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La présente invention est relative à des procédés de production de sels d'acide glutamique. Elle se rapporte plus spécialement à des sels calciques diacide glutamique et à leurs procédés de production.
La présente invention procure un procédé de préparation de cris- taux de diglutamate monooalcique, qui comprend la préparation d'une solu- tion contenant du diglutamate monocalcique, le chauffage de ladite solution jusqu'à une température comprise entre environ 70 C et environ le point d'ébullition, température à laquelle la solution est au moins saturée,l'a- gitation de la solution chaude pendant ensemencement avec du. diglutamate monocalcique en phase solide, la cristallisation du diglutamate monocalci- que à partir de la solution ensemencée, et la séparation des cristaux de diglutamate monocalcique.
Le diglutamate monocalcique est le sel calcique monobasique d'a- cide glutamique. Lorsque de l'acide glutamique aqueux et de la chaux sont combinés pour produire une solution contenant du diglutamate monocalci- que, la solution peut être saturée, par exemple, par évaporation, pour pro- duire une solution sursaturée stable. Cette solution est si stable qu'elle peut être concentrée jusqu'à presque n'importe quel degré, et aucune cris- tallisation spontanée du diglutamate monocalcique . ne se produit. De telles solutions, lorsqu'elles sont évaporées dans un récipient ouvert, à environ la température atmosphérique, font prise en une matière dure similaire vitreuse. Des cristaux de diglutamate monocaloique ne sont pas obtenus.
Des essais pour cristalliser le diglutamate monocalcique en partant de solutions moins concentrées en laissant la solution au repos pendant de Iongues périodes de temps ont pour résultat de très petites productions de cristaux. L'impossibilité d'obtenir une cristallisation satisfaisante du' diglutamate monocalcique a conduit au séchage par pulvérisation ou solutions concentrées du sel, ce qui conduit à des particules desquelles l'eau est enlevée par déshydratation.
Un but de la présente invention est de procurer un procédé amélioré pour la cristallisation de diglutamate monocaloique.
Un autre but de la présente invention est de procurer un procédé de production de diglutamate monocalcique cristallin en par-tant de ses solutions aqueuses, et ce en rendements satisfaisants.
Un autre but de la présente invention est de procurer un procédé praticable commercialement pour la cristallisation relativement rapide de diglutamate monocalcique.
Un autre but de la présente invention est de procurer un procédé de préparation de cristaux d'ensemencement pour la cristallisation de diglutamate monooalcique.
Ces buts et d'autres encore de la présente invention apparaîtront mieux de la description donnée ci-après à titre d'exemple non limitatif.
On a découvert que des cristaux de diglutamate monocalcique sont produits en maintenant une solution, qui est au moins saturée en ce qui concerne le diglutamate monocalcique, à une température élevée et, pendant agitation de la solution, elle est ensemencés de diglutamate monocalcique préparé soit dans une cristallisation précédente, soit comme décrit ci-après. Lorsque la solution de diglutamate moncalcique est maintenue à une température élevée pendant ensemencement, on obtient un bon rendement de cristaux de diglutamate monocalcique, lors d'une cristallisation subséquente.
Des températures comprises entre environ 60 C et environ le point d'ébullition de la solution, de préférence des températures comprises entre environ 75 C et environ 85 C, sont utilisées pour l'ense- mencement. Si la solution est ensemencée à une température voisine de la température atmosphérique, la cristallisation est lente, et les rendements sont très pauvres à moins de prévoir une période d'au moins plusieurs senaines de cristallisation.
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Dans un mode d'application de la présente invention, environ deux moles d'acide glutamique en solution aqueuse sont mises en réaction avec un composé de calcium, contenant de l'oxygène, inorganique, basique, par exempleenviron une mole d'hydroxyde de calcium, de carbonate de calcium, ou d'oxyde de calcium, pour produire une solution de diglutamate monocal- cique. Des impuretés insolubles sont alors séparées de la solution, par exemple par filtration. La solution résultante est concentrée, par exemple, par évaporation, jusqu'à environ 50% à environ 70% de diglutamate monocal-
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ci.que, de préférence environ ô0 de diglutamate-monocaloique.
