本發(fā)明涉及氨基酸提取技術領域,特別涉及一種從毛發(fā)中提取氨基酸的方法。
背景技術:
氨基酸是生物有機體的重要組成部分,是組成蛋白質的基本單元,具有極其重要的生理功能。近一個世紀以來,人類不斷地揭示了蛋白質的秘密,使得氨基酸產(chǎn)品生產(chǎn)迅猛發(fā)展。2012年,氨基酸產(chǎn)量已經(jīng)達到330萬噸,目前我國氨基酸無論是在新產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)方面還是在應用方面都有了很大進步。目前除在醫(yī)藥、食品、飼料、化妝品等領域有應用外,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、化學工業(yè)等領域也不斷地開始應用了氨基酸產(chǎn)品及氨基酸產(chǎn)品的衍生物。目前市面上銷售的氨基酸產(chǎn)品多種多樣,主要包括異亮氨酸、纈氨酸、亮氨酸、脯氨酸、蘇氨酸、谷氨酸、精氨酸、醋酸賴氨酸、色氨酸、酪氨酸、胱氨酸、天門冬酰胺以及復合氨基酸等等。
胱氨酸是一種含硫氨基酸,在蛋白質中有少量存在,多含于頭發(fā)、指爪等的角蛋白中。L-胱氨酸是人體必需的氨基酸之一種,它在醫(yī)藥上和作為營養(yǎng)強化劑,也用于食品工業(yè),均有重要的價值。胱氨酸為氨基酸類藥物,能促進細胞氧化還原功能,使肝臟功能旺盛,并能中和毒素、促進白細胞增生、阻止病原菌發(fā)育;維生素B1結合三磷酸腺苷形成維生素B1焦磷酸鹽,是碳水化合物代謝時所必需的輔酶;維生素B1能抑制膽堿酯酶的活性,缺乏時膽堿酯酶活性增強,乙酰膽堿水解加速,致神經(jīng)沖動傳導障礙,影響胃腸、心肌功能;泛酸鈣是輔酶A的前體,是多種代謝環(huán)節(jié)必需的物質,可參與類固醇、卟啉、乙酰膽堿等物質的合成,并可維持正常的上皮功能。主要用于各種脫發(fā)癥,也用于痢疾、傷寒、流感等急性傳染病、氣喘、神經(jīng)痛、濕疹以及各種中毒疾患等,并有維持蛋白質構型的作用。也用作食品調味劑。
目前,胱氨酸的生產(chǎn)工藝主要包括提取法、化學合成法、酶催化法、微 生物發(fā)酵法等等。毛發(fā)富含多種氨基酸,如胱氨酸、亮氨酸、精氨酸等等,是廉價的氨基酸來源,從毛發(fā)中生產(chǎn)氨基酸可獲得可觀的經(jīng)濟效益。工業(yè)上從毛發(fā)中提取胱氨酸的收率可達7.5-8%,實際生產(chǎn)中有的只達5%,收率較低,且會產(chǎn)生大量廢水,環(huán)境污染問題嚴重。因此,急需一種氨基酸收率高、且廢水排放量小的提取方法。
技術實現(xiàn)要素:
有鑒于此,本發(fā)明提供了一種從毛發(fā)中提取氨基酸的方法。該方法提高了胱氨酸的收率及純度,簡化了操作步驟,降低了生產(chǎn)成本,減少了廢水的排放,解決了環(huán)保問題。
為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的,本發(fā)明提供以下技術方案:
本發(fā)明提供了一種從毛發(fā)中提取胱氨酸的方法,包括如下步驟:
將毛發(fā)酸解得到毛發(fā)水解液,加入堿中和,靜置,過濾得到第一胱氨酸粗品和第一復合氨基酸液;
將第一胱氨酸粗品進行洗滌、過濾,得到第二胱氨酸粗品和第二復合氨基酸液;
將第二胱氨酸粗品進行脫色、析晶,獲得L-胱氨酸和第三復合氨基酸液。
