各种氨基酸的生产工艺doc

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1、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40r左右，连 续加入有品种的等电罐中，同时加入硫酸，控制等电罐中PH值维持 在3.2左右，温度40r进行结品）2.1其主要用到的设备：发酵罐结品锅 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

2、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：分离机结品锅2施特雷克法（以甲醛、氰化钠、氯化铉为原料反应，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：结品锅发酵罐过滤器3氢氰法3.1主要设备：干燥机结品锅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2545C, pH值在49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

3、）加入到 含甘氨酸胺基质中，在 30C、pH值7.98.1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， 副产氯化铉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。5.2施特雷克法的优缺点：优点是易于精制，成本低，适用于大规模 工业化生产，缺点是原料氰化钠为剧毒物，反应的脱盐操作较复杂， 操作条件比较苛刻。5.3氢氰法的优点：是该工

4、艺由于反应步骤少，因此工艺过程缩短， 操作步骤简化，产率达73%成品达95%.，生产成本低。无三废处理， 易于放大生产，所得甘氨酸产品质量明显优于氯乙酸法所得的产品。 但是生产原料氢氰酸是有毒物质，不易运输，且有多种副产物。5.4生物合成法优缺点的：具有高选择性，无污染，产率达99%,但 其合成法尚待研究。酸氨解法与施特雷克法指标对比：项目：1.施特雷克法2.氯乙酸氨解法主要原料：氢氰酸氯乙酸（1）技术复杂（2）氨基乙腊水解后分离及工艺技术简单，国内多程度：甘氨酸与副产物氨基乙酸的分离难度（1）日业拥有成熟的工业化。目前国内部分科研机构有技术。生产成本：（1）由于原料消耗较少，成本较低（2）相

5、对原料消耗量大，成本较高。设备要求与投资：（1）氨解工序所需要的温度和压力比较高，对设备 要求较高投资较大。（2 ）设备腐蚀性较小，反应条件温和，对设备要求较不高，投资较小。产品质量：（1）产品质量较高，可以达到99% （2）产量质量尚好，可 以到9 8%左右，能够满足 草甘膦生产需求。副产物：（1）氨基二乙酸、硫酸钡。（2）氯化铉环保安全：（1）氢氰酸作为剧毒危险化学品，生产贮运要求较高生产 过程中对安全要求较高。（2）尽管氯乙酸也作为剧毒化学药品， 但其毒性相对较小，对环保要求较小。三亮氨酸的主要生产工艺如下：1. 蛋白质水解法（氨基酸是蛋白质的组成单位，在酸性条件下，将L 一亮氨酸含量较

6、高的蛋白质水解，得到各种氨基酸的混合物，经分 离、纯化、精致等工序获得L 一亮氨酸产品）。1.1它的优缺点：优 点：是生产设备简单，技术要求不高，并由一亮氨酸在蛋白质中的 含量较高。缺点：费时、污染严重、收率低、产品质量得不到保证， 大规模生产受到限制。1.2主要设备：过滤机、分离器2. 酶催化法（酶催化法生产L 一亮氨酸通常是利用转氨酶转氨给a 一酮基异己酸生成L 一亮氨酸和组氨酸将相关的酶和NADH共价结合 在膜上，让底物缓缓地经过膜而进行酶催化反应生成L 一亮氨酸）。2.1它的优缺点：优点：转化能力强，可避免代谢调控中的反馈抑制 和反馈阻遏，并且其生物反应器紧凑，产物组分相对单一，易进行

7、后 工序加工处理，可以提高产品质量，降低成本。缺点：酶法生产中所 用到的酶需通过微生物发酵生成并提取精制，工艺过程比较复杂，且 成本较高，3微生物发酵法3.1 （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6结品。 终 点产物：结品液（去一次中和段）（2）一次中和段辅料：硫酸，纯水结品液进入一次中和罐，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

8、）（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3.2它的优缺点：优点：产率高，含杂酸少。缺点：技术不成熟，在研究中，对设

