Водная смесь для уменьшения пенообразования при получении метионина и способ получения метионина

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ВОДНАЯ СМЕСЬ ДЛЯ УМЕНЬШЕНИЯ ПЕНООБРАЗОВАНИЯ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ МЕТИОНИНА И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТИОНИНА(57) 1. Водная смесь для уменьшения пенообразования при получении метионина, содержащая соединение общей формулы 1(1) 22-2 ,гдеобозначает целое число от 9 до 19, предпочтительно 15, 17 или 19, обозначает число от 1 до 10, предпочтительно от 5 до 8, в частности 6 или 7, обозначает 1, -1, -3 или -5,и добавку (2), выбранную из группы, включающей метилцеллюлозу, метилгидроксицеллюлозу, метилгидроксипропилцеллюлозу, гидроксипропилцеллюлозу, гидроксиэтилцеллюлозу,натрийкарбоксиметилцеллюлозу, натрийкарбоксиметилгидроксиэтилцеллюлозу и натрийкарбоксиметилгидроксипропилцеллюлозу, при их массовом соотношении от 110 до 101,предпочтительно от 13 до 31. 2. Водная смесь по п. 1, отличающаяся тем, что содержит 1-5 мас.соединения формулы 1 и добавки (2). 3. Способ получения метионина, включающий взаимодействие 3-метилмеркаптопропионового альдегида, цианида водорода, аммиака и диоксида углерода, необязательно в присутствии воды, с получением 5-(2-метилмеркаптоэтил)гидантоина и его гидролиз до метионина, при этом в гидролизный раствор, до пропускания в него диоксида углерода,вводят водную смесь, содержащую соединение общей формулы 1(1) 22-2 ,гдеобозначает целое число от 9 до 19,10991 1 2008.08.30 обозначает число от 1 до 10, предпочтительно от 5 до 8, в частности 6 или 7, обозначает 1, -1, -3 или -5,и добавку (2), выбранную из группы, включающей метилцеллюлозу, метилгидроксицеллюлозу, метилгидроксипропилцеллюлозу, гидроксипропилцеллюлозу, гидроксиэтилцеллюлозу,натрийкарбоксиметилцеллюлозу, натрийкарбоксиметилгидроксиэтилцеллюлозу и натрийкарбоксиметилгидроксипропилцеллюлозу, при их массовом соотношении от 110 до 101,предпочтительно от 13 до 31, причем водную смесь вводят в количестве 5-5000 част./млн,предпочтительно 10-500 част./млн, в пересчете на метионин, содержащийся в растворе,осажденный метионин отфильтровывают, растворяют и перекристаллизовывают в воде с добавлением фильтрата маточного раствора. 4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что используют соединение формулы 1, гдеобозначает 16, 18 или 19. 5. Способ по п. 3, отличающийся тем, что используют соединение формулы 1, гдеобозначает число от 5 до 8. 6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что используют соединение формулы 1, гдеобозначает 6 или 7. 7. Способ по п. 3, отличающийся тем, что используют соединение формулы 1, гдеобозначает 18, аобозначает 7. 8. Способ по п. 3, отличающийся тем, что в качестве добавки (2) используют гидроксиэтилцеллюлозу. 9. Способ по п. 3, отличающийся тем, что в качестве добавки (2) используют гидроксиэтилцеллюлозу, которая в виде 2 -ного раствора обладает вязкостью 200 мПа. 10. Способ по п. 3, отличающийся тем, что водную смесь, содержащую соединение формулы 1 и добавку (2), используют в виде пригодной к перекачиванию водной эмульсии. 11. Способ по п. 3, отличающийся тем, что водную смесь, содержащую соединение формулы 1 и добавку (2), используют в виде 2-5 -ной водной эмульсии. 12. Способ по п. 3, отличающийся тем, что водную смесь, содержащую соединение формулы 1 и добавку (2), вводят в количестве 10-450 част./млн в пересчете на метионин. 13. Способ по п. 3, отличающийся тем, что при перекристаллизации в раствор вводят в необходимом количестве водную смесь, содержащую соединение 1 и добавку (2). Изобретение относится к способу получения метионина высокой объемной плотности,в котором в гидролизный раствор добавляют смесь, которая включает соединение, которое обладает пенообразующим действием, и соединение, которое влияет на кристаллизацию, и к собственно смеси. Известно, что получение аминокислот часто сопряжено с затруднениями технологического порядка. Манипуляции с растворами или суспензиями, содержащими аминокислоты, приводят к серьезному вспениванию уже в лабораторных процессах, но больше всего,разумеется, в условиях промышленного получения. Этот нежелательный эффект может привести не только к протеканию процесса получения по создающему серьезные проблемы пути и с плохой производительностью по объему/времени, но в отдельных случаях также к невозможности экономически эффективного получения