一種肌氨酸的生產方法與流程
1.本發明屬于化工生產技術領域，具體涉及一種肌氨酸的生產方法。
背景技術：
2.肌氨酸是氨基酸的一種，在生物體內參與代謝但不產生熱量，在提高智力、恢復體力、強健肌肉等方面均有顯著的作用。因此，肌氨酸在醫藥、食品、養殖、日用化學品等領域得到了廣泛的應用。
3.目前肌氨酸鈉是合成肌氨酸的重要原料，以肌氨酸鈉為原料制備肌氨酸的方法主要有離子交換法和電滲析法。離子交換法一般是先用無機酸中和肌氨酸鈉生成肌氨酸與鈉鹽，之后用離子交換樹脂吸附分離肌氨酸，得到肌氨酸產品。離子交換法的除鹽效果好，但是需要大量使用酸、堿來活化離子交換樹脂，容易形成二次污染。電滲析法是對肌氨酸鈉溶液進行電滲析除鹽，該方法沒有廢酸、廢堿等三廢的產生，操作簡單，但發現采用電滲析處理不能得到純度高、品質好的肌氨酸產品。
4.因此，有必要提供一種肌氨酸的生產方法，提高肌氨酸的產品品質。
技術實現要素：
5.本發明主要解決的技術問題是提供一種肌氨酸的生成方法，可以提高肌氨酸產品的純度。
6.為解決上述技術問題，本發明提供了一種肌氨酸的生產方法，所述方法包括步驟：
7.(1)將肌氨酸鈉水溶液用鹽酸調節ph為6.5-7.0，得到含肌氨酸的鹽溶液；
8.(2)所述含肌氨酸的鹽溶液濃縮一次脫鹽，得到脫鹽肌氨酸溶液；
9.(3)所述脫鹽肌氨酸溶液電滲析二次脫鹽，得到肌氨酸溶液；
10.(4)所述肌氨酸溶液經提純，結晶得到肌氨酸產品。
11.作為本發明一種優選的實施方案，所述肌氨酸鈉水溶液的質量百分比濃度為37-40％，進一步優選為38％。
12.作為本發明一種優選的實施方案，所述濃縮一次脫鹽包括：將所述含肌氨酸的鹽溶液濃縮至含水量為35-45％，之后降溫析出固體，分離除去固體，得到脫鹽肌氨酸溶液。
13.作為本發明一種優選的實施方案，所述含肌氨酸的鹽溶液濃縮溫度控制為60-65℃；和/或，濃縮后再降溫至25-30℃析出固體。
14.作為本發明一種優選的實施方案，所述電滲析二次脫鹽包括：將所述脫鹽肌氨酸溶液進行電滲析處理，當料室電導下降到200us/cm以下時，停止電滲析，得到肌氨酸溶液。
15.進一步優選地，所述電滲析過程中溫度控制為20-40℃，電流為1～10a。
16.優選地，所述脫鹽肌氨酸溶液進行電滲析處理前，先加水稀釋；優選添加水的質量為所述肌氨酸鈉水溶液質量的30-40％，更優選為35-40％。
17.進一步優選地，所述電滲析二次脫鹽包括步驟：
18.將脫鹽肌氨酸溶液加水稀釋，之后置入電滲析設備的料室中，電滲析設備的酸室
和堿室均加入料室物料等體積的去離子水，之后開啟各室循環泵，將流速調整至20cm/s-40cm/s，開啟電滲析設備電源，開始電滲析處理；
19.在電滲析過程中溫度控制在20-40℃，電流調到1-10a，當料室電導下降到200us/cm以下時，停止操作，得到肌氨酸溶液。
20.作為本發明一種優選的實施方案，所述肌氨酸溶液提純包括：先將肌氨酸溶液濃縮至含水量為15-20％，得濃縮液，將所述濃縮液與乙醇丙酮混合溶液混合，降溫結晶，分離結晶固體，經干燥，得到肌氨酸產品。
21.優選地，所述乙醇丙酮混合溶液與所述濃縮液的質量比為(2-3)：1。
22.優選地，所述乙醇丙酮混合溶液中乙醇與丙酮的質量比為1：(4-5)。
