各种氨基酸的生产工艺
各种氨基酸的生产工艺设计
各种氨基酸的生产工艺设计
氨基酸是生命体中重要的化学物质,有多种生产工艺设计可用于其制备。
以下是几种常见的氨基酸生产工艺设计。
1.天然氨基酸提取工艺:天然氨基酸可从天然蛋白质中提取。
首先,将天然蛋白质源材料(如大豆、动物骨骼等)进行粉碎和溶解。
然后使用酶(如蛋白酶)或酸(如盐酸)将蛋白质水解为氨基酸。
接下来,通过过滤、浓缩、结晶等步骤来分离和纯化氨基酸。
2.化学合成工艺:化学合成是一种常用的氨基酸生产方法。
首先,选择合适的起始原料,如甘氨酸和苯丙氨酸,然后经过一系列的化学反应,如取代反应、羧酸酯化反应等,逐步构建氨基酸的分子结构。
最后,通过结晶、溶解、过滤等步骤来纯化合成的氨基酸。
3.微生物发酵工艺:微生物发酵是一种使用微生物(如大肠杆菌、酵母菌等)合成氨基酸的生产方法。
首先,选择合适的微生物菌种,并调节培养基中的营养成分,如碳源、氮源和微量元素等,以促进菌种的生长和代谢。
然后,通过发酵过程中的菌种培养、酶促反应等控制酶的活性和代谢产物的合成。
最后,通过纯化步骤来提取和纯化发酵产生的氨基酸。
4.生物转化工艺:生物转化是一种使用转基因生物的工艺,通过修改和调节其代谢途径来合成氨基酸。
首先,选择适合的转基因生物并导入目标氨基酸的合成途径相关基因。
然后,通过培养和生长转基因生物,并调节培养条件(如温度、PH值等)来控制氨基酸的产生。
最后,通过纯化步骤来提取和纯化生物转化产生的氨基酸。
第11章氨基酸生产工艺
4 体内及体外基因重组的方法
• 基因工程包括细胞内基因重组方法和试管内 的体外基因重组方法。
• 体内基因重组在应用上又称为杂交育种,主 要方法包括:转化、转染、接合转移、转导 和细胞融合等,这都是在细胞内暂时地产生 染色体的局部二倍体,在两条DNA链之间引 起两次以上的交叉,是遗传性重组现象。
2. 饲料工业:
甲硫氨酸等必需氨基酸可用于制造动物饲料
3. 医药工业:
多种复合氨基酸制剂可通过输液治疗营养或代 谢失调
苯丙氨酸与氮芥子气合成的苯丙氨酸氮芥子气 对骨髓肿瘤治疗有效,且副作用低。
4. 化学工业:谷氨基钠作洗涤剂,丙氨酸制造丙氨 酸纤维。
二、氨基酸的生产方法
• 发酵法: 直接发酵法:野生菌株发酵、营养
• (2)菌体生长或耗糖过快时,流加尿素可多些, 以抑制菌体生长。
• (3)发酵后期,残糖少,接近放罐时,少加或 不加尿素,以免造成氨基酸提取困难。
• (4)氨水对pH影响大,应采取连续流加。
温度对氨基酸发酵的影响及其控制
• 菌体生长达一定程度后再开始产生氨基 酸,因此菌体生长最适温度和氨基酸合 成的最适温度是不同的。
• 酶法糖化:以大米或碎米为原料时采用
• 大米进行浸泡磨浆,再调成15Bx,调 pH6.0,加细菌a-淀粉酶进行液化,85 ℃30min,加糖化酶60 ℃糖化24h,过滤 后可供配制培养基。
• 糖蜜原料:不宜直接用来作为谷氨酸发 酵的碳源,因含丰富的生物素。
• 预处理方法:活性碳或树脂吸附法和 亚硝酸法吸附或破坏生物素。也可以在 发酵液中加入表面活性剂吐温60或添加 中青霉素。
• ②一级种子培养:由葡萄糖、玉米浆、尿素、 磷酸氢二钾、硫酸镁、硫酸铁及硫酸锰组成。 pH6.5-6.8。1000ml装200-250ml振荡,32℃ 培 养12h。
氨基酸
氨基酸(amino acid):含有氨基和羧基的一类有机化合物的通称。
生物功能大分子蛋白质的基本组成单位,是构成动物营养所需蛋白质的基本物质。
是含有一个碱性氨基和一个酸性羧基的有机化合物。
国内的氨基酸生产厂家,由于生产工艺相对比较落后,排放的废水中含有大量的氨基酸,这些废水虽然毒性不大,但水的BOD、COD值较高,直接排放,既污染环境,也造成资源浪费。
你看看你那厂的废水指标,能不能给他做下回收重利用酸溶法生产氨基酸工艺为:酸溶-过滤-脱色-浓缩-结晶-洗涤-干燥-包装-产品在过滤洗涤工段产生高浓度废水,其他工段产生的是低浓度废水。
高浓度废水中氨基酸含量约50g/l COD 10000mg/l 所以一般建议兄弟你将高浓度废水进行预处理,将高浓度的氨基酸回收再进行处理,这样会减轻你后续废水处理的负担高浓度废水回收工艺如下:高浓度废液-真空浓缩-冷却结晶-过滤分离-干燥包装-粗产品真空浓缩中所用蒸汽为氨基酸生产过程中的低压蒸汽。
通过对全厂热力平衡进行调整,原有锅炉不必改动。
利用水喷射真空泵可避免蒸汽中气味对环境造成的影响。
浓缩的真空度为0.04 MPa ,温度为85~105 ℃。
浓缩液经冷却结晶,通过过滤得到氨基酸晶体,可作为饲料添加剂。
经过滤的母液部分循环,其余则排出与生产过程其他工段废水混合,进入处理设施。
废水混合后,降低了废水的浓度,这时CODCr值为500~600 mg/ L ,BOD5 值为200~250 mg/ L ,废水中主要含有无机氮、氨基酸等物质,可生化性较强,我们采用了生物氧化与物化处理结合的处理工艺:混合废水除去浮渣,利用氨基酸工艺过程中的废碱液调整pH值后进入调节池,调节水量和水质,以利于生化处理。
然后废水泵入塔式生物滤池进行生物吸附及氧化处理。
滤塔的BOD 负荷为2000~2 300 BOD5 g/ (m3·d) ,塔径与塔高比为1∶10 ,出水回流比为30 %。
滤塔的接种污泥取自市污水处理厂沉淀池污泥和氨基酸厂的排水沟污泥,经过一个月培养驯化,生物膜中形成了包括细菌、真菌、藻类、原生动物、后生动物等微生物类群。
氨基酸生产工艺流程
氨基酸生产工艺流程氨基酸是一种重要的有机化合物,广泛应用于医药、化工、农业等领域。
氨基酸的生产工艺流程主要包括原料准备、发酵、提取和纯化四个主要步骤。
首先是原料准备阶段。
氨基酸的生产需要合适的碳源、氮源和微量元素等原料。
其中碳源可以采用葡萄糖、玉米浆等,氮源通常使用氨氮、硫酸铵等,微量元素可以通过添加钾、镁、锌等来供给。
这些原料需要按照一定比例进行配制和准备,确保后续发酵过程能够顺利进行。
第二个步骤是发酵。
发酵是氨基酸生产的核心步骤,通常采用微生物(如大肠杆菌、酵母等)进行。
首先将配制好的原料溶液倒入发酵罐中,然后将微生物接种其中,设置合适的温度、pH、氧气和搅拌等条件,使微生物能够充分生长和代谢。
