各種氨基酸的生產(chǎn)工藝

1、各種氨基酸的生產(chǎn)工藝 1、谷氨酸 (1)等電離交工藝方法一一從發(fā)酵液中提取谷氨酸，即將谷氨酸發(fā)酵液降溫并用硫酸調(diào) PH值至谷氨酸等電點(diǎn)(pH3.0-3.2),溫度降到 10 以下沉淀，離心分離谷氨酸，再將上清液用硫酸調(diào) pH至 1.5 上 732 強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂，用氨水調(diào)上清液 pH10 進(jìn)行洗脫，洗脫下 來的高流分再用硫酸調(diào) pH1.0 返回等電車間加入發(fā)酵液進(jìn)行等電提取，離交車間的上柱后的 上清液及洗柱水送去環(huán)保車間進(jìn)行廢水處理。 該工藝方法的缺點(diǎn)是：廢水量大，治理成本高，酸堿用量大。 連續(xù)等電工藝一一將谷氨酸發(fā)酵液適當(dāng)濃縮后控制 40c左右，連續(xù)加入有晶種的等電 罐中，同時(shí)加入硫酸

2、，控制等電罐中 PH值維才 I在 3.2 左右，溫度 40c進(jìn)行結(jié)晶。 該工藝方法廢的優(yōu)點(diǎn)是：水量相對(duì)較少；缺點(diǎn)是：氨酸提取率及產(chǎn)品質(zhì)量較差。 (3)發(fā)酵法生產(chǎn)谷氨酸的谷氨酸提取工藝谷氨酸發(fā)酵液經(jīng)滅菌后進(jìn)入超濾膜進(jìn)行 超濾，澄清的谷氨酸發(fā)酵液在第一調(diào)酸罐中被調(diào)整 pH值為 3.203.25,然后進(jìn)入常溫的等 電點(diǎn)連續(xù)蒸發(fā)降溫結(jié)晶裝置進(jìn)行結(jié)晶，分離、洗滌，得到谷氨酸晶體和母液，將一部分母液 進(jìn)入脫鹽裝置，脫鹽后的谷氨酸母液一部分與超濾后澄清的谷氨酸發(fā)酵液合并；另一部分在 第二調(diào)酸罐中被調(diào)整 pH值至 4.57,蒸發(fā)、濃縮、再在第三調(diào)酸罐中調(diào) pH值至 3.203.25 后，進(jìn)入低溫的等電點(diǎn)連續(xù)蒸

3、發(fā)降溫結(jié)晶裝置，使母液中的谷氨酸充分結(jié)晶出來，低溫的等 電點(diǎn)連續(xù)蒸發(fā)降溫結(jié)晶裝置排出的晶漿被分離、洗滌，得到谷氨酸晶體和二次母液。 水解等電點(diǎn)法 發(fā)酵液-濃縮(78.9kPa,0.15MPa 蒸汽)-鹽酸水解(130C,4h)-過濾-濾液脫色-濃縮-中和，調(diào) pH至 3.0-3.2(NaOH發(fā)酵液)-低溫放置，析晶 谷氨酸晶體 此工藝的優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡單、廢水量減少、生產(chǎn)成本低、酸堿用量省 (5)低溫等電點(diǎn)法 發(fā)酵液-邊冷卻邊加硫酸調(diào)節(jié) pH4.0-4.5-加晶種，育晶 2h-邊冷卻邊加硫酸 調(diào)至 pH3.0-3.2冷卻降溫?cái)嚢?16h4C 靜置 4h離心分離 谷氨酸晶體 此工藝的優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡單、

4、廢水量減少、生產(chǎn)成本低、酸堿用量省 (6)直接常溫等電點(diǎn)法 發(fā)酵液-加硫酸調(diào)節(jié) pH4.0-4.5-育晶 2-4h-加硫酸調(diào)至 pH3.5-3.8育 晶 2h加硫酸調(diào)至 pH3.0-3.2育晶 2h冷卻降溫?cái)嚢?16-20h沉淀 2-4h 谷氨酸晶體 此工藝的優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡單、操作容易、生產(chǎn)周期短、酸堿用量省。 2、L-亮氨酸 (1)濃縮段原料：蒸汽將一次母液通入濃縮罐內(nèi)，通入蒸汽，溫度 120 度，氣壓-0.09Mpa,濃縮時(shí)間 6h,結(jié)晶。終點(diǎn)產(chǎn)物：結(jié)晶液(去一次中和段) (2)一次中和段輔料：硫酸，純水結(jié)晶液進(jìn)入一次中和罐，通入硫酸，純水，溫度 80,中和時(shí)間 4h,過濾終點(diǎn)產(chǎn)物：1,濾液