本發(fā)明將提取胱氨酸工藝中的三步堿中和的操作減少為兩步堿中和,不僅簡化了操作步驟,減少了胱氨酸的損失,提高了胱氨酸的收率,同時還保證了胱氨酸的純度維持在現(xiàn)有水平。
在胱氨酸的提取中,毛發(fā)水解液中除了含有胱氨酸外,還含有其他的氨基酸,如酪氨酸和亮氨酸。從提取胱氨酸余下的母液中提取酪氨酸、亮氨酸和復合氨基酸,可達到經(jīng)濟最大化,同時大大減少廢水的排放。
作為優(yōu)選,獲得L-胱氨酸之后還包括如下步驟:
將第三復合氨基酸液調節(jié)pH值至4.0~5.0,過濾,得到第一L-酪氨酸粗品和第四復合氨基酸液;
將第一L-酪氨酸粗品與堿溶液混合,調節(jié)pH值至11.0~12.0,攪拌2~3h,過濾,將濾液調節(jié)pH值至8.2~8.5,過濾,得到第二L-酪氨酸粗品和第五復合氨基酸液;
將第二L-酪氨酸粗品進行脫色、析晶,獲得L-酪氨酸和酪氨酸溶液。
作為優(yōu)選,獲得L-酪氨酸之后還包括如下步驟:
除鹽:將步驟1中得到的第一復合氨基酸液濃縮、過濾,得到第六復合氨基酸液和第一亮氨酸粗品;
取步驟1中得到的20%~30%體積的第二復合氨基酸液與第一亮氨酸粗品混合,調節(jié)pH值至0.1~1.0,得到飽和溶液,冷卻,過濾取濾液,得到第七復合氨基酸液;
沉淀:取余量第二復合氨基酸液和第七復合氨基酸液混合,調節(jié)pH至1.0~2.0,加入沉淀劑,靜置24~48h后過濾,得到第二亮氨酸粗品和第八復合氨基酸液;
氨解:將第二亮氨酸粗品與氨水混合,調節(jié)pH值至7.0~9.0,70~80℃保溫攪拌2~3h,冷卻后過濾,洗滌,得到第三亮氨酸粗品和氨解液;
脫色、精制:將第三亮氨酸粗品進行脫色、析晶,獲得L-亮氨酸和亮氨酸精制溶液。
作為優(yōu)選,第一胱氨酸粗品進行洗滌采用的洗滌劑為第四復合氨基酸液。
作為優(yōu)選,在本發(fā)明提供的方法中,獲得酪氨酸后還包括:將第五復合氨基酸液調節(jié)pH值至4.0~5.0,得到第三胱氨酸粗品,與第二胱氨酸粗品混合,進行脫色、析晶,從而提高胱氨酸的收率,減少廢水的排放。
作為優(yōu)選,步驟2中將第二酪氨酸粗品進行脫色、析晶為:將酪氨酸溶液與第二酪氨酸粗品混合,進行脫色、析晶,從而提高酪氨酸的收率,減少廢水的排放。
作為優(yōu)選,得到第八復合氨基酸液后還包括:將第八復合氨基酸液調節(jié)pH值至1.0~2.0,濃縮,過濾,得到第九復合氨基酸液,以及包含沉淀劑和亮氨酸的結晶物,可用于亮氨酸的回收,減少沉淀劑的用量,達到提高亮氨酸收率及節(jié)約生產(chǎn)成本的目的。
作為優(yōu)選,獲得亮氨酸后還包括:將第六復合氨基酸液與第九復合氨基酸液混合,制得復合氨基酸。
在本發(fā)明提供的一些實施例中,第六復合氨基酸液與第九復合氨基酸液的體積比為1:1。
作為優(yōu)選,在亮氨酸的提取中,取余量第二復合氨基酸液和第七復合氨基酸液混合為:取余量第二復合氨基酸液、第七復合氨基酸液以及包含沉淀劑和亮氨酸的結晶物混合。
作為優(yōu)選,在亮氨酸提取的沉淀步驟中,加入沉淀劑與靜置之間還包括:加入氨解步驟得到的氨解液,減少沉淀劑的用量。
作為優(yōu)選,在氨解步驟中,將第一亮氨酸粗品與氨水混合為:將第一亮氨酸粗品、氨水,與脫色、精制步驟得到的亮氨酸精制溶液混合,用于亮氨酸的提取,提高亮氨酸的收率。
在本發(fā)明提供的一些實施例中,在胱氨酸的提取中,毛發(fā)水解液的制備方法為:將毛發(fā)與酸混合,溫度由70~80℃升至110~117℃,水解5~8h,過濾,體積濃縮至50%~70%。