9、备要求高3.3主要设备：培养基、发酵罐、离心机、过滤机、浓缩罐、氨解罐、 中和罐、脱色罐四 胱氨酸上网生产工艺如下： 4.1（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） 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 一次母液，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

10、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：碳酸氢铉 滤液进入二次中和罐，投入碳酸氢铉。温度80， 中和时间12h，终点PH=5.0，过滤。终点产物：1，滤液（即二 次母液，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）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

11、（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。4.2它的主要设备：离心机、过滤器、中和罐脱色罐、烘干机、水解罐五组氨酸的主要生产工艺如下：5.1（1） 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 将一 次母液通入一次浓缩罐内，通入蒸汽，温度120，气压-0.09 Mpa， 浓缩时间6h，结品，过滤。终点产物：结品液（一次脱色段）结品 体，（NH4CL）回收利用（2） 一次脱色段 辅料

12、：活性炭，纯水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） （3）上柱段 辅料：阳离子交换树脂，纯水，0.1mol/L氨 水。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Pauly反应时 止.终点产物：组氨酸收集液（去浓缩赶氨段）（4）浓缩赶氨段 辅料：纯水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）（5）脱色段辅料：6mo

13、l/L的HCL浓缩稀释液勇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：1，脱色滤液（去浓 缩结品段）（6）浓缩结品段 浓缩液在浓缩锅，在80-90度下，真空浓缩到有大量结品出现，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。（7）精制段组氨酸粗品加水，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，浓缩到有大量结品出现，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。组氨酸精品置于双锥旋转蒸发干燥器内干燥到水

14、分达标终点产物：L-组氨酸成品。5.2它的主要生产设备：浓缩罐、离心机、搅拌机、脱色罐、过 滤器六甲硫氨酸的主要生产工艺如下：6.1蛋白质水解法（可用酪蛋白经水解、精制而得）。6.2斯特雷克法（由甲硫醇和丙烯醛加成后再与氰化钠和氯化铉反 应，生成a-氨基腊，再经水解得到甲硫氨酸）。七瓜氨酸的主要生产工艺如下：7.1酶催化法（透过一氧化氮合酶（NOS）催化生成精氨酸的副产物。首先，精氨酸会被氧化为卬羟基-精氨酸，再行氧化成瓜氨酸）八色氨酸的主要生产工艺如下：8.1化学合成法(1) 3-吲哚乙腊与氨基脲缩合后，氰加成、水解得到外消旋色氨酸。 以3-吲哚甲醛与苯胺缩合，然后与a-硝基乙酸脂缩合，经氢

15、化水 解得到DL-色氨酸。(3)丙烯醛-苯肼法：丙烯醛与N-丙二酸基乙酸 胺在乙醇钠存在下缩合，然后与苯肼缩合、环化，经水解脱羧得到外 消旋产品(此方法是最常用、最具经济的生产方法)。九赖氨酸的主要生产工艺如下：9.1酶法(主要用生产尼龙原料己内酰胺时生成的大量副产物环己烯 为起始原料，用化学方法合成DL-氨基己内酰胺，然后以此作为酶反 应的底物，经罗伦氏隐球酵母生产的L-氨基己内酰胺水解酶，和从 奥巴无色杆菌菌体中分离到的a-氨基己内酰胺外消旋酶共同作用， 转变为L-赖氨酸)(1)它的优点：反应速度快，原料便宜，产酸率高，9.2直接发酵法l 一赖氛酸菌神斛面培弟一J一 仁变神子培养I一一 无菌空气y定粉质原料f 倒基瓯一发结晶i田补饲料级赖氨酸胸瓯哥了.药品，食品，濒级赖氨酸 E9.2(1)主要设备：发酵罐、培养基、种子罐9.2(2)它的优缺点：产酸高但工艺复杂。十苏氨酸的主要生产工艺如下：10.1化学合成法10.1.1巴豆酸合成法（将巴豆酸在乙醇中进行汞化反应，再经溴化、 脱汞、氨化得DL-苏氨酸）优点是反应条件缓和、产率不低，缺点是 步骤较繁、溶剂成本高，并产生含汞废液，污染环境。10.1.2乙酰乙酸