CN107739314B - 一种甘氨酸母液脱色方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种甘氨酸母液脱色方法，包括步骤：1)将降温结晶离心后的甘氨酸生产母液在流速为1～1.5BV/h条件下通过苯乙烯‑二乙烯苯吸附材料的固定床吸附柱，得到脱色的甘氨酸生产母液；2)用1～2BV的软水对固定床吸附柱进行淋洗；其中，所使用软水的电导率≤5微西门子/cm 3)使用0.2Mpa上网压缩氮气排干固定床吸附柱中残留的软水；4)用有机溶剂将固定床吸附柱中的吸附材料再生；5)重复步骤1)～4)，直至完成所有甘氨酸生产母液的脱色处理。其采用可再生的苯乙烯‑二乙烯苯吸附材料实现甘氨酸生产母液脱色。本***结构简单、操作容易、维护方便、运行安全可靠，处理效果好，能够消除二次污染，带来可观经济效益的同时，降低厂区环保压力。

Description

一种甘氨酸母液脱色方法

技术领域

本发明属于精细化工技术领域，特别涉及一种甘氨酸母液脱色方法。

背景技术

甘氨酸是氨基酸系列20个成员中结构最简单的一个，又称氨基醋酸，为人体非必需的一种氨基酸，在分子中同时具有酸性和碱性官能团，在水溶液中为强电解质，在强极性溶剂中溶解度较大，基本不溶于非极性溶剂，而且具有较高的沸点和熔点，通过水溶液酸碱性的调节可以使甘氨酸呈现不同的分子形态。甘氨酸的侧键是一个氢原子。由于其α碳还有一个氢原子，甘氨酸不是旋光异构的。由于甘氨酸的侧键非常小，它可以占据其它氨基酸无法占据的空间，比如作为胶原螺旋内的氨基酸。常温下为白色晶体或浅黄色结晶性粉末。有独特的甜味，能缓和酸、碱味，掩盖食品中添加糖精的苦味并增强甜味。人体若摄入甘氨酸的量过多，不仅不能被人体吸收利用，而且会打破人体对氨基酸的吸收平衡而影响其它氨基酸的吸收，导致营养失衡而影响健康。以甘氨酸为主要原料生产的含乳饮料，对青少年及儿童的正常生长发育很容易带来不利影响。密度1.1607。熔点232～236℃(分解)。溶于水，不溶于乙醇和***。能与盐酸作用而成盐酸盐。存在于低级动物的筋肉中。可由一氯乙酸与氢氧化铵作用而成，也可由明胶水解、精制而得。

甘氨酸在精制过程中，脱色是保证产品合格的最关键步骤，甘氨酸晶体白度的高低直接取决于脱色的效果。现在甘氨酸的脱色行业内普遍采用传统的活性炭脱色，脱色效果勉强可以满足产品要求，但是由于活性炭只是一次性吸附不能脱附，导致企业的生产成本高，加上吸附色素的活性炭国家已归为危废，增加了企业的经济和环保压力，已成为困扰企业的一大难题，在早期企业可以通过常规的焚烧处理，随着近几年国家加大对烟气治理的整治力度，企业的燃煤锅炉基本被全部取缔，废活性炭只能作为危废处理，且车间工人的操作环境比较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种甘氨酸母液脱色方法，其采用可再生的苯乙烯-二乙烯苯吸附材料实现甘氨酸生产母液脱色，减少了固体废弃物的产生，有助于环保和降低企业生产成本。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种甘氨酸母液脱色方法，包括步骤：