23.優選地，將所述濃縮液與乙醇丙酮混合溶液混合，之后降溫至10-15℃后保溫結晶，進一步優選保溫時間為5-7h。
24.本發明還提供了采用本發明所述生產方法獲得的肌氨酸產品。
25.本發明提供了一種肌氨酸的生產方法，肌氨酸鈉原料先用酸中和，得到含肌氨酸和鈉鹽的溶液，之后經過兩次除鹽，即一次濃縮除鹽、一次電滲析除鹽，先濃縮除去大部分鹽，一方面可減輕電滲析設備的壓力，更重要的是，可提高電滲析的處理效率，改善處理效果，經過電滲析后的物料中鹽殘留更低，且物料損失更小，產品的收率也更高。之后再將兩次脫鹽后得到的肌氨酸溶液提純，先調整肌氨酸溶液的濃度，使其中含水量為15-20％，選擇一定配比的乙醇丙酮混合液作為結晶溶劑，結晶制得的肌氨酸顆粒均一，純度高，晶型好，流動性好，便于運輸、儲存和使用。結晶后母液可繼續套用結晶，不造成資源浪費。
具體實施方式
26.下面將結合具體實施方案對本發明的技術方案進行清楚、完整的描述。但是本領域技術人員應當理解，下文所述的實施方案僅用于說明本發明，而不應視為限制本發明的保護范圍。基于本發明中的實施方案，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施方案，例如修改、替換后得到的實施方案，都屬于本發明保護的范圍。
27.下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規方法；所用的原料、試劑、儀器等如無特殊說明，均可通過商業途徑獲得。
28.下述實施例和對比例中的百分數如無特別說明時，均為質量百分數。
29.實施例1
30.本實施例提供了一種肌氨酸的生產方法，包括以下步驟：
31.(1)取質量百分比濃度為38％的肌氨酸鈉水溶液1000g，用鹽酸調節ph為6.8，得到含肌氨酸和氯化鈉的溶液；
32.(2)含肌氨酸和氯化鈉的溶液升溫至60℃，負壓濃縮除水，共濃縮出360g水，此時溶液中含水量為40.6％，之后降溫至28℃，析出固體，過濾出固體即為濕鹽，共113g，濕鹽中肌氨酸的殘留量為0.31％，過濾后的料液為脫鹽肌氨酸溶液，用之前濃縮出來的360g水稀釋，混合均勻后進行電滲析二次脫鹽處理；
33.(3)步驟(2)稀釋得到的料液置入電滲析設備的料室中，電滲析設備的酸室和堿室均加入與料室物料等體積的去離子水，之后開啟各室循環泵，將流速調整至25cm/s，再開啟
電滲析設備電源，開始電滲析處理；在電滲析過程中溫度控制在30-35℃，電流調到8a，當料室電導下降到190us/cm時，停止操作，得到肌氨酸溶液；
34.(4)肌氨酸溶液先在65℃真空濃縮至含水量為18％，得濃縮液，將濃縮液與2倍質量的乙醇丙酮混合溶液(其中，乙醇與丙酮的質量比為1：4)混合，攪拌均勻，降溫至12℃后保溫結晶6h，分離出結晶固體，經干燥，得到肌氨酸產品。
35.肌氨酸產品共計261g，計算收率為85.6％，hplc純度為99.6％，灼燒殘渣0.06％，干燥失重0.16％。制得的肌氨酸顆粒均勻，真空包裝放置后不結塊。
36.實施例2
37.本實施例提供了一種肌氨酸的生產方法，包括以下步驟：
