連續(xù)分離純化氨基酸的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種連續(xù)分離純化氨基酸的系統(tǒng)，按工藝先后順序包括依次連接的一級(jí)離子交換裝置、電滲析脫鹽裝置和二級(jí)離子交換裝置，其特征在于：在所述一級(jí)離子交換裝置前設(shè)置有膜脫色裝置，相比活性碳脫色工藝，膜脫色除雜更徹底，產(chǎn)品品質(zhì)更好、工藝簡(jiǎn)單、成本低，生產(chǎn)率高。所述膜脫色裝置由依次連接的超濾脫色塔、一級(jí)納濾脫色塔和二級(jí)納濾脫色塔組成，采用三級(jí)膜脫色，逐級(jí)除雜，相比使用一級(jí)脫色，膜脫色裝置可受到保護(hù)裝置，不會(huì)出現(xiàn)故障頻繁停車；膜脫色按功能區(qū)分，脫色效率更高，脫色效果更好，投資更低。
【專利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及化工領(lǐng)域，涉及一種連續(xù)分離純化氨基酸的系統(tǒng)，尤其涉及從氨 基酸的堿金屬鹽的水溶液中分離氨基酸和亞氨基二羧酸的系統(tǒng)。 連續(xù)分離純化氨基酸的系統(tǒng)

【背景技術(shù)】
[0002] 甘氨酸、丙氨酸和蛋氨酸等氨基酸的制備方法采用施特雷克（Strecker)法，在Strecker方法中，獲得堿金屬鹽形式的氨基酸，如甘氨腈水解得到甘氨酸鈉水溶液，再由所 得的氨基酸的堿金屬鹽的水溶液脫鹽制備氨基酸。
[0003] 目前，氨基酸的分離純化(脫鹽）大多是采用酸中和氨基酸的堿金屬鹽的水溶液， 之后再通過(guò)結(jié)晶方法回收氨基酸。經(jīng)過(guò)HCN合成所得到的氨基酸溶液中含有大量有色雜 質(zhì)，為了提高最終產(chǎn)品氨基酸的品質(zhì)，需要對(duì)該液體進(jìn)行脫色處理，傳統(tǒng)的脫色方法是使用 活性碳脫色工藝，但由于活性碳脫色工藝除雜不徹底，產(chǎn)品的顏色仍然很深，影響產(chǎn)品品 質(zhì)，且因活性炭吸附造成產(chǎn)品中有效成分的大量損失、工藝復(fù)雜、生產(chǎn)成本高，產(chǎn)率低、產(chǎn)品 品質(zhì)不商。
[0004] 基于上述原因和現(xiàn)有技術(shù)，迫切需要研究一種可以提高脫色效率和產(chǎn)品質(zhì)量的分 離純化氨基酸的系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種連續(xù)分離純化氨基酸的系 統(tǒng)，可以快速、有效的將氨基酸溶液中的有色雜質(zhì)進(jìn)行脫色處理。
[0006] 本實(shí)用新型的連續(xù)分離純化氨基酸的系統(tǒng)，按工藝先后順序包括依次連接的一級(jí) 離子交換裝置、電滲析脫鹽裝置和二級(jí)離子交換裝置，其特征在于：在所述一級(jí)離子交換裝 置前設(shè)置有膜脫色裝置。
[0007] 進(jìn)一步，所述膜脫色裝置包括設(shè)置有一系列超濾膜和/或納濾膜的脫色塔。
[0008] 進(jìn)一步，所述膜脫色裝置由依次連接的超濾脫色塔、一級(jí)納濾脫色塔和二級(jí)納濾 脫色塔組成，所述超濾脫色塔內(nèi)設(shè)有超濾膜，一級(jí)納濾脫色塔和二級(jí)納濾脫色塔內(nèi)設(shè)有超 濾膜。
[0009] 進(jìn)一步，所述超濾脫色塔內(nèi)設(shè)有孔徑范圍為l_200nm的超濾膜；所述一級(jí)納濾脫 色塔內(nèi)設(shè)有分子量為1000-2000的納濾膜；所述二級(jí)納濾脫色塔內(nèi)設(shè)有分子量為300-1000 的納濾膜。在本實(shí)用新型的系統(tǒng)中，由于脫色塔中設(shè)置了一系列的膜如超濾膜、納濾膜等， 為了保護(hù)膜，優(yōu)選的通常是在操作過(guò)程中在采用膜分離技術(shù)脫色除雜之前，將含有氨基酸 堿金屬鹽的水溶液的pH值調(diào)節(jié)至10-12,優(yōu)選的是采用與氨基酸堿金屬鹽所對(duì)應(yīng)的氨基酸 溶液來(lái)調(diào)節(jié)含有氨基酸堿金屬鹽的水溶液pH，避免引入新的雜質(zhì)。
[0010] 進(jìn)一步，所述電滲析脫鹽裝置的出口與超濾脫色塔入口之間通過(guò)儲(chǔ)備池連接，所 述儲(chǔ)備池可將經(jīng)電滲析脫鹽裝置后溶液輸送至超濾脫色塔中。
[0011] 進(jìn)一步，所述二級(jí)納濾脫色塔與一級(jí)納濾脫色塔之間設(shè)有可將二級(jí)納濾脫色塔中 的殘液輸送至一級(jí)納濾脫色塔中的輸送裝置。