在发酵过程中,微生物将碳源和氮源转化为氨基酸,同时产生一定的废水和废气。
第三个步骤是提取。
发酵液中含有目标氨基酸、产生的其他物质、微生物等。
为了提取目标氨基酸,一般采用酸碱法或溶剂法进行。
酸碱法是将发酵液调节到合适的pH值,使得目标氨基酸与其他物质发生反应形成盐,然后通过过滤或离心等方式分离出目标产物。
溶剂法则是使用有机溶剂如酒精或醚类物质,将发酵液中的目标氨基酸溶解,再通过蒸馏或萃取等手段将溶剂蒸发或分离,从而得到目标产物。
最后一个步骤是纯化。
提取得到的氨基酸仍然存在其他杂质物质,为了得到纯净的氨基酸产品,需要进行纯化过程。
常用的纯化方法有结晶法、膜分离法等。
结晶法是将提取的溶液加热浓缩,再降温结晶,经过多次结晶和洗涤后,得到比较纯净的氨基酸晶体。
膜分离法则是采用膜分离技术,通过半透膜的选择性透过性,将氨基酸与其他物质分离开来,以达到纯化的目的。
综上所述,氨基酸的生产工艺流程主要包括原料准备、发酵、提取和纯化四个步骤。
通过合理的操作和控制,可以高效地生产出优质的氨基酸产品。
不过,不同的氨基酸制备工艺和要求也会有所不同,因此在实际生产中还需要根据具体情况进行调整和优化。
各种氨基酸的生产工艺
各种氨基酸的生产工艺1、谷氨酸(1)等电离交工艺方法——从发酵液中提取谷氨酸,即将谷氨酸发酵液降温并用硫酸调PH 值至谷氨酸等电点(pH3.0- 3.2),温度降到10以下沉淀,离心分离谷氨酸,再将上清液用硫酸调pH 至 1.5 上732 强酸性阳离子交换树脂,用氨水调上清液pH10 进行洗脱,洗脱下来的高流分再用硫酸调pH1.0 返回等电车间加入发酵液进行等电提取,离交车间的上柱后的上清液及洗柱水送去环保车间进行废水处理。
该工艺方法的缺点是:废水量大,治理成本高,酸碱用量大。
(2)连续等电工艺——将谷氨酸发酵液适当浓缩后控制40℃左右,连续加入有晶种的等电罐中,同时加入硫酸,控制等电罐中PH 值维持在 3.2 左右,温度40℃进行结晶。
该工艺方法废的优点是:水量相对较少;缺点是:氨酸提取率及产品质量较差。
(3)发酵法生产谷氨酸的谷氨酸提取工艺——谷氨酸发酵液经灭菌后进入超滤膜进行超滤,澄清的谷氨酸发酵液在第一调酸罐中被调整pH 值为 3.20~3.25,然后进入常温的等电点连续蒸发降温结晶装置进行结晶,分离、洗涤,得到谷氨酸晶体和母液,将一部分母液进入脱盐装置,脱盐后的谷氨酸母液一部分与超滤后澄清的谷氨酸发酵液合并;另一部分在第二调酸罐中被调整pH 值至 4.5~7,蒸发、浓缩、再在第三调酸罐中调pH 值至3.20~3.25 后,进入低温的等电点连续蒸发降温结晶装置,使母液中的谷氨酸充分结晶出来,低温的等电点连续蒸发降温结晶装置排出的晶浆被分离、洗涤,得到谷氨酸晶体和二次母液。
(4)水解等电点法发酵液-----浓缩(78.9kPa,0.15MPa 蒸汽)----盐酸水解(130℃,4h)----过滤-----滤液脱色-----浓缩-----中和,调pH 至 3.0-3.2(NaOH 或发酵液)-----低温放置,析晶-------谷氨酸晶体此工艺的优点:设备简单、废水量减少、生产成本低、酸碱用量省(5)低温等电点法发酵液-----边冷却边加硫酸调节pH4.0-4.5-----加晶种,育晶2h-----边冷却边加硫酸调至pH3.0-3.2------冷却降温------搅拌16h------4℃静置4h------离心分离--------谷氨酸晶体此工艺的优点:设备简单、废水量减少、生产成本低、酸碱用量省(6)直接常温等电点法发酵液-----加硫酸调节pH4.0-4.5-----育晶2-4h-----加硫酸调至pH3.5-3.8------育晶2h------加硫酸调至pH3.0-3.2------育晶2h------冷却降温------搅拌16-20h------沉淀2-4h-------谷氨酸晶体此工艺的优点:设备简单、操作容易、生产周期短、酸碱用量省。
氨基酸发酵工艺
3 氨基酸发酵的工艺控制
培养基
8、钠:调节渗透压作用,一般在调节pH值时加入。 9、锰:是许多酶的激活剂。 10、铁:是细胞色素、细胞色素氧化酶和过氧化氢酶
的活性基的组成分,可促进谷氨酸产生菌的生长。 11、铜离子:对氨基酸发酵有明显毒害作用。
谷氨酸发酵生产流程
4 谷氨酸生产工艺
谷氨酸产生菌株特点
➢ 革兰氏阳性 ➢ 不形成芽胞 ➢ 没有鞭毛,不能运动 ➢ 需要生物素作为生长因子 ➢ 在通气条件下才能产生谷氨酸 ➢ 不易被低浓度的谷氨酸抑制
4 谷氨酸生产工艺
谷氨酸生物合成机理
由三羧酸循环中产生的a-酮戊二酸, 在谷氨酸脱氢酶和氢供体存在下进行 还原性氨化作用而得到。
4 谷氨酸生产工艺
菌种扩大培养
2、一级种子培养:由葡萄糖、玉米浆、尿素、磷酸 氢二钾、硫酸镁、硫酸铁及硫酸锰组成。pH 6.5- 6.8。1000ml装200-250ml振荡,32℃ 培养12h。
4 谷氨酸生产工艺
菌种扩大培养
3、二级种子培养:用种子罐培养,料液量为发酵罐投 料体积的1%,用水解糖代替葡萄糖,于32℃ 进行通 气搅拌7-10h。种子质量要求:二级种子培养结束时, 无杂菌或噬菌体污染,菌体大小均一,呈单个或八 字排列。活菌数为108-109/ml。
4 谷氨酸生产工艺
糖蜜原料
不宜直接用来作为谷氨酸发酵的碳源,因含丰富 的生物素。
预处理方法:活性炭或树脂吸附和亚硝酸法破坏 以减少糖蜜中的生物素。
也可以在发酵液中加入表面活性剂吐温60或添加 青霉素。
4 谷氨酸生产工艺
菌种扩大培养
1、斜面培养:主要产生菌是棒状杆菌属、短杆菌属、 小杆菌属、节杆菌属。 我国各工厂目前使用的菌株主要是钝齿棒杆菌 和北京棒杆菌及各种诱变株。生长特点:适用于糖 质原料,需氧,以生物素为生长因子。 斜面培养基:蛋白胨、牛肉膏、氯化钠组成的 pH 7.0-7.2琼脂培养基,32 ℃培养18-24 h。
氨基酸的制备
2、化学合成
氨基酸的常用化学合成方法。 ①A.Strecker法 ②α—卤代酸氨解法 ③丙二酸酯合成法 ④相转移催化法 ⑤不对称合成法。
ห้องสมุดไป่ตู้对称合成法
