JPS58755B2

JPS58755B2 - アミノ酸の製造法

Info

Publication number: JPS58755B2
Application number: JP55021540A
Authority: JP
Inventors: 岸田孝之助; 富家和男
Original assignee: Yuasa Corp
Current assignee: Yuasa Corp
Priority date: 1980-02-25
Filing date: 1980-02-25
Publication date: 1983-01-07
Also published as: JPS56118047A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、アミノアセトニトリル、α−アミノプロピオ
ニトリルリルのいずれか一つを含む水溶液に、／に酸化ナトリウ
ムまたは水酸化カリウノ・の水溶液す那えて加熱するこ
とによって得られた、グリシン、α−アラニンまｌこは
β−アラニンのすｌ・リウム塩またはカリウド塩水溶液
を、陽イオン交換膜を隔膜と１〜て用いた電解槽内でイ
オン交換することにより、グリシン、α−アラニンまた
はβ−アラニン水溶液を得ると同時に水酸化ナトリウム
または水酸化カリウム水溶液を回収する方法に関するも
のである。

グリシン、α−アラニン、およびβ−アラニン（以下ア
ミノ酸と総称する）を得るための有利な方法の一つは、
それぞれ、アミノアセトニトリル、（ＮＨ２ＣＨ２ＣＮ
）、α−アミノプロピオニトリル（ＣＨ３ＣＨ（ＮＨ２
）ＣＮ）およびβアミノプロピオニトリル（ＮＨ２ＣＨ
２ＣＨ２ＣＮ）（以下アミノニトリルと総称する）を水
溶液中ではゞ等モルの水酸化ナトリウム等のようなアル
カリと反応させて、アミノ酸のアルカリ均水溶液を得た
後、これをイオン交換してアミノ酸水溶液とし、さらに
濃縮、晶析、ろ過、乾燥等の工程を経てアミノ酸結晶を
得るもので、その際に用いられるイオン交換の方法とし
ては、従来、主に、（ア）Ｈ＋型陽イオン交換樹脂と接触させる方法、およ
び、（イ）鉱酸により中和し、生じた鉱酸塩を電気透析によ
り除去する方法、のいずれかが採用されてきた。

しかし、（ア）のイオン交換樹脂法は次のような欠点を
持っている。

（ａ）使用した樹脂を再生するには、イオン交換し
たアルカリと等量またはそれ以上の酸を消費する。

（ｂ）使用した酸とアルカリは、すべて、塩となっ
て再生廃液中に含まれ、しかもその濃度は比較的低い。

したがって回収が困難であり、また回収しても利用価値
が低い。

（Ｃ）イオン交換により生じたアミノ酸を高収率で
得るためには、使用後の樹脂を再生する前に大量の水で
洗い、吸着しているアミノ酸を溶出させることが必要で
ある。

そのために、得られるアミノ酸溶液の濃度は低い。

このことは、以後の、アミノ酸を単離する工程において
、大量の水を蒸発させる必要を生じ、当該工程における
エネルギーの消費量を大きくする。

（ｄ）上記（ｃ）項で述べたように大量の水で洗っ
た後にも、樹脂には少量のアミノ酸のほか、原料のアミ
ノ酸塩溶液中に不純物として含まれていた有機物が、か
なりの量で吸着されており、それらは樹脂の再生に際し
て脱着し、（ｂ）項で述べた再生廃液中に含まれる。

そのために、アミノ酸の収率が下るだけでなく、廃液は
ＢＯＤ値およびＣＯＤ値が高く、何等かの処理をしなけ
れば廃棄できない。

ところが、この廃液は量が多く、塩分を含んでいるので
、処理は容易ではなく、その費用も安くはない。

（ｅ）イオン交換操作は、多くのステップをくり返
す繁雑なもので、連続化、自動化などによる合理化が困
難である。

また、イオン交換−再生のくり返しによる樹脂の破砕や
消耗が激しく、運転経費を高めるだけでなく、樹脂層の
目づまりや、片流れ等、操作上のトラブルを発生させる
ことも多い。

