專利名稱：一種甘氨酸和無(wú)機(jī)鹽的色譜分離方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種脫鹽技術(shù)，尤其涉及一種使用色譜技術(shù)分離甘氨酸和無(wú)機(jī)鹽的方法，屬于化工分離領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
甘氨酸也稱為氨基乙酸，是一種重要的基本有機(jī)原料，廣泛地應(yīng)用于有機(jī)化學(xué)工業(yè)、農(nóng)藥、醫(yī)藥、飼料等行業(yè)。它在醫(yī)藥行業(yè)中用做氨基酸制劑，金霉素緩沖劑；在農(nóng)藥行業(yè)中用作生產(chǎn)新型除草劑草甘膦的原料，在飼料添加劑中可以作誘食劑或引誘劑； 在食品工業(yè)中用做釀造、肉食加工和清涼飲料的配方和糖精去苦劑，并延長(zhǎng)食品的保質(zhì)期。目前工業(yè)上制取甘氨酸普遍采用的方法是氯乙酸與液氨在烏洛托品存在下進(jìn)行反應(yīng)制取甘氨酸水溶液，然后通過(guò)結(jié)晶制取得到工業(yè)品甘氨酸。該合成方法的優(yōu)點(diǎn)是氯乙酸容易得到，甘氨酸收率較高，產(chǎn)品成本較低。但是，由這種方法制取的甘氨酸水溶液中含有大量的氯化銨及其他無(wú)機(jī)化合物，大大限制了甘氨酸的使用。由這種合成方法制取的工業(yè)品甘氨酸產(chǎn)品純度低，雜質(zhì)含量高，不符合醫(yī)藥品生產(chǎn)的使用要求，因此不能直接用于醫(yī)藥品的生產(chǎn)中。必須將工業(yè)品甘氨酸進(jìn)行提純精制，使其純度，雜質(zhì)含量達(dá)到生產(chǎn)藥品用甘氨酸的質(zhì)量要求。目前國(guó)內(nèi)大規(guī)模的生產(chǎn)甘氨酸大部分采用醇水體系洗滌分離純甘氨酸的方法。方法步驟為，將甘氨酸粗品先用水溶解后，再流加95-99%甲醇至甲醇溶液為70-80%左右，離心得甘氨酸產(chǎn)品，母液采用精餾回收甲醇及氯化銨。這種方法存在如下缺陷醇析后的母液會(huì)將部分甘氨酸產(chǎn)品帶走，影響回收率，造成產(chǎn)品損失；需要大量的化學(xué)溶劑，一般生產(chǎn)I噸甘氨酸產(chǎn)品需消耗甲醇500-800噸，在一定程度上造成了環(huán)境污染，且甲醇的易燃性和毒性也給生產(chǎn)造成勞保和安全隱患。另外，還有采用水相體系電滲析法除鹽精制甘氨酸，存在以下缺陷由于高濃度的甘氨酸及氯化銨的水溶液在膜中循環(huán)時(shí)其逃逸率會(huì)大大增加，又因隨氯化銨的去除其溶液的pH變化較大，因此甘氨酸在水中的離解會(huì)大大增加；采用水體系，其產(chǎn)品濃度在電滲析過(guò)程中不可太高，因此，其回收的氯化銨、濃縮產(chǎn)品以及其前期溶解粗品時(shí)存在高的蒸汽消耗，一般生產(chǎn)每噸甘氨酸產(chǎn)品虛耗蒸汽10噸以上，工業(yè)操作性較差。CN1470502公開了在醇水體系中采用洗滌與電滲析鹽方法分離提純甘氨酸的方法，此法分離工藝繁瑣，需要大量的化學(xué)試劑，使得成品應(yīng)用在食品方面有一定的安全隱患，加之能源消耗加大，未能真正做到低碳環(huán)保。綜上所述，現(xiàn)有甘氨酸分離提純方法存在有機(jī)溶劑消耗量大、運(yùn)行成本高、操作較復(fù)雜、對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重等不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種操作簡(jiǎn)單、成本低廉、分離度高、綠色環(huán)保的甘氨酸和無(wú)機(jī)鹽的色譜分離方法。