不对称合成,在有机合成, 特别是手性药 物等合成中具有相当重要的意义。 不对称反应; 又称不对称合成 生成有旋光性产物的反应 。在反应过程中因受分子内或分子外的手 性因素的影响,试剂向反应物某对称结构 的两侧进攻,进而在形成化学键时表现出 不均等,结果得到不等量的立体异构体的 混合物,具有旋光活性。
提取法生产氨基酸主要经过3个步骤。即蛋白 质水解、氨基酸提取分离及结晶精制。 提取与分离是氨基酸生产的基本技术。无论 何种方法均有分离纯化工序。即提纯也是提高氨 基酸质量的关键步骤之一。目前仍有一定数量品 种如半胱氨酸、酪氨酸、羟脯氨酸、组氨酸、亮 氨酸用提取方法生产,且占主要的地位。对于中 国来说,具有丰富动物资源的角、骨、血、蹄、 皮、毛发、羽毛及鱼鳞等,有待充分利用。目前 已综合利用的有人发、猪血、猪毛、羊毛、丝素 丝胶、皮革边料、蚕蛹巢丝、水产品下脚料等。
在国外多数氨基酸生产已逐步为微生物发酵 法及化学合成法所取代。 在目前4种生产方法中,发酵法生产占主导地
位。
酶拆分法也占相当地位。
四、微生物发酵
微生物发酵即是指利用微生物,在适宜的条 件下,将原料经过特定的代谢途径转化为人类所 需要的产物的过程。微生物发酵生产水平主要取 决于菌种本身的遗传特性和培养条件。发酵工程 的应用范围有:⑴医药工业,⑵食品工业,⑶能 源工业,⑷化学工业,⑸农业:改造植物基因; 生物固氮;工程杀虫菌生物农药;微生物饲料。 ⑹环境保护等方面。
氨基酸的制备
制备氨基酸的方法
一、经典的提取法
二、化学合成法 三、酶法
(完整版)各种氨基酸的生产工艺
各种氨基酸的生产工艺1、谷氨酸(1)等电离交工艺方法——从发酵液中提取谷氨酸,即将谷氨酸发酵液降温并用硫酸调PH值至谷氨酸等电点(pH3.0- 3.2),温度降到10 以下沉淀,离心分离谷氨酸,再将上清液用硫酸调pH至1.5上732强酸性阳离子交换树脂,用氨水调上清液pH10进行洗脱,洗脱下来的高流分再用硫酸调pH1.0返回等电车间加入发酵液进行等电提取,离交车间的上柱后的上清液及洗柱水送去环保车间进行废水处理。
该工艺方法的缺点是:废水量大,治理成本高,酸碱用量大。
(2)连续等电工艺——将谷氨酸发酵液适当浓缩后控制40℃左右,连续加入有晶种的等电罐中,同时加入硫酸,控制等电罐中PH值维持在3.2左右,温度40℃进行结晶。
该工艺方法废的优点是:水量相对较少;缺点是:氨酸提取率及产品质量较差。
(3)发酵法生产谷氨酸的谷氨酸提取工艺——谷氨酸发酵液经灭菌后进入超滤膜进行超滤,澄清的谷氨酸发酵液在第一调酸罐中被调整pH值为3.20~3.25,然后进入常温的等电点连续蒸发降温结晶装置进行结晶,分离、洗涤,得到谷氨酸晶体和母液,将一部分母液进入脱盐装置,脱盐后的谷氨酸母液一部分与超滤后澄清的谷氨酸发酵液合并;另一部分在第二调酸罐中被调整pH值至4.5~7,蒸发、浓缩、再在第三调酸罐中调pH值至3.20~3.25后,进入低温的等电点连续蒸发降温结晶装置,使母液中的谷氨酸充分结晶出来,低温的等电点连续蒸发降温结晶装置排出的晶浆被分离、洗涤,得到谷氨酸晶体和二次母液。
(4)水解等电点法发酵液-----浓缩(78.9kPa,0.15MPa蒸汽)----盐酸水解(130 ℃,4h )----过滤-----滤液脱色-----浓缩-----中和,调pH至3.0-3.2(NaOH或发酵液) -----低温放置,析晶-------谷氨酸晶体此工艺的优点:设备简单、废水量减少、生产成本低、酸碱用量省(5)低温等电点法发酵液-----边冷却边加硫酸调节pH4.0-4.5-----加晶种,育晶2h-----边冷却边加硫酸调至pH3.0-3.2------冷却降温------搅拌16h------4 ℃静置4h------离心分离--------谷氨酸晶体此工艺的优点:设备简单、废水量减少、生产成本低、酸碱用量省(6)直接常温等电点法发酵液-----加硫酸调节pH4.0-4.5-----育晶2-4h-----加硫酸调至pH3.5-3.8------育晶2h------加硫酸调至pH3.0-3.2------育晶2h------冷却降温------搅拌16-20h------沉淀2-4h-------谷氨酸晶体此工艺的优点:设备简单、操作容易、生产周期短、酸碱用量省。
氨基酸的生产
能防止稻瘟病,提高米的蛋白质含量;长链酰基氨基酸能 提高农作物对病害的抵抗力。
生产方法
提取法 将蛋白质原料用酸水解, 从水解液中提取氨基 酸。胱氨酸、半胱氨酸和酪氨酸用提取法生产。
合成法 D、L-蛋氨酸,D、L-丙氨酸,甘氨酸和苯丙氨酸; 需进行拆分。
中和剂为纯碱,也可用烧碱配成NaOH溶液。用纯碱 中和,反应较温和,糖液质量有保证,但是产生泡 沫多;用烧碱中和,易局部过碱使葡萄糖发生焦化 变为焦糖(焦糖抑制谷氨酸菌的生长,增加糖液色 泽及精制困难)。在操作中将碱配成一定的浓度, 然后再用于中和。
➢ 脱色
活性炭吸附法 常用粉末状活性炭。 ✓ 活性炭耗量视糖液色泽情况与活性炭质量而定。 ✓ 粉末炭用量相当于投淀粉量 0.6%~0.8%。 ✓ 脱色效果与投炭量、质量、温度、pH值、时间有关 ✓ 脱色温度低些,对脱色效果较为有利,但温度过低,
项目实施
任务一 L-赖氨酸的发酵生产
一、生产前准备 (二)确定生产技术、生产菌种和工艺路线 1. 生产技术:微生物直接发酵技术 2.菌种:北京棒状杆菌AS1.563 3.发酵工艺路线
二、生产工艺过程
(一)菌种培养 1、斜面培养基和培养条件 (1)培养基成分(%)为: 葡萄糖0.5(保藏斜面培养基不加),牛肉膏1.0, 蛋白胨1.0,NaCl0.5,琼脂2.0,pH7.0~7.2。 0.1MPa,灭菌30min后,于30℃保温24h,检 查无菌后,放冰箱备用。 (2)培养条件:菌种活化后于30~32℃恒温培 养18~24h 。
酶法 利用微生物产生的酶制造氨基酸。赖氨酸、色氨酸、 天冬氨酸、酪氨酸可用酶法生产。
发酵法 以淀粉水解糖,或糖蜜、醋酸为原料,利用氨基 酸生产菌进行代谢发酵。发酵工艺,采用分批流加法,计 算机控制,生产管理自动化,产酸率和转化率均较高。我 国20世纪60年代发酵法生产谷氨酸,目前发展相当规模, 赖氨酸、天冬氨酸、丙氨酸等用发酵法和酶法生产。
各种氨基酸的生产工艺
