DE1035659B - Process for the production of glutamic acid from vinasse - Google Patents
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Description
DEUTSCHESGERMAN
Vinasse enthält in großem Ausmaß Glutaminsäure in ihrer Ringform, nämlich als Pyrrolidoncarbonsäure. Wenn es erwünscht ist, die Glutaminsäure aus dieser zu gewinnen, muß die Pyrrolidoncarbonsäure im sauren oder alkalischen Medium hydrolysiert werden. Aus der Lösung der Glutaminsäure kann dann die Säure abgetrennt werden, indem zunächst die Lösung auf ein pH von 4 bis 6 eingestellt, konzentriert, der Niederschlag der so gebildeten Salze entfernt wird und dann die Lösung auf etwa den isoelektrischen Punkt der Glutaminsäure eingestellt wird (pH + 3,2). Die Kristallisation der Glutaminsäure nimmt dann mehrere Tage in Anspruch, was seine Ursache darin hat, daß die Zuckerüberreste, Proteine, Pektine, färbenden Substanzen usw., die in der Vinasse zugegen sind, die Kristallisation der Glutaminsäure verzögern. Es ist bekannt, die Pyrrolidoncarbonsäure durch Erhitzen von Vinasse mit Kalk zu hydrolysieren. In diesen Fällen beansprucht der Erhitzungsvorgang mehrere Stunden und hat zur Folge, daß Zersetzungsprodukte gebildet werden, die das Produkt stärker verfärben. Das Ergebnis ist dann, daß die schließlich erhaltene Glutaminsäure ziemlich unrein und stark gefärbt ist.Vinasse contains a large amount of glutamic acid in its ring form, namely as pyrrolidone carboxylic acid. If it is desired to obtain the glutamic acid therefrom, the pyrrolidonecarboxylic acid must be hydrolyzed in an acidic or alkaline medium. The acid can then be separated from the solution of glutamic acid, initially by the solution is adjusted to a p H of the 4 to 6, concentrated, the precipitation of the salts so formed is removed and then the solution is adjusted to about the isoelectric point of glutamic acid ( p H + 3.2). The crystallization of the glutamic acid then takes several days, which is due to the fact that the sugar residues, proteins, pectins, coloring substances, etc., which are present in the vinasse, delay the crystallization of the glutamic acid. It is known to hydrolyze the pyrrolidonecarboxylic acid by heating vinasse with lime. In these cases, the heating process takes several hours and has the consequence that decomposition products are formed which discolor the product more strongly. The result is that the glutamic acid finally obtained is rather impure and strongly colored.
In der deutschen Patentanmeldung N 12619 TVl)/12q wird z. B. ein Vinassekonzentrat mit einem Erdalkalihydroxyd, jedoch nur so kurz, erhitzt, daß keine merkliche Hydrolyse der Pyrrolidoncarbonsäure eintritt. Die Mischung wird gekühlt und mit einer organischen, polaren Flüssigkeit und gegebenenfalls mit Wasser verdünnt, worauf ein Niederschlag ausfällt. Der Feststoff wird von der Flüssigkeit getrennt, die organische Flüssigkeit von der Mischung abgedampft, und die Pyrrolidoncarbonsäure wird in der so verbleibenden gereinigten Lösung hydrolisiert. Schließlich wird die Glutaminsäure in an sich bekannter Weise isoliert. Das Erdalkalyhydroxyd kann als solches oder in der Form des Oxydes zugegeben werden. Das Verfahren liefert ausgezeichnete Ergebnisse, doch ist es kompliziert, weil das organische Lösungsmittel durch Destillation zurückgewonnen werden muß.In the German patent application N 12619 TVl) / 12q z. B. a vinasse concentrate with a Alkaline earth hydroxide, but only so briefly, that no noticeable hydrolysis of the pyrrolidonecarboxylic acid entry. The mixture is cooled and with an organic, polar liquid and optionally diluted with water, whereupon a precipitate separates out. The solid is separated from the liquid, the organic liquid is evaporated from the mixture, and the pyrrolidonecarboxylic acid is in the so remaining purified solution hydrolyzed. Finally, glutamic acid becomes more known per se Way isolated. The alkaline earth hydroxide can be added as such or in the form of the oxide will. The procedure gives excellent results, yet it is complicated because it is organic Solvent must be recovered by distillation.