本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種甘氨酸和無(wú)機(jī)鹽的色譜分離方法，其特征在于，該方法包括以下步驟將含有甘氨酸和無(wú)機(jī)鹽的甘氨酸粗品用去離子水配制成I % 80% (w/w)濃度的水溶液，調(diào)節(jié)該水溶液pH3. 5 8. 5，在O 100°C條件下，進(jìn)入裝填專用色譜介質(zhì)的色譜柱，以水作洗提劑洗提，分別收集洗提液和殘留液，獲得甘氨酸和無(wú)機(jī)鹽兩種產(chǎn)物，實(shí)現(xiàn)甘氨酸和無(wú)機(jī)鹽的高效分離。所述的色譜柱的溫度O 100°C，柱徑高比為I : 2 I : 40，進(jìn)料量為O. 05BV 5BV，進(jìn)料質(zhì)量濃度為I % 80%，調(diào)節(jié)進(jìn)料液？!13. 5 8. 5，洗提流速為O. lBV/h 5BV/h。所述的色譜柱內(nèi)裝填的專用色譜介質(zhì)為樹脂強(qiáng)酸型陽(yáng)離子樹脂、鈣型陽(yáng)離子樹月旨、弱酸型陽(yáng)離子樹脂、鈉型陽(yáng)離子樹脂、鉀型陽(yáng)離子樹脂或銨型陽(yáng)離子樹脂。所述的色譜柱進(jìn)行色譜分離的形式包括真實(shí)移動(dòng)床色譜、模擬移動(dòng)床色譜或間 歇式色譜的色譜柱。所述的無(wú)機(jī)鹽包括氯化銨、硫酸鈉、氯化鈉、氯化鈣或硫酸銨。調(diào)節(jié)pH值范圍采用HCl溶液或氨水。作洗提劑的水包括去離子水、脫鹽水或蒸餾水。所述的色譜柱的溫度條件在O 100°C范圍內(nèi)，包括恒溫色譜方式或變溫色譜方式。所述的甘氨酸粗品中甘氨酸和無(wú)機(jī)鹽兩者的比例為99 : I I : 99。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供使用以色譜分離為核心的分離方法，該法首次基于甘氨酸脫鹽領(lǐng)域，具有選擇性高，分離度高，工藝簡(jiǎn)單，甘氨酸純度高，無(wú)機(jī)鹽可以作為產(chǎn)品收集的特點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I將甘氨酸粗品(55% Gly, 43% NH4Cl)配制成濃度I %的進(jìn)料水溶液，用氨水調(diào)pH到6;根據(jù)色譜柱的體積規(guī)格，按照徑高比為I : I填充鈣型陽(yáng)離子色譜樹脂，控制柱溫在(TC，進(jìn)料量為O. 05BV，恒溫色譜分離；用去離子水作為洗提劑，控制溫度在0°C和流速為
I.OBV/h條件下進(jìn)行洗提；分別收集洗提液和殘留液，分別獲得甘氨酸和氯化銨兩種產(chǎn)品的水溶液，兩物質(zhì)分離率達(dá)98%以上。實(shí)施例2甘氨酸粗品(1% Gly,99% (NH4)2SO4)配制成濃度20%的進(jìn)料水溶液，用氨水調(diào)PH到6 ;按照徑高比為I : 10填充強(qiáng)酸型陽(yáng)離子色譜樹脂，控制柱溫穩(wěn)定在30°C，進(jìn)樣量為O. 2BV ;用蒸餾水作為洗提劑，控制溫度在30°C和流速為I. 5BV/h條件下進(jìn)行洗提；分別收集洗提液和殘留液，分別獲得甘氨酸和硫酸銨兩種產(chǎn)品的水溶液，兩物質(zhì)分離率達(dá)98%以上。實(shí)施例3將甘氨酸粗品(33% Gly, 67% NaCl)配制成濃度40%的上樣溶液，用氨水調(diào)PH到
5.5;根據(jù)色譜柱的體積規(guī)格，按照徑高比為I : 20填充鈉型陽(yáng)離子色譜樹脂，控制柱溫在100°C，上樣量為2BV ;用脫鹽水作為洗提劑，控制溫度在100°C和流速為5BV/h條件下進(jìn)行洗提；分別收集洗提液和殘留液，分別獲得甘氨酸和氯化鈉兩種產(chǎn)品的水溶液，兩物質(zhì)分離率達(dá)98%以上。