各种氨基酸的生产工艺1、谷氨酸(1)等电离交工艺方法——从发酵液中提取谷氨酸,即将谷氨酸发酵液降温并用硫酸调PH 值至谷氨酸等电点(pH3.0- 3.2),温度降到 10以下沉淀,离心分离谷氨酸,再将上清液用硫酸调 pH 至 1.5 上 732 强酸性阳离子交换树脂,用氨水调上清液 pH10 进行洗脱,洗脱下来的高流分再用硫酸调 pH1.0 返回等电车间加入发酵液进行等电提取,离交车间的上柱后的上清液及洗柱水送去环保车间进行废水处理。
该工艺方法的缺点是:废水量大,治理成本高,酸碱用量大。
(2)连续等电工艺——将谷氨酸发酵液适当浓缩后控制40℃左右,连续加入有晶种的等电罐中,同时加入硫酸,控制等电罐中 PH 值维持在 3.2 左右,温度40℃进行结晶。
该工艺方法废的优点是:水量相对较少;缺点是:氨酸提取率及产品质量较差。
(3)发酵法生产谷氨酸的谷氨酸提取工艺——谷氨酸发酵液经灭菌后进入超滤膜进行超滤,澄清的谷氨酸发酵液在第一调酸罐中被调整 pH 值为 3.20~3.25,然后进入常温的等电点连续蒸发降温结晶装置进行结晶,分离、洗涤,得到谷氨酸晶体和母液,将一部分母液进入脱盐装置,脱盐后的谷氨酸母液一部分与超滤后澄清的谷氨酸发酵液合并;另一部分在第二调酸罐中被调整 pH 值至 4.5~7,蒸发、浓缩、再在第三调酸罐中调 pH 值至3.20~3.25 后,进入低温的等电点连续蒸发降温结晶装置,使母液中的谷氨酸充分结晶出来,低温的等电点连续蒸发降温结晶装置排出的晶浆被分离、洗涤,得到谷氨酸晶体和二次母液。
(4)水解等电点法发酵液-----浓缩(78.9kPa,0.15MPa 蒸汽)----盐酸水解(130℃,4h)----过滤-- ---滤液脱色-----浓缩-----中和,调 pH 至 3.0-3.2(NaOH 或发酵液)-----低温放置,析晶-------谷氨酸晶体此工艺的优点:设备简单、废水量减少、生产成本低、酸碱用量省(5)低温等电点法发酵液-----边冷却边加硫酸调节 pH4.0-4.5-----加晶种,育晶 2h-----边冷却边加硫酸调至 pH3.0-3.2------冷却降温------搅拌 16h------4℃静置 4h------离心分离--------谷氨酸晶体此工艺的优点:设备简单、废水量减少、生产成本低、酸碱用量省(6)直接常温等电点法发酵液-----加硫酸调节 pH4.0-4.5-----育晶 2-4h-----加硫酸调至 pH3.5-3.8------育晶 2h------加硫酸调至 pH3.0-3.2------育晶 2h------冷却降温------搅拌 16-20h------沉淀 2-4h-------谷氨酸晶体此工艺的优点:设备简单、操作容易、生产周期短、酸碱用量省。
丙氨酸生产工艺
丙氨酸生产工艺丙氨酸是一种重要的氨基酸,具有广泛的应用领域,包括生物制药、食品添加剂、农药、养殖等。
丙氨酸的生产工艺主要包括微生物发酵法和化学合成法两种。
微生物发酵法是目前丙氨酸生产的主要工艺。
其中,优势菌株常用的有大肠杆菌、变形杆菌、枯草杆菌等。
微生物发酵法的工艺步骤如下:1. 菌种培养:选取合适的菌种,在培养基中进行预培养,通常包括提取适量的菌株,加入适量的培养基中,控制好菌株的培养温度、培养时间和培养基成分,培养中保持良好的通气条件,促进菌株的生长和繁殖。
2. 发酵过程控制:将菌种转移到发酵罐中进行大规模发酵。
发酵过程中需要控制好温度、pH值、氧气供应等参数,以提高菌株产丙氨酸的效率。
同时,根据不同菌株的特性和需求,添加适当的营养物质和辅助物质,如碳源、氮源、矿物盐等。
3. 发酵终点及采收:通过对发酵过程中产丙氨酸浓度和生物量的监测,确定发酵终点。
一般情况下,当丙氨酸浓度达到一定值,菌体生长停止或减缓时,即可停止发酵。
然后通过离心、过滤、脱水等工艺步骤,采收并提取出丙氨酸。
化学合成法是另一种丙氨酸的生产工艺。
该工艺主要通过化学反应合成丙氨酸。
常用的化学合成法包括卡扎夫尼克酸法和马尔尼酸法。
卡扎夫尼克酸法是利用可循环的四氢嘧啶为原料,通过一系列的反应合成丙氨酸。
其中,关键的步骤包括四氢嘧啶的氨基甲酸酯化、羧酸的脱水缩合、氢氰酸的加成反应等。
马尔尼酸法是利用马尔尼酸为原料,通过酮膦缩合、羧酸的脱水缩合等反应合成丙氨酸。
两种化学合成法都需要严格控制反应的条件和配比,同时也需要注意产物的纯度和产率。
综上所述,微生物发酵法和化学合成法是目前丙氨酸的主要生产工艺。
随着科技的发展和技术的进步,丙氨酸的生产工艺也在不断改进和创新,以提高丙氨酸的产量和质量,满足市场的需求。
氨基酸的制备.
氨基酸的制备方法几乎所有的氨基酸分离纯化工艺均利用了氨基酸在不同的 pH 值时电荷量不同这一特性。
氨基酸的分离纯化方法主要有:沉淀法、离子交换法、萃取法、吸附法、膜分离法及结晶法等。
1、沉淀法沉淀法是最古老的分离、纯化方法,目前仍广泛应用在工业上和实验室中。
它是利用某种沉淀剂使所需要提取的物质在溶液中的溶解度降低而形成沉淀的过程。
该方法具有简单、方便、经济和浓缩倍数高的优点。
氨基酸工业中常用沉淀法有等电点沉淀法,特殊试剂沉淀法和有机溶剂沉淀法。
1.1利用氨基酸的溶解度分离或等电点沉淀法在生产中常利用各种氨基酸在水和乙醇等溶剂中溶解度的差异, 将氨基酸彼此分离。
如胱氨酸和酪氨酸在水中极难溶解, 而其它氨基酸则比较易溶; 酪氨酸在热水中溶解度大,而胱氨酸则无大差别。
根据此性质,即可把它们分离出来, 并且互相分开。
另外, 可以利用氨基酸的两性解离有等电点的性质。
由于氨基酸在等电点时溶解度最小, 最容易析出沉淀, 所以利用溶解度法分离氨基酸时, 也常结合等电点沉淀法。
1.2特殊试剂沉淀法某些氨基酸可以与一些有机或无机化合物结合, 形成结晶性衍生物沉淀, 利用这种性质向混合氨基酸溶液中加入特定的沉淀剂, 使目标氨基酸与沉淀剂沉淀下来, 达到与其它氨基酸分离的目的。
较为成熟的工艺有:揩氨酸与苯甲醛在碱性和低温条件下, 可缩合成溶解度很小的苯亚甲基精氨酸, 分离这种沉淀, 用盐酸水解除去苯甲醛, 即可得精氨酸盐酸盐; 亮氨酸与邻一二甲苯一 4一磺酸反应, 生成亮氨酸的磺酸盐, 后者与氨水反应得到亮氨酸; 组氨酸与氯化汞作用生成组氨酸汞盐的沉淀,再经处理就可得到组氨酸。
