DE1266265B - Process for the production of glutamic acid from cell-free gas solutions - Google Patents
Process for the production of glutamic acid from cell-free gas solutionsInfo
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Description
DEUTSCHESGERMAN
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AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
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25. September 1959
18. April 19681,266,265
A 32926 IV a / 6 b
September 25, 1959
April 18, 1968
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Glutaminsäure aus zellfreien Gärlösungen.The invention relates to a method for obtaining glutamic acid from cell-free fermentation solutions.
Es ist bereits bekannt, das Zellmaterial aus Glutaminsäure enthaltenden Gärflüssigkeiten vor dem Auskristallisieren der Glutaminsäure bei pH 3,0 bis 3,5 abzutrennen.It is already known that the cell material made from glutamic acid containing fermentation liquids before the glutamic acid crystallizes out at pH 3.0 up to 3.5 to be separated.
Außerdem ist es bekannt, Glutaminsäure aus Glutaminsäure und Pyrrolydoncarbonsäure enthaltender Melasseschlempe zu gewinnen, indem man die Schlempe zur Umwandlung der Pyrrolydoncarbonsäure in Glutaminsäure, mit Salzsäure hydrolysiert, nach Neutralisation die gebildeten Huminstoffe und kolloidalen Bestandteile entfernt und anschließend die Glutaminsäure bei pH 3,0 bis 3,5 auskristallisiert und abfiltriert.It is also known to contain glutamic acid from glutamic acid and pyrrolydonecarboxylic acid To obtain molasses stillage by converting the pyrrolydonecarboxylic acid in glutamic acid, hydrolyzed with hydrochloric acid, the humic substances formed and after neutralization removed colloidal components and then the glutamic acid crystallized at pH 3.0 to 3.5 and filtered off.
Schließlich ist es auch bekannt, daß Glutamin bereits bei pH 6,5 und einer Temperatur von 100° C in 2 Stunden in Glutaminsäure überführbar ist.Finally, it is also known that glutamine is already at pH 6.5 and a temperature of 100.degree can be converted into glutamic acid in 2 hours.
Man hat also schon bei der Abtrennung der Glutaminsäure aus Glutaminsäure enthaltenden Gärflüssigkeiten die Zellen entfernt.So one already has the separation of glutamic acid from fermentation liquids containing glutamic acid the cells removed.
Es wurde aber festgestellt, daß die normalerweise in der Gärflüssigkeit enthaltenen restlichen Kohlenhydrate der Kristallisation und dem Kristallwachstum entgegenwirken. Es bilden sich nämlich, hervorgerufen durch die restlichen Kohlenhydrate, kleine Glutaminsäurekristalle von minderwertiger Kristalleigenschaft, so daß die Trennung der Kristalle im technischen Umfang schwierig wird. Bei Nichtausschaltung der restlichen Kohlenhydrate werden Kristalle von so kleinen Nadel-, Spindel- oder dünnen Tafelformen mit einem geringeren Durchmesser als 10 μ oder auch unter amorphen Abscheidungen gebildet.However, it was found that the remaining carbohydrates normally contained in the fermentation liquid counteract crystallization and crystal growth. Namely, they are formed, provoked due to the remaining carbohydrates, small glutamic acid crystals of inferior crystal properties, so that the separation of the crystals becomes difficult on a technical scale. If not switched off of the remaining carbohydrates are crystals of such small needle, spindle or thin Board forms with a diameter smaller than 10 μ or with amorphous deposits educated.
Wenn außer der bekannten Abtrennung der Mikroorganismenzellen nun auch die restlichen Kohlenhydrate bei der Auskristallisation der Glutaminsäure ausgeschaltet werden, gelingt die Kristallisation in verbessertem Maße und in guter Ausbeute.If in addition to the known separation of the microorganism cells now also the remaining carbohydrates are switched off during the crystallization of the glutamic acid, the crystallization succeeds in improved degree and in good yield.
Ausgehend vom Stand der Technik, der Gewinnung von Glutaminsäure aus Glutaminsäure enthaltenden zellfreien Gärlösungen durch Ansäuerung auf einem pH-Wert von 3,0 bis 3,5 ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß manBased on the prior art, the production of glutamic acid from glutamic acid containing cell-free fermentation solutions by acidification to a pH of 3.0 to 3.5 is the one according to the invention Process characterized in that one
Verfahren zur Gewinnung von Glutaminsäure
aus zellfreien GärlösungenProcess for obtaining glutamic acid
from cell-free fermentation solutions
Anmelder:Applicant:
Ajinomoto Co., Inc., TokioAjinomoto Co., Inc., Tokyo
Vertreter:Representative:
Dr. O. Faust, Patentanwalt,Dr. O. Faust, patent attorney,
3400 Göttingen, Am Goldgraben 263400 Göttingen, Am Goldgraben 26
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
Shinichi Motozaki,Shinichi Motozaki,
Mei Ohno, Tokio;Mei Ohno, Tokyo;
Kotaro Fujiwara, Kamakura-shi (Japan)Kotaro Fujiwara, Kamakura-shi (Japan)
Beanspruchte Priorität:
Japan vom 18. März 1959Claimed priority:
Japan March 18, 1959
zur Ansäuerung der Gärlösung einen Teil der aus einer vorhergehenden Charge nach Abtrennung der präexistenten Glutaminsäure gewonnenen konzentrierten und in an sich bekannter Weise hydrolysierten, von Huminsubstanzen befreiten Mutterlauge einsetzt. to acidify the fermentation solution a part of the from a previous batch after separation of the pre-existing glutamic acid obtained concentrated and hydrolyzed in a manner known per se, Mother liquor freed from humic substances is used.