5、(回收利用)2,濾渣(去氨解段) （3）氨解段 輔料：氨水，純水，蒸汽 濾渣進(jìn)入氨解罐，通入氨水，純水，蒸汽，溫度 80,氨解時(shí)間 3h,過濾 終點(diǎn)產(chǎn)物，1,濾液（回收利用）2,濾渣（去脫色段）（胱氨酸） （4）脫色段。 輔料：蒸汽，純水，活性炭 濾渣進(jìn)入脫色罐，通（投）入蒸汽，純水，活性炭，溫度 80,脫色時(shí)間 2h,過濾， 終點(diǎn)產(chǎn)物：1,濾渣（回收利用）2,濾液（去二次中和段） （5）二次中和段 輔料：氨水，蒸汽 濾液進(jìn)入二次中和罐，通入氨水，蒸汽，溫度 80,中和時(shí)間 4h,過濾， 終點(diǎn)產(chǎn)物，1,濾液（回收利用）2,濾渣（即 L-亮氨酸粗品，去精制段） （6）精制段 輔料：蒸儲(chǔ)水，蒸汽（

6、組氨酸鹽酸鹽） 用蒸儲(chǔ)水沖洗上段工序產(chǎn)品并離心甩干，送入烘干機(jī)，通入蒸汽烘干，包裝，入庫，烘干溫 度 100,烘干時(shí)間 34 終點(diǎn)產(chǎn)物：L-亮氨酸成品 3、賴氨酸 二步發(fā)酵法又稱前體添加法，50 年代初開發(fā)的二步發(fā)酵法以賴氨酸的前體二氨基庚二酸為原料，借助微生物生產(chǎn)的酶（二氨基庚二酸脫竣酶），使其脫竣后轉(zhuǎn)變?yōu)橘嚢彼帷?70 年代后，日本采用固定化二氨基庚二酸脫竣酶或含此酶的菌體，使內(nèi)消旋 2,6-二氨基 庚二酸脫竣連續(xù)生產(chǎn)賴氨酸，改進(jìn)了這一工藝。 直接發(fā)酵法 4、L-胱氨酸 （1）水解段 原料：毛發(fā) 輔料：鹽酸，蒸汽。 將毛發(fā)投入水解罐內(nèi)密封，通入鹽酸（濃度30%,蒸汽。溫度 120, 酸解時(shí)

7、間 74 終點(diǎn)產(chǎn)物：水解液（去一次中和段） （2） 一次中和段 輔料：液氨（或液堿） 水解液進(jìn)入一次中和罐，通入液氨（或液堿），溫度 80C,中和時(shí)間 20h,終點(diǎn) pH=5.0,過 濾。 終點(diǎn)產(chǎn)物：1,濾液（即母液 I,送 L-精氨酸車間做原料）2、濾渣（去一次脫色段）。 （3） 一次脫色段。 輔料：鹽酸，蒸汽，純水，活性炭 濾渣進(jìn)入脫色罐，投（通）入鹽酸，蒸汽，純水，活性炭。溫度 80C,脫色時(shí)間 2H,終點(diǎn) pH=0.5,過濾 終點(diǎn)產(chǎn)物：1、濾渣（燃燒）2、濾液（去二次中和段） （4） 二次中和段 輔料：碳酸氫錢 濾液進(jìn)入二次中和罐，投入碳酸氫錢。溫度 80C,中和時(shí)間 12h,終點(diǎn) p