La solution concentrée est chauffée jusqu'à une température (et maintenue à celle-ci) à laquelle la solution est au moins saturée ou, de préférence, sursaturée en ce qui concerne le diglutamate monocalcique, par exemple, entre environ
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75 et environ 90 G. Pendant agitation de la solution chaude, on ajoute un ensemencement de diglutamate monocaloique. Du diglutamate monocalcique est cristallisé à partir de la solution ensemencée lors d'un refroidissement ou d'une autre concentration de la solution, et est séparé de la solution, par exemple par filtration.
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Le diglutamate monocalcique d'ensemencement est préparé, soit dans une cristallisation précédente, soit par déshydratation d'une matière produite en séchant par pulvérisation une solution concentrée de di- glutamate monocalcique. Cette solution de diglutamate monocalcique peut etre préparée de la même manière que la solution à partir de laquelle le
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diglutamate monacaldqpe doit être cristallisé. Cependant, les particules d'ensemencement résultantes contiendront toutes les impuretés solubles présentes dans la solution originale, l'impureté principale étant du magnésium qui est introduit avec la chaux. Dans une pratique préférée, une solution qui est pratiquement exempte de magnésium est employée pour le séchage par pulvérisation.
Une solution de diglutamate monocalcique, qui est pratiquement exempte de magnésium, est préparée en combinant de l'acide glutamique dans de l'eau. et une quantité suffisante d'hydroxyglutamate de cal-
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cium ou de monogluta,mate monocaloique trihydraté pour obtenir un :il d'en- viron 7,0 Ces composés sont préparés- de manière- à être sensiblement libres de magnésium. Par exemple, environ une mole d'oxyde de calcium ou d'hydroxyde de calcium est mise en réaction avec environ une mole d'acide glutamique dans de l'eau.
Des solides insolubles, tels que de la silice et de l'hydroxyde de magnésium, sont séparés de la solution alcalineo Une solution, contenant environ. une mole d'acide glutamique est ajoutée à la solution résultante pour produire une solution neutre, sen-
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siblement libre de magnésium, de diglutamate monocalcique. Cette solu- tion est séchée par pulvérisation dans une installation habituelle quelconque., Suivant le type d'installation utilisé, par exemple, le type à ajutages de pulvérisation, la solution est concentrée ou diluée avant ledit séchage par pulvérisation. La solution résultante de diglutamate monocalcique est alors séchée par pulvérisation à une température convena-
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ble, par exemple, entre'-environ 100 et environ 3052C.
Le diglutamate mo- nocalcique séché par pulvérisation, après séchage jusqu'à, un état anhy- dre, est utilisé pour l'ensemencement de solutions de diglutamate mono-
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calcique, en vue d'obtenir du diglutamate rronocalciqae cristallin.
Dans une forme d'application particulière de l'invention, la solution de diglutamate monocalcique est préparée en mélangeant environ une mole de chaux avec une boue aqueuse contenant environ deux moles d'acide glutamique dans environ un litre d'eau. La solution résultante a un
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pH compris entre environ 6,7 et environ 7,2 , dé préférence environ 7 ,0.
Si on le désire, du carbone décolorant et un adjuvant de filtration sont ajoutés à la solution qui est alors chauffée à une température comprise
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entre environ 40 et environ 70 C, de préférence entre- environ 50 et environ 602C. pendant environ une demi-heure à environ une heure et de- mieo De la matière insoluble est séparée de la solution résultante, par exemple par filtration-., à une température comprise entre environ 50 et
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environ 60 C, et le gâteau de filtration est lavé à l'eau. Le filtrat con- tenant du diglutamate monocalcique est concentré de toute manière convena- ble pour produire une solution ayant une concentration comprise entre en- viron 50% et environ 70% de diglutamate monocalcique, de préférence envi- ron 605.
