JPH04217947A - アミノ酸又は核酸の晶析法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アミノ酸又は核酸の晶
析法、特に等電点晶析法および蒸発晶析法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】現在、アミノ酸又は核酸の晶析は、主に
、等電点晶析法、蒸発晶析法、冷却晶析法により行われ
ている。等電点晶析法は、溶液のｐＨを目的とするアミ
ノ酸又は核酸の等電点に近づけることにより晶析する方
法、蒸発晶析法は溶液の水分を蒸発させることにより晶
析させる方法、冷却晶析法は溶液を冷却し晶析させる方
法である。

【０００３】すなわち、等電点晶析法は、図３に示すよ
うに、晶析槽３１にアミノ酸又は核酸溶液ａと酸（また
はアルカリ）ｂを入れ、このアミノ酸又は核酸溶液３２
のｐＨをアミノ酸又は核酸の等電点に近づけることによ
りアミノ酸又は核酸の溶解度を下げて晶析させ、この晶
析した結晶スラリをポンプ３３で引き抜くものであった
。

【０００４】また、蒸発晶析法は、図４に示すように、
晶析缶４１にアミノ酸又は核酸溶液を充填し、このアミ
ノ酸又は核酸溶液を循環用ポンプ４２で熱交換器４３を
通して循環させ、この熱交換器４３で加熱し、水分を蒸
発させて晶析させ、この晶析した結晶スラリをポンプ４
４で引き抜くものであった。

【０００５】以上のような晶析法において、大きな結晶
を得るためには、過飽和度を大きくしたり、滞留時間を
のばすなどの方法があるが、これらは晶析の不安定化、
装置の大型化をまねき効果的な方法とはいえなかった。

【０００６】また、晶析法には連続式と回分式があるが
、連続晶析における結晶の個数のバランスを考えると、
結晶同士や攪拌翼との衝突により、または自然的に発生
する単位時間の核の個数と、引き抜かれる結晶の個数と
は等しい。回分式に於いても同様のことがいえる。 したがって、引き抜かれる結晶の総重量が等しいならば
、核発生の個数の少ない方が結晶粒径が大きくなる。

【０００７】すなわち、選択的に微細晶（微細結晶）を
溶解することにより見かけの核発生個数を減らし、核発
生に費やされる過飽和を結晶の成長促進に使い、大きな
結晶を得られるようにすることができる。

【０００８】そして、従来、この種の晶析法に用いられ
る装置としては、ＤＴＢ型晶析装置、Ｋｒｙｓｔａｌ−
Ｏｓｌｏ型晶析装置等があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のＤＴＢ
型晶析装置等で行なう晶析方法は、いくつかの物質につ
いては実績をあげてきたが、結晶沈降終末速度の差によ
って分級を行なうため、結晶スラリ濃度が高い系やスケ
ーリングが生じ易い物質への適用は困難であった。

【００１０】本発明は、以上の問題点を解決し、結晶ス
ラリ濃度が高い状態であっても、充分に大きな結晶を効
率よく得ることができるアミノ酸又は核酸の晶析法を提
供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされたもので、結晶スラリを液体サイク
ロンで分級し、分級された微細晶を溶解した後、再び結
晶スラリに戻すようにしたものである。

【００１２】すなわち、本発明のアミノ酸又は核酸の晶
析法は、アミノ酸又は核酸を晶析させるに際し、液体サ
イクロンでアミノ酸又は核酸結晶スラリを分級させて取
得した微細晶を溶解せしめた後、その溶解液を該結晶ス
ラリにリサイクルすることにより、大きな粒径のアミノ
酸又は核酸結晶を取得することを特徴として構成されて
いる。

【００１３】本発明で用いるアミノ酸又は核酸の溶液は
、発酵液、酵素反応液あるいは合成液又はそれらの精製
途上の溶液のいずれであってもよい。

【００１４】また、本発明でいう微細晶とは、アミノ酸
又は核酸の結晶スラリ中、結晶の平均粒径の８０％以下
の粒径の結晶をいう。ここで、該結晶の平均粒径は２０
〜１０００μｍの結晶である。例えば、通常、グルタミ
ン酸ナトリウムの平均粒径は１００〜８００μｍ、グア
ノシンの場合は３０〜５００μｍである。

【００１５】微細晶を溶解するには、各種手段で適宜行
なうことができる。例えば、酸またはアルカリを加えて
スラリのｐＨをアミノ酸又は核酸の等電点からずらす手
段、加熱する手段がある。

【００１６】液体サイクロンで分級された粗結晶側のス
ラリは、晶析槽、晶析缶等のアミノ酸又は核酸を晶析さ
せる手段に戻してやっても、また、それをそのまま取り
出して結晶を得てもよい。

【００１７】

【作用】本発明のアミノ酸又は核酸の晶析法は、晶析槽
中の全結晶スラリー体積量のうち、毎時５〜５００％相
当を液体サイクロン側へ搬送し、液体サイクロンで分級
された微細晶を完全に溶解せしめた後、結晶スラリにリ
サイクルし、微細晶の個数を制御して過飽和度を高い状
態に保ち、結晶の成長を促進して大きな結晶を効率よく
晶析させる。

