L-半胱氨酸盐酸盐的合成工艺

背景技术

L-半胱氨酸盐酸盐在食品、医药等领域具有广泛的应用，是一种重要的氨基酸。

电解还原法是L-半胱氨酸盐酸盐的主流生产工艺，是通过将L-胱氨酸盐酸溶液电解、浓缩、结晶制得。CN1260409A中公开了一种将结晶后母液重新单独电解的方式进行母液回收的工艺，相比于母液重新浓缩、结晶工艺，有效的提高了母液产品质量和产品总回收率。虽然CN1260409A中的母液重新单独电解在一定程度上提高了总收率，但是电解过程耗时长、母液处理量小、母液废弃率高等因素，在一定程度上影响了过程的经济性，也影响了产品总收率。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种L-半胱氨酸盐酸盐的生产工艺，重新设计母液回收的工艺路线，以提高产品L-半胱氨酸盐酸盐的质量和总回收率，并提高过程的经济性。

本发明采用的技术方案如下：

一种L-半胱氨酸盐酸盐的生产工艺，包含以下步骤：

a、配制L-胱氨酸盐酸溶液；

b、将L-胱氨酸盐酸溶液送至电解槽的阴极室进行电解，当电解至阴极室溶液的旋光度稳定后结束电解；

c、将电解后的料液进行浓缩、结晶，经固液分离得到L-半胱氨酸盐酸盐产品晶体和母液；

d、重复上述步骤，在步骤b的电解过程中，将步骤c的母液送入电解槽阴极室，与阴极室溶液混合共同电解至旋光度稳定后结束电解。

进一步的，所述步骤a中，配制的L-胱氨酸盐酸溶液的波美度为15-17°Be'。

进一步的，所述步骤a中，配制的L-胱氨酸盐酸溶液的波美度为16°Be'。

进一步的，所述步骤a中，还包括对所配制的L-胱氨酸盐酸溶液进行除杂。

进一步的，所述步骤a中，除杂过程包括活性炭吸附和过滤。

进一步的，所述步骤b中，阳极室的溶液为酸溶液。

进一步的，所述步骤b中，阳极室的酸溶液为硝酸、盐酸、硫酸中的一种或混合。

进一步的，所述步骤b中，阳极室的酸溶液为硝酸。

进一步的，所述步骤b中，电解槽的阴极电极材质为铅、银或铜镀银，阳极电极材质为钛镀铱或碳板。

进一步的，所述步骤b中，电解槽的阴极电极材质为铅，阳极电极材质为钛镀铱。

进一步的，所述步骤b中，采用低电压、高电流进行电解。

进一步的，所述步骤b中，电解的电压为50v-100v，电流为500A -250A。

进一步的，所述步骤c中，还包括在浓缩前对电解后料液的脱色。

进一步的，所述脱色过程包括活性炭吸附和过滤。

进一步的，所述步骤c中，浓缩过程中控制料液温度不大于80℃。

进一步的，所述步骤c中，采用负压浓缩以控制料液温度。

进一步的，所述步骤c中，浓缩完成时，浓缩液的波美度为31-32°Be'。

进一步的，所述步骤c中，还包括对L-半胱氨酸盐酸盐产品晶体的干燥。

进一步的，所述L-半胱氨酸盐酸盐产品晶体采用低温干燥。

进一步的，所述步骤c中，对浓缩过程蒸发的稀酸进行回收。

进一步的，将所述浓缩过程回收的稀酸用于L-胱氨酸盐酸溶液的配制。

进一步的，所述步骤d中，在步骤b的电解过程中，当阴极室溶液的旋光度从左旋变化至右旋时，将步骤c的母液送入电解槽阴极室，与阴极室溶液混合共同电解至旋光度稳定后结束电解。

进一步的，所述步骤d中，母液的循环利用次数不大于35次。

进一步的，所述步骤d中，母液的加入体积为阴极室溶液体积的10-30%。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：将母液加入电解槽阴极室与L-胱氨酸盐酸溶液形成混合溶液，将混合溶液继续电解，通过该工艺设计，实现了各批次母液的重复利用，相比于单独对母液电解或重新结晶的方式，能够有效的提高L-半胱氨酸盐酸盐产品的收率，各批次质量稳定，并且整个过程废液排放少，同时相比母液单独电解，该工艺母液的利用成本低、效率高，循环经济性好。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

本发明的L-半胱氨酸盐酸盐的生产工艺，包含以下步骤：

a、配制L-胱氨酸盐酸溶液；

b、将L-胱氨酸盐酸溶液送至电解槽的阴极室进行电解，当电解至阴极室溶液的旋光度稳定后结束电解；

c、将电解后的料液进行浓缩、结晶，经固液分离得到L-半胱氨酸盐酸盐产品晶体和母液；

d、重复上述步骤，在步骤b的电解过程中，将上一次步骤c的母液送入电解槽阴极室，与本次的阴极室溶液混合共同电解至旋光度稳定后结束电解。

在L-胱氨酸盐酸溶液的电解过程中，阴极室溶液的旋光度从左旋逐渐变化至右旋，并随着电解的进行右旋值逐渐增加，右旋值到达峰值并相对稳定一定时间，持续电解右旋值将回落。步骤b中旋光度稳定即指该阴极室溶液右旋值达峰值并相对稳定的状态。

L-半胱氨酸盐酸盐的生产工艺，通过以下步骤：

a、以1吨L-胱氨酸和适量的盐酸为原料，配制L-胱氨酸盐酸溶液，得到波美度为15°Be'的L-胱氨酸盐酸溶液，向该L-胱氨酸盐酸溶液加入适量的活性炭进行杂质吸附、过滤；

b、将L-胱氨酸盐酸溶液送至电解槽的阴极室进行电解，电解槽阳极室的溶液为硝酸，阴极电极材质为铅，阳极电极材质为钛镀铱，当电解至阴极室溶液的旋光度稳定后结束电解，电解过程中采用50v的低电压、500A的高电流进行电解；

c、将电解后的料液送入脱色罐，加入活性炭脱色，再经板框过滤、微孔滤芯精滤后，送至浓缩罐浓缩，浓缩过程中采用负压浓缩以控制料液温度不大于80℃，浓缩后得到波美度为31°Be'的浓缩液，将浓缩液送至冷却罐，搅拌至常温使浓缩液结晶完全，经离心机固液分离得到湿品L-半胱氨酸盐酸盐产品晶体和母液，将L-半胱氨酸盐酸盐产品晶体送至滚筒干燥器于60℃下干燥至成品，母液备用；

d、重复进行上述步骤，其中在步骤b的电解过程中，当阴极室溶液在旋光度从左旋变化至右旋的附近时，将上一次步骤c中的母液送入电解槽阴极室，与本次的阴极室溶液混合共同电解至旋光度稳定后结束电解。

本实施方式各批次的L-半胱氨酸盐酸盐过程中，每次步骤c的母液总体积满足阴极室溶液体积10-30%的要求，实现了每次母液的全部循环和利用，经35次的母液循环，母液不再进行循环利用，可将母液单独进行电解或进行后续处理利用。

本实施例中，各批次制得成品为透明无色的条形颗粒状晶体，经检测为L-半胱氨酸盐酸盐，产品符合日本味之素的标准，产品的总收率可到达144%，在母液的循环周期内，各批次的产品质量稳定。

来源：CN107699918A