實(shí)施例4、將甘氨酸粗品(99% Gly, I % Na2SO4)配制成濃度60 %的上樣溶液，用HCl調(diào)pH到3. 5;據(jù)色譜柱的體積規(guī)格，按照徑高比為I : 40填充弱酸型陽(yáng)離子色譜樹脂，控制柱溫在60-80°C，變溫色譜分離，上樣量為2. OBV ;用去離子水作為洗提劑，控制溫度在60-80°C和流速為2. 5BV/h條件下進(jìn)行洗提；分別收集洗提液和殘留液，分別獲得甘氨酸和硫酸鈉兩種產(chǎn)品的水溶液，兩物質(zhì)分離率達(dá)98%以上。實(shí)施例5將甘氨酸粗品(55% Gly，41 % NH4Cl)配制成濃度60%的進(jìn)料水溶液，用氨水調(diào)pH 到6. 5;根據(jù)色譜柱的體積規(guī)格，按照徑高比為I : 2填充鉀型陽(yáng)離子色譜樹脂，控制柱溫在65°C，上樣量為I. 5BV ;用蒸餾水作為洗提劑，控制溫度在65°C和流速為2. 5BV/h條件下進(jìn)行洗提；分別收集洗提液和殘留液，分別獲得甘氨酸和氯化銨兩種產(chǎn)品的水溶液，兩物質(zhì)分離率達(dá)98%以上。實(shí)施例6將甘氨酸粗品(55% Gly，41 % CaSO4)配制成濃度35%的進(jìn)料水溶液，用鹽酸調(diào)pH到4. O;根據(jù)色譜柱的體積規(guī)格，按照徑高比為I : 2填充銨型陽(yáng)離子色譜樹脂，控制柱溫在40°C，上樣量為O. 5BV ;用脫鹽水作為洗提劑，控制溫度在40°C和流速為I. 5BV/h條件下進(jìn)行洗提；分別收集洗提液和殘留液，分別獲得甘氨酸和硫酸鈣兩種產(chǎn)品的水溶液，兩物質(zhì)分離率達(dá)98%以上。實(shí)施例7將甘氨酸粗品(53% Gly，41 % NH4Cl)配制成濃度80%的進(jìn)料水溶液，用氨水調(diào)pH到6. 5;根據(jù)色譜柱的體積規(guī)格，按照徑高比為I : 10填充鈣型陽(yáng)離子色譜樹脂，控制柱溫在90°C，上樣量為I. 5BV ;用蒸餾水作為洗提劑，控制溫度在90°C和流速為2. 5BV/h條件下進(jìn)行洗提；分別收集洗提液和殘留液，分別獲得甘氨酸和氯化銨兩種產(chǎn)品的水溶液，兩物質(zhì)分離率達(dá)98%以上。實(shí)施例8將甘氨酸粗品(55% Gly，41 % NH4Cl)配制成濃度60%的進(jìn)料水溶液，用氨水調(diào)pH到8. 5;根據(jù)色譜柱的體積規(guī)格，按照徑高比為I : 5填充樹脂型陽(yáng)離子色譜樹脂，控制柱溫在65°C，上樣量為5BV，色譜方法形式為真實(shí)移動(dòng)床色譜，變溫色譜方式；用蒸餾水作為洗提劑，控制溫度在65°C和流速為2. 5BV/h條件下進(jìn)行洗提；分別收集洗提液和殘留液，分別獲得甘氨酸和氯化銨兩種產(chǎn)品的水溶液，兩物質(zhì)分離率達(dá)98%以上。本發(fā)明提供使用以色譜分離為核心的分離方法，分離的甘氨酸純度高，可用于食品生產(chǎn)，對(duì)于無(wú)機(jī)鹽副產(chǎn)物也可以回收利用，而且色譜樹脂無(wú)需再生，樹脂可多次使用，生產(chǎn)成本低，是真正意思的低碳環(huán)保、零污染、操作簡(jiǎn)單、成本低廉的分離方法。
權(quán)利要求
1.一種甘氨酸和無(wú)機(jī)鹽的色譜分離方法，其特征在于，該方法包括以下步驟將含有甘氨酸和無(wú)機(jī)鹽的甘氨酸粗品用去離子水配制成I % 80% (w/w)濃度的水溶液，調(diào)節(jié)該水溶液PH3. 5 8. 