[0012] 進(jìn)一步，還包括將超濾脫色塔和一級(jí)納濾脫色塔中的殘液進(jìn)行回收處理的污水處 理裝置。
[0013] 進(jìn)一步，所述一級(jí)離子交換裝置內(nèi)裝有弱酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，所述二級(jí)離子交 換裝置內(nèi)裝有強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。
[0014] 進(jìn)一步，所述一級(jí)連續(xù)離子交換裝置包括相互連接的進(jìn)行連續(xù)離子交換反應(yīng)的陽(yáng) 離子交換塔I和實(shí)施陽(yáng)離子交換塔I再生的再生塔I;所述二級(jí)連續(xù)離子交換裝置包括相 互連接的進(jìn)行連續(xù)離子交換反應(yīng)的陽(yáng)離子交換塔II和實(shí)施陽(yáng)離子交換塔II再生的再生塔 II。
[0015] 進(jìn)一步，還包括堿金屬鹽回收裝置，所述堿金屬鹽回收裝置分別與一級(jí)離子交換 裝置中的再生塔I和再生塔II連接。
[0016] 本實(shí)用新型的有益效果：本實(shí)用新型的連續(xù)分離純化氨基酸的系統(tǒng)，按工藝先后 順序包括依次連接的一級(jí)離子交換裝置、電滲析脫鹽裝置和二級(jí)離子交換裝置，其特征在 于：在所述一級(jí)離子交換裝置前設(shè)置有膜脫色裝置，相比活性碳脫色工藝，膜脫色除雜更徹 底，產(chǎn)品品質(zhì)更好、工藝簡(jiǎn)單、成本低，生產(chǎn)率高。所述膜脫色裝置由依次連接的超濾脫色 塔、一級(jí)納濾脫色塔和二級(jí)納濾脫色塔組成，采用三級(jí)膜脫色，逐級(jí)除雜，相比使用一級(jí)脫 色，膜脫色裝置可受到保護(hù)裝置，不會(huì)出現(xiàn)故障頻繁停車；膜脫色按功能區(qū)分，脫色效率更 高，脫色效果更好，投資更低。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
[0018] 圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019] 以從甘氨酸鈉水溶液中連續(xù)分離純化甘氨酸為例，對(duì)本實(shí)用新型所述的系統(tǒng)的優(yōu) 選實(shí)施例方案進(jìn)行說(shuō)明，如圖1所示：本實(shí)施例的連續(xù)分離純化氨基酸的系統(tǒng)，一種連續(xù)分 離純化氨基酸的系統(tǒng)，按工藝先后順序包括依次連接的一級(jí)離子交換裝置1、電滲析脫鹽裝 置2和二級(jí)離子交換裝置3,在所述一級(jí)離子交換裝置前設(shè)置有膜脫色裝置4。具體的，所 述一級(jí)離子交換裝置內(nèi)裝填弱酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，所述二級(jí)離子交換裝置內(nèi)裝有強(qiáng)酸型 陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。一級(jí)連續(xù)離子交換裝置1包括相互連接的進(jìn)行連續(xù)離子交換反應(yīng)的陽(yáng)離 子交換塔I11和實(shí)施陽(yáng)離子交換塔I再生的再生塔I12;所述二級(jí)連續(xù)離子交換裝置包 括相互連接的進(jìn)行連續(xù)離子交換反應(yīng)的陽(yáng)離子交換塔II31和實(shí)施陽(yáng)離子交換塔II再生的 再生塔II32。
[0020] 甘氨酸鈉溶液中含有大量有色雜質(zhì)，顏色呈黑褐色，其組成如下：約12%的甘氨酸 鈉，約2%的亞氨基二乙酸鈉，約1%氫氧化鈉，約0. 2%的氨三乙酸鈉和少量的NH3。
[0021] 上述甘氨酸鈉溶液先使用10%的甘氨酸溶液將原料pH調(diào)節(jié)到10-12左右后(在本 實(shí)用新型的系統(tǒng)中，由于脫色塔中設(shè)置了一系列的膜如超濾膜、納濾膜等，為了保護(hù)膜，優(yōu) 選的通常是在操作過(guò)程中在采用膜分離技術(shù)脫色除雜之前，將含有氨基酸堿金屬鹽的水溶 液的pH值調(diào)節(jié)至10-12,優(yōu)選的是采用與氨基酸堿金屬鹽所對(duì)應(yīng)的氨基酸溶液來(lái)調(diào)節(jié)含有 氨基酸堿金屬鹽的水溶液pH，避免引入新的雜質(zhì))，進(jìn)入膜脫色裝置4中脫色處理，脫色后 得到甘氨酸鈉清液。甘氨酸鈉清液通入一級(jí)連續(xù)離子交換裝置1中，進(jìn)入填充有弱酸性陽(yáng) 離子交換樹(shù)脂的陽(yáng)離子交換塔I11中進(jìn)行離子交換，得到粗甘氨酸溶液，粗甘氨酸溶液約 含甘氨酸8-10%、亞氨基二乙酸氫鈉小于2%、氨三乙酸二氫鈉小于0. 