一方、（イ）の電気透析法においても、発生の機構はや
ゝ異なるものの、樹脂法とはゞ同様の欠点がある。

すなわち、次の通りである。（ａ）中和のために、
アミノ酸塩溶液中に含まれるアルカリと等量の酸が必要
である。

（ｂ）使用した酸とアルカリはやはり塩の水溶液（
以下廃液と呼ぶ）として回収されるので、再利用が困難
であり、またその価値も低い。

（Ｃ）電気透析装置においては、アミノ酸溶液は、
陽イオン交換膜と陰イオン交換膜とにはさまれた空間を
流れるので、液のｐＨ値が当該アミノ酸の等電点より酸
性またはアルカリ性のいずれかの側に変動した場合にも
、アミノ酸は正負いずれかに荷電され、その荷電の正負
に応じていずれかのイオン交換膜を通して廃液中へ失な
われ、収率が低下する。

等電点付近では、わずかな酸またはアルカリの存在によ
ってｐＨ値は大きく変動するが、脱塩されるべきアミノ
酸水溶液には、通常は不純物として種々の酸性またはア
ルカリ性の有機物質が含まれており、その量は一定して
いないので、アミノ酸が荷電されないようなｐＨ値に保
つことは極めて困難である。

したがって、アミノ酸の収率を高く保つためには、入念
な工程管理を要する。

（ｄ）不純物として含まれる酸性またはアルカリ性
の物質は、アミノ酸より電離しやすく、その荷電の正負
に応じて、いずれかの膜を透過して廃液中へ移動する。

したがって、廃液は、これらの有機物をも含むためにＢ
ＯＤ値およびＣＯＤ値が高く、その処理は、イオン交換
樹脂法の場合と同じく、容易ではなく費用も大きい。

（ｅ）本発明で取扱うアミノ酸は分子量が比較的小
さいので、等電点においても分子拡散によって膜を透過
して廃液中へ失なわれる。

この損失を少なくするためには溶液中のアミノ酸濃度を
低くおさえることが有効であるが、そうすると、後の濃
縮工程におけるエネルギー消費量が多くなる。

アミノ酸を製造する方法は他にも多く知られているが、
現在量も秀れていると見られる前記方法においてさえ、
このように多くの欠点を持っている。

本発明者等は、前記在来法の長所、すなわち、反応工程
の容易なことを生かしつぎ、上記のような欠点を持たな
い方法、すなわち、（ア）酸を消費しないこと、（イ）使用したアルカリを回収して、アミノニトリルの
加水分解工程において再使用すること、（つ）アミノ酸
の損失をなくすこと、に）廃液を発生させないこと、（イ）アミノ酸溶液の希釈が起こらず、濃縮のためのエ
ネルギー消費が少なくなること、（カ）工程管理の容易な連続操作とすること、のすべて
を可能にする方法を確立するべく種々検討した結果、ア
ミノニトリルのアルカリによる加水分解工程と電極によ
るイオン交換工程とを組み合わせることによって所期の
目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至
った。

本発明は、アミノニトリルとアルカリを水溶液中で反応
させることによってアミノ酸のアルカリ塩水溶液を得る
第１工程と、これを電解イオン交換することによってア
ミノ酸水溶液およびアルカリ水溶液を得る第２工程との
組合せより成る。

一般にアミノニトリルの加水分解反応のためには、水酸
化ナトリウムおよび水酸化カリウムの他に水酸化バリウ
ム等のような多くのアルカリ性物質が使用できるが、本
発明においては、第２工程における電解イオン交換を円
滑に行うために、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウ
ムのいずれかを使わなければならない。

以下においては、簡単のために、水酸化ナトリウムを用
いた場合について説明するが、すべての記述は水酸化カ
リウムを用いた場合にもそのまゝあてはまる。

本発明の第１工程においては、アミノニトリルの水溶液
に水酸化ナトリウムの水溶液を加えて加熱、攪拌するこ
とにより、ニトリル基の加水分解反応を行なわせてアミ
ノ酸を生じさせる。

生じたアミノ酸は、たゞちに水酸化ナトリウムを中和し
てナトリウム塩となる。

反応により生じたアンモニアは、大部分が蒸発して系外
に去る。

この反応はすでに工業的規模の実施例も多く、広い範囲
の反応条件で順調に進行する。

原料のアミノニトリルを得る最も一般的な方法は、グリ
シンにあってはグリコロニトリル（ＨＯＣＨ２ＣＮ）、
α−アラニンにあってはラクトニトリル（ＣＨ３ＣＨ（
ＯＨ）ＣＮ）β−アラニンにあってはアクリロニトリル
（ＣＨ２＝ＣＨＣＮ）を、過剰のアンモニアと常圧また
は加圧下で反応させるもので、工業的に広〈実施されて
いる。