【００１８】

【実施例】本発明によるアミノ酸又は核酸の晶析法を等
電点晶析法に適用した一実施例を図１に基づいて説明す
る。

【００１９】図１は本発明によるアミノ酸又は核酸の晶
析法を実施するための等電点晶析法に用いる晶析装置の
概略図である。

【００２０】図１において、１は晶析槽で、酸又はアル
カリでアミノ酸又は核酸の等電点に近づけられたアミノ
酸又は核酸溶液２が満たされている。この晶析槽１は、
循環用ポンプ３を介して晶析槽１の液面上方に位置する
液体サイクロン４に連結され、この液体サイクロン４の
粗結晶側出口４ａは晶析槽１の液面に対向し、微細晶側
出口４ｂは搬送管５で微細晶溶解槽６に連結されている
。

【００２１】この微細晶溶解槽６は、液面上方に酸（ま
たはアルカリ）供給用の酸（またはアルカリ）供給管７
が設けられるとともに、溶解した溶液を晶析槽１へ送る
搬送管８が連結されている。

【００２２】また、晶析槽１には、液面上方にアミノ酸
又は核酸溶液供給管９が設けられるとともに、晶析した
結晶スラリを排出する排出管１０が排出ポンプ１１を介
して連結されている。

【００２３】以上のような晶析装置でアミノ酸又は核酸
の晶析を行なうには、まず、晶析槽１にアミノ酸又は核
酸溶液供給管９からアミノ酸又は核酸溶液を供給しつつ
攪拌する。そして、晶析した結晶スラリをポンプ３で引
き抜き液体サイクロン４に送り込む。この液体サイクロ
ン４に送り込まれた結晶スラリは、粗結晶を多く含む流
れと、主に微細晶を含む流れとに分級され、粗結晶を含
む流れは粗結晶側出口４ａを通って晶析槽１に戻され、
微細晶を含む流れは微細晶側出口４ｂおよび搬送管５を
通って微細晶溶解槽６に供給される。

【００２４】この微細晶溶解槽６に微細晶を含む流れを
供給するとともに、酸（又はアルカリ）を供給し、溶液
のｐＨをアミノ酸又は核酸の等電点よりずらして微細晶
を溶解させる。そして、この微細晶が溶解した溶液を搬
送管８で晶析槽１へ送り返す。

【００２５】このような操作を繰り返すことにより、微
細晶の数が制限されるので、晶析槽１内の過飽和度を安
定的に高い状態に保つことができ、結晶の成長が速く、
大きな結晶が効率的に晶析する。そして、この大きな結
晶が晶析した結晶スラリを排出ポンプ１１で抜き出す。

【００２６】次に、本発明によるアミノ酸又は核酸の晶
析法を蒸発晶析法に適用した他の実施例を図２に基づい
て説明する。

【００２７】図２は、本発明によるアミノ酸又は核酸の
晶析法を実施するための蒸発晶析法に用いる晶析装置の
概略図である。

【００２８】図２において、２１は晶析缶で、アミノ酸
又は核酸溶液が充填されている。この晶析缶２１の側壁
部と底部間は、第１ポンプ２２および第１熱交換器２３
を介して連結されるとともに、第２ポンプ２４、液体サ
イクロン２５の微細晶側出口２５ａおよび第２熱交換器
２６を介して連結されている。そして、サイクロン２５
の粗結晶側出口２５ｂには搬出管２７が連結されている
。

【００２９】以上のような晶析装置でアミノ酸又は核酸
の晶析を行なうには、第１および第２ポンプ２２、２４
を作動させてアミノ酸又は核酸溶液を循環させる。した
がって、アミノ酸又は核酸溶液は第１熱交換器２３で加
熱され、晶析缶で水分が蒸発し晶析する。また同時に、
第２ポンプ２４で循環させられるアミノ酸又は核酸溶液
は、液体サイクロン２５で微細晶を含む流れと粗結晶を
含む流れとに分級され、微細晶を含む流れは第２熱交換
器２６に送られる。

【００３０】この第２熱交換器２６に送り込まれた微細
晶を含む溶液は、加熱されて微細晶が溶解させられ、そ
の後晶析缶２１に送られる。

【００３１】また、液体サイクロン２５の粗結晶を含む
流れを排出管２７で引き抜き、大きな粒径の揃った結晶
を得る。また、このとき、液体サイクロン２５の粗粒側
は結晶が濃縮されてくるので、晶析缶２１内の結晶濃度
を低い状態に保ちながら晶析率を上げている。

【００３２】次に、図１に示す装置を用いグルタミン酸
及びグアノシンの等電点晶析に適用した実施例について
説明する。

【００３３】実施例１ グルタミン酸濃度１０ｇ／ｄｌ、ｐＨ７．０のグルタミ
ン酸発酵液の供給量を毎時５ｍ３、濃塩酸の供給量を毎
時０．５ｍ３、晶析槽の張り込み量を１００ｍ３、晶析
温度を２０℃、引き抜き量を毎時５．５ｍ３とした時、
平均粒径６０ミクロンのグルタミン酸結晶を得た。