2%。粗甘氨酸溶液一部 分進(jìn)入電滲析脫鹽裝置2中進(jìn)行電滲析脫鹽處理，分別得到兩部分溶液，即含8-10%的甘氨 酸溶液和含約6-8%亞氨基二乙酸氫鈉和0. 15%氨三乙酸二氫鈉的水溶液。甘氨酸溶液經(jīng) 濃縮、結(jié)晶即得甘氨酸晶體。含約6-8%亞氨基二乙酸氫鈉和0. 15%氨三乙酸二氫鈉的水溶 液進(jìn)入二級(jí)連續(xù)陽(yáng)離子交換裝置的陽(yáng)離子交換塔II31中進(jìn)行離子交換，得到含有亞氨基 二乙酸的溶液，亞氨基二乙酸的溶液結(jié)晶得亞氨基二乙酸。
[0022] 作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述膜脫色裝置包括設(shè)置有一系列超濾膜和/ 或納濾膜的脫色塔。
[0023] 作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述膜脫色裝置由依次連接的超濾脫色塔41、 一級(jí)納濾脫色塔42和二級(jí)納濾脫色塔43組成，所述超濾脫色塔內(nèi)設(shè)有超濾膜，所述一級(jí) 納濾脫色塔和二級(jí)納濾脫色塔內(nèi)設(shè)有納濾膜。采用三步膜脫色工序，第一步為超濾脫色， 對(duì)納濾膜脫色起保護(hù)作用，具體采用孔徑范圍為l_200nm的超濾膜進(jìn)行脫色，主要脫出前 反應(yīng)工序生成的油狀物及少量的小顆粒雜質(zhì)；第二步為一級(jí)納濾脫色，具體采用分子量 1000-2000左右的納濾膜進(jìn)行脫色，主要脫出前反應(yīng)工序生成的較大分子量的有色雜質(zhì)； 第三步為二級(jí)納濾脫色，采用分子量300-1000左右的納濾膜進(jìn)行脫色，主要脫出前反應(yīng)工 序生成的較小分子量地有色雜質(zhì)。若只使用一級(jí)脫色，可能會(huì)存在的問(wèn)題一是膜脫色裝置 無(wú)保護(hù)裝置，容易出現(xiàn)故障頻繁停車，影響生產(chǎn)；二是因?yàn)槟っ撋δ芪磪^(qū)分，導(dǎo)致脫色效 率低，裝置投資很大；三是脫色效果不好，達(dá)不到目的，三級(jí)脫色則可以克服上述缺點(diǎn)。
[0024] 作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述電滲析脫鹽裝置2的出口與超濾脫色塔41 入口之間通過(guò)儲(chǔ)備池5連接，所述儲(chǔ)備池5可將經(jīng)電滲析脫鹽裝置后的部分溶液輸送至超 濾脫色塔41中，將一部分液體返回到脫色工序，用于調(diào)節(jié)甘氨酸堿解液(甘氨酸鈉溶液）的 pH值，在本實(shí)用新型的系統(tǒng)中，由于脫色塔中設(shè)置了一系列的膜如超濾膜、納濾膜等，為了 保護(hù)膜，優(yōu)選的通常是在操作過(guò)程中在采用膜分離技術(shù)脫色除雜之前，將含有氨基酸堿金 屬鹽的水溶液的pH值調(diào)節(jié)至10-12,優(yōu)選的是采用與氨基酸堿金屬鹽所對(duì)應(yīng)的氨基酸溶液 來(lái)調(diào)節(jié)含有氨基酸堿金屬鹽的水溶液PH，避免引入新的雜質(zhì)。
[0025] 作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述二級(jí)納濾脫色塔43與一級(jí)納濾脫色塔42 之間設(shè)有可將二級(jí)納濾脫色塔中的殘液輸送至一級(jí)納濾脫色塔中的回送裝置6,將不符合 要求的殘液進(jìn)行循環(huán)脫色，提高脫色效率。
[0026] 作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，還包括將超濾脫色塔和一級(jí)納濾脫色塔中的殘 液進(jìn)行回收處理的污水處理裝置7,將殘液進(jìn)行處理，以免造成二次污染。
[0027] 作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，還包括堿金屬鹽回收裝置8,所述堿金屬鹽回收 裝置8分別與一級(jí)離子交換裝置中的再生塔I12和再生塔II32連接，對(duì)再生塔I12和再 生塔II32中的堿金屬進(jìn)行回收利用。