Das Verfahren nach dem vorstehend beschriebenen älteren Vorschlag beruht auf dem Gedanken, die Vinasse so weitgehend wie möglich mit einem Erdalkalioxyd oder -hydroxyd zu reinigen, so daß die Glutaminsäure aus einer in beträchtlichem Ausmaß gereinigten Lösung kristallisiert werden kann. Um die Löslichkeit der zu entfernenden Substanzen so niedrig wie möglich zu halten, wurde die Zugabe einer organischen Flüssigkeit als erforderlich angesehen. The method according to the earlier proposal described above is based on the idea that To clean vinasse as much as possible with an alkaline earth oxide or hydroxide so that the Glutamic acid can be crystallized from a considerably purified solution. Around The addition was to keep the solubility of the substances to be removed as low as possible an organic liquid is considered necessary.
Es wurde nun gefunden, daß bei diesem Verfahren die Zugabe einer organischen Flüssigkeit ohne Be-Verfahren
zur Gewinnung
von Glutaminsäure aus VinasseIt has now been found that in this process the addition of an organic liquid without a Be process for the recovery
of glutamic acid from vinasse
Anmelder:Applicant:
N. V. Centrale Suiker Maatschappij,
Amsterdam (Niederlande)NV Centrale Suiker Maatschappij,
Amsterdam, Netherlands)
Vertreter:Representative:
Dr. G. W. Lotterhos und Dr.-Ing. H. W. Lotterhos,
Patentanwälte, Frankfurt/M., Lichtensteinstr. 3Dr. GW Lotterhos and Dr.-Ing. HW Lotterhos,
Patent attorneys, Frankfurt / M., Lichtensteinstr. 3
Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 18. Februar 1956Claimed priority:
Netherlands 18 February 1956
Dr. Jacob van Julsingha, Gorinchem (Niederlande),
ist als Erfinder genannt wordenDr. Jacob van Julsingha, Gorinchem (Netherlands),
has been named as the inventor
as einträchtigung des guten Ergebnisses unterlassen werden kann. Wie beobachtet wurde, fällt hierbei zwar nur eine geringere Menge einer organische Stoffe enthaltenden Substanz aus, doch wird überraschenderweise auch in diesem Falle eine Lösung erhalten, die nur leicht gefärbt ist und in der die Kristallisation der Glutaminsäure in gleicher Weise gut vor sich geht.he neglect to compromise the good result can. As has been observed, only a smaller amount of an organic substance falls here Substance from, but surprisingly, a solution is obtained in this case too, which is only slightly colored and in which the crystallization of glutamic acid is equally good goes.
Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht daher darin, Vinasse mit einem Erdalkalihydroxyd kurz zu erhitzen, so daß noch keine merkliche Hydrolyse der Pyrrolidoncarbonsäure eintritt, dann wird das Präzipitat entfernt und darauf die Pyrrolidoncarbonsäure hydrolysiert. Eine etwa in der Lösung zurückbleibende geringe Menge an Erdalkalimetall kann, wenn nötig, bei der Hydrolyse entfernt werden, z. B. mit Hilfe von Kohlendioxyd, Schwefeldioxyd oder Natriumcarbonat. Die Glutaminsäure wird schließlich in bekannter Weise aus der so hergestellten Lösung, die nur leicht gefärbt ist, gewonnen.The method according to the invention therefore consists in shortening vinasse with an alkaline earth metal hydroxide heat so that no noticeable hydrolysis of the pyrrolidonecarboxylic acid occurs, then the precipitate becomes removed and then hydrolyzed the pyrrolidonecarboxylic acid. Any remaining in the solution small amount of alkaline earth metal can, if necessary, be removed in the hydrolysis, e.g. B. with help of carbon dioxide, sulfur dioxide or sodium carbonate. The glutamic acid is finally known in Way from the solution so produced, which is only slightly colored, obtained.
Unter Vinasse versteht man eine Flüssigkeit, die nach der Fermentation von Melasse zurückbleibt (Alkoholfermentierung oder Hefeherstellung). Wenn bereits konzentrierte \^inasse vorliegt, sollte diese so weit verdünnt werden, daß das mit Erdalkalihydroxyd erhaltene Präzipitat leicht entfernt werden kann. Der Verdünnungsgrad kann natürlich innerhalb weiter Grenzen schwanken; für praktische Zwecke ist, wie gefunden wurde, eine Verdünnung von 1 Gewichtsteil Vinasse mit 1 bis 3 Gewichtsteilen Wasser ausreichend.Vinasse is a liquid that remains after molasses has fermented (alcohol fermentation or yeast production). If there is already concentrated mass, it should be like this be diluted to such an extent that the precipitate obtained with alkaline earth hydroxide can be easily removed. Of the The degree of dilution can of course vary within wide limits; for practical purposes is how It has been found that a dilution of 1 part by weight of vinasse with 1 to 3 parts by weight of water is sufficient.
