一种蛋氨酸生产中的高效结晶工艺的制作方法

本发明涉及蛋氨酸制备，具体涉及一种蛋氨酸生产中的高效结晶工艺。

背景技术：

1、d,l-蛋氨酸，又名甲硫氨酸，外观为白色片状结晶或粉末，有特殊气味，味微甜，是合成动物蛋白必须的重要氨基酸之一，临床用于慢性肝炎、肝硬化及脂肪肝等预防和治疗。由于蛋氨酸的市场需求巨大，加上国外工艺技术垄断，国内的蛋氨酸需求缺口越来越大，为了解决这个技术性难题，国内研究单位、生产企业等均在寻求高能效的生产技术，打破国外技术垄断。

2、蛋氨酸的生产工艺，总体上分为提取法、蛋白质水解法、微生物法和化学合成法，其中化学合成法主要有氨基内酯法、丙烯醛法、丙二酸酯法、固-液相转移催化法等新型技术，但因多数生产工艺产量低、成本高或者副产物多等弊端，任处于实验改进阶段而不能大批量工业化生产，目前蛋氨酸主要工业化生产工艺是采用丙烯醛法(海因法和氰醇法)。

3、海因法生产工艺主要为以海因(甲硫基乙基丙酰腺)为原料，经碱水解成蛋氨酸盐，再通过二氧化碳酸化结晶生成蛋氨酸，并回收结晶母液处理后循环使用。结晶是一种中药的分离纯化单元操作，广泛用于精细化工、食品和制药生产中，晶粒度的大小、形状和粒度分布对产品的下游操作比如过滤、干燥和粉碎等有很大的影响。

4、用酸中和结晶的蛋氨酸，存在几个问题：一是晶体形貌不规则，体积密度小，只有0.2～0.4g/ml，单位重量体积较大、提高了包装运输成本，但是堆积密度过大也存在弊端，会导致后续破碎困难，增加处理工序，因此堆积密度也不宜超过0.8g/ml；二是蛋氨酸存放过程中容易吸潮结块。本方案通过添加表面活性剂、晶核等措施，提高蛋氨酸晶体形貌的规则性，增加晶体粒径，降低其表面静电，从而提高堆积密度。同样也降低了其吸潮性。

技术实现思路

1、基于上述技术问题，本发明目的在于提供一种蛋氨酸结晶工艺，结晶得到的蛋氨酸具有规则的晶形结构，粒径均匀、堆积密度适中，提高了蛋氨酸的抑制吸潮结块的能力。

2、本发明目的通过如下技术方案实现：

3、一种蛋氨酸生产中的高效结晶工艺，其特征在于，按照如下步骤进行：

4、(1)海因水溶液中加入碳酸钾溶液进行水解得海因水解液；

5、(2)在加热的海因水解液中加入活性炭预处理，然后抽滤得脱色海因水解液；

6、(3)对脱色海因水解液进行减压浓缩得海因水解浓缩液；

7、(4)在海因水解浓缩液中加入烷基糖苷水溶液，搅拌混合得混合液；

8、(5)在混合液中通入二氧化碳酸化处理；

9、(6)在酸化处理后的混合液中加入多边形或菱形晶种，通过逐次降温的加热搅拌处理；

10、(7)将步骤(6)处理后的混合液进行加压过滤、冲洗、再加压脱水得蛋氨酸湿品，最后进行干燥。

11、进一步，所述步骤(1)中水解是在海因水溶液中加入碳酸钾溶液，在温度为150～200℃下，压力为5～12atm下进行水解。

12、进一步，所述海因水溶液的质量浓度为10～18％，碳酸钾质量浓度为35～50％，碳酸钾和海因的摩尔比为1.1～1.6:1。

13、进一步，所述步骤(2)中预处理是将海因水解液升温至70～80℃，然后加入粉末活性炭，维持温度，在200～300rpm下搅拌30～40min，然后将海因水解液抽滤，得到脱色海因水解液。

