典标准检测，谷氨酸含量99.1%，透光率98.2%，硫酸根小于200ppm，比旋度+31.6，其他指标均符合要求。离心母液单独收集。
[0029]取650kg上述离心母液，其中含有谷氨酸与硫酸钠，经过真空浓缩，浓缩出约325kg水，得到浓缩为原体积50%的浓缩后的离心母液、将其降温至30°C得到析出的谷氨酸和二母液；回收其中的谷氨酸10kg，(按中国药典标准检测，谷氨酸含量99.3%，透光率
98.5%，比旋度+31.7，其他指标均符合要求。)二母液含大量硫酸钠及少量谷氨酸，将二母液用10%氢氧化钠溶液调再pH至7，降温至10°C，结晶分离得到芒硝产品180kg和三母液。所得芒硝产品经检测含量98%，符合工业品质量要求。三母液回收，用于再次溶解味精，循环生产药用谷氨酸。
[0030]实施例2谷氨酸清洁生产方法
[0031]在10001反应釜中加入约374kg的洗涤水与93.5kg的味精，搅拌加热至50°C，溶解20min后，把49kg50%的硫酸缓慢滴加到溶液中，调溶液等电点至pH3.2，有谷氨酸晶体析出，并在50°C保温8小时,离心4000r/min, Imin后用285kg去离子水洗漆谷氨酸4次、干燥得谷氨酸产品67.5kg(按谷氨酸测算产品一次收率92%)。洗涤液回收，用于再次溶解味精，循环使用。
[0032]按中国药典标准检测，谷氨酸含量99.2%，透光率98.5%，硫酸根小于200ppm，比旋度+31.7，其他指标均符合要求。离心母液单独收集。
[0033]取400kg上述离心母液，其中含有谷氨酸与硫酸钠，经过真空浓缩，得到浓缩为原体积50%的浓缩后的离心母液200kg、将其降温至35°C得到析出的谷氨酸和二母液；回收其中的谷氨酸6kg (按中国药典标准检测，谷氨酸含量99.2%，透光率98.5%，比旋度+31.6，其他指标均符合要求)，二母液含大量硫酸钠及少量谷氨酸，将二母液用10%氢氧化钠溶液调再pH至7，降温至15°C，结晶分离得到芒硝产品113kg和三母液。所得芒硝产品经检测含量98%，符合工业品质量要求。将三母液回收，用于再次溶解味精，循环生产药用谷氨酸。
[0034]实施例3谷氨酸清洁生产方法
[0035]在10001反应釜中加入约285kg的洗涤水与93.5kg的味精，搅拌加热至55°C，溶解40分钟后，把49kg50%的硫酸缓慢滴加到溶液中，调溶液等电点至pH3.2，有谷氨酸晶体析出，并在55°C保温10小时，离心3000r/min，3min后用285kg去离子水洗涤谷氨酸3次、干燥得谷氨酸产品67.lkg(按谷氨酸测算产品一次收率91%)。洗涤液回收，用于再次溶解味精，循环使用。
[0036]按中国药典标准检测，谷氨酸含量98.9%，透光率98.3%，硫酸根小于200ppm，比旋度+31.5，其他指标均符合要求。离心母液单独收集。
[0037]取300kg上述离心母液，其中含有谷氨酸与硫酸钠，经过真空浓缩，得到浓缩为原体积50%的浓缩后的离心母液150kg、将其降温至30°C得到析出的谷氨酸和二母液；回收其中的谷氨酸4kg，二母液含大量硫酸钠及少量谷氨酸(按中国药典标准检测，谷氨酸含量
99.5%，透光率98.7%，比旋度+31.4，其他指标均符合要求)，将二母液用10%氢氧化钠溶液调再PH至7，降温至5°C，结晶分离得到芒硝产品78kg和三母液。所得芒硝产品经检测含量98%，符合工业品质量要求。将三母液回收，用于再次溶解味精，循环生产药用谷氨酸。
[0038]虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神 的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
【权利要求】
1.一种药用谷氨酸的清洁生产方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)味精与去离子水混合，加热、搅拌至溶解配成溶液； 2)加入硫酸调溶液等电点，有晶体析出后，50-60°C保温； 3)离心得谷氨酸湿品和母液； 4)洗涤谷氨酸湿品，干燥得谷氨酸成品。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4)之后，还包括:将洗涤液回收，用于再次溶解味精，循环生产药用谷氨酸。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在步骤3)之后将收集的母液真空浓缩至原体积45%-50%，降温至25-35°C后，得到析出的谷氨酸和二母液；将二母液用10%的氢氧化钠调PH为7，降温到5-15°C，结晶分离得到芒硝和三母液；三母液用于再次溶解味精，循环生产药用谷氨酸。
4.如权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，步骤I)味精与去离子水混合，配成5%~50%的溶液。
5.如权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，步骤I)加热温度为50-60°C。
6.如权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，步骤2)加入硫酸的浓度为10%-75%。
7.如权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，步骤2)等电点为pH值为3.2。
8.如权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，步骤2)保温时间为6-10h。
9.如权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，步骤3)的离心条件为2000-4000r/min,时间为 l_3min。
10.如权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，步骤4)用去离子水洗涤谷氨酸湿品2-4 次。
【文档编号】C07C229/24GK103467327SQ201310356509
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年8月15日 优先权日:2013年8月15日
【发明者】汪洪源, 吴言俊, 陈文婕, 汪洪湖, 夏继祥 申请人:蚌埠丰原医药科技发展有限公司