DE1211118B

DE1211118B - Verfahren zur Gewinnung von Glutaminsaeure

Info

Publication number: DE1211118B
Application number: DEK45325A
Authority: DE
Inventors: Susumu Asamo; Rikichi Maida
Original assignee: Kyowa Hakko Kogyo Co Ltd
Current assignee: KH Neochem Co Ltd
Priority date: 1961-09-28
Filing date: 1961-11-30
Publication date: 1966-02-24
Also published as: US3205261A; NL272094A; AT250882B; CH415665A; NL122837C; BR6243453D0; ES281103A1; GB973828A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

C12d

Deutschem.: 6b-16/02

Nummer: 1211118

Aktenzeichen: K 45325IV a/6 b

Anmeldetag: 30. November 1961

Auslegetag: 24. Februar 1966

Die Gewinnung von Glutaminsäurehydrochlorid aus Glutaminsäure enthaltenden Fermentations-Mssigkeiten durch Ansäuern, Filtrieren und Auskristallisieren des Glutaminsäurehydrochlorids ist bekannt. Auch das Auflösen des auf diese Weise erhaltenen Glutaminsäurehydrochlorids in Wasser, die Einstellung des pH-Wertes und die Gewinnung der freien Glutaminsäure gehören zum Stand der Technik. So betrifft die japanische Patentanmeldung SHO 35-35237 ein Verfahren zur Gewinnung von Glutaminsäure, das darin besteht, daß man eine Glutaminsäure enthaltende Fermentationsflüssigkeit als solche oder nach Abfiltrieren der Mikroorganismenzellen bei verhältnismäßig niedriger Temperatur unterhalb 80° C einengt, das Konzentrat nach Zusatz einer Säure auf 130 bis 150° C erwärmt und das nach dem Abfiltrieren der ausgefallenen festen Substanz erhaltene Filtrat einengt, das nach Zusatz von konzentrierter Salzsäure oder Chlorwasserstoffgas ausgefallene Glutaminsäurehydrochlorid abtrennt und Glutaminsäure aus dem Hydrochlorid gewinnt.

Dieses Verfahren ermöglicht jedoch nicht die Gewinnung von Glutaminsäure aus der Mutterlauge, die nach dem Abtrennen des Glutaminsäurehydro-Chlorids erhalten wird (im folgenden mit ML-I bezeichnet), und aus der Mutterlauge, die nach dem Abtrennen der Glutaminsäure aus der Lösung des Glutaminsäurehydrochlorids (im folgenden mitML-2 bezeichnet) erhalten wird. Bei den bekannten Gewinnungsverfahren wird die Mutterlauge weiter eingeengt oder mit der Lösung des nächsten Ansatzes zur Gewinnung von Glutaminsäure vermischt. Die im ersten Falle gewonnene Glutaminsäure ist jedoch weniger rein und durch Verunreinigungen, wie Huminstoffe und Ammoniumchlorid, gefärbt und daher nicht als solche zu verwerten. Im zweiten Falle werden die in der Mutterlauge enthaltenen Verunreinigungen allmählich in der Lösung angehäuft, wodurch die Verarbeitung erschwert und die Qualität der erhaltenen Glutaminsäure verschlechtert wird.

Erfindungsgemäß wurde nun gefunden, daß Glutaminsäure von praktisch der gleichen Qualität, wie sie die zuerst erhaltenen Kristalle haben, gewonnen werden kann, indem das durch Einengen der Mutterlauge ML-I erhaltene Gluiaminsäurehydrochlorid von geringerer Qualität in der Mutterlauge ML-2 aufgelöst wird, Huminstoffe — gegebenenfalls nach Erwärmen — abgetrennt werden und das nach dem Eindampfen und Abkühlen ausgefallene Ammoniumchlorid abfiltriert, der pH-Wert des Filtrats auf 3,2 Verfahren zur Gewinnung von Glutaminsäure

Anmelder:

Kyowa Hakko Kogyo Co. Ltd,, Tokio

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Ruschke, Patentanwalt,

Berlin 33, Auguste-Viktoria-Str. 65

Als Erfinder benannt:
Susumu Asamo, Hofu-shi;
Rikichi Maida, Ube-shi (Japan)

Beanspruchte Priorität:

Japan vom 28. September 1961 (34 657)

gebracht und zur Abscheidung von Kristallen gekühlt wird.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Gewinnung von Glutaminsäure aus den Mutterlaugen, die bei der Abtrennung des Glutaminsäurehydrochlorids aus konzentrierten, angesäuerten und nitrierten Fermentationsflüssigkeiten (Mutterlauge ML-I) und bei der Überführung des Glutaminsäurehydrochlorids in die freie Glutaminsäure (ML-2) anfallen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Mutterlauge ML-I zur Abscheidung von unreinem Glutaminsäurehydrochlorid einengt, das erhaltene unreine Glutaminsäurehydrochlorid in der Mutterlauge ML-2 auflöst, die nach etwaigem Erwärmen und nach Einengen der Lösung ausgeschiedenen Verunreinigungen entfernt und die Glutaminsäure aus der Lösung gewinnt.

Das erfindungsgemäße Verfahren bedeutet auch einen technischen Fortschritt gegenüber den aus den französischen Patentschriften 1250 507 und 1248 655 bekannten Verfahren. Die französische Patentschrift 1250 507 betrifft ein Verfahren zur Abtrennung von Glutaminsäure aus Fermentationsflüssigkeiten, bei dem die hydrolysierte und filtrierte Mutterlauge aus einer vorhergehenden Arbeitsstufe zu der von den Mikroorganismenzellen befreiten Fermentationsflüssigkeit gegeben und der pH-Wert auf etwa 3,0 eingestellt wird, wobei man Glutaminsäure erhält. Die französische Patentschrift 1248 655 betrifft ein Verfahren zur Abtrennung von Glutaminsäure aus Fermentationsflüssigkeiten, bei dem man die hydrolysierte und konzentrierte Mutterlauge

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aus einem vorhergehenden Arbeitsgang, bei dem die Mikroorganismenzellen nicht abgetrennt werden, zu der zellhaltigen Fermentationsflüssigkeit bis zur Einstellung eines pH-Wertes von etwa 3,0 zurückführt, wobei Glutaminsäure erhalten wird. Alternativ wird bei diesen Verfahren aus der behandelten Mutterlauge die Glutaminsäure auskristallisieren gelassen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird dagegen die Mutterlauge ML-I eingeengt und sodann Glutaminsäurehydrochlorid zur Kristallisation gebracht. Das auf diese Weise erhaltene Glutaminsäurehydrochlorid enthält viel weniger Verunreinigungen, insbesondere färbende Substanzen, als die nach dem Verfahren der genannten beiden französischen Patentschriften gewonnene Glutaminsäure, die nach der Behandlung der Mutterlauge mit der Säure durch Auskristallisieren erhalten wird. Dies ist auf die Unterschiede in der Kristallform zwischen Glutaminsäure und Glutaminsäurehydrochlorid zurückzuführen. Bei Glutaminsäure läßt sich die Mutterlauge von den Kristallen nur unzureichend abzentrifugieren. Im Falle von Glutaminsäurehydrochlorid kann die Mutterlauge jedoch mit Hufe einer Zentrifuge vollständig entfernt werden, und die erhaltenen Kristalle sind nahezu rein weiß. Dementsprechend sind bei dem erfindungsgemäßen Verfahren keine Entfärbungsmittel, wie z. B. Aktivkohle, erforderlich.-

Im einzelnen wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Mutterlauge ML-I bei 70° C bis auf ein Fünftel ihres Volumens eingeengt, wobei gleichzeitig Salzsäure gewonnen wird, und auf 30° C abgekühlt und das ausgefallene Ammoniumchlorid abfiltriert. Das Filtrat wird mit konzentrierter Salzsäure auf eine Salzsäurekonzentration von 6,2 η gebracht. Die angegebene Säurekonzentration bedeutet eine Normalkonzentration des gleichen Volumens an Natronlauge, die erforderlich ist, um den pH-Wert der Lösung auf 2,0 zu bringen. Das Filtrat wird dann abgekühlt und das ausgefallene Glutaminsäurehydrochlorid abzentrifugiert. Das abgetrennte Glutaminsäurehydrochlorid wird in der Mutterlauge ML-2 gelöst und der pH-Wert der Lösung mit Natronlauge auf 2,5 bis 3,5 gebracht. Die Huminstoffe, die ausgefallen sind, nachdem die Lösung 5 Stunden auf 30° C erwärmt wurde, werden abfiltriert, und der pH-Wert des Filtrats wird mit Natronlauge auf 5,5 gebracht, worauf die Lösung unter Ausfallen von Natriumchlorid eingeengt wird. Das Konzentrat wird auf 5° C abgekühlt und das ausgefallene Ammoniumchlorid abfiltriert. Das Filtrat wird mit konzentrierter Salzsäure versetzt und auf pH=3,2 gebracht. Dann wird das Filtrat zur Ausscheidung von kristalliner Glutaminsäure bei 5° C gehalten, die dann abzentrifugiert, mit Wasser gewaschen und getrocknet wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch das folgende Beispiel erläutert.