аминокислоты. Таким образом, в 09000241 говорится, что введение различных добавок из семейства азотсодержащих полиоксиалкиленов в процесс ферментативного получения аминокислот приводит к снижению пенообразования.09000241 относится к приготовлению противовспенивающих смесей, которые включают жиры или масла и продукты взаимодействия жирных кислот или их производных и многоатомных спиртов с алкиленоксидами. Эти смеси приемлемы для применения в процессах ферментации. Известно, что выход при получении лизина и триптофана может быть увеличен, если вместо подсолнечного масла в 10991 1 2008.08.30 качестве подавляющих пенообразование добавок использовать силикон. Влияние различных силиконовых масел исследовано путем сравнения в .-. (1972), 6(5), 27-30. В карбонатном способе, известном из ЕР 0780370, метионин получают при подкислении раствора метионината калия диоксидом углерода в соответствии с уравнением 232-2-(2)-2222 232-2-(2)-23. Обычно метионин осаждают из этих растворов в форме очень плоских лепестков, процесс выделения которых протекает всего лишь с очень низкой скоростью и, следовательно, экономически неэффективен. Соответственно были предприняты попытки повлиять на свойства кристаллизации метионина добавлением определенных вспомогательных веществ. В 11-158140 было показано, что применение различных вспомогательных веществ,таких как гидроксиметилпропилцеллюлоза, сорбитанмонолаурат и поливиниловые спирты, влияет на форму кристалла, и объемная плотность метионина, получаемого таким путем, повышается. Эти соединения добавляют в количестве по меньшей мере 500 част./млн во время кристаллизации, которую проводят непрерывно и осуществляют в две стадии в особых условиях перемешивания. Метионин получают в форме круглых частиц. В литературе,посвященной существующему уровню техники, какая-либо добавка или смесь добавок, с помощью которых можно одновременно подавить пену, которая образуется на разных стадиях получения метионина, и усовершенствовать форму кристалла метионина, который осаждается, в частности при осуществлении карбонатного способа, не представлена. В основе настоящего изобретения лежит цель свести к минимальному образование пены в процессе получения метионина и одновременно с этим оказать позитивное влияние на форму кристалла метионина, который осаждается в результате перекристаллизации. По изобретению предполагается водная смесь, которая включает соединения общей формулы (добавка (1 С 22-2,(1) в которой символы имеют следующие значенияобозначает целое число от 9 до 19, предпочтительно от 15 до 17, обозначает распределение в интервале от 1 до 10, где предпочтительный максимум составляет от 5 до 8, в частности от 6 до 7,х обозначает 1, -1, -3, -5, причем 2 составляет не меньше 1, и добавки (2), выбранные из группы, включающей модифицированные целлюлозы, в частности метилцеллюлозу,метилгидроксицеллюлозу, метилгидроксипропилцеллюлозу, гидроксипропилцеллюлозу,гидроксиэтилцеллюлозу, натрийкарбоксиметилцеллюлозу, натрийкарбоксиметилгидроксиэтилцеллюлозу и натрийкарбоксиметилгидроксипропилцеллюлозу, в массовом соотношении от 110 до 101, предпочтительно от 13 до 31. В предпочтительном варианте в соединениях в соответствии с формулой (1) имеются жирнокислотные компоненты естественного происхождения, которые, в зависимости от значения х, являются насыщенными или ненасыщенными. Эту смесь целесообразно применять в форме водного раствора или эмульсии с общим содержанием добавок от 1 до 5 мас. , в частности от 2 до 4 мас. , в пересчете на общее количество. Для того чтобы приготовить стабильную эмульсию необходимо просто обработать смесь обычной лопастной мешалкой. Поскольку гидроксицеллюлозы, растворенные в воде,способны образовывать высоковязкие растворы, для применения целесообразны низкомолекулярные гидроксицеллюлозы с вязкостью (в виде 2 -ного раствора в воде)300 мПа. Более того, вязкость можно также регулировать посредством степени разбавления. В предпочтительном варианте водный раствор или эмульсию добавок (1) и (2) с вязкостью в пределах 5 и 5000 мПа в пересчете на 2 -ный раствор добавок в воде, в частности 3 10991 1 2008.08.30 от 10 до 500 мПа, готовят растворением или эмульгированием необходимого количества соединений, соответствующих формулам (1) и (2). Было установлено, что описанная смесь приемлема для уменьшения пенообразования в технологических растворах, образующихся во время получения метионина, и одновременно с этим