809 S8C/5&5809 S8C / 5 & 5
Die Menge des anzuwendenden Erdalkalyhydroxyds hängt von der Natur der Vinasse ab. In der Regel genügen etwa 2 bis 20 Gewichtsprozent Erdalkalioxyd oder -hydroxyd, bezogen auf konzentrierte Vinasse.The amount of alkaline earth hydroxide to be used depends on the nature of the vinasse. Usually enough about 2 to 20 percent by weight of alkaline earth oxide or hydroxide, based on concentrated vinasse.
Die Vinasse ist mit der Erdalkaliverbindung nur kurze Zeit zu erhitzen, im allgemeinen in der Größenordnung von 10 Minuten bei einer Temperatur zwischen 50 und 100° C. Wie schon dargelegt, wird mit dieser Behandlung eine Reinigung der Lösung beabsichtigt, nicht etwa eine Hydrolyse der Pyrrolidon- ίο carbonsäure. Daß diese Reinigung mit Bezug auf die Kristallisation der Glutaminsäure so vorteilhaft ist, ist überraschend, da. bezogen auf konzentrierte Vinasse. nur etwa 5 bis 10% der organischen Substanzen entfernt werden.The vinasse with the alkaline earth compound can only be heated for a short time, generally on the order of magnitude of 10 minutes at a temperature between 50 and 100 ° C. As already explained, with this treatment intends a purification of the solution, not a hydrolysis of the pyrrolidone ίο carboxylic acid. That this purification is so advantageous with regard to the crystallization of glutamic acid, is surprising there. based on concentrated vinasse. only about 5 to 10% of the organic substances removed.
Eine Menge von 1000 Gewichtsteilen konzentrierter Vinasse mit einem Glutaminsäuregehalt von 10% (Ringform) wird mit 2000 Gewichtsteilen Wasser verdünnt. Hierzu werden 150 Gewichtsteile Calcium hydroxyd zugegeben, und die Mischung wird für 10 Minuten auf 85° C erhitzt. Der Niederschlag wird dann unmittelbar — ohne vorheriges Kühlen —- filtriert und gewaschen. Das Gewicht des getrockneten Xiederschlags beläuft sich auf 220 Gewichtsteile. Demgemäß sind 7% der organischen Substanz, bezogen auf die Vinasse, ausgefällt worden. Der Niederschlag enthält keine Glutaminsäure. Das Filtrat wird abgedampft, worauf 150 Gewichtsteile Natriumhydroxyd (als 50%ige Lösung) zugegeben werden; die Mischung wird dann für 3 Stunden bei 95° C hydrolysiert. Zur so erhaltenen hydrolysierten Lösung werden nach intensivem Kühlen 457 Raumteile einer 36%igen Salzsäure zugegeben, wodurch der pH-Wert auf 4,8 reduziert wird. Beim Konzentrieren kristallisiert ein großer Teil des Natriumchlorids und wird durch Zentrifugieren entfernt. Die Lösung wird dann mittels Salzsäure auf einen pH-Wert von 3,2 eingestellt. Nach 8 Stunden ist die Glutaminsäure vollständig auskristallisiert.A quantity of 1000 parts by weight of concentrated vinasse with a glutamic acid content of 10% (ring shape) is diluted with 2000 parts by weight of water. 150 parts by weight of calcium hydroxide are added to this and the mixture is heated to 85 ° C. for 10 minutes. The precipitate is then immediately - without prior cooling - filtered and washed. The weight of the dried precipitate is 220 parts by weight. Accordingly, 7% of the organic matter, based on the vinasse, has been precipitated. The precipitate does not contain glutamic acid. The filtrate is evaporated, whereupon 150 parts by weight of sodium hydroxide (as a 50% solution) are added; the mixture is then hydrolyzed at 95 ° C. for 3 hours. To the resulting hydrolyzed solution, 457 parts by volume of a 36% hydrochloric acid is added after intensive cooling, thereby reducing the pH value to 4.8. Upon concentration, a large part of the sodium chloride crystallizes and is removed by centrifugation. The solution is then adjusted to 3.2 by means of hydrochloric acid to a p H value. After 8 hours, the glutamic acid has completely crystallized out.
Man erhält eine Menge von 77 Gewichtsteilen blaßgelber Glutaminsäure, das sind 69.3%. bezogen auf die in der Vinasse ursprünglich vorhandene Menge. Der Reinheitsgrad ist 90%.An amount of 77 parts by weight of pale yellow glutamic acid is obtained, that is 69.3%. based on the amount originally present in the vinasse. The degree of purity is 90%.
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