これらの方法で得られるアミノニトリルは、未反応のま
ゝ残留しているアンモニアの他に、副生したイミノ体す
なわちイミノビスアセトニトリル、α・α′−イミノビ
スプロピオニトリル、β・β′−イミノビスプロピオニ
トリルなどを含んでいることが多いが、その量が特に多
くない限りは、そのまゝ本発明方法のための原料として
用いることができる。

水酸化ナトリウムは、原料中のニトリル基に対し０．８
〜１．２倍モル使用することが必要であるが、第２工程
で回収される水酸化ナトリウムを主としてこれにあてる
ことができる。

そして回収しきれなかった不足分だけを新しい水酸化ナ
トリウムで補う。

反応系に加える水の量は、反応液中に生じたアミノ酸塩
の濃度が１０〜４０重量パーセントの範囲となるように
するのが適当である。

反応は常圧あるいはわずかに加圧下で行い温度は生成し
たアンモニアを系外に留去させるためはり反応液の沸点
に保たれるが、反応の進行に伴ってアンモニアの生成速
度が遅くなるので、沸点は徐々に上昇し、常圧反応では
最終的には１００℃をわずかに上まわる。

水酸化ナトリウムは最初に全量を加えてもよいが、少量
ずつまたは２以上の部分に分けて加えた方が高い収率を
与える場合もある。

反応時間は通常０．５〜５時間程度が必要で、連続式ま
たはバッチ式のいずれでも行い得るが、連続式の場合の
装置は２段以上となるように構成する方が小型にするこ
とができる。

ニトリル基がすべて加水分解されるとアンモニアの発生
は止まる。

さらに加熱を続けて水分を蒸発させることにより、次の
第２工程にとって最も都合の良い濃度とすることができ
る。

第１工程で得られたアミノ酸ナトリウム塩水溶液は、第
２工程において電解イオン交換されて、アミノ酸水溶液
および水酸化ナトリウム水溶液を与える。

第１図は第２工程のために使用する設備の一例の系統図
である。

イオン交換反応が行なわれる電解槽は、陽極２と陰極３
との間に２枚の陽イオン交換膜４ａ、４ｃを置くことに
より８室に仕切られた単位セル１を集合したものである
（以下三室法と呼ぶ）。

第２図は三枚の陽イオン交換膜４ａ、４ｂ、４ｃを用い
て４室に仕切られた場合のセル部を示す（以下４室法と
呼ぶ）。

このような構成の電解装置は市販されており、容易に入
手することができる。

第２工程の電解イオン交換の操作は、次のように行われ
る。

第１図において、陽極室５には、通常は下方より上方へ
、陽極液を流通させる。

陽極液は陽極液タンク９を経て循環させる。

陰極室６には、通常は下方より上方へ、陰極液を流通さ
せる。

陰極液は陰極液タンク１０を経て循環させる。二枚の陽
イオン交換膜にはさまれたイオン交換室７には、通常は
下方より上方へ、第１工程で得られたアミノ酸ナトリウ
ム塩水溶液（以下原液と呼ぶ）を流通させる。

原液は原液供給タンク１１より流量調節弁１２を経て供
給される。

イオン交換室７を出た液（以下処理液と呼ぶ）は処理液
タンク１３へ送られる。

処理液は、その一部または全部を循環路１４を経て循環
してもよい。

四室法セルを用いる場合には、二つのイオン交換室７ａ
、７ｅのうち陰極に近い方７ｃへ原液を供給し、王室を
直列に通過させる。

陽極にはチタニウム等の耐食性および電気的特性の秀れ
た材質を用いる。

陽極液には陽極で水素イオンを生成できる溶液として主
に鉱酸例えば２〜１５重量％硫酸を用いる。

陰極にはたいていの金属が使えるが、ニッケルメッキを
施した鉄が最も経済的である。

陰極液には水酸化ナトリウムの例えば２〜３０重量％水
溶液を用いる。

なお、第１図および第２図は本発明の詳細な説明するた
めのものであり、ポンプ、弁、計測器その他の付属品等
のような通常の工学的手段で、原理の理解に必要でない
ものは、省略されている。