8、H=5.0,過濾 終點(diǎn)產(chǎn)物：1、濾液（即母液 H,送 L-亮氨酸車間做原料）2、濾渣（去二次脫色段 （5） 二次脫色段 輔料：鹽酸，蒸汽，純水，活性炭 濾渣進(jìn)入脫色罐，投（通）入鹽酸，蒸汽，純水，活性炭，溫度 80C,脫色時(shí)間 2h,終點(diǎn) pH=0.5,過濾 終點(diǎn)產(chǎn)物：1、濾渣（回收利用）2、濾液（去三次中和段） （6） 三次中和段 輔料：氨水 濾液進(jìn)入三次中和罐，通入氨水，溫度 80C,中和時(shí)間 3h,終點(diǎn) pH=4.0,過濾 終點(diǎn)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） （7）精制段 輔料：蒸儲(chǔ)水，蒸汽 用蒸儲(chǔ)水沖洗上段工序產(chǎn)品并離心

9、甩干，送入烘干機(jī)，通入蒸汽烘干，包裝，入庫，烘干溫 度 100,烘干時(shí)間 3h 終點(diǎn)產(chǎn)物：L-胱氨酸成品 5、L-脯氨酸 硫酸 L L- -谷氨酸+乙醇二乙胺一 KBHKBH L L一谷氨酸一了一乙酯 L LProPro反應(yīng)液 五氯酚 氨水解析活性炭 沉淀*應(yīng)需液一 乙醛精制 濾液固形物L(fēng) L月甫氨酸成品 6、L-異亮氨酸 發(fā)酵法 L L異鳧氨酸的制備菌種培養(yǎng) 滅菌I I接種發(fā)酵過濾 培養(yǎng)液滅菌培養(yǎng)液發(fā)酵液 活性炭脫色減壓濃縮氨水中和 濃縮液E濾液濃縮液 沉淀結(jié)晶二r rL L異亮氨酸成品 7、蘇氨酸 直接發(fā)酵法 淀粉水解糖的制備（利用雙酶發(fā)把淀粉水解為葡萄糖）一一菌種擴(kuò)大培養(yǎng)（斜面培養(yǎng)一一

10、種子培養(yǎng)一一最后發(fā)酵）一一發(fā)酵培養(yǎng)一一分離純化（先將發(fā)酵液稀釋到一定濃度，然后用 鹽酸調(diào)發(fā)酵液 PH,采用離子交換樹脂吸附蘇氨酸，最后用洗脫劑將蘇氨酸從樹脂上洗脫下來，再結(jié)晶，溶解脫色，重結(jié)晶干燥） 8、L-苯丙氨酸 蛋白質(zhì)水解提取法 蛋白質(zhì)（經(jīng)水解）一水解液（經(jīng)稀釋）一活性炭吸附劑一苯丙氨酸洗脫液（經(jīng)濃縮結(jié)晶） 一粗品（經(jīng)重結(jié)晶）一 L-苯丙氨酸精品 此工藝的缺點(diǎn)：原料來源受限制，工藝過程復(fù)雜，分離提純困難，產(chǎn)酸率低，成本高，經(jīng)濟(jì)效益差。 9、L-半胱氨酸 微生物酶法 （1）細(xì)胞的培養(yǎng)。DL-ATC 轉(zhuǎn)化酶位于細(xì)胞內(nèi)，可以將完整的細(xì)胞用于轉(zhuǎn)化，也可以破碎 細(xì)胞提取粗酶制品用于轉(zhuǎn)化。 （2）前

11、體的轉(zhuǎn)化。收集菌體并懸浮于 PH8.0 的反應(yīng)液中，同時(shí)添加 0.14%鹽酸羥胺以防止生成的 L-半胱氨酸被 L-半胱氨酸脫硫酶分解。（3）產(chǎn)物的提取。 轉(zhuǎn)化結(jié)束后加入 6mol/L的鹽酸溶解沉淀，收集上清液中和，并加入少量 FeSO4.7H2O 作為 催化劑，振蕩過夜使 L-半胱氨酸完全氧化為 L-胱氨酸，濃縮得到較純的 L-半胱氨酸結(jié)晶。 此工藝的優(yōu)點(diǎn)：工藝簡單、周期短、產(chǎn)率高、消耗低。 10、聚大冬氨酸 力化學(xué)法 （1）馬來酸酎的水解反應(yīng)。在較高溫度下馬來酸酎水解生成馬來酸，高溫和攪拌可以提 高反應(yīng)的速度。考慮氨水的揮發(fā)性，馬來酸與氨水的物質(zhì)的量比約為 10:11,為控制放熱反 應(yīng)的速度