On utilise, de préférence, une évaporation sous le vidéo Cette solution est chauffée jusqu'à environ 80 à environ 90 C de préférence environ 85 C, température à laquelle elle est sursaturée et, pendant que ladite solution est agitée à la température élevée, elle est ensemencée avec du diglutamate monocalcique en phase solide. L'agitation est poursui- vie pendant quelques minutes pendant que du diglutamate monocalcique se cristallise à partir de la solution. La solution est alors refroidie et/OU concentrée, et les cristaux qui se forment sont séparés, de préférence par une centrifugeuse, et sont lavés et sèches.
Dans une autre forme d'application particulière, du monogluta- mate monocalcique trihydraté, à partir duquel les cristaux d'ensemencement sont obtenus9 est préparé en transformant en boue de l'acide glutamique d'environ 99% de pureté dans de l'eau, et en ajoutant de l'oxyde de cal- cium ou de l'hydroxyde de calcium à la boue jusqu'à.ce que la boue résultante ait un pH compris entre environ la,6 et environ la ,80 Les quantités utilisées des agents réagissants et de l'eau sont suffisantes pour produire une boue contenant entre environ 10% et environ 15% de monoglutamate monocalcique trihydraté. Le sel trihydraté est, de préférence, préparé en chauffant la boue entre environ 50 et environ 60 C.
Lorsqu'on prépare une petite quantité du sel, des températures supérieures peuvent être utilisées si la période de chauffage est courte, et les opérations nécessaires peuvent être réalisées rapidement. Par exemple, la boue est chauffée jusqu'à son point d'ébullition, et de la matière insoluble, qui est principalement constituée par de l'hydroxyde de magnésium et de la silice, est séparée immédiatement. La solution, à partir de laquelle la matière insoluble a été séparée,
est immédiatement refroidie avec agitation et emmagasinée pendant au moins environ une heure à une température comprise entre environ 20 et environ 30 C Du monoglutamate monocalcique trihydraté est séparé de la boue résultante et est séché à environ 70 Co '-Pour préparer le monoglutamate monocalcique trihydraté sur une plus grande échelle, de l'acide glutamique est transformé en boue dans de l'eau, et de l'hydroxyde de calcium ou de l'oxyde de calcium sont ajoutés jusqu'à ce que le pH de la boue résultante soit compris entre environ 10,6 et environ la ,8 , entre environ 50 et environ 60 C. La quantité d'acide glutamique et d'eau est telle que la solution résultante contient environ 3 ,8% de monoglutamate monocalcique trihydraté.
De la matière insoluble est séparée de la solution,par exemple, par filtration, et le filtrat est évaporé, par exemple, à une température d'environ 50 C, pour produire une boue contenant entre environ la% et environ 15%, de préférence environ 12% de monoglutamate monocalcique trihydraté. La boue résultante est refroidie jusqu'à environ 20 à environ 30 C, et le sel trihydraté est séparé de la boue refroidie.
De l'hydroxyglutamate de calcium, à partir duquel les grains d'ensemencement sont préparés, est formé par la réaction d'environ une mole d'acide glutamique avec environ une mole, soit d'oxyde de calcium, soit d'hydroxyde de calcium, en solution aqueuse. Ce sel est préparé de la même manière que le monoglutamate monocalcique trihydraté, sauf que le filtrat obtenu, après enlèvement des solides insolubles , est concentré à une tem- pérature comprise entre environ 80 et environ 90 C, plutôt qu'à environ 50 Co La boue qui contient entre environ 10% et environ 15%, de préférence environ 12%, de l'hydroxyglutamate de calcium, est refroidie, et les cristaux sont séparéso
Dans la préparation de la matière d'ensemencement, l'acide glutamique est mélangé avec une boue,
soit d'hydroxyglutamate de calcium, soit du sel trihydraté, jusqu'à ce que le pH de la solution résultante at-
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teigne environ 7. Les quantités des agents réagissants et de l'eau sont, de préférence, suffisantes pour produire environ une solution à 30% de diglutamate monocalcique, bien que des concentrations inférieures dans la solution soient satisfaisantes. La solution résultante est alors concentrée ou diluée pour produire une solution qui convienne pour un séchage par pulvérisation. Le diglutamate monocalcique séché par pulvérisation est séché jusqu'à un état anhydre, et les particules résultantes qui sont pratiquement exemptes de magnésium peuvent être utilisées comme ensemencement dans la production de cristaux de diglutamate monocalcique, comme décrit ciavant.
