[发明专利]一种无外排废水的DL-蛋氨酸生产方法

说明书

本发明涉及蛋氨酸生产技术领域，具体公开了一种无外排废水的DL‑蛋氨酸生产方法，5‑(β‑甲硫基乙基)乙内酰脲溶液经钠的碱性化合物水解、加热脱氨后得到皂化液，将皂化液酸化后分离得到蛋氨酸和硫酸钠母液，蛋氨酸洗涤干燥后得到合格产品，浓缩硫酸钠母液后分离硫酸钠和滤液，滤液使用皂化液调节pH后分离二级蛋氨酸和二级硫酸钠母液，根据二级硫酸钠母液中蛋氨酸的含量，对二级硫酸钠母液进行分级处理，本发明成本相对低廉，可制取高纯度的蛋氨酸，无需外排硫酸钠母液，能有效分离硫酸钠母液中的硫酸钠，环保性好。

技术领域

本发明涉及蛋氨酸生产技术领域，尤其涉及一种无外排废水的DL-蛋氨酸生产方法。

背景技术

蛋氨酸又名甲硫氨酸，缩写Met，是生物合成蛋白质的基本单位之一，也是必需氨基酸与限制性氨基酸。蛋氨酸是必须氨基酸中唯一含硫氨基酸，动物摄入少量即可明显促进生长，缩短饲养周期，还可增加蛋奶产量，如果摄入不足，会导致体内对其它氨基酸的利用不足，未被利用的氨基酸通过脱氨基作用转化为能量分子和尿素，增加肝脏、肾脏的负担。蛋氨酸不仅用于饲料行业，还广泛运用于医药、食品和化妆品等领域。

蛋氨酸的主要生产工艺为罗纳-普朗克工艺之一，在罗纳-普朗克工艺中，将5-(β-甲硫基乙基)乙内酰脲使用氢氧化钠水解，再经硫酸酸化后分离蛋氨酸和硫酸钠母液。因为硫酸钠母液含有相当量的蛋氨酸和大量硫酸钠，外排处理既不利于经济，更不利于环保，因此需要提取蛋氨酸和硫酸钠，但是提取方式的原因导致3-甲硫基丙醛、2-丙烯酸与丙烯醛的中间体及其聚合物、甲酸、蛋氨酸，蛋氨酸二肽等蛋氨酸衍生物以及色素等累积，最终影响产品质量，不得不外排处理。

在众多罗纳-普朗克工艺的文献和工艺中，对硫酸钠母液的处理并没有好的解决方案。

已知的解决方案之一，使用色谱分离技术硫酸钠母液中蛋氨酸和硫酸钠进行分离，但是一方面色谱分离后的蛋氨酸和硫酸钠溶液浓度被稀释；另一方面色谱分离装置价格高昂、分离能力低效率；再一方面分离后的蛋氨酸溶液保留了相当量的杂质，返回结晶会导致杂质的累积最终影响产品质量，硫酸钠溶液并非仅仅含有硫酸钠，也包含了少部分杂质，浓缩提取硫酸钠导致杂质包埋，影响副产品硫酸钠的质量。

已知的解决方案之二，使用电渗析技术对皂化液进行分离，但是极高的电耗、高昂的设备成本、较低的蛋氨酸截留率和较低的脱盐率表示电渗析技术不可能大量处理高盐溶液，其次杂质仍然大部分保留在蛋氨酸溶液，杂质的累积同样影响最终产品质量，副产品硫酸钠也面临同样的问题。

已知的解决方案之三，皂化液直接使用离子交换树脂进行蛋氨酸溶液和硫酸钠溶液的分离，杂质与蛋氨酸具有类似的骨架及官能团导致难以分离也对杂质问题没有较好的解决方案。

三个解决方案不得不通过外排废水或额外增加大量设备增加大量除杂物质(比如活性炭)来解决杂质累积问题。

已知的解决方案之四，皂化液使用有机溶剂萃取杂质，有机溶剂蒸馏后循环利用，但是一方面有机溶剂的损耗及危险性，另一方面杂质多数为聚合物且极性强，相似相溶原理表明杂质仍然大量溶于水中，表明皂化液萃取杂质并不是有效的解决方案。

解决杂质累积问题是生产蛋氨酸最关键的工艺之一，因此很有必要对罗纳-普朗克进行开发优化。

发明内容

为解决背景技术中提到的问题，本发明的目的在于提供一种无外排废水的DL-蛋氨酸生产方法，以克服目前罗纳-普朗克法生产蛋氨酸杂质富集引起的蛋氨酸和硫酸钠品质的问题。

为了实现上述目标，本发明的技术方案为：

一种无外排废水的DL-蛋氨酸生产方法，通过以下步骤进行：

(1)5-(β-甲硫基乙基)乙内酰脲溶液经钠的碱性化合物水解、加热脱氨后得到皂化液，将皂化液酸化后，结晶分离得到蛋氨酸和硫酸钠母液；

(2)对硫酸钠母液进行浓缩，热过滤分离得到硫酸钠和滤液；