Da diese Mutterlauge nun keine Kohlenhydrate, aber einen gewissen Gehalt von aus Pyrrolydoncarbonsäure, Glutamin und löslichem Protein gebildeter Glutaminsäure enthält, wird das Verhältnis von Glutaminsäure zu Kohlenhydrat zugunsten der Glutaminsäure verschoben, wodurch die Kristallisation der Glutaminsäure "aus der zellfreien Gärlösung verbessert wird.Since this mother liquor now has no carbohydrates, but a certain amount of pyrrolydonecarboxylic acid, Containing glutamine and soluble protein formed glutamic acid, the ratio becomes Shifted from glutamic acid to carbohydrate in favor of glutamic acid, causing crystallization the glutamic acid "is improved from the cell-free fermentation solution.
Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über die Kristallisation von Glutaminsäure bei verschiedenen Glutaminsäure-Kohlenhydrat-Verhältnissen.The following table gives an overview of the crystallization of glutamic acid at different Glutamic acid to carbohydrate ratios.
Verhältnis von Glukose zu Glutaminsäure
15:100 25:100 I 35:100 45:100Ratio of glucose to glutamic acid
15: 100 25: 100 I 35: 100 45: 100
60:10060: 100
Kristallwachsgeschwindigkeit Crystal growth rate
Verhältnis der ausgeschiedenen Kristallmenge zur anhaftenden Mutterlauge Ratio of the precipitated amount of crystals to the adhering mother liquor
9090
2828
65
3565
35
50
4850
48
2020th
5555
809 539/352809 539/352
An Hand der Beispiele wird die Erfindung erläutert. The invention is illustrated by means of the examples.
Zu 100 Teilen Glutaminsäuregärlösung mit einem Gehalt an 5% Glutaminsäure (4% als Glutaminsäure oder deren Salze und 1% als Pyrrolydoncarbonsäure, Glutamin, lösliches Protein od. dgl.), 4% Zellmasse und 1,6% zurückgebliebener Kohlenhydrate wurden 4 Teile Kieselgur zugefügt und die Zellen abfiltriert. Dem Filtrat wurden stufenweise 15 Teile der aus einer vorhergehenden Charge nach Abtrennung der präexistenten Glutaminsäure gewonnenen, konzentrierten und in an sich bekannter Weise hydrolysierten, von Huminsubstanzen befreiten Mutterlauge zugesetzt, wobei letztere 3,8 Teile Glutaminsäure und 3 Teile Salzsäure enthielten. Der pH-Wert wurde auf 3,0 eingestellt. Nach 2tägigem Stillstehen bei Zimmertemperatur wurde filtriert. Es ergaben sich 4,3 Teile gut kristallisierter Glutaminsäure. Der Reinheitsgrad betrug 97 %, berechnet auf Trockenkristalle.To 100 parts of glutamic acid fermentation solution with a content of 5% glutamic acid (4% as glutamic acid or their salts and 1% as pyrrolydonecarboxylic acid, glutamine, soluble protein or the like), 4% cell mass and 1.6% residual carbohydrates were added to 4 parts of diatomaceous earth and the Cells filtered off. The filtrate was gradually replaced by 15 parts of that from a previous batch Separation of the pre-existing glutamic acid obtained, concentrated and known per se Wise hydrolyzed mother liquor freed from humic substances was added, the latter 3.8 parts Contained glutamic acid and 3 parts hydrochloric acid. The pH was adjusted to 3.0. After 2 days Still at room temperature was filtered. 4.3 parts of well crystallized glutamic acid resulted. The degree of purity was 97%, calculated on dry crystals.
Das Filtrat, die Mutterlauge, wurde auf 18 Teile konzentriert und 6,2 Teile konzentrierter Salzsäure zugefügt. Es wurde 3 Stunden lang auf 110° C erhitzt und die hierbei gebildete Huminsubstanz abfiltriert. The filtrate, the mother liquor, was concentrated to 18 parts and 6.2 parts of concentrated hydrochloric acid added. It was heated to 110 ° C. for 3 hours and the humic substance formed was filtered off.
Der größte Teil des Mutterlaugenfiltrats wurde dem Filtrat der Gärlösung vor der Kristallisation zugefügt und der zurückbleibende Teil neutralisiert und der Kristallisation unterworfen.Most of the mother liquor filtrate was added to the fermentation solution filtrate prior to crystallization and the remaining part is neutralized and subjected to crystallization.