上記の様に通液されている電解セルに電流を通じると、
陽極においては水が酸素と水素イオンに分解される。

酸素は陽極液と共に室外に取り出され分離室１５におい
て液から分離される。

水素イオンは、陽イオン交換膜４ａ、４ｃを透過してイ
オン交換室７に入り、そこでアミノ酸のナトリウム塩と
反応してアミノ酸となり、ナトリウムイオンを遊離させ
る。

このナトリウムイオンは陽イオン交換膜４ｃを透過して
陰極室へ入るので、イオン交換室を出る液からはナトリ
ウムイオンが除かれてアミノ酸溶液となっている。

陰極では、水が水素と水酸イオンに分解される。

水素は陰極液と共に室外にとり出され、分離室１６にお
いて液から分離される。

水酸イオンは、イオン交換室より移動して来たナトリウ
ムイオンを電気的に中和して水酸化ナトリウムとなるの
で、陰極液中の水酸化ナトリウム濃度は上昇する。

すなわち、原液中のナトリウムは、水酸化ナトリウムと
して回収されたことになる。

このようにしてイオン交換を続けていると、陽極液から
は陽極反応により水が失なわれて行くので、濃度をはゞ
一定に保つように水を加える。

一方、陽極液中の酸は、反応に関与せずまた移動もしな
いので、増えも減りもしない。

したがって、陽極液は水を足すだけで半永久的に使用で
きる。

陰極液も陰極反応により水が失なわれる一方、水酸化ナ
トリウムが増加していくので、濃度をほぼ一定に保つよ
うに水を加えると、水酸化ナトリウムの回収量に応じて
液量が増加する。

そこで、連続的あるいは間けつ的に溶液を系外に取り出
す。

系外へ取り出した水酸化ナトリウム溶液は、精製等の処
理をすることなく、そのまま再び第１工程において使用
することができる。

以上の記述から、本発明においては、アルカリが回収さ
れ、酸を消費せず、廃液を生じないことが明らかである
。

アミノ酸は、溶液がアルカリ性であるときには、荷電し
ても陰イオンとなるので、陽イオン交換膜を透過して極
液中へ移動することはない。

イオン交換が進んで、溶液のｐＨ値が等電点より低くな
ると、アミノ酸の一部は陽イオンになるが、電位差に逆
らって陽極側へ移動するこはなく、はとんどすべてが陰
極側へ移動する。

圧室法においては、これを防ぐために、処理液のｐＨ値
が等電点を大きく下まわらないように管理する。

ただし、本発明においては、仮にｐＨ値が等電点を下ま
わっても、陰極液中へと移動したアミノ酸は、回収され
た水酸化ナトリウムを第１工程において再使用すること
により再び系内へ戻るので損失とはならず、わずかに電
流効率が低下するだけである。

したがって、処理液のｐＨ値管理は、電気透析法の場合
の様な厳密さを必要としない。

また、通常は必ずしもイオン交換を等電点近くまで行う
必要はない。

すなわち、処理液中に残存することが許されるナトリウ
ムイオンの量は、以後の工程の操作法にもよるが、通常
はそれほど小さいものではない。

以上のことより、処理液のｐＨ値はかなり広い範囲内で
管理されておれば十分である。

イオン交換率を高くし、かつアミノ酸の透過を防ぎたい
場合には、凹室法の電解槽が有用である。

凹室法では陰極に近い方のイオン交換室７ｃ内の液を常
にアルカリ性に保ち得るので、たとえ陽極側のイオン交
換室７ａが酸性となり、そこから陽イオン化したアミノ
酸が移動して来ても、ここで中和されてそれ以上陰極側
へは進まない。

ただし、凹室法では圧室法よりも高い極間電圧を必要と
するので、なるべく圧室法が使えるよう工夫することが
望ましい。

本発明においては、イオン交換室は陽イオン交換膜で仕
切られているので、水酸イオンの透過は起こらない。

したがって、水の移動は分子拡散によってのみ行なわれ
る。

それ故、両極液を適当な濃度に保ち、かつ両極室内の圧
力がイオン交換室内の圧力より高くならないように操作
することによって、両極室よりイオン交換室への水の透
過を防ぐことができるばかりでなく、逆にイオン交換室
より両極室へ水を透過させることによって、電気分解に
よって失われた水を補うと同時に、濃縮された処理液を
得ることも可能である。

このため、在来法に較べて、以後の工程におけるエネル
ギー消費が少なくなる。

本発明方法の運転管理法としては、たとえば、一定電流
を通じつゝ処理液のイオン交換率が所定の範囲に入るよ
うに原液の供給量を調節する方法がある。

イオン交換率の測定にはいろいろの方法があるが、前述
のようにｐＨ値の測定を以てこれに代えることができる
。

すなわち、あらかじめ処理液のイオン交換率とｐＨ値の
関係を求めておき、必要な交換率に対応するｐＨ値を以
て工程管理を行うことが好都合である。

ｐＨ値の測定およびそれによる流量の管理という方法は
、工学的に十分確立された信頼性の高いものであり、し
たがって拳法においては連続自動運転が容易かつ安全に
行える。