【００３４】そして、液体サイクロンへ搬送される結晶
スラリ循環量を毎時１５ｍ３とし、直径２０ｍｍ、長さ
１６０ｍｍの液体サイクロン２５本を用い、供給される
結晶スラリのうち３０％を微細晶側に、７０％を粗結晶
側に流し、０．５ｍ３張り込みの微細晶溶解槽に微細晶
を含む流れと濃塩酸とを混合し晶析槽に戻し、それ以外
は前述と同一条件とすることにより、平均粒径１００ミ
クロンのグルタミン酸結晶を得た。

【００３５】実施例２グアノシン濃度２０％、ｐＨ１２
、温度７０℃のグアノシン溶液の供給量を毎時１ｍ３、
濃塩酸の供給量を毎時０．０５ｍ３、晶析槽の張り込み
量を２０ｍ３、引き抜き量を毎時１．２ｍ３とした時、
平均粒径５０ミクロンのグアノシン結晶を得た。

【００３６】そして、スラリ循環量を毎時３ｍ３とし、
直径２０ｍｍ、長さ１６０ｍｍの液体サイクロン５本を
用い、供給される結晶スラリのうち２０％を微細晶側に
、８０％を粗結晶側に流し、０．２ｍ３の張り込みの微
細晶溶解槽に微細晶を含む流れと濃塩酸とを混合し、晶
析槽に戻し引き抜きスラリを冷却し、それ以外は前述の
条件とすることにより平均粒径８０ミクロンのグアノシ
ン結晶を得た。

【００３７】さらに、第２図に示す装置を用い、グルタ
ミン酸ソーダ（ＭＳＧ）の連続蒸発晶析に適用した実施
例について説明する。

【００３８】実施例３晶析缶張り込み量５ｍ３、ＭＳＧ
　４０ｇ／ｄｌ溶液供給量毎時２ｍ３、水分蒸発量毎時
１ｍ３の通常運転条件で、平均粒径　５００ミクロンの
ＭＳＧ結晶を得た。

【００３９】そして、直径１００ｍｍ、長さ３００ｍｍ
の液体サイクロン１本を用い、供給される結晶スラリの
うち９０％を微細晶側に、１０％を粗結晶側に流し晶析
を行ない、それ以外は前述の条件と同一とすることによ
り、平均粒径８００ミクロンのＭＳＧ結晶を得た。

【００４０】実施例４ また、Ｌｙｓの連続蒸発晶析では、晶析缶張り込み量１
０ｍ３、Ｌｙｓ　５０ｇ／ｄｌ溶液供給量毎時１．６ｍ
３、水分蒸発量毎時０．６ｍ３の通常運転条件で平均粒
径４００ミクロンの結晶が、実施例３と同一条件により
平均粒径６００ミクロンの結晶となった。

【００４１】実施例５Ｌ−Ｐｈｅのプロセスに適用した
ケースでは、晶析缶張り込み量１０ｍ３、Ｐｈｅ　３ｇ
／ｄｌ溶液供給量毎時２．５ｍ３、水分蒸発量毎時１．
５ｍ３の通常運転条件では平均粒径４００ミクロンの結
晶が、実施例３と同一の条件により６００ミクロンの結
晶となった。

【００４２】

【発明の効果】本発明は、液体サイクロンの分級により
得た微細晶を溶解した後、結晶スラリにリサイクルする
ことにより、結晶スラリ濃度が高い系やスケーリングの
起きやすい物質であっても、微細晶を分級することがで
きるので、微細晶の個数を制限して過飽和度を高い状態
に保ち、大きな結晶を効率よく晶析させることができる
。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１図は本発明によるアミノ酸又は核酸の晶析
法を等電点晶析に用いた一実施例を実施するための晶析
装置の概略図。

【図２】第２図は本発明によるアミノ酸又は核酸の晶析
法を蒸発晶析に用いた一実施例を実施するための晶析装
置の概略図。

【図３】第３図は従来の等電点晶析に用いる晶析装置の
概略図。

【図４】第４図は従来の蒸発晶析に用いる晶析装置の概
略図である。

【符号の説明】

１…晶析槽 ４、２５…液体サイクロン ６…微細晶溶解槽 ２１…晶析缶 ２３、２６…熱交換器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　アミノ酸又は核酸を晶析させるに際し
   、液体サイクロンでアミノ酸又は核酸結晶スラリを分級
   させて取得した微細晶を溶解せしめた後、その溶解液を
   該結晶スラリにリサイクルすることにより、大きな粒径
   のアミノ酸又は核酸結晶を取得することを特徴とするア
   ミノ酸又は核酸の晶析法
2. 【請求項２】　　微細晶を溶解させるに際し、酸又はア
   ルカリ溶液を用いる請求項１に記載のアミノ酸又は核酸
   の晶析法
3. 【請求項３】　　微細晶を溶解させるに際し、加熱によ
   る請求項１に記載のアミノ酸又は核酸の晶析法