14、由于水解液中存在色素、含硫的杂质等，这些杂质对于d,l-蛋氨酸的晶体形貌影响比较大，通过加入粉末活性炭，在加热搅拌过程中有效吸附杂质。

15、进一步，所述粉末活性炭的加入量为海因水解液质量的1～3.5‰。

16、进一步，所述步骤(3)中减压浓缩是将脱色海因水解液在60～70℃、压力小于-80kpa下进行浓缩，浓缩后的体积为脱色海因水解液体积的30～60％。

17、通过减压浓缩可以在结晶时，更容易控制结晶过饱和度，得到晶种相同结构的晶体形貌。

18、进一步，所述步骤(4)具体是将步骤(3)中的海因水解浓缩液温度升至80～90℃，加入质量浓度为10～25％的烷基糖苷水溶液，烷基糖苷水溶液用量为海因水解浓缩液质量的0.5～2％。

19、通过在海因水解浓缩液中加入烷基糖苷，增加后续晶种在体系中的分散性，使其在体系中均匀分散，其次，降低了水解浓缩液的表面张力，从而促进结晶生长在晶种的诱导下更加规则，避免伸长鳞状的结晶体，同时，烷基糖苷的存在，避免了二氧化碳酸化过程中产生气泡，可以促进d,l-蛋氨酸的生成，此外，提高了晶体之间的粘合力，从而有效增加结晶的堆积密度，最后，有效防止产品结块。

20、进一步，所述步骤(5)中酸化是在步骤(4)处理后得到的混合液中通入二氧化碳，反应压力为0.2～0.5mpa，反应温度为25～35℃，反应至体系ph稳定不发生变化。

21、进一步，所述步骤(6)中逐步降温搅拌具体先在45～50℃下，以60～70rpm速率搅拌2～3h，然后降温至35～40℃，以40～50rpm搅拌3～4h，最后降温至25～30℃，在30～35rpm下搅拌2～3h。

22、通过分步梯度降温析晶，维持了体系内蛋氨酸的过饱和度的稳定性，促使晶种的诱导结晶中有效形成晶体形貌一致、粒径均匀，堆积密度高的蛋氨酸晶体。

23、进一步，所述步骤(6)中加入的晶种是蛋氨酸计算重量的0.05～1％。

24、最具体地，一种蛋氨酸生产中的高效结晶工艺，其特征在于，按如下步骤进行：

25、(1)在质量浓度为10～18％的海因水溶液中加入质量浓度为35～50％的碳酸钾溶液，在温度为150～200℃下，压力为5～12atm下进行水解，碳酸钾和海因的摩尔比为1.1～1.6:1；

26、(2)将海因水解液升温至70～80℃，然后加入粉末活性炭，维持温度，在200～300rpm下搅拌30～40min，然后将海因水解液抽滤，得到脱色海因水解液，所述粉末活性炭的加入量为海因水解液质量的1～3.5‰；

27、(3)将脱色海因水解液在60～70℃、压力小于-80kpa下进行浓缩得海因水解浓缩液，浓缩后的体积为脱色海因水解液体积的30～60％；

28、(4)将步骤(3)中的海因水解浓缩液温度升至80～90℃，加入质量浓度为10～25％的烷基糖苷水溶液搅拌混合，烷基糖苷水溶液用量为海因水解浓缩液质量的0.5～2％；

29、(5)在步骤(4)处理后得到的混合液中通入二氧化碳，反应压力为0.2～0.5mpa，反应温度为25～35℃，反应至体系ph稳定不发生变化；

30、(6)在酸化处理后的混合液中加入多边形或菱形晶种，通过逐次降温的加热搅拌处理，具体是先在45～50℃下，以60～70rpm速率搅拌2～3h，然后降温至35～40℃，以40～50rpm搅拌3～4h，最后降温至25～30℃，在30～35rpm下搅拌2～3h；

31、(7)将步骤(6)处理后的混合液依次进行加压过滤、冲洗和加压脱水得蛋氨酸湿品，再进行干燥。

32、本发明具有如下技术效果：

33、本发明中制备的d,l-蛋氨酸晶体形貌规则，完整形成晶种对应的形貌结构，晶体尺寸均匀性优异，有效提高了d,l-蛋氨酸的堆积密度，堆积密度在0.6～0.7g/ml，有利于包装、运输，不易吸潮结块，性能稳定，60天内没有出现任何结块现象。