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La présente invention est relative à des procédés améliorés pour la récupération d'amino-acides, de matières premières en contenant. L'in- vention est plus spécialement relative à des procédés améliorés pour la ré- cupération diacide glutamique, de solutions résiduaires provenant de mélasses de sucre de betterave, après l'enlèvement total ou partiel du sucre.
La présente invention fournit un procédé de traitement d'une so- lution résiduaire provenant de mélasse de sucre de betterave, après enlève- ment au moins partiel du sucre, qui comprend l'hydrolyse de ladite solution résiduaire avec de l'hydroxyde dé baryum, la neutralisation de cet hydrolysat avec un réactif acide, ce qui forme un sel de baryum, soluble dans l'eau, 1' addition d'une quantité suffisante de méthanol à l'hydrolysat neutralisé pour précipiter du glutamate de baryum, et la séparation du précipité.
De l'acide glutamique a été récupéré de solutions résiduaires pro- venant de mélasses de sucre de betterave, par exemple, en partant d'un fil- trat de Steffen concentré, par un certain nombre de procédas comprenant l'hy- drolyse acide ou alcaline, la séparation d'impuretés, de l'hydrolysat résul- tant, et la cristallisation de l'acide glutamique, soit à son point Isoélec- trique, soit sous forme de chlorhydrate d'acide glutamique.
Par exemple, le brevet U.S.A. 2.373.342 de Royal prévoit l'hydrolyse d'un filtrat de Steffen concentré, avec de la chaux, la neutralisation de l'hydrolysat jusqu'à un pH d'environ 7 avec de l'anhydride carbonique pour précipiter les carbonates insolubles, la séparation de la matière solide de l'hydrolysat, et la cris- tallisation d'acide glutamique à partir de l'hydrolysat, duquel les impuretés ont été enlevées, par cristallisation isoélectrique à un pH d'environ 3,2.
D'autres procédés, par exemple celui du brevet U.S.A. 2.517.601 de Shafor et autres, prévoyent l'hydrolyse d'un filtrat de Steffen concentré, avec une solution de soude caustique, la neutralisation de l'hydrolysat, la séparation d'impuretés inorganiques, et le réglage de l'hydrolysat résultant à un pH d'environ 3,2, point auquel l'acide glutamique est cristallisé
L'hydrolyse de substances génératrices d'acide glutamique, présentes dans un filtrat de Steffen, est généralement pour environ 80 à 90% totale, lorsque de la chaux est utilisée comme agent hydrolytique, et pour environ 95% totale, lorsqu'on utilise de l'hydroxyde de sodium. La récupération totale d'acide glutamique à partir d'un filtrat de Steffen dans des procédés commerciaux a été au maximum d'environ 65%.
On a procédé à des investigations pour découvrir un agent hydrolysant qui hydrolyserait pratiquement totalement la substance génératrice d'acide glutamique, présente dans des matières premières en contenant, telles que des liqueurs provenant de mélasses de sucre de betterave, aussi bien que pour améliorer le processus de traitement en vue de récupérer des quantités plus élevées d'acide glutamique produit par l'hydrolyse.
Un but de la présente invention est de procurer des procédés améliorés pour la récupération d'acide glutamique, de solutions résiduaires provenant de mélasses de sucre de betterave, après enlèvement partiel ou total du sucreo
Un autre but de la présente invention est de prévoir un procédé amélioré pour l'hydrolyse de solutions résiduaires provenant de mélasses de sucre de betterave, après enlèvement partiel ou total du sucre.
Un autre but de la présente invention est de procurer un agent hydrolysant amélioré qui hydrolyse pratiquement complètement les substances génératrices d'acide glutamique, présentes dans des solutions résiduaires provenant de résidus de sucre de betterave, après enlèvement partiel ou total du sucre.
Un autre but de la présente invention est de procurer des procédés améliorés pour la récupération d'acide glutamique, avec un rendement relativement élevé, de solutions résiduaires de sucre de betterave.
Ces buts et d'autres de la présente invention apparaîtront de la
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description donnée ci-après.
Un procédé amélioré pour la récupération d'acide glutamique, de substances résiduaires provenant de mélasses de sucre de betterave, après enlèvement partiel ou total du sucre, comprend l'hydrolyse des substances génératrices diacide glutamique, présentes dans la solution résiduaire, avec de l'hydrolyse de baryum, la précipitation d'acide glutamique, de l'hydroly- sat, sous la forme du sel glutamate de barycm, sous des conditions décrites ci-après, et la récupération d'acide glutamique, du sel glutamate de baryum.
Le baryum., qui est employé initialement comme agent hydrolytique, est également utilisé pour précipiter l'acide glutamique, de l'hydrolysat. L'hydrolyse des solutions résiduaires est pratiquement totale à 100%; lorsqu'on emploie de l'hydroxyde de baryum.