12、，投料采用滴加法。氨水滴加完畢后，加熱蒸去水分，發(fā)生分子內(nèi)縮合反應(yīng)，得到 白色晶體馬來酰亞胺。該物質(zhì)吸濕性強(qiáng)，熔點(diǎn)低，反應(yīng)溫度過高則引起雙鍵斷裂，轉(zhuǎn)變?yōu)榧t棕色晶體琥珀酰亞胺。（2）單體聚合反應(yīng)。在 N 保護(hù)條件下，采用機(jī)械力化學(xué)方法替代引發(fā)劑引發(fā)單體聚合，聚酸化 上層液濾液 離子.交換、洗脫液 減壓蒸儲(chǔ) 合最終產(chǎn)物為紅棕色、不溶于水的聚琥珀酰亞胺。（3）在堿性條件下水解，即可得到聚天冬氨酸。 此方法的優(yōu)點(diǎn)：原料價(jià)格較低，合成步驟簡單，產(chǎn)品收率高；缺點(diǎn)：設(shè)備難控制。 11、組氨酸 一、一次濃縮段 原料：一次母液（胱氨酸生產(chǎn)中一次中和段產(chǎn)物） 輔料：蒸汽 操作：將一次母液通入一次濃縮罐內(nèi)，通入蒸汽

13、，溫度 120,氣壓-0.09Mpa,濃縮時(shí)間 6h,結(jié)晶，過濾。 終點(diǎn)產(chǎn)物：結(jié)晶液（去一次脫色段），結(jié)晶體，（NH4CQ 回收利用。 二、一次脫色段 輔料：活性炭，純水 操作：結(jié)晶液進(jìn)入一次脫色罐，投（通）入活性炭，純水，溫度 70,脫色時(shí)間 2h,過濾。 終點(diǎn)產(chǎn)物：1.濾渣（回收利用）2.溶液（去上柱段） 三、上柱段 輔料：陽離子交換樹脂，純水，0.1mol/L氨水 操作：溶液進(jìn)入陽離子交換柱內(nèi)（流速 500L/h）,上柱量：100kg/2柱，上柱畢，定量水洗，純水用量是柱體積的一倍，水洗過后溶液用 0.1mol/L氨水洗脫并收集至第二柱流出液有組 氨酸的 Pauly反應(yīng)時(shí)止。 終點(diǎn)產(chǎn)物：

14、組氨酸收集液（去濃縮趕氨段） 四、濃縮趕氨段 輔料：純水 操作：組氨酸收集液勇高效薄膜濃縮到粘稠狀，加純水適當(dāng)稀釋，出料。 終點(diǎn)產(chǎn)物：濃縮稀釋液（去脫色段） 五、脫色段 輔料：6mol/L的 HCL 操作：濃縮稀釋液用 6mol/LHCL調(diào) PH7.5,加活性炭脫色，板框壓濾，濾液用泵泵入濃。 縮鍋終點(diǎn)產(chǎn)物：脫色濾液（去濃縮結(jié)晶段） 六、濃縮結(jié)晶段 操作：濃縮液在濃縮鍋，在 80-90 度下，真空濃縮到有大量結(jié)晶出現(xiàn)，放料，冷析，離心收集組氨酸，即得組氨酸的粗品，母液回收，再利用。 七、精制段 操作：1.組氨酸粗品加水，升溫到 70 度，校正 Ph 值，加活性炭脫色，保溫?cái)嚢?1H,脫色 的透