38.(1)取質量百分比濃度為38％的肌氨酸鈉水溶液1000g，用鹽酸調節ph為7.0，得到含肌氨酸和氯化鈉的溶液；
39.(2)含肌氨酸和氯化鈉的溶液升溫至65℃，負壓濃縮除水，共濃縮出380g水，此時溶液中含水量為38.7％，之后降溫至25℃，析出固體，過濾出固體即為濕鹽，共109g，濕鹽中肌氨酸的殘留量為0.29％，過濾后的料液為脫鹽肌氨酸溶液，用之前濃縮出來的380g水稀釋，混合均勻后進行電滲析二次脫鹽處理；
40.(3)步驟(2)稀釋得到的料液置入電滲析設備的料室中，電滲析設備的酸室和堿室均加入與料室物料等體積的去離子水，之后開啟各室循環泵，將流速調整至30cm/s，再開啟電滲析設備電源，開始電滲析處理；在電滲析過程中溫度控制在30-35℃，電流調到6a，當料室電導下降到193us/cm時，停止操作，得到肌氨酸溶液；
41.(4)肌氨酸溶液先在62℃真空濃縮至含水量為16％，得濃縮液，將濃縮液與2倍質量的乙醇丙酮混合溶液(其中，乙醇與丙酮的質量比為1：5)混合，攪拌均勻，降溫至15℃后保溫結晶6h，分離出結晶固體，經干燥，得到肌氨酸產品。
42.肌氨酸產品共計263g，計算收率為85.7％，hplc純度為99.3％，灼燒殘渣0.08％，干燥失重0.15％。制得的肌氨酸顆粒均勻，真空包裝放置后不結塊。
43.對比例1
44.本對比例提供了一種肌氨酸的生產方法，包括以下步驟：
45.(1)取質量百分比濃度為38％的肌氨酸鈉水溶液1000g，用鹽酸調節ph為6.6，得到含肌氨酸和氯化鈉的溶液；
46.(2)含肌氨酸和氯化鈉的溶液升溫至60℃，負壓濃縮除水，共濃縮出380g水，此時溶液中含水量為38.7％，之后降溫至28℃，析出固體，過濾出固體即為濕鹽，共118g，濕鹽中肌氨酸的殘留量為0.33％，過濾后的料液為脫鹽肌氨酸溶液，用之前濃縮出來的380g水稀釋，混合均勻后進行電滲析二次脫鹽處理；
47.(3)步驟(2)稀釋得到的料液置入電滲析設備的料室中，電滲析設備的酸室和堿室均加入與料室物料等體積的去離子水，之后開啟各室循環泵，將流速調整至30cm/s，再開啟電滲析設備電源，開始電滲析處理；在電滲析過程中溫度控制在30-35℃，電流調到6a，當料室電導下降到990us/cm時，停止操作，得到肌氨酸溶液；
48.(4)肌氨酸溶液先在62℃真空濃縮至含水量為16％，得濃縮液，將濃縮液與2倍質量的乙醇丙酮混合溶液(其中，乙醇與丙酮的質量比為1：4)混合，攪拌均勻，降溫至15℃后保溫結晶6h，分離出結晶固體，經干燥，得到肌氨酸產品。
49.肌氨酸產品共計263g，計算收率為80.3％，hplc純度為93.1％，灼燒殘渣5.6％，干燥失重0.16％。
50.通過本對比例可知，當料室電導下降到1000us/cm以下，高于200us/cm時，會影響肌氨酸產品的純度，使純度下降。
51.對比例2
52.本對比例提供了一種肌氨酸的生產方法，包括以下步驟：
53.(1)取質量百分比濃度為38％的肌氨酸鈉水溶液1000g，用鹽酸調節ph為6.7，得到含肌氨酸和氯化鈉的溶液；
54.(2)含肌氨酸和氯化鈉的溶液升溫至60℃，負壓濃縮除水，共濃縮出365g水，此時溶液中含水量為40.2％，之后降溫至28℃，析出固體，過濾出固體即為濕鹽，共110g，濕鹽中肌氨酸的殘留量為0.35％，過濾后的料液為脫鹽肌氨酸溶液，用之前濃縮出來的365g水稀釋，混合均勻后進行電滲析二次脫鹽處理；