[0028] 最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參 照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本 實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的宗旨和范 圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1. 一種連續(xù)分離純化氨基酸的系統(tǒng)，按工藝先后順序包括依次連接的一級(jí)離子交換裝 置（1)、電滲析脫鹽裝置（2)和二級(jí)離子交換裝置（3)，其特征在于：在所述一級(jí)離子交換裝 置前設(shè)置有膜脫色裝置（4)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)分離純化氨基酸的系統(tǒng)，其特征在于：所述膜脫色裝置 包括設(shè)置有一系列超濾膜和/或納濾膜的脫色塔。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)分離純化氨基酸的系統(tǒng)，其特征在于：所述膜脫色裝置 由依次連接的超濾脫色塔（41)、一級(jí)納濾脫色塔（42)和二級(jí)納濾脫色塔（43)組成，所述超 濾脫色塔內(nèi)設(shè)有超濾膜，所述一級(jí)納濾脫色塔和二級(jí)納濾脫色塔內(nèi)設(shè)有納濾膜。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的連續(xù)分離純化氨基酸的系統(tǒng)，其特征在于：所述超濾脫色 塔（41)內(nèi)設(shè)有孔徑范圍為l-200nm的超濾膜；所述一級(jí)納濾脫色塔（42)內(nèi)設(shè)有分子量為 1000-2000的納濾膜；所述二級(jí)納濾脫色塔（43)內(nèi)設(shè)有分子量為300-1000的納濾膜。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的連續(xù)分離純化氨基酸的系統(tǒng)，其特征在于：所述電滲析脫鹽 裝置（2)的出口與超濾脫色塔（41)入口之間通過(guò)儲(chǔ)備池（5)連接，所述儲(chǔ)備池（5)可將經(jīng) 電滲析脫鹽裝置后的部分溶液輸送至超濾脫色塔（41)中。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的連續(xù)分離純化氨基酸的系統(tǒng)，其特征在于：所述二級(jí)納濾脫 色塔（43)與一級(jí)納濾脫色塔（42)之間設(shè)有可將二級(jí)納濾脫色塔中的殘液輸送至一級(jí)納濾 脫色塔中的回送裝置（6)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的連續(xù)分離純化氨基酸的系統(tǒng)，其特征在于：還包括將超濾脫 色塔和一級(jí)納濾脫色塔中的殘液進(jìn)行回收處理的污水處理裝置（7)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)分離純化氨基酸的系統(tǒng)，其特征在于：所述一級(jí)離子交 換裝置內(nèi)裝填弱酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，所述二級(jí)離子交換裝置內(nèi)裝有強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹(shù) 脂。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的連續(xù)分離純化氨基酸的系統(tǒng)，其特征在于：所述一級(jí)離子交 換裝置（1)包括相互連接的進(jìn)行連續(xù)離子交換反應(yīng)的陽(yáng)離子交換塔I(11)和實(shí)施陽(yáng)離子 交換塔I再生的再生塔I(12);所述二級(jí)離子交換裝置包括相互連接的進(jìn)行連續(xù)離子交換 反應(yīng)的陽(yáng)離子交換塔II(31)和實(shí)施陽(yáng)離子交換塔II再生的再生塔II(32)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的連續(xù)分離純化氨基酸的系統(tǒng)，其特征在于：還包括堿金屬鹽 回收裝置（8)，所述堿金屬鹽回收裝置（8)分別與一級(jí)離子交換裝置中的再生塔I(12)和 再生塔II(32)連接。
【文檔編號(hào)】C07C229/16GK203866227SQ201420281873
【公開(kāi)日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月29日
【發(fā)明者】韋異勇, 耿明剛, 徐洪, 覃玉芳, 金海琴, 萬(wàn)霞 申請(qǐng)人:重慶紫光化工股份有限公司