作為優(yōu)選,胱氨酸提取中酸解所用的酸為鹽酸。
作為優(yōu)選,中和所用的堿為液氨、氨水或液堿。
作為優(yōu)選,以kg/mol計,毛發(fā)與酸的比例為1:(10~20)。
在本發(fā)明提供的一些實施例中,以kg/mol計,毛發(fā)與酸的比例為1:15。
作為優(yōu)選,加入堿中和后的pH值為4.0~5.0。
優(yōu)選地,加入堿中和后的pH值為4.8。
作為優(yōu)選,步驟1中靜置的時間不少于48h。
在L-胱氨酸的提取中,脫色、析晶具體為:第二胱氨酸粗品與鹽酸溶液混合,配制成含量為4%~6%的胱氨酸溶液,升溫至70~80℃,加入活性炭脫色,過濾后將濾液升溫至50~60℃,加入堿中和至pH3.0~3.5,析出結晶,過濾,洗滌,真空干燥,得L-胱氨酸。
在本發(fā)明提供的一些實施例中,酪氨酸的提取中,將第三復合氨基酸液調節(jié)pH值至4.8。
作為優(yōu)選,第一酪氨酸粗品與堿溶液混合中,堿溶液為液堿,濃度為30%。
在本發(fā)明提供的一些實施例中,酪氨酸的提取中,將第二酪氨酸粗品進行脫色、析晶為:第二酪氨酸粗品與酸溶液混合,升溫至70~80℃,加入活性炭脫色,過濾,升溫至50~60℃,調節(jié)pH值至2.0~2.5,析晶,過濾,洗滌,真空干燥,得L-酪氨酸。
作為優(yōu)選,在亮氨酸的提取步驟,除鹽步驟中濃縮后毛發(fā)水解液的濃度為26~27波美度。
在本發(fā)明提供的一些實施例中,除鹽步驟中冷卻的溫度為0~30℃。
在本發(fā)明提供的一些實施例中,亮氨酸提取所用沉淀劑為鄰二甲苯四磺酸,沉淀劑與濾液的質量體積比為10%至40%。
在本發(fā)明提供的一些實施例中,鄰二甲苯四磺酸的制備方法為:將鄰二甲苯與硫酸按體積比1:1混合,溫度控制在85℃~95℃,保溫2小時,獲得鄰二甲苯四磺酸。
在本發(fā)明提供的一些實施例中,亮氨酸提取中的脫色、精制具體為:將第三亮氨酸粗品與鹽酸溶液混合,升溫至60~80℃后加入活性炭脫色,過濾后濾液與堿溶液混合,調節(jié)pH值至2.5~3.0,析晶,洗滌,真空干燥,得L-亮氨酸。
在本發(fā)明提供的一些實施例中,堿溶液為氨水、液氨或液堿。
本發(fā)明還提供了一種從毛發(fā)中提取氨基酸的方法,包括如下步驟:
將毛發(fā)酸解得到毛發(fā)水解液,加入堿中和,靜置,過濾得到第一胱氨酸粗品和第一復合氨基酸液;
采用回收的第四復合氨基酸液對第一胱氨酸粗品進行洗滌、過濾,得到第二胱氨酸粗品和第二復合氨基酸液;
將第二胱氨酸粗品與回收的第三胱氨酸粗品混合,進行脫色、析晶,獲得L-胱氨酸和第三復合氨基酸液;
將第三復合氨基酸液調節(jié)pH值至4.0~5.0,過濾,得到第一酪氨酸粗品和第四復合氨基酸液;
將第一酪氨酸粗品與堿溶液混合,調節(jié)pH值至11.0~12.0,攪拌2~3h,過濾,將濾液調節(jié)pH值至8.2~8.5,過濾,得到第二酪氨酸粗品和第五復合氨基酸液;
將第二酪氨酸粗品與回收的酪氨酸溶液混合,進行脫色、析晶,獲得L-酪氨酸和酪氨酸溶液;
將第五復合氨基酸液調節(jié)pH值至4.0~5.0,得到第三胱氨酸粗品,用于胱氨酸的提取。
將第一復合氨基酸液濃縮、過濾,得到第六復合氨基酸液和第一亮氨酸粗品;
取20%~30%體積的第二復合氨基酸液與第一亮氨酸粗品混合,調節(jié)pH值至0.1~1.0,得到飽和溶液,冷卻,過濾取濾液,得到第七復合氨基酸液;