55.(3)步驟(2)稀釋得到的料液置入電滲析設備的料室中，電滲析設備的酸室和堿室均加入與料室物料等體積的去離子水，之后開啟各室循環泵，將流速調整至30cm/s，再開啟電滲析設備電源，開始電滲析處理；在電滲析過程中溫度控制在30-35℃，電流調到5a，當料室電導下降到196us/cm時，停止操作，得到肌氨酸溶液；
56.(4)肌氨酸溶液先在62℃真空濃縮至含水量為25％，得濃縮液，將濃縮液與2倍質量的乙醇丙酮混合溶液(其中，乙醇與丙酮的質量比為1：4)混合，攪拌均勻，降溫至15℃后保溫結晶6h，分離出結晶固體，經干燥，得到肌氨酸產品。
57.肌氨酸產品共計195g，計算收率為63.6％，hplc純度為99.5％，灼燒殘渣0.06％，干燥失重0.16％。
58.通過本對比例可知，對肌氨酸溶液進行提純時，肌氨酸溶液真空濃縮所得濃縮液中水含量對最終獲得的肌氨酸產品的收率有顯著影響，濃縮液含水量為25％時，肌氨酸產品收率僅為63.6％。
59.對比例3
60.本對比例提供了一種肌氨酸的生產方法，包括以下步驟：
61.(1)取質量百分比濃度為38％的肌氨酸鈉水溶液1000g，用鹽酸調節ph為6.7，得到含肌氨酸和氯化鈉的溶液；
62.(2)含肌氨酸和氯化鈉的溶液升溫至60℃，負壓濃縮除水，共濃縮出365g水，此時溶液中含水量為40.2％，之后降溫至28℃，析出固體，過濾出固體即為濕鹽，共110g，濕鹽中肌氨酸的殘留量為0.35％，過濾后的料液為脫鹽肌氨酸溶液，用之前濃縮出來的365g水稀釋，混合均勻后進行電滲析二次脫鹽處理；
63.(3)步驟(2)稀釋得到的料液置入電滲析設備的料室中，電滲析設備的酸室和堿室均加入與料室物料等體積的去離子水，之后開啟各室循環泵，將流速調整至30cm/s，再開啟電滲析設備電源，開始電滲析處理；在電滲析過程中溫度控制在30-35℃，電流調到5a，當料室電導下降到195us/cm時，停止操作，得到肌氨酸溶液；
64.(4)肌氨酸溶液先在62℃真空濃縮至含水量為19％，得濃縮液，將濃縮液與1倍質量的乙醇丙酮混合溶液(其中，乙醇與丙酮的質量比為1：4)混合，攪拌均勻，降溫至15℃后保溫結晶6h，分離出結晶固體，經干燥，得到肌氨酸產品。
65.肌氨酸產品共計275g，計算收率為84.5％，hplc純度為93.6％，灼燒殘渣0.26％，干燥失重0.16％。
66.通過本對比例可知，對肌氨酸溶液進行提純時，濃縮液中添加的乙醇丙酮混合溶液減少時，肌氨酸產品的純度會明顯降低。
67.對比例4
68.本對比例提供了一種肌氨酸的生產方法，未進行濃縮除鹽，包括以下步驟：
69.(1)取質量百分比濃度為38％的肌氨酸鈉水溶液1000g，用鹽酸調節ph為6.7，得到含肌氨酸和氯化鈉的溶液；
70.(2)含肌氨酸和氯化鈉的溶液直接進行電滲析脫鹽處理，含肌氨酸和氯化鈉的溶液置入電滲析設備的料室中，電滲析設備的酸室和堿室均加入與料室物料等體積的去離子水，之后開啟各室循環泵，將流速調整至30cm/s，再開啟電滲析設備電源，開始電滲析處理；在電滲析過程中溫度控制在30-35℃，電流調到5a，當料室電導下降到2000us/cm后很難繼續降低，停止操作，得到肌氨酸溶液；