Beispiel

1501 einer Fermentationsflüssigkeit, die 48 mg/ccm Glutaminsäure und 2 mg/ccm Pyrrolidoncarbonsäure enthält, werden bei 60° C auf ein Volumen von etwa 501 eingeengt, mit 301 2O°/oiger Salzsäure versetzt und 1 Stunde auf 140° C erwärmt. Nach Abfiltrieren der festen Substanz wird das Filtrat weiter auf 30 1 eingeengt und mit 121 konzentrierter Salzsäure versetzt. Das beim Abkühlen auf 5° C ausgeschiedene Glutaminsäurehydrochlorid wird abzentrifugiert, wobei 351 Mutterlauge ML-I erhalten werden. Das Glutaminsäurehydrochlorid wird in Wasser gelöst und die Lösung mit Natronlauge auf pH=3,2 gebracht und auf 5° C gekühlt. Die ausgeschiedene Glutaminsäure wird abzentrifugiert und

ίο getrocknet, Ausbeute 6,3 kg (98% Reinheit). Es bleiben 35 1 Mutterlauge ML-2 zurück.

Die 351 Mutterlauge ML-I, die 15 mg/ccm Glutaminsäure und 40 mg/ccm Ammoniumchlorid enthält, werden bei 70° C auf 71 eingeengt, wobei gleichzeitig die Salzsäure gewonnen wird, und auf 30° C abgekühlt. Das ausgeschiedene Ammoniumchlorid wird abfiltriert und das Filtrat mit 28 1 konzentrierter Salzsäure versetzt und auf 5° C gekühlt. Das ausgeschiedene Glutaminsäurehydrochlorid wird abgetrennt und wiegt feucht 1660 g (enthält 20,8% Glutaminsäure und 15,3% Ammoniumchlorid). Das Glutaminsäurehydrochlorid wird in 351 Mutterlauge (ML-2), die 10 mg/ccm Glutaminsäure, 88 mg/ccm Natriumchlorid und 26 mg/ccm Ammoniumchlorid enthält, gelöst und die Lösung mit 40 ecm 40%iger Natronlauge versetzt, um den pH-Wert auf 3,0 zu bringen, und dann 5 Stunden auf 30° C erwärmt. Die ausgeschiedenen Huminstoffe werden abfiltriert, und das Filtrat wird mit 250 ecm 40%iger Natronlauge versetzt, um den pH-Wert auf 5,5 zu bringen, und auf etwa 51 eingeengt, wobei Natriumchlorid ausfällt. Das nach Abkühlen auf 5° C ausgeschiedene Ammoniumchlorid wird abfiltriert und das Filtrat mit 400 ecm konzentrierter Salzsäure versetzt, um den pH-Wert auf 3,2 zu bringen, und bei 5° C gehalten, wobei Glutammsäure ausfällt, die abzentrifugiert, mit Wasser gewaschen und getrocknet wird; es werden 540 g Glutaminsäure von 95%iger Reinheit erhalten.

Die Gesamtausbeute an Glutaminsäure, bezogen auf den Gehalt der Fermentationsflüssigkeit, beträgt 89,2%.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Gewinnung von Glutaminsäure aus den Mutterlaugen, die bei der Abtrennung des Glutaminsäurehydrochlorids aus konzentrierten, angesäuerten und filtrierten Fermentationsflüssigkeiten (Mutterlauge ML-I) und bei der Überführung des Glutaminsäurehydrochlorids in die freie Glutaminsäure (ML-2) anfallen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Mutterlauge (ML-I) zur Abscheidung von unreinem Glutaminsäurehydrochlorid einengt, das erhaltene unreine Glutaminsäurehydrochlorid in der Mutterlauge (ML-2) auflöst,, die nach etwaigem Erwärmen und nach Einengen der Lösung ausgeschiedenen Verunreinigungen entfernt und die Glutaminsäure aus der Lösung gewinnt.

In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschriften Nr. 1248 655, 1250 507.