Die Gesamtausbeute nach einer solchen Zirkulationsstufe stieg auf 96%, berechnet auf die gesamte, in der Gärlösung enthaltene Glutaminsäure, einschließlich der ursprünglich vorhanden gewesenen, in Glutaminsäure überführbaren Stoffe, wie Pyrrolydoncarbonsäure, Glutamin und lösliches Protein. Der Reinheitsgrad der Kristalle war außerordentlich gut.The total yield after such a circulation step rose to 96%, calculated on the total, Glutamic acid contained in the fermentation solution, including that which was originally present, Substances that can be converted into glutamic acid, such as pyrrolydonecarboxylic acid, glutamine and soluble protein. Of the The degree of purity of the crystals was extremely good.
Zu 100 Teilen Glutaminsäuregärlösung mit einem Gehalt an 5% Glutaminsäure, 5 % Zellsubstanz und 1 % zurückbleibendem Zucker wurden 5 Teile Huminsubstanz im nassen Zustand zugefügt, die nach der weiter unten beschriebenen Säurebehandlung von Mutterlauge aus einer vorhergehenden Charge abgetrennt worden war, und die Zellmasse wurde dann abfiltriert. Dem Filtrat wurden stufenweise 5 Teile der aus einer vorhergehenden Charge nach Abtrennung der präexistenten Glutaminsäure gewonnenen konzentrierten und in an sich bekannter Weise hydrolysierten, von Huminsubstanzen befreiten Mutterlauge zugefügt, wobei letztere 1 Teil Glutaminsäure und 1,3 Teile Salzsäure enthielt. Der pH-Wert wurde auf 3,0 eingestellt. Nach 2tägigem Stehen bei Zimmertemperatur wurde filtriert. Die Ausbeute ergab 4,2 Teile Glutaminsäure mit verbesserter Kristalleigenschaft. Der Reinheitsgrad betrug 97%, berechnet auf Trockenkristalle.To 100 parts of glutamic acid fermentation solution with a content of 5% glutamic acid, 5% cell substance and 1% remaining sugar was added to 5 parts of humic substance in the wet state, which after the Acid treatment described below is separated from mother liquor from a previous batch and the cell mass was then filtered off. The filtrate was gradually 5 parts of concentrated obtained from a previous batch after separation of the pre-existing glutamic acid and mother liquor hydrolyzed in a manner known per se and freed from humic substances added, the latter containing 1 part glutamic acid and 1.3 parts hydrochloric acid. The pH was on 3.0 set. After standing for 2 days at room temperature, it was filtered. The yield was found 4.2 parts of glutamic acid with improved crystal property. The degree of purity was 97%, calculated on dry crystals.
Das Filtrat, d. h. die Mutterlauge wurde auf 12 Teile konzentriert und 4 Teile konzentrierter Salzsäure zugefügt. Es wurde 3 Stunden lang auf HO0CThe filtrate, ie the mother liquor, was concentrated to 12 parts and 4 parts of concentrated hydrochloric acid were added. It was heated to HO 0 C for 3 hours
ίο erhitzt und die so gebildeten 5 Teile nasser Huminsubstanz abfiltriert.ίο heated and the thus formed 5 parts of wet humic substance filtered off.
Ein Teil des Mutterlaugenfiltrats wurde wieder, wie oben beschrieben, zur Ansäuerung eingesetzt und der zurückbleibende Teil neutralisiert und der Kristallisation unterworfen.Part of the mother liquor filtrate was again used for acidification, as described above, and the remaining part neutralized and subjected to crystallization.
Die Gesamtausbeute nach dieser Zirkulationsarbeitsweise stieg auf 96%, berechnet auf den Gesamtgehalt
Glutaminsäure in der Gärlösung, einschließlich der in Form von Pyrrolydoncarbonsäure,
Glutamin, löslichem Protein vorhanden gewesenen, in Glutaminsäure überführbaren Stoffe. Der Reinheitsgrad
der Kristalle war ebensogut wie gemäß Beispiel 1.
Wenn ein angemessener Teil einer aus einer vorhergehenden Charge nach Abtrennung der präexistenten
Glutaminsäure gewonnenen konzentrierten und in an sich bekannter Weise hydrolysierten, von
Huminsubstanzen befreiten Mutterlauge in die zellfreie Gärlösung vor der Kristallisation eingefuiut
wird, wird also das Verhältnis der zurückbleibenden Menge Kohlenhydrate zu der Glutaminsäure auf die
Hälfte bis ein Drittel des ursprünglichen Verhältnisses in der Gärlösung verringert und die Kristallisation der
Glutaminsäure verbessert.The total yield after this circulation procedure rose to 96%, calculated on the total content of glutamic acid in the fermentation solution, including the substances which were present in the form of pyrrolydonecarboxylic acid, glutamine and soluble protein and which can be converted into glutamic acid. The degree of purity of the crystals was just as good as in Example 1.
If an appropriate part of a concentrated mother liquor obtained from a previous batch after separation of the pre-existing glutamic acid and hydrolyzed in a manner known per se, freed from humic substances, is poured into the cell-free fermentation solution before crystallization, the ratio of the remaining amount of carbohydrates to the glutamic acid is thus increased half to a third of the original ratio in the fermentation solution is reduced and the crystallization of glutamic acid is improved.
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