Une fois obtenus les cristaux de diglutamate moocalcique, ils peuvent être utilisés dans des cristallisations subséquentes comme cristaux d'ensemencement, et, si on le désire, ils peuvent remplacer, comme cristaux d'ensemencement, les particules séchées par pulvérisation et déshydratée so
Les exemples particuliers du procédé, donnés ci-après, sont simplement illustratifs et ne sont pas destinés à constituer une limitation de l'inventiono .
EXEMPLE 1
Environ 530 gr d'aci-de glutamique à 99% étaient mélangés avec environ 1500 ml d'eau. De la chaux pulvérulente était ajoutée à la boue résultante, jusqu'à ce que le mélange ait un il d'environ 7. Entre environ 100 gr et environ 110 gr d'oxyde de calcium, ou entre environ 134 gr et environ 147 gr d'hydroxyde de calcium étaient ajoutés à la boue suivant la pureté de la chaux. Environ 15 gr de carbone et environ 15 gr d'adjuvant de filtration étaient ajoutés à la boue qui était alors chauffées jusqu'à une température comprise entre environ 50 et environ 60 C, et agitée à cette température pendant environ une demi-heure. De la matière insoluble était séparée par filtration, et le filtrat était évaporé jusqu'à un poids d'environ 1000 gr.
La solution concentrée était chauffée jusqu'à environ 85 C et, pendant que la solution était agitée, elle était ensemencée avec environ 6 gr de diglutamate monocalcique, préparé- comme décrit à l'exemple II. L'agitation de la solution chaude était poursuivie pendant environ 15 minutes; la solution était laissée à refroidir ensuite jusqu'à environ 35 et à se cristalliser pendant une nuit. Des cristaux de diglutamate monocalcique étaient séparés de la solution par centrifugation, et étaient lavés et séchés. Environ 210 gr de cristaux de diglutamate monocalcique étaient obtenus, ce qui constitue un rendement d'environ 35%, par rapport à l'acide glutamique employé.
EXEMPLE II
Environ 80 gr d'acide glutamique à 99% étaient transformés en boue avec environ 850 ml. d'eau, et la boue était réglée jusqu'à un il compris entre environ 10,7 et environ 10,8 avec de l'hydroxyde de calcium pulvérulento La boue résultante était rapidement chauffée jusqu'à son point d'ébullition et était ensuite immédiatement filtrée pour séparer l'hydroxyde de magnésium et la silice qui étaient introduits avec la chaux.
Pendant agitation, le filtrat était refroidi et emmagasiné à une température comprise entre environ 25 et environ 30 C pendant environ une à deux heures. Du monoglutamate monocalcique trihydraté était séparé par filtration.
Environ 120 gr (0,5 mole) du trihydrate étaient mélangés avec environ 74 gr (0,5 mole) d'acide glutamique transformé en boue dans 500 gr d'eau, pour produire une soiution de- diglutamate monocalcique. La solution résultante était séchée par pulvérisation. La matièr: séchée par pulvérisation était séchée jusqu'à un état anhydre dans un four, et ensuite elle était utilisée comme ensemencement pour produire des cristaux de diglutamate monocalcique.