обеспечивает образование более крупных кристаллов во время перекристаллизации. Один важный аспект изобретения состоит в том, что противовспенивающее действие и кристаллизацию можно регулировать изменением соотношений количеств (1) и (2) в смеси. Пенообразование в значительной мере зависит от состава технологических растворов и других технологических условий, таких как, например, давление и температура. Смеси в соответствии с изобретением проявляют свои противовспенивающее действие и способствующее росту кристаллов действие уже тогда, когда их добавляют в небольших количествах. Количества от 10 до 500 част./млн в пересчете на метионин уже оказываются активными. Одновременно с этим установлено, что соединения (1) и (2), используемые в соответствии с изобретением, не оказывают негативного влияния на действие других конкретных соединений. Напротив, именно при этих условиях взаимодействие (1) и (2) может привести к улучшению кристаллической структуры (см., например, фотоснимок 1703045). По изобретению также предлагается способ получения метионина, в частности с чистотой от 80 до 100 мас. , реакцией следующих компонентов 3-метилмеркаптопропионового альдегида, цианида водорода, аммиака и диоксида углерода или тех компонентов,из которых могут быть получены вышеупомянутые компоненты, необязательно в присутствии воды с получением 5-(2-метилмеркаптоэтил)гидантоина и его превращением в метионин, который характеризуется тем, что до пропускания в нее диоксида углерода водную смесь, которая включает соединения общей формулы С 22-2,(1) в которой символы имеют следующие значенияобозначает целое число от 9 до 19, предпочтительно 15, 17 или 19, обозначает распределение в интервале от 1 до 10, где предпочтительный максимум составляет от 5 до 8, в частности от 6 до 7,х обозначает 1, -1, -3, -5, причем 2 х составляет не меньше 1, и добавки (2) из группы,включающей модифицированные целлюлозы, в частности метилцеллюлозу, метилгидроксицеллюлозу, метилгидроксипропилцеллюлозу, гидроксипропилцеллюлозу, гидроксиэтилцеллюлозу, натрийкарбоксиметилцеллюлозу, натрийкарбоксиметилгидроксиэтилцеллюлозу и натрийкарбоксиметилгидроксипропилцеллюлозу, вводят в гидролизный раствор, приготовленный из 5-(2-метилмеркаптоэтил)гидантоина при массовом соотношении от 110 до 101, предпочтительно от 13 до 31, в общем количестве от 5 до 5000 част./млн, предпочтительно от 5 до 500 част./млн, в пересчете на метионин (мас. ), содержащийся в растворе, и метионин, который из него осаждается, растворяют и, в частности с использованием маточного раствора, который в предпочтительном варианте включает упомянутые добавки (1) и (2), кристаллизуют в присутствии кристаллического метионина, необязательно с добавлением дополнительных количеств водной смеси. В соответствии с изобретением во время осаждения или кристаллизации не вводят высокую энергию перемешивания, которую используют в известной технологии. То же самое применимо и к давлениям СО 2, используемым по известной технологии. Существенным остается только равномерное распределение диоксида углерода, который вводят во время осаждения метионина в гидролизный раствор. Заявленный способ можно осуществлять проведением непрерывного или периодического процесса. 10991 1 2008.08.30 Во время осаждения метионина с добавлением диоксида углерода из раствора, приготовленного в качестве продукта гидролиза, добавка (1) проявляет противовспенивающее действие, тогда как одновременное присутствие (2) никакого негативного влияния на противовспенивающее действие не оказывает. В предпочтительном варианте перекристаллизацию проводят по методу, в предпочтительном варианте которого метионин, суспендированный в маточном растворе, перекачиванием вводят в циркуляцию при температуре от 30 до 60 С, и в эту суспензию подмешивают метиониновый раствор, концентрация которого составляет от 70 до 150 г/л, в частности от 90 до 130 г/л, нагретый до температуры от 60 до 110 С, в частности от 80 до 100 С. Метиониновый раствор, упомянутый последним,необязательно составляет от 5 до 20 об.