特殊试剂沉淀法虽然操作简单、选择性强, 但是由于沉淀剂回收困难, 废液排放污染严重,残留沉淀剂的毒性等原因已逐渐被它方法取代。
2、离子交换法离子交换法是利用不溶性高分子化合物 (即离子交换树脂对不同氨基酸吸附能力的差异对氨基酸混合物进行分组或实现单一成分的分离。
完整版)各种氨基酸的生产工艺
完整版)各种氨基酸的生产工艺本文介绍了谷氨酸的生产工艺,其中包括等电离交工艺方法、连续等电工艺、发酵法生产谷氨酸的谷氨酸提取工艺、水解等电点法、低温等电点法和直接常温等电点法。
等电离交工艺方法是从发酵液中提取谷氨酸的一种方法。
该方法的缺点是废水量大,治理成本高,酸碱用量大。
连续等电工艺方法将谷氨酸发酵液适当浓缩后进行结晶,虽然水量相对较少,但氨酸提取率及产品质量较差。
发酵法生产谷氨酸的谷氨酸提取工艺是通过超滤膜进行超滤,然后进行结晶、分离、洗涤等步骤得到谷氨酸晶体。
该方法设备简单,废水量减少,生产成本低,酸碱用量省。
水解等电点法是将发酵液浓缩后进行盐酸水解,然后进行过滤、脱色、浓缩等步骤得到谷氨酸晶体。
该方法设备简单,废水量减少,生产成本低,酸碱用量省。
低温等电点法和直接常温等电点法也是从发酵液中提取谷氨酸的方法,它们的优点都是设备简单,废水量减少,生产成本低,酸碱用量省。
发酵法制备谷氨酸晶体的工艺流程如下:首先将发酵液加入硫酸中,调节pH值为4.0-4.5,进行育晶2-4小时,然后再加入硫酸,调节pH值为3.5-3.8,再进行育晶2小时,最后加入硫酸,调节pH值为3.0-3.2,进行育晶2小时。
冷却降温后,进行搅拌16-20小时,沉淀2-4小时即可获得谷氨酸晶体。
该工艺具有设备简单、操作容易、生产周期短、酸碱用量省等优点。
L-亮氨酸的制备过程分为6个步骤。
首先,在浓缩罐中通入一次母液,加入蒸汽进行浓缩,温度为120度,气压为-0.09Mpa,浓缩时间为6小时,得到结晶液。
然后将结晶液进入一次中和罐中,加入硫酸和纯水进行中和,温度为80度,中和时间为4小时,过滤后得到滤液和滤渣。
接着将滤渣进入氨解罐中,加入氨水、纯水和蒸汽进行氨解,温度为80度,氨解时间为3小时,过滤后得到滤液和滤渣。
将滤渣进入脱色罐中,加入蒸汽、纯水和活性炭进行脱色,温度为80度,脱色时间为2小时,过滤后得到滤液和滤渣。
将滤液进入二次中和罐中,加入氨水和蒸汽进行中和,温度为80度,中和时间为4小时,过滤后得到滤液和滤渣。
氨基酸
氨基酸的生产方法:氨基酸的生产方法有直接发酵法、前体添加发酵法、酶法、提取法和化学合成法,尤以直接发酵法最为重要。
通常将直接发酵法和添加前体发酵法统称为发酵法;将发酵法和酶法统称为微生物法。
1直接发酵法是借助于微生物具有合成自身所需氨基酸的能力,通过对微生物的诱变等处理,选育出各种营养缺陷型及氨基酸结构类似物抗性突变株,以解除代谢调节中的反馈抑制与阻遏,达到过量合成某种氨基酸的目的。
2添加前体发酵法,又称微生物转化法。
这种方法使用葡萄糖作为发酵碳源和能源,再添加特异的前体物质(即在氨基酸生物合成途径中的一些合适的中间代谢产物),以避免氨基酸合成的反馈调节作用,经微生物作用将其有效地转变为目的氨基酸。
3酶法是利用微生物中特定的酶作为催化剂,使底物经过酶催化生成所需的产品。
4化学合成法是利用有机合成和化学工程相结合的技术生产或制备氨基酸的方法5蛋白质水解提取法,以毛发、血粉及废蚕丝等蛋白质为原料,通过酸、碱或酶水解成多种氨基酸混合物,再经分离纯化获得各种氨基酸的方法称为蛋白质水解提取法。
淀粉水解糖的制备过程:在工业生产中,将淀粉水解为葡萄糖的过程称淀粉的糖化,制得的溶液叫淀粉水解糖。
其主要糖分是葡萄糖。
糊化:淀粉受热后,淀粉颗粒膨胀,晶体结构消失,互相接触变成糊状液体,即使停止搅拌,淀粉也不会再沉淀的现象。
糊化的三阶段:1)预糊化:可逆的吸水膨胀;双折射不变;2)糊化:T﹥65℃ 突然快速吸水,黏度↑,不可逆;3)溶解:T↑↑,淀粉颗粒变成无形空囊,可溶性淀粉浸出,半透明胶体。
水与温度是糊化的前提,决定了变性淀粉性能。
老化:指分子间氢键已断裂的糊化淀粉又重新排列形成新的氢键的过程,也就是复结晶的过程。
(直链淀粉-分子链短-易老化;浓度过高-分子键多-易老化;T >60 ℃不易老化,2-4 ℃易老化,故要快速升温及降温)糖化方法(一)酸解法:以酸为催化剂,在高温高压下使淀粉水解生成葡萄糖的方法。
高温高压,副产物多,糖浆色泽与香气差,水解淀粉浓度18%-20%;(二)酶解法(双酶法):用专一性很强的淀粉酶及糖化酶将淀粉水解为葡萄糖的工艺。
氨基酸类药物的生产方法
③粗制 升温至65~70℃,搅拌半小时,加活性炭16kg, 于80~90℃保温半小时,滤除活性炭。调滤液至 pH4.8,静置结晶,吸出上清液后,底部沉淀经离心 甩干得胱氨酸粗品(Ⅱ)。
④精制 中和 升温至70℃,加活性炭1.5~2.5kg,85℃ 搅 拌 半 小 时 , 过 滤 , 加 1.5 倍 体 积 蒸 馏 水 , 升 温 至 75 ~ 80℃ , 搅 拌 下 用 12 % 氨 水 ( 化 学 纯 ) 中 和 至 pH3.5~4.0,析出结晶,滤取胱氨酸结晶,蒸馏水洗 至无氯离子,真空干燥得L-胱氨酸成品。
胱氨酸和酪氨酸均难溶于水,但在热水中酪氨酸 溶解度较大,而胱氨酸溶解度变化不大,故可将混合 物中胱氨酸、酪氨酸及其它氨基酸彼此分开。
(2)特殊试剂沉淀法 系采用某些有机或无机试剂与 相应氨基酸形成不溶性衍生物的分离方法。
如邻二甲苯-4-磺酸能与亮氨酸形成不溶性盐沉淀, 后者与氨水反应又可获得游离亮氨酸;
1、 目前全世界天然氨基酸的年总产量在百万吨左 右,其中产量较大者有谷氨酸、蛋氨酸及赖氨酸,其 次为天门冬氨酸、苯丙氨酸及胱氨酸等。它们主要用 于医药、食品、饲料及化工行业中。
2、 目前构成天然蛋白质的20种氨基酸的生产方法 有天然蛋白质水解法、发酵法、酶转化法及化学合成 法等四种。
3、 氨基酸及其衍生物类药物已有百种之多,但主 要是以20种氨基酸为原料经酯化、酰化、取代及成盐 等化学方法或酶转化法生产。
一、水解法
(一)基本原理与过程
以毛发、血粉及废蚕丝等蛋白质为原料,通过酸、 碱或酶水解成多种氨基酸混合物,经分离纯化获得各 种药用氨基酸的方法称为水解法。