15、光率要達(dá)到 99 蛆上，板框過濾，濾液經(jīng)超濾后，用泵泵入濃縮鍋，在高真空，80-90 度以下，濃縮到有大量結(jié)晶出現(xiàn)，放料，冷析，離心收集組氨酸，即得組氨酸精品，母液回收，再利用。 2.組氨酸精品置于雙錐旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)干燥器內(nèi)干燥到水分達(dá)標(biāo)，終點(diǎn)產(chǎn)物 L-組氨酸成品。 12、DL 一繳氨酸 L-繳氨酸k?；凉饪s水解濃縮 脫鹽,濃縮脫色濃縮結(jié)晶離心干燥 DL一繳氨酸 13、蛋氨酸 海因法 （1）氨、天然氣和空氣催化反應(yīng)生成氧化氫，氧化氫用氫氧化鈉溶液吸收生成氧化鈉； 甲硫基代丙醛和氧化鈉、碳酸氫氨縮合生成甲硫基乙基丙酰腺（海因）；（3）海因用堿水解成蛋氨酸鈉鹽，再用硫酸水解成蛋氨酸。 14、L-酪氨

16、酸 一、堿溶段 原料：三次母液（L-胱氨酸生產(chǎn)中三次中和段產(chǎn)物） 輔料：液堿，純水，活性炭 操作：將三次母液通入堿溶罐內(nèi)，通（投）入液堿，純水，活性炭，溫度 90,堿溶時(shí)間 6h,過濾。 終點(diǎn)產(chǎn)物：1、濾渣（回收利用）2、濾液（去一次中和段） 二、一次中和段 輔料：鹽酸 操作：濾液進(jìn)入一次中和罐，通入鹽酸，溫度 80,中和時(shí)間 6h,終點(diǎn) PH=8.5,過濾。 終點(diǎn)產(chǎn)物：1、濾液（回收利用）2、濾渣（去脫色段） 三、脫色段 輔料：鹽酸，蒸汽，純水，活性炭 操作：濾渣進(jìn)入脫色罐，通（投）入鹽酸，蒸汽，純水，活性炭，溫度 80,脫色時(shí)間 2h,終點(diǎn) pH=0.5,過濾。 終點(diǎn)產(chǎn)物：1、濾渣（回收利

17、用）2、濾液（去二次中和段） 四、二次中和段 輔料：氨水 操作：濾液進(jìn)入二次中和罐，通入氨水，溫度 80,中和時(shí)間 4h,終點(diǎn) pH=4.0,結(jié)晶，過濾 終點(diǎn)產(chǎn)物：1、濾液（回收利用）2、濾渣（即 L-酪氨酸粗品，去精制段） 五、精制段 輔料：蒸儲(chǔ)水，蒸汽 操作：用蒸儲(chǔ)水沖洗上段工序產(chǎn)品并離心甩干，送入烘干機(jī)，通入蒸汽烘干，包裝，入庫， 烘干溫度 100,氣壓-0.09Mpa,烘干時(shí)間 5h。 終點(diǎn)產(chǎn)物：L-酪氨酸成品 15、甘氨酸 Strecker 工藝（即施特雷克法）。 傳統(tǒng)的施特雷克法是以甲醛、氟化鈉、氯化俊一起反應(yīng)，再加入乙酸，析出得到亞甲基氨基乙月青，將亞甲基氨基乙月青在硫酸存在下加

18、入乙醇分解，得到氨基 乙月青硫酸鹽， 將此硫酸鹽用氫氧化鋼分解， 得到甘氨酸鋼鹽， 然后加入硫酸使鋼沉淀、過濾，濾液濃縮、冷卻得到甘氨酸結(jié)晶。 此工藝的優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)品易精制，產(chǎn)品質(zhì)量好，可制食品級(jí)甘氨酸。 缺點(diǎn)：使用劇毒化學(xué)原料，操作條件要求高，反應(yīng)后脫鹽操作復(fù)雜，工藝路線長，生產(chǎn)成本高和環(huán)境污染嚴(yán)重。 16、L-精氨酸 一.一次濃縮段 原料：I母（胱氨酸生產(chǎn)中一次中和段產(chǎn)物）。 輔料：蒸汽。 操作：將 I母通入一次濃縮罐內(nèi)，通入蒸汽。溫度 120C,氣壓-0.09Mpa,濃縮時(shí)間 6ho 結(jié)晶，過濾。 終點(diǎn)產(chǎn)物：結(jié)晶液（去一次脫色段）。 二.一次脫色段。 輔料：活性炭、純水、樹脂。 操作：結(jié)晶液進(jìn)入一次脫色罐，投入活性炭、純水。溫度 80C,脫色時(shí)間 2h。過濾后，濾液經(jīng)