Les matières premières utilisées dans la mise en pratique de la présente invention sont des solutions résiduaires provenant de mélasses de sucre de betterave, après enlèvement partiel ou total du sucre. Le sucre est enlevé, soit par précipitation, par exemple, comme saccharate de métal alcalino-terreux, soit par fermentation. Plusieurs de ces solutions résiduaires sont connues sous le nom de filtrat de Steffen concentré, vinasse, résidus de fermentation de mélasses, schlempe, etc....
Des solutions résiduaires issues du traitement de Steffen sont hydrolysées avec de l'hydroxyde de baryum par chauffage à une température élevée pendant une période de temps suffisamment longue pour hydrolyser pratiquement complètement les substances génératrices d'acide glytamique, se trouvant dans les solutions résiduaires. L'hydrolysat est neutralisé jusqu'à. un pH compris entre environ 6 et environ 10, et le sel de baryum de 1' acide glutamique.est précipité de l'hydrolysat réglé à ce pH, par l'addition de méthanol. Le précipité de glutamate de baryum est séparé, par exemple, par filtration ou par une opération équivalente, et de l'acide glutamique est récupéré de glutamate de baryum.
Dans une forme d'application particulière de la présente invention, une solution résiduaire provenant de mélasses de sucre de betterave, après enlèvement partiel ou total du sucre, par exemple, un filtrat de Steffen concentré, est hydrolysée avec de l'hydroxyde de baryum. Le filtrat de Steffen concentré est soumis à l'action d'hydroxyde de baryum, ou d'oxyde de baryum en présence d'eau.\! ce qui a pour résultat la formation d'hydroxyde de baryum, à une température suffisamment élevée et pendant une période de temps suffisamment longue pour réaliser une hydrolyse pratiquement totale.
Généralement, on ajoute entre environ 250 livres et environ 350 livres d'oxyde de baryum solide ou de l'équivalent de celui-ci., par tonne de filtrat de Steffen concentrée contenant entre environ 60 et environ 65% de solides. Une quantité suffisante d'eau est ajoutée au mélange résultant pour produire un mélange homogène ; par exemple, d'une façon générales environ 250 livres à environ 500 livres d'eau sont suffisantes par tonne de filtrat 'de Steffen concentré. Lorsque le mélange est chauffé à une température comprise entre environ 85 et environ 95 C., pendant environ deux heures à deux heures et demie les substances génératrices d'acide glutamique sont pratiquement totalement hydrolysées.
Lorsqu'on utilise des températures plus élevées ou plus basses, la durée de l'hydrolyse est respectivement diminuée ou prolongée, en vue de réaliser une hydrolyse pratiquement totale. Suivant la température, l'hydrolyse peut être réalisée à la pression atmosphérique ou des pressions supérieures à la pression atmosphérique,, dans un autoclave ou une installation simi laireo
Après achèvement de 1-*hydrolyse, l'hydrolysat est neutralisé jusqu'à un pH compris entre environ 6 et environ 10, de préférence entre environ 7 et environ 9,5,avec un acide qui forme un sel de baryum soluble, par exemple,de l'acide chlorhydrique. Du méthanol est ajouté à la solution résultante en une quantité suffisante pour précipiter pratiquement complètement le sel de baryum d'acide glutamique.
Généralement, on utilise entre environ 3200 livres et environ 10.000 livres de préférence entre environ 3500 livres
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et environ 8000 livres, de méthanol par tonne de filtrat de Steffen con- centré. Dans une forme d'application préférée de l'invention, on utilise environ 5 parties en poids de méthanol pour chaque partie originale en poids de filtrat de Steffen concentré de la teneur en solides, spécifiée ci-avant. Le précipité contenant du glutamate de baryum est séparé de l'hy- drolysat, par exemple, par filtration.
Ce précipité contient environ 95% ou plus de l'acide glutami- que présent à l'origine et en puissance dans le filtrat de Steffen concen- tré, et seulement environ 25% ,des impuretés organiques initialement pré- sentes dans le filtrat de Steffen concentré. L'acide glutamique est ré- cupéré du précipité de glutamate de baryum par tout procédé convenable, par exemple, par dissolution du précipité dans de l'eau, séparation du baryum de la solution résultante sous forme d'un sel insoluble, et cristallisa- tion d'acide glutamique à partir de la solution résultante. On peut ajou- ter du carbonate de sodium, du carbonate de potassium, du bicarbonate de sodium, de l'acide sulfurique, de l'anhydride sulfureux, de l'anhydride car- bonique, etc... , pour précipiter le baryum sous forme d'un sel insoluble dans l'eau.
Le sel de baryum insoluble est séparé de la solution contenant de l'acide glutamique, par exemple, par filtration. Des carbonates sont, de préférence, utilisés pour précipiter le baryum sous forme d'un sel in- soluble dans l'eau, car du carbonate de baryum, après séparation de la so- lutions est facilement converti en oxyde de baryum, par exemple, par chauffage pour réaliser une décomposition thermique. Dans la forme d'application préférée de l'invention, dans laquelle le baryum employé dans l'hydrolyse est également utilisé pour précipiter l'acide glutamique de l'hydrolysat sous forme du sel de baryum, le baryum est alors précipité et séparé comme carbonates est converti thermiquement en oxyde de baryum, et est recyclé à la phase d'hydrolyse sans perte importante de baryum.