目前用水解法生产的氨基酸有L-胱氨酸、L-精氨 酸、L-亮氨酸、L-异亮氨酸、L-组氨酸、L-脯氨酸 及L-丝氨酸等。
生化工艺 第七章 典型产品生产工艺 第三节氨基酸生产工艺
1.氨基酸的分类 按氨基酸分子中所含氨基和羧基数目不同分为: (1)酸性氨基酸 天门冬氨酸、谷氨酸。 (2)碱性氨基酸 组氨酸、赖氨酸、精氨酸。 (3)中性氨基酸
第三节 氨基酸生产工艺
①脂肪族氨基酸 甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮 氨酸。
②羧基氨基酸 丝氨酸、组氨酸。 ③含硫氨基酸 半胱氨酸、胱氨酸、蛋氨酸。 ④芳香族氨基酸 苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸。 其它还有杂环氨基酸、脯氨酸、羟脯氨酸。 按氨基酸在人体内是否能被合成,分为: (1)必需氨基酸 指人体内不能合成或合成的速度不能满足 机体需要的氨基酸。异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯 丙氨酸、苏氨酸、色氨酸和缬氨酸为必需氨基酸。 (2)非必需氨基酸 除上述八种必需氨基酸外,其它均属非 必需氨基酸。
第三节 氨基酸生产工艺
生产上控制pH值的方法一般有两种:一种是流加尿 素,一种是流加氨水。国内普遍采用前一种方法。流加 尿素的数量和时间主要根据pH值变化、菌体生长、糖耗 情况和发酵阶段等因素而定。例如:当菌体生长和糖耗 均缓慢时,发少量多次地流加尿素,避免pH值值过高而 影响菌体生长;当菌体生长和糖耗均快时,流加尿素可 多些,使pH值适当高些,以抑制生长;发酵后期,残糖 很少,接近放罐时,应尽量少加或不加尿素,可以使pH 值稳定,对发酵有利。流加氨水,因氨水作用快,对pH 的值影响大,故应采用连续流加。
第三节 氨基酸生产工艺
当菌体生长基本停止就转入谷氨酸合成阶段。此时菌 体浓度基本不变,糖与尿素分解后产生的α-酮戊二酸和 氨主要用来合成谷氨酸。这一阶段,为了提供谷氨酸合成 所必需的氨及维持谷氨酸合成最适宜的pH=7.2~7.4必须 及时流加尿素,又为了促进谷氨酸的合成需加大通气量, 并将发酵温度提高到谷氨酸合成的最适宜温度34~37℃。
氨基酸生产工艺
氨基酸生产工艺氨基酸是生命体内必不可少的基本组成元素之一,广泛应用于农业、医药、化工等领域。
氨基酸的生产工艺通常包括发酵、提纯和干燥三个主要步骤。
下面将为大家介绍一下氨基酸的生产工艺。
首先是发酵过程。
氨基酸的发酵主要是通过微生物对含有氮源和碳源的培养基进行发酵,产生氨基酸。
常用的微生物有大肠杆菌、窄叶蓝枯草菌等。
培养基中的碳源主要有葡萄糖、甘油等,而氮源则有酵母粉、角蛋白等。
发酵过程中,微生物在一定的温度、pH值和氧气条件下生长和繁殖,生成氨基酸。
发酵结束后,需要对发酵液进行提纯。
提纯过程中,一般通过离子交换、凝胶过滤和超滤等方法,将杂质和有机物去除,得到纯净的氨基酸产物。
其中,离子交换属于最常用的提纯方法之一,主要是通过树脂的吸附作用,将杂质和有机物与目标物质分离。
最后是干燥过程。
氨基酸经过提纯后,仍然是液体状态,需要经过干燥来得到固体产品。
干燥的方法有很多种,常用的有喷雾干燥和真空干燥。
其中,喷雾干燥是将液态的氨基酸通过喷雾器喷入高温的空气中,迅速使其蒸发和冷凝成粉末状。
而真空干燥则是通过减压操作,将氨基酸的水分蒸发出来,得到干燥的氨基酸。
整个氨基酸生产工艺需要控制各个环节的条件,以确保产品质量。
发酵过程中,需要控制好温度、pH值和氧气供应,以促进微生物的生长和产酸。
在提纯过程中,要选择适合的方法和条件,以达到高纯度的氨基酸产物。
干燥过程中,需要控制干燥温度和时间,以避免产物的降解和热敏性。
氨基酸生产工艺的优化是提高产量和降低成本的关键之一。
通过优化培养基的配方、改进发酵条件和提高纯化技术,可以提高氨基酸的产量和纯度,并减少废物的产生和处理成本。
总之,氨基酸的生产工艺是一个较为复杂的过程,需要依靠微生物的发酵和多种分离纯化技术的协同作用。
随着科学技术的进步,氨基酸的生产工艺将进一步优化,为人们提供更多高质量的氨基酸产品,促进农业和医疗卫生事业的发展。
各种氨基酸的生产工艺doc
各种氨基酸生产的主要工艺一谷氨酸的主要生产工艺如下:1 等电离交工艺(将谷氨酸发酵液降温并用硫酸调 PH 值至谷氨酸等电点(pH3.0- 3.2),温度降到10 摄氏度以下沉淀,离心分离谷氨酸)1.1 其主要用到的设备:发酵罐离心机2 连续等电工艺(将谷氨酸发酵液适当浓缩后控制 40℃左右,连续加入有晶种的等电罐中,同时加入硫酸,控制等电罐中PH值维持在 3.2 左右,温度 40℃进行结晶)2.1 其主要用到的设备:发酵罐结晶锅等电罐等电离交工艺与连续等电工艺的比较:连续等电工艺的工艺方法废水量相对等电离交工艺的较少,但谷氨酸提取率及产品质量较差。
二甘氨酸的主要生产工艺如下:1 氯乙酸氨解法(以氯乙酸为原料,在催化剂乌洛托品存在下与氨水反应所得)1.1 主要设备:分离机结晶锅2 施特雷克法(以甲醛、氰化钠、氯化铵为原料反应,在硫酸存在下醇解,然后与氢氧化钡一起加水分解而得甘氨酸产品)2.1 主要设备:结晶锅发酵罐过滤器3 氢氰法3.1 主要设备:干燥机结晶锅4 生物合成法(20世纪80年代后期,将好氧土壤杆菌属、短杆菌属、棒状杆菌属等微生物菌属加入到含有碳源、氮源及无机营养液的介质中进行培植,然后将该类菌种在 25~ 45℃,pH 值在 4~9 的情况下,使乙醇胺转化为甘氨酸,用浓缩中和离子交换处理得到甘氨酸。
20世纪90年代将培养的假细胞菌属,酪蛋白菌属、产碱杆菌属等菌属以 0.5%(质量分数,干重)加入到含甘氨酸胺基质中,在30℃、pH 值 7.9~8.1 情况下,反应 45h,几乎所有的甘氨酸胺水解生成甘氨酸)4.1 主要设备:培养基发酵罐5 各种生产工艺的比较:5.1 氯乙酸氨解法的优缺点:产率70%,优点是原料易得,合成工艺简单,对设备要求不高,易操作,基本无公害。
缺点是反应时间较长,副产氯化铵等无机盐类物质难以除去,产品质量差,精制成本高,作为催化剂的乌洛托品难以回收循环使用,造成原料的极大浪费,使生产成本增加。