71.(3)肌氨酸溶液先在60℃真空濃縮至含水量為18％，得濃縮液，將濃縮液與2倍質量的乙醇丙酮混合溶液(其中，乙醇與丙酮的質量比為1：4)混合，攪拌均勻，降溫至15℃后保溫結晶6h，分離出結晶固體，經干燥，得到肌氨酸產品。
72.肌氨酸產品共計281g，計算收率為84.2％，hplc純度為91.6％，灼燒殘渣2.6％，干燥失重0.16％。
73.通過本對比例可知，直接進行電滲析脫鹽處理，所得肌氨酸產品純度很低，只有91.6％。
74.對比例5
75.本對比例提供了一種肌氨酸的生產方法，包括以下步驟：
76.(1)取質量百分比濃度為38％的肌氨酸鈉水溶液1000g，用鹽酸調節ph為6.7，得到含肌氨酸和氯化鈉的溶液；
77.(2)含肌氨酸和氯化鈉的溶液升溫至60℃，負壓濃縮除水，共濃縮出460g水，此時溶液中含水量為29.6％，之后降溫至28℃，析出固體，過濾出固體即為濕鹽，共145g，濕鹽中肌氨酸的殘留量為16.31％，過濾后的料液為脫鹽肌氨酸溶液，用之前濃縮出來的460g水稀釋，混合均勻后進行電滲析二次脫鹽處理；
78.(3)步驟(2)稀釋得到的料液置入電滲析設備的料室中，電滲析設備的酸室和堿室均加入與料室物料等體積的去離子水，之后開啟各室循環泵，將流速調整至30cm/s，再開啟電滲析設備電源，開始電滲析處理；在電滲析過程中溫度控制在30-35℃，電流調到5a，當料室電導下降到196us/cm時，停止操作，得到肌氨酸溶液；
79.(4)肌氨酸溶液先在62℃真空濃縮至含水量為18％，得濃縮液，將濃縮液與2倍質量的乙醇丙酮混合溶液(其中，乙醇與丙酮的質量比為1：4)混合，攪拌均勻，降溫至15℃后保溫結晶6h，分離出結晶固體，經干燥，得到肌氨酸產品。
80.肌氨酸產品共計161g，計算收率為52.6％，hplc純度為99.6％，灼燒殘渣0.06％，干燥失重0.16％。
81.通過本對比例可知，濃縮除鹽時，濃縮后含水量過低，過濾分離出的濕鹽中肌氨酸的殘留量很大，這會導致肌氨酸產品的收率明顯降低。
82.對比例6
83.本對比例提供了一種肌氨酸的生產方法，包括以下步驟：
84.(1)取質量百分比濃度為38％的肌氨酸鈉水溶液1000g，用鹽酸調節ph為6.7，得到含肌氨酸和氯化鈉的溶液；
85.(2)含肌氨酸和氯化鈉的溶液升溫至60℃，負壓濃縮除水，共濃縮出260g水，此時溶液中含水量為48.6％，之后降溫至28℃，析出固體，過濾出固體即為濕鹽，共33g，濕鹽中肌氨酸的殘留量為0.06％，過濾后的料液為脫鹽肌氨酸溶液，用之前濃縮出來的260g水稀釋，混合均勻后進行電滲析二次脫鹽處理；
86.(3)步驟(2)稀釋得到的料液置入電滲析設備的料室中，電滲析設備的酸室和堿室均加入與料室物料等體積的去離子水，之后開啟各室循環泵，將流速調整至30cm/s，再開啟電滲析設備電源，開始電滲析處理；在電滲析過程中溫度控制在30-35℃，電流調到5a，當料室電導下降到1600us/cm以下后很難繼續降低，停止操作，得到肌氨酸溶液；