本発明の電解イオン交換法における電力消費量を決める
因子は、（ａ）イオン交換すべきナトリウムイオンの量、（
ｂ）電流効率、および、（ｅ）電極間電圧、の三つである。

次に、これら三つの因子を左右する装置上および運転上
の条件について説明する。

イオン交換すべきナトリウムイオンの量は、基本的には
原液中に含まれるナトリウムイオンの量で定まるが、そ
の量は通常アミノ酸とほぼ等モルまたはそれをわずかに
上まわる程度である。

しかし、実際には以後の工程を妨げない程度にナトリウ
ムイオンが残存することが許されるので、イオン交換率
を必要最少限にとゞめることにより電力を節約すること
ができる。

また、残存するナトリウムイオンを酸で中和することに
より、さらに低いイオン交換率ですむ場合もある。

この場合は生じた塩は取り除かず、そのまゝ次の工程に
進む。

イオン交換率を下げると、当然水酸化ナトリウムの回収
量も減るので、電力費と比較の上、最適の交換率を求め
なければならない。

アミノ酸水溶液の電気伝導率は、等電点に近づくと急激
に低下する。

そのため電圧を上げなげれば所要の電流を流すことがで
きないので、同じイオン交換量に対する電力消費が大き
くなる。

ところで、原液中に酸性の不純物がある程度以上存在す
ると、アミノ酸の等電点近くまでイオン交換が進んでも
電気伝導率があまり下らず、イオン交換が順調に続けら
れる。

しかも、前述の通り、酸性不純物は陽イオン交換膜を透
過して電極に達することがないので、電流効率を低下さ
せることはない。

このことを利用すれば、原液に故意に少量の酸を加える
ことにより、イオン交換の進行に伴って電気伝導率が低
下することを防ぎ、装置の能力を高めかつ電力の節約を
はかることができる。

この目的で加える酸としては、硫酸のような鉱酸の他に
、酢酸のような有機酸も使えるが、その量は以後の工程
に支障のない範囲にとゞめなければならない。

通常は重量で原料１部に対し０．０００１〜０．１部の
添加量で十分な効果が得られる。

また、イオン交換率を高くしたいときに、溶液の電気伝
導率低下による装置能力の低下または電力消費の増大と
いう不利益を回避する方法として、次のような方法も有
効である。

すなわち、本発明方法によるイオン交換を処理液の電気
伝導率が十分高い範囲にとゞめ、なお残留しているナト
リウムイオンは、引きつゞき通常のイオン交換樹脂法ま
たは電気透析法を適用して除去する。

イオン交換率がたとえば８０ないし９５パーセントの処
理液は、完全に交換を行なったものに較べて数倍または
それ以上の電導塵を有する。

したがってイオン交換率をこの程度にとどめることによ
り、不法の電解・イオン交換は比較的低い電圧でも電流
密度を大きく取って運転することができるので、電解槽
を小型にすることができる。

一方、後段のイオン交換樹脂法または電気透析法におい
ては、交換すべきナトリウムイオンの量は在来法の５な
いし２０パーセントにすぎないので、樹脂法においては
樹脂の再生頻度が少なく、電気透析法においては被処理
液の塩濃度が低く透析時間も短かい。

したがって、在来法における欠点のうち収率低下、廃液
発生、処理液濃度の低下、樹脂の消耗等は、大巾に軽減
される。

もちろん、ナトリウムは大部分が有用な水酸化ナトリウ
ムとして回収される。

この方法は在来法の設備を有効に活用して、電解のため
の設備投資を節減し得るので、特に在来プラントに適用
するのに有効な方法である。

本発明における陽イオン交換膜としては、市販されてい
る通常のものが使えるが、イオンの選択透過性に秀れか
つ電気抵抗の低いものを選択することにより、電力消費
を少なくすることができる。

なお、最も陰極側に設置する膜は耐アルカリ性のもので
なければならず、また、最も陽極側に設置する膜は耐酸
性のものでなければならない。

各電極と膜との間隔および膜と膜との間隔は、小さくす
るほど溶液の電気抵抗による電力損失を小さくすること
ができるが、あまり小さくすることは技術的に困難であ
り、また通液抵抗も大きくなるので、通常は１〜５ミリ
メートルの範囲に保たれることが多い。