L'acide glutamique est séparé de la solution de laquelle le baryum a été enlevé, par tout procédé convenable, par exemple, par cristallisation Isoélectrique, ou sous la forme de chlorhydrate d'acide glutamique.
Dans un cas pratique particulier, la solution contenant l'acide glutamique est neutralisée, par exemple, avec de l'acide sulfurique ou de l'acide chlorhydrique, jusqu'à un pH compris entre environ 4,5 et environ 5,5, de préférence environ 5. La solution réglée à ce pH est concentrée jusqu'à environ 30 à environ 50% du poids original du filtrat de Steffen concentré. Des solides sont séparés de la solution, par exemple, par filtration. Une quantité suffisante d'acide, telle que d'acide chlorhydrique ou sulfurique, est alors ajoutée à la solution exempte de solides, pour donner un pH compris entre environ 2,5 et environ 4,0, de préférence entre environ 3,2 et environ 3,6, et l'acide glutamique, qui se cristallise à partir de la solution, est séparé.
Environ 75% des Impuretés organiques, qui sont habituellement présentes dans les liqueurs mères à partir desquelles l'acide glutamique est cristallisé, ont été éliminées, car environ 25% seulement des Impuretés organiques présentes à l'origine dans le filtrat de Steffen concentré sont précipités avec le glutamate de baryum. Dans les processus habituels, ces Impuretés organiques empêchaient la concentration de la liqueur mère au-delà d'un certain point, car la solution devenait visqueuse et épaisse.
Dans la pratique de la présente invention, la solution à partir de laquelle l'acide glutamique est cristallisé, peut être concentrée jusqu'à un degré beaucoup plus élevé que les liqueurs mères d'acide glutamique habituelles et le rendement d'acide glutamique récupéré est accru, car la quantité d'acide glutamique, perdue dans la liqueur finale, est réduite au minimum, c'est-à-dire, que les pertes se situent entre environ 8 et environ 14%. Dans les procédés courants, dans lesquels l'acide glutamique est récupéré par cristallisation isoélectrique, environ 25 à 30% de l'acide glutamique présent à l'origine dans l'hydrolysat sont perdus dans la liqueur finale et ne sont habituellement pas récupérés, du fait de l'accroissement d'impuretés organiques dans les liqueurs mères.
L'exemple suivant est donné en vue de permettre une meilleure compréhension de la mise en pratique de la présente invention, mais il doit être
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entendu que cet exemple n'est qu'illustratif et qu'il ne constitue pas une limitation de l'invention..
Exemple.
Environ 400 gr de filtrat de Steffen concentré (60% de solides) étaient dilués avec environ 100 ml d'eau, et soumis à hydrolyse par chauffage avec environ 84 gr d'hydroxyde de baryum monohydraté, à une température comprise entre environ 85 et environ 95 C, pendant environ deux heures à deux heures et demie. L'hydrolysat résultant était refroidi et neutralisé jusqu'à un pH d'environ 9 avec de l'acide chlorhydrate. Environ 2400 ml de méthanol étaient ajoutés à l'hydrolysat partiellement neutralisé, et le pré- cïpité de glutamate de baryum qui se formait était séparé par filtration.
Le précipité était dissous dans de l'eau chaude, et on ajoutait environ 35 gr de carbonate de sodium à la solution résultante, en vue de précipiter le carbonate de baryum. Le précipité était séparé par filtration. On ajoutait de l'acide chlorhydrique au filtrat résultant pour réduire le pH à environ 50 La solution ainsi réglée était concentrée jusqu'à environ 150 gr, et des sels inorganiques, tels que du chlorure de potassium, qui se cristallisaient à partir de la solution, étaient séparés de celle-ci par filtration. De 1' acide glutamique était alors récupéré de la solution résultante en réglant le pH de la solution jusqu'à environ 3,2 avec de l'acide chlorhydrique, et en séparant l'acide glutamique, qui se cristallisait, de la solution.
La récupération diacide glutamique était d'environ 83%, par rapport à l'acide glutamique potentiel total, présent comme dérivé précédent dans la matière d'alimentation.
REVENDICATIONS
1. Procédé de traitement d'une solution résiduaire provenant de mélasse de sucre de betterave, après enlèvement au moins partiel du sucre, qui comprend l'hydrolyse de ladite solution résiduaire avec de l'hydroxyde de baryum, la neutralisation de cet hydrolysat avec un réactif acide, ce qui forme un sel de baryum, soluble dans l'eau, l'addition d'une quantité suffisante de méthanol à l'hydrolysat neutralisé pour précipiter du glutamate de baryum, et la séparation du précipité.