1)将降温结晶离心后的甘氨酸生产母液在流速为1～1.5BV/h条件下通过苯乙烯-二乙烯苯吸附材料的固定床吸附柱，得到脱色的甘氨酸生产母液；

2)用惰性气体将固定床吸附柱中的甘氨酸母液排干，并进软水进行置换残留母液；

3)用惰性气体排干固定床吸附柱中置换后残余的软水和母液的混合料液；

4)用有机溶剂将固定床吸附柱中的吸附材料再生；

5)用惰性气体排干固定床吸附柱中的有机溶剂，进软水将残留有机溶剂进行置换；

6)利用步骤5)中软水置换后的固定床吸附柱，重复步骤1)～5)，直至完成所有甘氨酸生产母液的脱色处理。

优选地，在步骤1)中，固定床吸附柱处理甘氨酸生产母液的体积为75～100BV。

优选地，所述惰性气体为氮气。采用压缩氮气用于排干固定床吸附柱。

优选地，在步骤2)中，软水置换出的母液作为原料溶解水回配母液。

优选地，步骤4)具体包括步骤：

4-1)将固定床吸附柱中的苯乙烯-二乙烯苯吸附材料用有机溶剂进行脱附再生；

4-2)用压缩氮气排干固定床吸附柱中残留的有机溶剂；

4-3)用软水淋洗固定床吸附柱，至淋洗液中有机溶剂含量小于0.1％。

优选地，在步骤4-1)中，所述有机溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇中的一种或多种。

优选地，在步骤4-1)中，有机溶剂的用量为1-2BV；脱附流速为0.5～0.75BV/h。

优选地，在步骤4-1)中，收集解析液经精馏回收有机溶剂。

优选地，苯乙烯-二乙烯苯吸附材料的技术指标如下表所示：

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明提供了一种甘氨酸母液脱色方法，选取了大孔苯乙烯-二乙烯苯吸附材料，其有针对性的吸附母液中的有机色素，对甘氨酸母液中甘氨酸基本不吸附或很少吸附；有机色素吸附饱和后的吸附材料，用有机溶剂对吸附材料进行再生，该处理方法、操作容易、维护方便、运行安全可靠，处理效果好，能够为厂区带来可观经济效益的同时，极大降低厂区环保压力。

进一步地，置换甘氨酸母液所使用的软水电导率要求≤5微西门子/cm，置换后的混合料液可以作为生产溶料的软水进行使用，减少物料损失的同时，也避免生产废水的产生。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

本发明的目的是提供一种甘氨酸母液脱色方法，代替传统的“活性炭脱色工艺”，降低了人工劳动强度，提高企业生产效率，降低企业生产成本以及减轻厂区环保压力。

一种甘氨酸母液脱色方法，它基本由下列步骤组成：

步骤1.将降温结晶离心后的甘氨酸生产母液在流速为1～1.5BV/h条件下通过苯乙烯-二乙烯苯吸附材料的固定床吸附柱(BV为固定床内吸附材料体积，即床体积或柱体积)，吸附材料针对性的吸附母液中的有机色素，对母液中甘氨酸基本不吸附或很少吸附，过柱液直接打回前端继续溶料。

当过柱流速控制在1～1.5BV/h时，1BV的吸附材料可以处理100BV的甘氨酸母液，过柱液透光率达到厂区技术要求；当过柱流速控制在1.5BV/h时，1BV可以处理75BV的甘氨酸母液。因此由实验数据可以发现，过柱流速对甘氨酸母液脱色效果影响很大。

为了进一步探索适宜的吸附材料，本发明进行了大量筛选，现列举数种吸附材料的实验作为说明。

选用了LS-106，LS-200，LS-109D，三种吸附材料对甘氨酸生产母液进行吸附脱色实验，其中LS-109D吸附材料效果最好，其他两种吸附材料过柱液透光率以及实验数据的重复性明显低于LS-109D，结果如表1所示：

表1：吸附材料处理不同体积的母液后的结果

通过实验数据可以看出LS-109D吸附材料对甘氨酸母液的脱色效果最佳，吸附材料再生后其吸附性能得到了良好恢复。

吸附材料筛选出后又进一步的通过实验和活性炭脱色进行对比，实验数据见表2所示：

表2

基于如此指标，最终选择的是LS-109D吸附材料。

步骤2.将吸附有机色素的苯乙烯-二乙烯苯吸附材料，使用软水进行置换甘氨酸母液，去除吸附材料孔道中残留母液，收集置换母液进行后续配料使用；

步骤3.将步骤2所述固定床吸附柱内残留的置换母液使用0.2Mpa的压缩氮气排干；

步骤4.将固定床吸附柱中的吸附材料用1-2BV的有机溶剂进行脱附再生，脱附流速为0.5～0.75BV/h，收集解析液经精馏回收有机溶剂，精馏后的釜残固化后委外处理。

发明人在实验中发现，降低解析流速，可以提高脱附效果并减少有机溶剂的用量。整体成本最低、脱附效果达到最佳。

在应用中，有机溶剂的选择可以根据厂区已有的而不限于甲醇、乙醇、异丙醇中的一种或多种。

步骤5.将步骤4脱附后的吸附材料内残留的有机溶剂使用0.2Mpa的压缩氮气排干，排出的脱附液一并收集返回精馏回收溶剂。

步骤6.用温度30～40℃的软水对吸附材料进行淋洗，去除吸附材料孔道中残留的有机溶剂，水洗至溶剂含量小于0.1％，清洗有机溶剂的软水可以分批次收集后下一次循环套用，然后根据有机溶剂的浓度决定精馏处理，可以有效的回收有机溶剂，减少运行成本。