本発明方法においては、以上のように種々の工夫を組み
合わせてもなお相当の電力を消費することは避けられな
い。

１キログラムの水酸化ナトリウムを回収するのに必要な
電力は、装置の性能や運転方法によって大巾に変動する
が、設備の選定と運転管理を適切に行なえば２〜６ＫＷ
Ｈの範囲になる。

水酸化ナトリウムの価値と、酸を消費しないことの価値
とを合わせると、電力費を十分に償うものと考えられる
。

すでに述べた、高収率、無公害、省エネルギーおよび運
転管理の合理化等の効果を合わせて評価すれば、在来法
と比較して本発明の有利なことは凝う余地のないもので
あり、発明の意義は大きい。

以上簡単のためアルカリとして水酸化ナトリウムを用い
た場合について説明したが、すべての記述は水酸化カリ
ウムを用いた場合についても同様にあてはまるものであ
る。

ことに、水酸化カリウムは水酸化ナトリウムより高価で
あるから、本発明方法の採用によりこれが回収されるこ
とは一層意義が大きい。

本発明の方法における第１工程はすでに十分開発された
技術であるが、これをあらたに開発した第２工程と結合
させることにより、すでに述べた通り、大きな効果がも
たらされ、グリシン、α−アラニン、β−アラニン等の
アミノ酸がより安価に製造され得るようになる。

次に、実施例によって本発明が如何に実施され得るかを
説明する。

以下の実施例において使用した電解槽は電極および陽イ
オン交換膜共に１００ｃｍ３の有効面積を持ち、電極と
膜および膜と膜とは互に２ｍｍの間隔に保たれている。

陽極はチタニウムでその表面に酸化物の被覆をもつもの
からなり、陰極は鉄である。

最も陽極側のイオン交換膜４ａはアイオニックス社製の
６１ＡＺＬであり、最も陰極側の膜４ｃはデュポン社製
のナフィオン２１５である。

凹室法の場合における中央の膜４ｂはデュポン社製のナ
フィオン３１５である。

陽極液は約１規定の硫酸で、陰極液は約２規定の水酸化
ナトリウム水溶液である。

電解槽は有効面積１ｃｍ２当り０．１２アンペアの電流
密度で運転した両電極液は１回の運転の前後における濃
度変化が元の濃度の２０％以下に収まるような量を絶え
ず循環させ、運転の途中では水を加えなかった。

実施例１ α−アミノプロピオニトリルを１４％（以下すべて重量
％を用いる）、α・α′−イミノビスプロピオニトリル
を２．３％含む水溶液１０００ｇに、９．５％の水酸化
ナトリウム水溶液１０３０ｇを一度に加えて加熱攪拌し
つつ、アンモニアおよび水を留去した。

この水酸化ナトリウム水溶液は先行実験において回収し
たもので、１．１％のα−アラニンを含んでいた。

反応が完結し、液温が１０２℃になった時点で加熱をや
めた。

斯くして、α−アラニンのナトリウム塩を１９．９％含
む水溶液１１７１ｇを得た。

反応収率は９８．７パーセントであった。

この水溶液を圧室法電解槽を用いてイオン交換した。

処理液のｐＨ値が６〜７の範囲となるよう原液の供給量
を調節した。

定常状態を保つた２時間については原液の供給量が４１
１ｇで処理液３８６ｇを得た。

この間の電圧の平均値は６．５Ｖであった。

処理液および陰極液の分析結果より、イオン交換率すな
わち水酸化ナトリウムの回収率は９４．５％、処理液中
のα−アラニン収率は９５．３％であった。

陰極液中へ移行したα−アラニンを加えると、収率はほ
ぼ１００％であった。

電流効率は８６．７％であった。

回収された水酸化ナトリウム１ｋｇ当りの所要電力は５
．２ＫＷＨであった。

また、処理液中のα−アラニン濃度は１６．２％で、イ
オン交換樹脂法で通常得られる溶液の濃度の約１．９倍
であった。

この処理液より通常の方法で濃縮、晶析、ろ過および乾
燥を行なって、α−アラニン結晶５４ｇを得た。

その品質は在来法によって得たもののそれと同等であり
、むろん食品添加物規格に十分合格するものであった。

実施例２前記実施例１の方法において、電解処理液のｐＨ値が８
．３〜８．５の範囲となるよう原液の供給量を調節した
。

その結果の比較を下の表に示す。上表かられかるとおり
、イオン交換率を下げることにより、電解槽の処理能力
が向上し、電力原単位は小さくなる。

得られた処理液３００ｇをＨ＋型陽イオン交換樹脂（ダ
イヤイオンＷＫ−２０）５０ｍｌを充填した筒に通した
後、残液を５０ｍ１の水で押し出して得られた液の全量
を、濃縮、晶析、ろ過および乾燥して、α−アラニン結
晶４０ｇを得た。