取余量第二復合氨基酸液、第七復合氨基酸液以及回收的包含沉淀劑和亮氨酸的結晶物混合,調節(jié)pH至1.0~2.0,加入沉淀劑,加入回收的氨解液,靜置24~48h后過濾,得到第二亮氨酸粗品和第八復合氨基酸液;
將第八復合氨基酸液調節(jié)pH值至1.0~2.0,濃縮,過濾,得到第九復合氨基酸液,以及包含沉淀劑和亮氨酸的結晶物。
將第二亮氨酸粗品、氨水,與回收的亮氨酸精制溶液混合,調節(jié)pH值至7.0~9.0,70~80℃保溫攪拌2~3h,冷卻后過濾,洗滌,得到第三亮氨酸粗品和氨解液;
將第三亮氨酸粗品進行脫色、析晶,獲得L-亮氨酸和亮氨酸精制溶液;
將第六復合氨基酸液與第九復合氨基酸液混合,制得復合氨基酸。
在本發(fā)明提供的一些實施例中,第六復合氨基酸液與第九復合氨基酸液的體積比為1:1。
本發(fā)明還提供了一種從毛發(fā)中提取亮氨酸的方法,包括如下步驟:
除鹽:將毛發(fā)水解液濃縮、冷卻、過濾,得到第一亮氨酸粗品;將第一亮氨酸粗品與鹽酸溶液混合,調節(jié)pH值至0.1~1.0,得到飽和溶液,冷卻,過濾,得到濾液;
沉淀:將濾液的pH值調至1.0~2.0,加入沉淀劑,靜置24~48h后過濾,得到第二亮氨酸粗品;
氨解:將第二亮氨酸粗品與氨水混合,調節(jié)pH值至7.0~9.0,70~80℃保溫攪拌2~3h,冷卻后過濾,洗滌,得到第三亮氨酸粗品;
脫色、精制:將第三亮氨酸粗品進行脫色、析晶,獲得L-亮氨酸。
亮氨酸是在蛋白質內最常出現(xiàn)的氨基酸,是人體的必需氨基酸。亮氨酸的作用包括:1、與異亮氨酸和纈氨酸一起合作修復肌肉,控制血糖,并給身體組織提供能量。它還提高生長激素的產(chǎn)量,并幫助燃燒內臟脂肪,這些脂肪由于處于身體內部,僅通過節(jié)食和鍛煉難以對它們產(chǎn)生有效作用。2、由于它很容易轉化為葡萄糖,因此亮氨酸有助于調節(jié)血糖水平。3、作為氨基酸輸 液及綜合氨基酸制劑。4、用于幼兒特發(fā)性高血糖的診斷和治療。5、適用于伴有膽汁分泌減少的肝病、貧血、中毒、肌萎縮癥、脊髓灰質炎后遺癥、神經(jīng)炎及精神病。6、可作為營養(yǎng)增補劑、調味增香劑。
本發(fā)明通過改進從毛發(fā)中提取亮氨酸的工藝,從而提高了亮氨酸的得率和純度,人發(fā)收率達3%。
作為優(yōu)選,毛發(fā)水解液的pH值為4.0~5.0。
優(yōu)選地,毛發(fā)水解液的pH值為4.8。
作為優(yōu)選,除鹽步驟中濃縮后毛發(fā)水解液的濃度為26~27波美度。
在本發(fā)明提供的一些實施例中,除鹽步驟中冷卻的溫度為0~30℃。
作為優(yōu)選,沉淀劑為鄰二甲苯四磺酸,沉淀劑與濾液的質量體積比為10%~40%。
在本發(fā)明提供的一些實施例中,脫色、精制具體為:將第三亮氨酸粗品與鹽酸溶液混合,升溫至60~80℃后加入活性炭脫色,過濾后濾液與堿溶液混合,調節(jié)pH值至2.5~3.0,析晶,洗滌,干燥,得L-亮氨酸。
在本發(fā)明提供的一些實施例中,堿溶液為氨水、液氨或液堿。
本發(fā)明提供了一種從毛發(fā)中提取氨基酸的方法。該方法包括:將毛發(fā)酸解得到毛發(fā)水解液,加入堿中和,靜置,過濾得到第一胱氨酸粗品和第一復合氨基酸液;將第一胱氨酸粗品進行洗滌、過濾,得到第二胱氨酸粗品和第二復合氨基酸液;將第二胱氨酸粗品進行脫色、析晶,獲得L-胱氨酸和第三復合氨基酸液。本發(fā)明至少具有如下優(yōu)勢之一:
1、本發(fā)明通過對胱氨酸提取工藝進行了改進,堿中和的次數(shù)由3次減為2次,不僅提高了胱氨酸收率,還保證了胱氨酸的純度,簡化了操作步驟,降低了生產(chǎn)成本;
2、本發(fā)明從毛發(fā)水解液提取胱氨酸后,再從廢水中提取了酪氨酸和亮氨酸,剩余的氨基酸液制成了復合氨基酸,從而大大提高了原料的利用率,節(jié)約了資源,達到了經(jīng)濟最大化;
3、本發(fā)明氨基酸提取中產(chǎn)生的廢水得到了充分的回收利用,從而大大減少了廢水的排放,解決了環(huán)保問題。
附圖說明
圖1示本發(fā)明氨基酸提取的工藝流程。
具體實施方式
本發(fā)明公開了一種從毛發(fā)中提取氨基酸的方法,本領域技術人員可以借鑒本文內容,適當改進工藝參數(shù)實現(xiàn)。特別需要指出的是,所有類似的替換和改動對本領域技術人員來說是顯而易見的,它們都被視為包括在本發(fā)明。本發(fā)明的方法及應用已經(jīng)通過較佳實施例進行了描述,相關人員明顯能在不脫離本發(fā)明內容、精神和范圍內對本文所述的方法和應用進行改動或適當變更與組合,來實現(xiàn)和應用本發(fā)明技術。
本發(fā)明提供的從毛發(fā)中提取氨基酸的方法中所用原料、試劑、儀器等均可由市場購得。
下面結合實施例,進一步闡述本發(fā)明:
實施例1氨基酸的提取工藝
本實施例氨基酸提取的工藝流程簡圖見圖1,具體步驟如下:
(一)胱氨酸提取
取10mol/L鹽酸3立方于5T水解罐中,加熱至70~80℃,投入人發(fā)2噸,在1~1.5小時內升至110~117℃,水解6h,得黑色水解液,過濾,濾液減壓抽酸濃縮至水解液體積減少40%左右(70~80℃2h)。中和攪拌下向上述濾液中加入堿液(液氨、氨水、液堿等強堿液),調節(jié)pH4.8為止,靜置48h以上,板框過濾,得L-胱氨酸粗品(1)和復合氨基酸液(1)。
用復合氨基酸液(4)洗滌L-胱氨酸粗品(1),板框過濾得L-胱氨酸粗品(2)和復合氨基酸液(2)。L-胱氨酸粗品(2)轉移至反應釜中,加入水解濃縮出的稀鹽酸,配制成含量4%得胱氨酸溶液,升溫至70℃,加入活性炭,根據(jù)脫色效果確定活性炭用量,脫色時間越長越好,過濾后濾液轉移至精制反應釜中,升溫50℃,加入氨水中和至pH3.0,析出結晶,濾出胱氨酸結晶,純凈水洗滌,真空干燥得L-胱氨酸成品170kg,收率8.5%,純度98.6%,余下復合氨基酸液(3)。
(二)酪氨酸提取
取上述復合氨基酸液(3)加入堿液中和至pH4.8,過濾得L-酪氨酸粗品(1)和復合氨基酸液(4)。L-酪氨酸粗品(1)加入30%液堿調pH11.5,攪拌約2小時過濾,濾液用10mol/L鹽酸調節(jié)pH8.2后過濾,得L-酪氨酸粗品(2)和復合氨基酸液(5)。
L-酪氨酸粗品(2)加入10mol/L鹽酸與酪氨酸溶液溶解稀釋,升溫至70℃后,加入活性炭脫色。過濾后液體升溫至50℃后,加入氨水調節(jié)pH2.0,析出酪氨酸結晶,濾出酪氨酸結晶,純凈水洗滌,真空干燥得L-酪氨酸成品24kg,收率1.2%,純度98.5%,余下酪氨酸溶液。
復合氨基酸液(5)用10mol/L鹽酸中和至pH4.8,得胱氨酸粗品。與前面所述L-胱氨酸粗品(2)混合進入脫色精制階段。
(三)亮氨酸提取
上述復合氨基酸液(1)濃縮至26~27波美度,冷卻、過濾得復合氨基酸液(6)和亮氨酸粗品(1)。