87.(4)肌氨酸溶液先在62℃真空濃縮至含水量為18％，得濃縮液，將濃縮液與2倍質量的乙醇丙酮混合溶液(其中，乙醇與丙酮的質量比為1：4)混合，攪拌均勻，降溫至15℃后保溫結晶6h，分離出結晶固體，經干燥，得到肌氨酸產品。
88.肌氨酸產品共計261g，計算收率為79.6％，hplc純度為92.9％，灼燒殘渣1.6％，干燥失重0.16％。
89.通過本對比例可知，濃縮除鹽時，濃縮后含水量過高，過濾分離出的濕鹽量降低，在電滲析除鹽時，除鹽效果變差，進而影響了肌氨酸產品的純度，使產品純度降低。
90.雖然，上文中已經用一般性說明、具體實施方式及試驗，對本發明作了詳盡的描述，但在本發明基礎上，可以對之作一些修改或改進，這對本領域技術人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發明精神的基礎上所做的這些修改或改進，均屬于本發明要求保護的范圍。
技術特征：
1.一種肌氨酸的生產方法，其特征在于，所述方法包括步驟：(1)將肌氨酸鈉水溶液用鹽酸調節ph為6.5-7.0，得到含肌氨酸的鹽溶液；(2)所述含肌氨酸的鹽溶液濃縮一次脫鹽，得到脫鹽肌氨酸溶液；(3)所述脫鹽肌氨酸溶液電滲析二次脫鹽，得到肌氨酸溶液；(4)所述肌氨酸溶液經提純，結晶得到肌氨酸產品。2.根據權利要求1所述的生產方法，其特征在于，所述肌氨酸鈉水溶液的質量百分比濃度為37-40％，優選38％。3.根據權利要求1或2所述的生產方法，其特征在于，所述濃縮一次脫鹽包括：將所述含肌氨酸的鹽溶液濃縮至含水量為35-45％，之后降溫析出固體，分離除去固體，得到脫鹽肌氨酸溶液。4.根據權利要求3所述的生產方法，其特征在于，所述含肌氨酸的鹽溶液濃縮溫度控制為60-65℃；和/或，降溫至25-30℃析出固體。5.根據權利要求1-4任一項所述的生產方法，其特征在于，所述電滲析二次脫鹽包括：將所述脫鹽肌氨酸溶液進行電滲析處理，當料室電導下降到200us/cm以下時，停止電滲析，得到肌氨酸溶液。6.根據權利要求5所述的生產方法，其特征在于，所述電滲析過程中溫度控制為20-40℃，電流為1～10a。7.根據權利要求1-6任一項所述的生產方法，其特征在于，所述脫鹽肌氨酸溶液進行電滲析處理前，先加水稀釋；優選地，添加水的質量為所述肌氨酸鈉水溶液質量的30-40％。8.根據權利要求1-7任一項所述的生產方法，其特征在于，所述肌氨酸溶液提純包括：先將肌氨酸溶液濃縮至含水量為15-20％，得濃縮液，將所述濃縮液與乙醇丙酮混合溶液混合，降溫結晶，分離結晶固體，經干燥，得到肌氨酸產品。9.根據權利要求8所述的生產方法，其特征在于，所述乙醇丙酮混合溶液與所述濃縮液的質量比為(2-3)：1；和/或，所述乙醇丙酮混合溶液中乙醇與丙酮的質量比為1：(4-5)；和/或，降溫至10-15℃后保溫結晶，優選保溫時間為5-7h。10.權利要求1～9任一項所述生產方法獲得的肌氨酸產品。
技術總結
本發明屬于化工生產技術領域，具體公開了一種肌氨酸的生產方法。本發明提供的生產方法先將肌氨酸鈉水溶液用鹽酸中和，得到含肌氨酸的鹽溶液；之后經濃縮一次脫鹽和電滲析二次脫鹽，得到肌氨酸溶液；肌氨酸溶液再經提純，結晶得到肌氨酸產品。本發明獲得的肌氨酸顆粒均一，純度高，晶型好，流動性好，便于運輸、儲存和使用。使用。