маточного раствора из процесса получения. Метионин осаждается с целевой чистотой вследствие охлаждения. На этой стадии перекристаллизации получают метионин с чистотой от 80 до 100 мас. , в частности от 90 до 100 мас. , которого не получают в одностадийных способах. Соотношение между количествами суспензии, вводимой в циркуляцию перекачиванием, и подмешиваемого раствора обычно составляет от 1 до 101, в частности от 2 до 61,предпочтительно от 3 до 51. Заявленная смесь упрощает осуществление способа в том отношении, что эту же самую смесь, которая включает соединения (1) и (2), можно использовать во время осаждения метионина из гидролизного раствора и перекристаллизации метионина, который выпал в осадок. Однако компоненты (1) и (2) могут быть также добавлены по отдельности. Компонент(2), в частности, проявляет свои свойства, например, во время кристаллизации. Изобретение проиллюстрировано следующими примерами. Пример 1 Осаждение диоксидом углерода. 4 -ную эмульсию гидроксиэтилцеллюлозы, которая в виде 2 -ного раствора обладает вязкостью 200 мПа (200), в воде и эфир 1 стеариновой кислоты (177) в массовом соотношении 11 при одновременном перемешивании вводят в 1 л раствора метионината калия и бикарбоната калия с концентрацией метионина 70 г/л и концентрацией калия 150 г/л, вследствие чего образуется эмульсия, которая включает 50 част./млн добавок. При 11 под давлением 2 бара в 2-литровом автоклаве при скорости вращения мешалки 500 об/мин в нее вводят диоксид углерода. Добавление диоксида углерода продолжают при 30 С до тех пор, покане опускается до 8,0. Над реакционной смесью образуется пена высотой 1 см при одновременном выпадении в осадок метионина. Пример 2 Перекристаллизация. 60 г метионина при 40 С суспендируют в 300 мл воды и 40 г фильтрата маточного раствора из процесса осаждения диоксидом углерода и образовавшуюся суспензию перекачиванием вводят в циркуляцию. В эту суспензию при одновременном перемешивании вводят 4 -ную эмульсию гидроксиэтилцеллюлозы, которая в виде 2 -ного раствора обладает вязкостью 200 мПа (200), в воде и эфир 1 стеариновой кислоты (187) в массовом соотношении 11, вследствие чего образуется эмульсия, которая включает 50 част./млн добавок. С целью поддерживать постоянную температуру последовательно подключают теплообменник. В образовавшийся раствор с расходом 1 л раствора/ч добавляют горячий раствор (при 90 С) 180 г метионина в 1170 г воды и 150 г фильтрата маточного раствора из процесса осаждения диоксидом углерода. Перекристаллизация метионина,который предварительно выпадает в осадок, в присутствии 50 част./млн добавок (общее количество) в пересчете на метионин приводит к образованию кристаллов с объемной плотностью 586 г/л. РЭМ фотоснимок с номером изображения 173029 показывает крупнозернистую кристаллическую структуру конечного продукта, полученного этим путем. 10991 1 2008.08.30 Метионин выпадает в осадок благодаря охлаждению. Добавляют 0,6 л горячего раствора, 500 мл циркулирующей суспензии удаляют и добавляют дополнительные 500 мл горячего раствора. Суспензию фильтруют, твердый материал промывают 300 мл ацетона,сушат в вакуумном сушильном шкафу при 60 С до постоянства массы и определяют объемную плотность. 4 -ную эмульсию гидроксиэтилцеллюлозы, которая в виде 2 -ного раствора обладает вязкостью 200 мПа (200), в воде и эфир стеариновой кислоты 1 (187) в массовом соотношении 11 вводят при одновременном перемешивании в этот раствор,который предварительно добавляют по каплям, вследствие чего образуется эмульсия, которая включает 50 част./млн добавок. Пример 3 Другие эксперименты. Результаты других экспериментов, которые проводят в соответствии с примерами 1 и 2, сведены в табл. 1. Под этой таблицей представлены изменения, внесенные в условия экспериментов. Таблица 1 ЭкспеСмеси Массовое Объемная Добавка (2) Высота римент Соединение (1)(част./млн) концентрация смеси в гидролизной смеси. Для документального подтверждения преимуществ результатов, которые достигаются с применением настоящего изобретения, прилагаются РЭМ фотоснимки. Установлено, что без введения добавок (1) и (2) в результате перекристаллизации получают тонкодисперсный метионин (фотоснимок 170867). Применение соединения (1), которое в общем обладает противовспенивающим действием, также приводит к отсутствию существенного укрупнения зернистости кристаллической структуры (фотоснимок 170875). Оптимальные результаты в соответствии с изобретением отмечают только тогда, когда добавки (2) используют совместно с (1) (фотоснимок 173029). Сопоставление с фотоснимком 173045 показывает, что применение только одних(2) уже приводит к результатам, которые превосходят достигаемые по известной технологии, но добавление (1) оказывает еще более улучшающее действие. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.