亮氨酸粗品(1)、2N鹽酸(可以使用水解后濃縮出來的鹽酸)、30%復合氨基酸液(2)混合,制成飽和溶液,升溫攪拌溶解,冷卻、過濾得復合氨基酸液(7)和鹽。
2、縮合:
將余量的復合氨基酸液(2)、沉淀劑與亮氨酸的結晶物、復合氨基酸液(7)混合,調pH至2.0;加入沉淀劑,見微量結晶停止;放入氨解液,放入時見大量結晶,終點pH1.5;存放24小時后,過濾得亮氨酸粗品(2)和復合氨基酸液(8)。
3、復合氨基酸液(8)加入氨水調節(jié)pH1.5,濃縮至原體積的一半。過濾得沉淀劑與亮氨酸的結晶物和復合氨基酸液(9)。
4、氨解:亮氨酸粗品(2)加入精制溶液和氨水,調節(jié)pH9.0,70℃保溫攪拌2小時,靜置冷卻后過濾,用精制溶液洗滌。得亮氨酸粗品(3)和氨解液。
5、脫色、精制:加入10mol/L鹽酸與亮氨酸粗品(3)、精制溶液溶解稀釋,升溫70℃后加入活性炭脫色,過濾后濾液轉入精制罐中加入氨水中和,終點pH2.5,析出亮氨酸結晶,濾出亮氨酸結晶,純凈水洗滌,真空干燥得L-亮 氨酸成品60kg,收率3%,純度98.6%。余下亮氨酸精制溶液。
(四)復合氨基酸制備:
將上述復合氨基酸液(6)和復合氨基酸液(9)按1:1比例混合,進入霧化干燥塔,干燥后得復合氨基酸粉產(chǎn)品2.8噸。
在上述多種氨基酸提取及復合氨基酸制備過程中,無廢水排放。
實施例2氨基酸的提取工藝
(一)胱氨酸提取
取10mol/L鹽酸3立方于5T水解罐中,加熱至70~80℃,投入人發(fā)2噸,在1~1.5小時內升至110~117℃,水解6h,得黑色水解液,過濾,濾液減壓抽酸濃縮至水解液體積減少40%左右(70~80℃2h)。中和攪拌下向上述濾液中加入堿液(液氨、氨水、液堿等強堿液),調節(jié)pH4.0為止,靜置48h以上,板框過濾,得L-胱氨酸粗品(1)和復合氨基酸液(1)。
用復合氨基酸液(4)洗滌L-胱氨酸粗品(1),板框過濾得L-胱氨酸粗品(2)和復合氨基酸液(2)。L-胱氨酸粗品(2)轉移至反應釜中,加入水解濃縮出的稀鹽酸,配制成含量5%得胱氨酸溶液,升溫至75℃,加入活性炭,根據(jù)脫色效果確定活性炭用量,脫色時間越長越好,過濾后濾液轉移至精制反應釜中,升溫55℃,加入氨水中和至pH3.2,析出結晶,濾出胱氨酸結晶,溫度80~100℃純凈水洗滌,真空干燥得L-胱氨酸成品170kg,收率8.5%,純度98.4%,余下復合氨基酸液(3)。
(二)酪氨酸提取
取上述復合氨基酸液(3)加入堿液中和至pH4.0,過濾得L-酪氨酸粗品(1)和復合氨基酸液(4)。L-酪氨酸粗品(1)加入30%液堿調pH11.0,攪拌約2小時過濾,濾液用10mol/L鹽酸調節(jié)pH8.3后過濾,得L-酪氨酸粗品(2)和復合氨基酸液(5)。
L-酪氨酸粗品(2)加入10mol/L鹽酸與酪氨酸溶液溶解稀釋,升溫至75℃后,加入活性炭脫色。過濾后液體升溫至55℃后,加入氨水調節(jié)pH2.2,析出酪氨酸結晶,濾出酪氨酸結晶,純凈水洗滌,真空干燥得L-酪氨酸成品16kg,收率0.8%,純度98.5%,余下酪氨酸溶液。
復合氨基酸液(5)用10mol/L鹽酸中和至pH4.0,得胱氨酸粗品。與前面 所述L-胱氨酸粗品(2)混合進入脫色精制階段。
(三)亮氨酸提取
上述復合氨基酸液(1)濃縮至26~27波美度,冷卻、過濾得復合氨基酸液(6)和亮氨酸粗品(1)。
亮氨酸粗品(1)、2N鹽酸、25%復合氨基酸液(2)混合,制成飽和溶液,升溫攪拌溶解,冷卻、過濾得復合氨基酸液(7)和鹽。