上述的吸附材料是弱极性的后交联苯乙烯-二乙烯苯吸附材料，优选蓝深LS-3吸附材料；

步骤5中的有机溶剂可以是甲醇、乙醇、异丙醇等。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

1.针对甘氨酸母液特性，选取了苯乙烯-二乙烯苯吸附材料，有针对性的吸附母液中的有机色素，对甘氨酸母液中甘氨酸基本不吸附或很少吸附，有机色素吸附饱和后的吸附材料，用1-2BV软水对吸附材料进行淋洗，回收冲洗液进行后续配料使用，减少了物料的损失。

2.甘氨酸母液通过提升泵、管道及填装有吸附材料的固定床吸附柱，脱色效果即可满足要求。甘氨酸母液不需要进行任何预处理，不需要添加任何化学药剂，脱色时间短，脱色效果显著，使用设备少而简单，且全套***可以全套采用PLC自动控制，因而应用本发明的设备无需停机，可进行24小时生产作业。

实例1：

本发明提供的脱色方法在某甘氨酸行业工业级和食品级氨基酸加工厂循环母液进行工艺论证，试验所用厂区生产循环母液，母液透光率58.9％，使用活性炭脱色与本发明提供的脱色方法进行对比试验，活性炭脱色后母液透光率提高5-7％左右，而使用本发明的吸附脱色方法对循环母液脱色后，母液透光率提高30-35％，经脱色的母液降温结晶后检测晶体白度，所检测几批结晶体的白度＜1.2，产品合格率接近100％，脱色效果超出厂区预期效果，目前已有一套2吨/小时的工业化设备在稳定运转，脱色效果稳定。

实例2：

本发明提供的脱色方法在某甘氨酸行业饲料级甘氨酸加工厂循环母液进行工艺论证，试验所用厂区生产循环母液，母液透光率22％，活性炭基本没有脱色效果，针对这部分母液厂区以前采用废弃并蒸发后进生化处理，生产过程中物料损失比较严重。使用本发明提供的吸附脱色方法进行试验论证，脱色后的母液透光率＞85％，可以直接进入母液循环***，循环母液不用在循环一段时间后废弃蒸发处理，极大的减少厂区的物料损失，节省蒸发和生化费用，给厂区带来可观经济效益的同时，减轻环保压力。此种脱色***和方法分离效果好，***占地面积小，操作简单，运行可靠，维护方便，连续24小时运行，生产效率极大提高。

实例3：

本发明提供的脱色方法在某甘氨酸行业工业级甘氨酸加工厂循环母液进行试验论证，试验与厂区现用的活性炭进行脱色对比，针对循环母液的脱色效果、脱色周期、晶体白度以及甘氨酸物料损失情况一一进行对比试验，厂区检测数据见表2，从厂区检测数据看，本发明提供的脱色***相比活性炭而言脱色效率高，运行时间长，脱色效果稳定，物料损失少等技术优势。且此套脱色***占地面积小，操作简单，效果稳定可靠，维护方便，连续24小时连续运行，生产效率极大提高。

Claims (3)

1.一种甘氨酸母液脱色方法，其特征在于，包括步骤：

1)将降温结晶离心后的甘氨酸生产母液在流速为1～1.5BV/h条件下通过苯乙烯-二乙烯苯吸附材料的固定床吸附柱，得到脱色的甘氨酸生产母液；

2)用惰性气体将固定床吸附柱中的甘氨酸母液排干，并进软水进行置换残留母液；

3)用惰性气体排干固定床吸附柱中置换后残余的软水和母液的混合料液；

4)用有机溶剂将固定床吸附柱中的吸附材料再生，具体包括步骤：

4-1)将固定床吸附柱中的苯乙烯-二乙烯苯吸附材料用有机溶剂进行脱附再生，收集解析液经精馏回收有机溶剂，所述有机溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇中的一种或多种，有机溶剂的用量为1-2BV；脱附流速为0.5～0.75BV/h；

4-2)用惰性气体排干固定床吸附柱中残留的有机溶剂；

4-3)用软水淋洗固定床吸附柱，至淋洗液中有机溶剂含量小于0.1％；

苯乙烯-二乙烯苯吸附材料的技术指标如下表所示：

；

5)用惰性气体排干固定床吸附柱中的有机溶剂，进软水将残留有机溶剂进行置换；

6)利用步骤5)中软水置换后的固定床吸附柱，重复步骤1)～5)，直至完成所有甘氨酸生产母液的脱色处理。

2.如权利要求1所述的甘氨酸母液脱色方法，其特征在于，在步骤1)中，固定床吸附柱处理甘氨酸生产母液的体积为75～100BV。

3.如权利要求1所述的甘氨酸母液脱色方法，其特征在于，在步骤2)中，软水置换出的母液作为原料溶解水回配母液。