氨基酸生产工艺
生物合成和需能反应 解除 抑制 丙酮 酸激 酶 ATP 浓度 降低
PEP羧 化酶
乙酰-CoA 浓度增加
羧激 化活 酶 PEP 果与 糖二 共磷 同酸
所以在谷氨酸发酵 中,糖的分解代谢 途径与CO2固定的 适当比例是提高谷 氨酸对糖收率的关 键问题。
草酰乙酸
乙酰-CoA氧化 ATP水平提高
转向CO2固定
上罐实消
冷却接种
三角瓶培养
固体斜面培养
测定菌体密度,OD值不再上升时, 菌体分裂完成,约12h pH7.0,流加尿素 调节(0.4~0.6%) 前期(0~12h) 33~35℃; 中后期(3~5h)36~38℃
OD值
抑制丙酮 酸激酶
•氨的导入
氨的导入方式:
• 糖代谢中间体α-酮戊二酸还原氨基化生成 谷氨酸 • 天冬氨酸或丙氨酸通过氨基转移作用将氨 基转给α-酮戊二酸而生成 • 谷氨酸合成酶途径
糖代谢中间体α-酮戊二酸还原氨基化生成谷氨酸 异柠檬酸脱氢酶:需NADP 为辅酶,催化α-酮戊二酸 的生成(谷氨酸的前体), 并为谷氨酸脱氢酶提供辅酶 谷氨酸脱氢酶:需NADPH +H+为辅酶
表面活性剂
抑制合成
引 起 细 胞 膜 的 脂 肪 酸 成 分 的 改 变 , 改 变 其 通 透 性
3. 控制旁路代谢
4. 降低反馈作 用物浓度
目的产物 缺失酶
5. 消除终产物的反馈抑制与阻遏作用
目的 产物
6.促进ATP积累,以利于氨基酸的生成
α-酮戊二酸
反馈抑制
草酰乙酸 天冬氨酸
谷氨酸 γ-谷氨酰磷酸 谷氨酸半缩醛
α-酮戊二酸脱氢酶
α-酮戊二酸
琥珀酰CoA
琥珀酸
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各种氨基酸的生产工艺1、谷氨酸(1)等电离交工艺方法——从发酵液中提取谷氨酸,即将谷氨酸发酵液降温并用硫酸调PH值至谷氨酸等电点(pH3.0- 3.2),温度降到10 以下沉淀,离心分离谷氨酸,再将上清液用硫酸调pH至1.5上732强酸性阳离子交换树脂,用氨水调上清液pH10进行洗脱,洗脱下来的高流分再用硫酸调pH1.0返回等电车间加入发酵液进行等电提取,离交车间的上柱后的上清液及洗柱水送去环保车间进行废水处理。
该工艺方法的缺点是:废水量大,治理成本高,酸碱用量大。
(2)连续等电工艺——将谷氨酸发酵液适当浓缩后控制40℃左右,连续加入有晶种的等电罐中,同时加入硫酸,控制等电罐中PH值维持在3.2左右,温度40℃进行结晶。
该工艺方法废的优点是:水量相对较少;缺点是:氨酸提取率及产品质量较差。
(3)发酵法生产谷氨酸的谷氨酸提取工艺——谷氨酸发酵液经灭菌后进入超滤膜进行超滤,澄清的谷氨酸发酵液在第一调酸罐中被调整pH值为3.20~3.25,然后进入常温的等电点连续蒸发降温结晶装置进行结晶,分离、洗涤,得到谷氨酸晶体和母液,将一部分母液进入脱盐装置,脱盐后的谷氨酸母液一部分与超滤后澄清的谷氨酸发酵液合并;另一部分在第二调酸罐中被调整pH值至4.5~7,蒸发、浓缩、再在第三调酸罐中调pH值至3.20~3.25后,进入低温的等电点连续蒸发降温结晶装置,使母液中的谷氨酸充分结晶出来,低温的等电点连续蒸发降温结晶装置排出的晶浆被分离、洗涤,得到谷氨酸晶体和二次母液。
(4)水解等电点法发酵液-----浓缩(78.9kPa,0.15MPa蒸汽)----盐酸水解(130 ℃,4h )----过滤-----滤液脱色-----浓缩-----中和,调pH至3.0-3.2(NaOH或发酵液) -----低温放置,析晶-------谷氨酸晶体此工艺的优点:设备简单、废水量减少、生产成本低、酸碱用量省(5)低温等电点法发酵液-----边冷却边加硫酸调节pH4.0-4.5-----加晶种,育晶2h-----边冷却边加硫酸调至pH3.0-3.2------冷却降温------搅拌16h------4 ℃静置4h------离心分离--------谷氨酸晶体此工艺的优点:设备简单、废水量减少、生产成本低、酸碱用量省(6)直接常温等电点法发酵液-----加硫酸调节pH4.0-4.5-----育晶2-4h-----加硫酸调至pH3.5-3.8------育晶2h------加硫酸调至pH3.0-3.2------育晶2h------冷却降温------搅拌16-20h------沉淀2-4h-------谷氨酸晶体此工艺的优点:设备简单、操作容易、生产周期短、酸碱用量省。
2、L-亮氨酸(1)浓缩段原料:蒸汽将一次母液通入浓缩罐内,通入蒸汽,温度120度,气压-0.09Mpa,浓缩时间6h,结晶。
终点产物:结晶液(去一次中和段)(2)一次中和段辅料:硫酸,纯水结晶液进入一次中和罐,通入硫酸,纯水,温度80,中和时间4h,过滤终点产物:1,滤液(回收利用)2,滤渣(去氨解段)(3)氨解段辅料:氨水,纯水,蒸汽滤渣进入氨解罐,通入氨水,纯水,蒸汽,温度80,氨解时间3h,过滤终点产物,1,滤液(回收利用)2,滤渣(去脱色段)(胱氨酸)(4)脱色段。
辅料:蒸汽,纯水,活性炭滤渣进入脱色罐,通(投)入蒸汽,纯水,活性炭,温度80,脱色时间2h,过滤,终点产物:1,滤渣(回收利用)2,滤液(去二次中和段)(5)二次中和段辅料:氨水,蒸汽滤液进入二次中和罐,通入氨水,蒸汽,温度80,中和时间4h,过滤,终点产物,1,滤液(回收利用)2,滤渣(即L-亮氨酸粗品,去精制段)(6)精制段辅料:蒸馏水,蒸汽(组氨酸盐酸盐)用蒸馏水冲洗上段工序产品并离心甩干,送入烘干机,通入蒸汽烘干,包装,入库,烘干温度100,烘干时间3H。
终点产物:L-亮氨酸成品3、赖氨酸二步发酵法——又称前体添加法,50年代初开发的二步发酵法以赖氨酸的前体二氨基庚二酸为原料,借助微生物生产的酶(二氨基庚二酸脱羧酶),使其脱羧后转变为赖氨酸。
70年代后,日本采用固定化二氨基庚二酸脱羧酶或含此酶的菌体,使内消旋2,6-二氨基庚二酸脱羧连续生产赖氨酸,改进了这一工艺。
直接发酵法4、L-胱氨酸(1)水解段原料:毛发辅料:盐酸,蒸汽。
将毛发投入水解罐内密封,通入盐酸(浓度﹥30%),蒸汽。
温度120,酸解时间7H。