2、縮合:
將余量的復合氨基酸液(2)、沉淀劑與亮氨酸的結晶物、復合氨基酸液(7)混合,調pH至1.5;加入沉淀劑,見微量結晶停止;放入氨解液,放入時見大量結晶,終點pH1.0;存放36小時后,過濾得亮氨酸粗品(2)和復合氨基酸液(8)。
3、復合氨基酸液(8)加入氨水調節(jié)pH1.5,濃縮至原體積的一半。過濾得沉淀劑與亮氨酸的結晶物和復合氨基酸液(9)。
4、氨解:亮氨酸粗品(2)加入精制溶液和氨水,調節(jié)pH8.5,75℃保溫攪拌2.5小時,靜置冷卻后過濾,用精制溶液洗滌。得亮氨酸粗品(3)和氨解液。
5、脫色、精制:加入10mol/L鹽酸與亮氨酸粗品(3)、精制溶液溶解稀釋,升溫75℃后加入活性炭脫色,過濾后濾液轉入精制罐中加入氨水中和,終點pH2.8,析出亮氨酸結晶,濾出亮氨酸結晶,純凈水洗滌,真空干燥得L-亮氨酸成品58kg,收率2.9%,純度98.6%,余下亮氨酸精制溶液。
(四)復合氨基酸制備:
將上述復合氨基酸液(6)和復合氨基酸液(9)按1:1比例混合,進入霧化干燥塔,干燥后得復合氨基酸粉產(chǎn)品2.8噸。
在上述多種氨基酸提取及復合氨基酸制備過程中,無廢水排放。
實施例3氨基酸的提取工藝
(一)胱氨酸提取
取10mol/L鹽酸3立方于5T水解罐中,加熱至70~80℃,投入人發(fā)2噸,在1~1.5小時內升至110~117℃,水解6h,得黑色水解液,過濾,濾液減壓抽酸濃縮至水解液體積減少40%左右(70~80℃2h)。中和攪拌下向上述濾液中加 入堿液(液氨、氨水、液堿等強堿液),調節(jié)pH5.0為止,靜置48h以上,板框過濾,得L-胱氨酸粗品(1)和復合氨基酸液(1)。
用復合氨基酸液(4)洗滌L-胱氨酸粗品(1),板框過濾得L-胱氨酸粗品(2)和復合氨基酸液(2)。L-胱氨酸粗品(2)轉移至反應釜中,加入水解濃縮出的稀鹽酸,配制成含量6%得胱氨酸溶液,升溫至80℃,加入活性炭,根據(jù)脫色效果確定活性炭用量,脫色時間越長越好,過濾后濾液轉移至精制反應釜中,升溫60℃,加入氨水中和至pH3.5,析出結晶,濾出胱氨酸結晶,溫度80~100℃純凈水洗滌,真空干燥得L-胱氨酸成品172kg,收率8.6%,純度98.2%,余下復合氨基酸液(3)。
(二)酪氨酸提取
取上述復合氨基酸液(3)加入堿液中和至pH5.0,過濾得L-酪氨酸粗品(1)和復合氨基酸液(4)。L-酪氨酸粗品(1)加入30%液堿調pH12.0,攪拌約2小時過濾,濾液用10mol/L鹽酸調節(jié)pH8.5后過濾,得L-酪氨酸粗品(2)和復合氨基酸液(5)。
L-酪氨酸粗品(2)加入10mol/L鹽酸與酪氨酸溶液溶解稀釋,升溫至80℃后,加入活性炭脫色。過濾后液體升溫至60℃后,加入氨水調節(jié)pH2.5,析出酪氨酸結晶,濾出酪氨酸結晶,純凈水洗滌,真空干燥得L-酪氨酸成品20kg,收率1.0%,純度98.5%,余下酪氨酸溶液。
復合氨基酸液(5)用10mol/L鹽酸中和至pH5.0,得胱氨酸粗品。與前面所述L-胱氨酸粗品(2)混合進入脫色精制階段。
(三)亮氨酸提取
上述復合氨基酸液(1)濃縮至26~27波美度,冷卻、過濾得復合氨基酸液(6)和亮氨酸粗品(1)。
亮氨酸粗品(1)、2N鹽酸、20%復合氨基酸液(2)混合,制成飽和溶液,升溫攪拌溶解,冷卻、過濾得復合氨基酸液(7)和鹽。
2、縮合:
將余量的復合氨基酸液(2)、沉淀劑與亮氨酸的結晶物、復合氨基酸液(7)混合,調pH至1.0;加入沉淀劑,見微量結晶停止;放入氨解液,放入時見大量結晶,終點pH1.5;存放48小時后,過濾得亮氨酸粗品(2)和復合氨基酸液(8)。
3、復合氨基酸液(8)加入氨水調節(jié)pH1.5,濃縮至原體積的一半。過濾得沉淀劑與亮氨酸的結晶物和復合氨基酸液(9)。
4、氨解:亮氨酸粗品(2)加入精制溶液和氨水,調節(jié)pH9.0,80℃保溫攪拌3小時,靜置冷卻后過濾,用精制溶液洗滌。得亮氨酸粗品(3)和氨解液。
5、脫色、精制:加入10mol/L鹽酸與亮氨酸粗品(3)、精制溶液溶解稀釋,升溫80℃后加入活性炭脫色,過濾后濾液轉入精制罐中加入氨水中和,終點pH3.0,析出亮氨酸結晶,濾出亮氨酸結晶,純凈水洗滌,真空干燥得L-亮氨酸成品56kg,收率2.8%,純度98.5%,余下亮氨酸精制溶液。
(四)復合氨基酸制備:
將上述復合氨基酸液(6)和復合氨基酸液(9)按1:1比例混合,進入霧化干燥塔,干燥后得復合氨基酸粉產(chǎn)品2.8噸。
在上述多種氨基酸提取及復合氨基酸制備過程中,無廢水排放。
對比例1胱氨酸的提取
胱氨酸生產(chǎn)工藝的步驟如下:
一.水解段
原料:毛發(fā);
輔料:鹽酸,蒸汽。
將2噸毛發(fā)投入水解罐內密封,通入鹽酸(濃度﹥30%),蒸汽。溫度120,酸解時間7H。
終點產(chǎn)物:水解液(去一次中和段)。
二.一次中和段
輔料:液氨(或液堿)。
水解液進入一次中和罐,通入液氨(或液堿)。溫度50℃,中和時間20h,終點pH=5.0,過濾。
終點產(chǎn)物:1、濾液(即一次母液,送粉劑車間或L-精氨酸車間做原料);2、濾渣(去一次脫色段)。
三.一次脫色段
輔料:鹽酸,蒸汽,純水,活性炭。
濾渣進入脫色罐,投(通)入鹽酸,蒸汽,純水,活性炭。溫度80℃,脫色時間2H,終點pH=0.5。過濾。
終點產(chǎn)物:1、濾渣(出售);2、濾液(去二次中和段)。
四.二次中和段
輔料:碳酸氫銨。
濾液進入二次中和罐,投入碳酸氫銨。溫度50℃,中和時間12h,終點pH=5.0,過濾。
終點產(chǎn)物:1、濾液(即二次母液,送L-亮氨酸車間做原料);2、濾渣(去二次脫色段)。
五.二次脫色段
輔料:鹽酸,蒸汽,純水,活性炭。
濾渣進入脫色罐,投(通)入鹽酸,蒸汽,純水,活性炭,溫度80℃,脫色時間2h,終點pH=0.5,過濾。
終點產(chǎn)物:1、濾渣(回收利用);2、濾液(去三次中和段)。
六.三次中和段
輔料:氨水。
濾液進入三次中和罐,通入氨水,溫度50℃,中和時間3h,終點pH=3.5,過濾。
終點產(chǎn)物:1、濾液(即三次母液,送L-酪氨酸車間做原料);2、濾渣(即L-胱氨酸粗品,去精制段)。
七.精制段
輔料:蒸餾水,蒸汽。
用蒸餾水沖洗上段工序產(chǎn)品并離心甩干,送入烘干機,通入蒸汽烘干,包裝,入庫,烘干溫度100℃,烘干時間3h。
終點產(chǎn)物:L-胱氨酸成品130KG,收率為6.5%,純度98.8%。
此工藝生產(chǎn)胱氨酸后,廢水無法充分利用,對環(huán)保壓力非常大,且廢水中還含有其它的氨基酸,造成了資源的浪費。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式,應當指出,對于本技術領域的普通技術人員來說,在不脫離本發(fā)明原理的前提下,還可以做出若干改進和潤飾,這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。