一方、樹脂はｌ規定の硫酸１３０ｍ１で再生した後、水
５０ｍ１で洗浄した。

再生液および洗浄液を合せて廃液とした。

電解イオン交換をせずに、すべてイオン交換樹脂によっ
て処理した場合と比較すると、得られたα−アラニンの
単位量につき、陽イオン交換樹脂の使用量および廃液量
は共に５分の１、廃液中のＣＯＤ負荷は３分の１、廃液
中へのアラニン損失量は約７分の１であった。

また、得られたアラニン水溶液の濃度は約１．６倍であ
った。

実施例３前記実施例２０部分的電解イオン交換において、８０．
３％までイオン交換した液２５００ｇに１規程の塩酸を
加えて残っているナトリウムイオンを中和し、ｐＨ値を
６．０とした。

これを市販品（旭硝子社製ＤＵ−０６型）の電気透析装
置を用いて脱塩した。

透析装置の電極液には３％のＮａＣｌ水溶液、濃縮液に
はＮａＣ１の０．７％水溶液２１を用いた。

この装置は試料室を９室、濃縮室を１０室持ち、各室の
膜間隔は２ｍｍ、膜の有効面積は約２００ｃｍ２であっ
た。

摺電圧を１５Ｖに保ちつつ、試料液を循環通過させた。

試料液のＮａＣ１濃度が１１０００ｐｐになるまで脱塩
した。

脱塩液中のアラニン収率は９７．８％であった。

濃縮液ＮａＣｌ濃度は３．７％、ＣＯＤ値は１１０５０
ｐｐであった、濃縮廃液のＮａＣ１濃度を同一にして排
出すると仮定して、電解イオン交換を用いず中和と電気
透析だけによって行なう在来法と比較すると、次のよう
になる。

すなわち、アラニン生産量１ｋｇにつき、本例では廃液
量は５分の１、廃液中のＣＯＤ負荷は２分の１、廃液中
へのアラニンの損失量は約３分の１であつた。

実施例４グリシンのナトリウム塩を１７％含む水溶液を原液とし
て、三室法電解槽にて処理した。

処理液のｐＨ値が７〜８の範囲となるように原液の供給
量を調節した。

一時間当りの処理能力は原液２２７ｇで、電圧は７．６
■であった。

イオン交換率は９７．２％、電流効率は７５．５％、処
理液中のグリシン収率は８７．４％であった。

実施例５実施例４で用いた原液を凹室未電解槽にて処理した。

処理液のｐＨ値が６〜６．５となるように原液の供給量
を調節した。

一時間当りの処理能力は原液２２７ｇで、電圧は９．１
Ｖであった。

イオン交換率は９９．６％、電流効率は８８．５％、処
理液中のグリシン収率ははゞ１００％であった。

実施例６前記実施例４の通り運転を続けつつ、原液に対して０．
７％の割合で酢酸を添加した。

９．１Ｖであった電圧が７．５Ｖに低下し、かつ処理能
力が約１０％向上して一時間当りに原液２５１ｇとなっ
た。

イオン交換率は９４．２％、電流効率は９２．６％、処
理液中のグリシン収率ははゞ１００％であった。

実施例７ β−アミノプロピオニトリルを１０％、β・β′−イミ
ノビスプロピオニトリルを１．２％含む水溶液１０００
ｇに、水酸化カリウムの１４％水溶液６３０ｇを加えて
徐々に加熱攪拌しつつ、アンモニアおよび水を留去した
。