终点产物:水解液(去一次中和段)(2)一次中和段辅料:液氨(或液碱)水解液进入一次中和罐,通入液氨(或液碱),温度80℃,中和时间20h,终点pH=5.0,过滤。
终点产物:1,滤液(即母液Ⅰ,送L-精氨酸车间做原料)2、滤渣(去一次脱色段)。
(3)一次脱色段。
辅料:盐酸,蒸汽,纯水,活性炭滤渣进入脱色罐,投(通)入盐酸,蒸汽,纯水,活性炭。
温度80℃,脱色时间2H,终点pH=0.5,过滤终点产物:1、滤渣(燃烧)2、滤液(去二次中和段)(4)二次中和段辅料:碳酸氢铵滤液进入二次中和罐,投入碳酸氢铵。
温度80℃,中和时间12h,终点pH=5.0,过滤终点产物:1、滤液(即母液Ⅱ,送L-亮氨酸车间做原料)2、滤渣(去二次脱色段(5)二次脱色段辅料:盐酸,蒸汽,纯水,活性炭滤渣进入脱色罐,投(通)入盐酸,蒸汽,纯水,活性炭,温度80℃,脱色时间2h,终点pH=0.5,过滤终点产物:1、滤渣(回收利用)2、滤液(去三次中和段)(6)三次中和段辅料:氨水滤液进入三次中和罐,通入氨水,温度80℃,中和时间3h,终点pH=4.0,过滤终点产物:1、滤液(即三次母液,送L-酪氨酸车间做原料) 2、滤渣(即L-胱氨酸粗品,去精制段)(7)精制段辅料:蒸馏水,蒸汽用蒸馏水冲洗上段工序产品并离心甩干,送入烘干机,通入蒸汽烘干,包装,入库,烘干温度100,烘干时间3h终点产物:L-胱氨酸成品5、L-脯氨酸6、L-异亮氨酸发酵法7、苏氨酸直接发酵法淀粉水解糖的制备(利用双酶发把淀粉水解为葡萄糖)——菌种扩大培养(斜面培养——种子培养——最后发酵)——发酵培养——分离纯化(先将发酵液稀释到一定浓度,然后用盐酸调发酵液PH,采用离子交换树脂吸附苏氨酸,最后用洗脱剂将苏氨酸从树脂上洗脱下来,再结晶,溶解脱色,重结晶干燥)8、L-苯丙氨酸蛋白质水解提取法蛋白质(经水解)→水解液(经稀释)→活性炭吸附剂→苯丙氨酸洗脱液(经浓缩结晶)→粗品(经重结晶)→L-苯丙氨酸精品此工艺的缺点:原料来源受限制,工艺过程复杂,分离提纯困难,产酸率低,成本高,经济效益差。
9、L-半胱氨酸微生物酶法(1)细胞的培养。
DL-ATC转化酶位于细胞内,可以将完整的细胞用于转化,也可以破碎细胞提取粗酶制品用于转化。
(2)前体的转化。
收集菌体并悬浮于PH8.0的反应液中,同时添加0.14%盐酸羟胺以防止生成的L-半胱氨酸被L-半胱氨酸脱硫酶分解。
(3)产物的提取。
转化结束后加入6mol/L的盐酸溶解沉淀,收集上清液中和,并加入少量FeSO4.7H2O作为催化剂,振荡过夜使L-半胱氨酸完全氧化为L-胱氨酸,浓缩得到较纯的L-半胱氨酸结晶。
此工艺的优点:工艺简单、周期短、产率高、消耗低。
10、聚天冬氨酸力化学法(1)马来酸酐的水解反应。
在较高温度下马来酸酐水解生成马来酸,高温和搅拌可以提高反应的速度。
考虑氨水的挥发性,马来酸与氨水的物质的量比约为10:11,为控制放热反应的速度,投料采用滴加法。
氨水滴加完毕后,加热蒸去水分,发生分子内缩合反应,得到白色晶体马来酰亚胺。
该物质吸湿性强,熔点低,反应温度过高则引起双键断裂,转变为红棕色晶体琥珀酰亚胺。
(2)单体聚合反应。
在N2保护条件下,采用机械力化学方法替代引发剂引发单体聚合,聚合最终产物为红棕色、不溶于水的聚琥珀酰亚胺。
(3)在碱性条件下水解,即可得到聚天冬氨酸。
此方法的优点:原料价格较低,合成步骤简单,产品收率高;缺点:设备难控制。
11、组氨酸一、一次浓缩段原料:一次母液(胱氨酸生产中一次中和段产物)辅料:蒸汽操作:将一次母液通入一次浓缩罐内,通入蒸汽,温度120,气压-0.09 M pa,浓缩时间6h,结晶,过滤。
终点产物:结晶液(去一次脱色段),结晶体,(NH4CL)回收利用。
二、一次脱色段辅料:活性炭,纯水操作:结晶液进入一次脱色罐,投(通)入活性炭,纯水,温度70,脱色时间2h,过滤。
终点产物:1.滤渣(回收利用) 2.溶液(去上柱段)三、上柱段辅料:阳离子交换树脂,纯水,0.1mol/L氨水操作:溶液进入阳离子交换柱内(流速500L/h),上柱量:100kg/2柱,上柱毕,定量水洗,纯水用量是柱体积的一倍,水洗过后溶液用0.1mol/L氨水洗脱并收集至第二柱流出液有组氨酸的Paul y反应时止。
终点产物:组氨酸收集液(去浓缩赶氨段)四、浓缩赶氨段辅料:纯水操作:组氨酸收集液勇高效薄膜浓缩到粘稠状,加纯水适当稀释,出料。
终点产物:浓缩稀释液(去脱色段)五、脱色段辅料:6mol/L的HCL操作:浓缩稀释液用6mol/L HCL调PH7.5,加活性炭脱色,板框压滤,滤液用泵泵入浓。
缩锅终点产物:脱色滤液(去浓缩结晶段)六、浓缩结晶段操作:浓缩液在浓缩锅,在80-90度下,真空浓缩到有大量结晶出现,放料,冷析,离心收集组氨酸,即得组氨酸的粗品,母液回收,再利用。
七、精制段操作:1.组氨酸粗品加水,升温到70度,校正Ph值,加活性炭脱色,保温搅拌1H,脱色的透光率要达到99%以上,板框过滤,滤液经超滤后,用泵泵入浓缩锅,在高真空,80-90度以下,浓缩到有大量结晶出现,放料,冷析,离心收集组氨酸,即得组氨酸精品,母液回收,再利用。
2.组氨酸精品置于双锥旋转蒸发干燥器内干燥到水分达标,终点产物L-组氨酸成品。
12、DL—缬氨酸L-缬氨酸酰化消旋浓缩水解浓缩脱盐浓缩脱色浓缩结晶离心干燥DL—缬氨酸13、蛋氨酸海因法(1)氨、天然气和空气催化反应生成氰化氢,氰化氢用氢氧化钠溶液吸收生成氰化钠;甲硫基代丙醛和氰化钠、碳酸氢氨缩合生成甲硫基乙基丙酰腺(海因);(3)海因用碱水解成蛋氨酸钠盐,再用硫酸水解成蛋氨酸。
14、L-酪氨酸一、碱溶段原料:三次母液(L-胱氨酸生产中三次中和段产物)辅料:液碱,纯水,活性炭操作:将三次母液通入碱溶罐内,通(投)入液碱,纯水,活性炭,温度90,碱溶时间6h,过滤。
终点产物:1、滤渣(回收利用) 2、滤液(去一次中和段)二、一次中和段辅料:盐酸操作:滤液进入一次中和罐,通入盐酸,温度80,中和时间6h,终点PH=8.5,过滤。
终点产物:1、滤液(回收利用)2、滤渣(去脱色段)三、脱色段辅料:盐酸,蒸汽,纯水,活性炭操作:滤渣进入脱色罐,通(投)入盐酸,蒸汽,纯水,活性炭,温度80,脱色时间2h,终点pH=0.5,过滤。