5，在O 100°C條件下，進(jìn)入裝填專用色譜介質(zhì)的色譜柱，以水作洗提劑洗提，分別收集洗提液和殘留液，獲得甘氨酸和無(wú)機(jī)鹽兩種產(chǎn)物，實(shí)現(xiàn)甘氨酸和無(wú)機(jī)鹽的高效分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種甘氨酸和無(wú)機(jī)鹽的色譜分離方法，其特征在于，所述的色譜柱的溫度O 100°C，柱徑高比為I : I I : 40，進(jìn)料量為O. 05BV 5BV，進(jìn)料質(zhì)量濃度為1% 80%，調(diào)節(jié)進(jìn)料液pH3. 5 8. 5，洗提流速為O. lBV/h 5BV/h。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種甘氨酸和無(wú)機(jī)鹽的色譜分離方法，其特征在于，所述的色譜柱內(nèi)裝填的專用色譜介質(zhì)為樹脂強(qiáng)酸型陽(yáng)離子樹脂、鈣型陽(yáng)離子樹脂、弱酸型陽(yáng)離子樹脂、鈉型陽(yáng)離子樹脂、鉀型陽(yáng)離子樹脂或銨型陽(yáng)離子樹脂。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種甘氨酸和無(wú)機(jī)鹽的色譜分離方法，其特征在于，所述的色譜柱進(jìn)行色譜分離的形式包括真實(shí)移動(dòng)床色譜、模擬移動(dòng)床色譜或間歇式色譜的色譜柱。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種甘氨酸和無(wú)機(jī)鹽的色譜分離方法，其特征在于，所述的無(wú)機(jī)鹽包括但不限于氯化銨、硫酸鈉、氯化鈉、氯化鈣或硫酸銨。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種甘氨酸和無(wú)機(jī)鹽的色譜分離方法，其特征在于，調(diào)節(jié) PH值范圍采用HCl溶液或氨水。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種甘氨酸和無(wú)機(jī)鹽的色譜分離方法，其特征在于，作洗提劑的水包括去離子水、脫鹽水或蒸餾水。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種甘氨酸和無(wú)機(jī)鹽的色譜分離方法，其特征在于，所述的色譜柱的溫度條件在O 100°C范圍內(nèi)，包括恒溫色譜方式或變溫色譜方式。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種甘氨酸和無(wú)機(jī)鹽的色譜分離方法，其特征在于，所述的甘氨酸粗品中甘氨酸和無(wú)機(jī)鹽兩者的比例為99 : I I : 99。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種甘氨酸和無(wú)機(jī)鹽的色譜分離方法，該方法包括以下步驟將含有甘氨酸和無(wú)機(jī)鹽的甘氨酸粗品用去離子水配制成1％～80％(w/w)濃度的水溶液，調(diào)節(jié)該水溶液pH 3.5～8.5，在0～100℃條件下，進(jìn)入裝填專用色譜介質(zhì)的色譜柱，以水作洗提劑洗提，分別收集洗提液和殘留液，獲得甘氨酸和無(wú)機(jī)鹽兩種產(chǎn)物，實(shí)現(xiàn)甘氨酸和無(wú)機(jī)鹽的高效分離。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有操作簡(jiǎn)單、成本低廉、分離度高、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C07C229/08GK102688610SQ20121020358
公開日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月19日
發(fā)明者劉慧淵, 夏泉鳴, 張渭, 蔣麗華, 趙鶴飛, 趙黎明, 陳超琴 申請(qǐng)人:華東理工大學(xué)