アンモニアの発生が終り液温が約１０２℃になった時点
で加熱をやめた。

斯くして、β−アラニンのカリウム塩を１４．５％含む
水溶液１２４０ｇを得た。

反応収率は９９．１％であった。

この水溶液を三室法電解槽を用いてイオン交換した。

たゞし、陰極液としては水酸化カリウムの１４％水溶液
を用いた。

処理液のｐＨ値が７〜８の範囲となるよう原液の供給量
を調節した。

定常状態を保った２時間については、原液の供給量は７
１１ｇで処理液６６０ｇを得た。

この間の平均電圧は６．２Ｖであった。

処理液および陰極液の分析結果より、イオン交換率すな
わち水酸化カリウムの回収率は９５．３％、処理液中の
β−アラニン収率は９５．７％であった。

陰極液中へ移行したβ−アラニンを加えると、収率はほ
ぼ１００％であった。

電流効率は９２．３％、回収された水酸化カリウム１ｋ
ｇ当りの所要電力は３．３ＫＷＨであった。

この処理液より通常の方法で濃縮、晶析、ろ過および乾
燥を行なって、純度９８％以上のβ−アラニン結晶５７
ｇを得た。

回収した陰極液すなわち水酸化カリウム水溶液の品質は
、そのままで第１工程に使用できるものであった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第２工程で使用する電解イオン交換装
置において王室法セルを用いた場合の原理を示す系統図
、第２図は凹室法セルを用いた場合の原理図である。図において、１は電解セル、２は陽極、３は陰極、４ａ
、４ｂおよび４ｃは陽イオン交換膜、５は陽極室、６は
陰極室、７゜７ａおよび７ｃはイオン交換室、８は循環
量調節弁、９は陽極液タンク、１０は陰極液タンク、１
１は原液タンク、１２は流量調節弁、１３は処卵液タン
ク、１４は循環路、１５および１６は分離室である。

Claims

【特許請求の範囲】１アミノアセトニトリル、α−アミノプロピオニトリ
ルまたはβ−アミノプロピオニトリルを含む水溶液に、
水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムの水溶液を加え
て加熱攪拌することにより、グリシン、α−アラニンま
たはβ−アラニンのナトリウム塩またはカリウム塩の水
溶液を得る第１工程と、両極間に二枚または三枚の陽イ
オン交換膜を隔膜として設けた電解槽の陽極室に鉱酸の
水溶液を、陰極室に水酸化ナトリウムまたは水酸化カリ
ウムの水溶液をそれぞれ流通させつつ、陽イオン交換膜
に挾まれたイオン交換室に第１工程で得られたアミノ酸
塩水溶液を流通させて電解イオン交換させることにより
、グリシン、α−アラニンまたはβ−アラニンの水溶液
を得ると同時に陰極液中に水酸化ナトリウムまたは水酸
化カリウムを生成させてこれを回収する第２工程との組
合せより成ることを特徴とするグリシン、α−アラニン
またはβ−アラニンの製造方法。２、特許請求の範囲１記載の方法において、アミノ酸塩
水溶液１部に対し０．０００１〜０．１部の酸を加えて
電解イオン交換する方法。３アミノアセトニトリル、α−アミノプロピオニトリ
ルまたはβ−アミノプロピオニトリルを含む水溶液に、
水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムの水溶液を加え
て加熱攪拌することにより、グリシン、α−アラニンま
たはβ−アラニンのナトリウム塩またはカリウム塩の水
溶液を得る第１工程と、両極間に二枚または三枚の陽イ
オン交換機を隔膜として設けた電解槽の陽極室に鉱酸の
水溶液を、陰極室に水酸化ナトリウムまたは水酸化カリ
ウムの水溶液をそれぞれ流通させつつ、陽イオン交換膜
に挾まれたイオン交換室に第１工程で得られたアミノ酸
塩水溶液を流通させて部分的に電解イオン交換させるこ
とにより、グリシン、α−アラニンまたはβ−アラニン
を主成分とする水溶液を得ると同時に陰極液中に水酸化
ナトリウムまたは水酸化カリウムを生成させてこれを回
収する第２工程と、該第２工程で得られた前記水溶液を
Ｈ十型陽イオン交換樹脂と接触させる付加的工程とより
成ることを特徴とするグリシン、α−アラニンまたはβ
−アラニンの製造方法。４アミノアセトニトリル、α−アミノプロピオニトリ
ルまたはβ−アミノプロピオニトリルを含む水溶液に、
水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムの水溶液を加え
て加熱攪拌することにより、グリシン、α−アラニンま
たはβ−アラニンのナトリウム塩またはカリウム塩の水
溶液を得る第１工程と、両極間に二枚または三枚の陽イ
オン交換膜を隔膜として設けた電解槽の陽極室に鉱酸の
水溶液を、陰極室に水酸化ナトリウムまたは水酸化カリ
ウムの水溶液をそれぞれ流通させつつ、陽イオン交換膜
に挾まれたイオン交換室に第１工程で得られたアミノ酸
塩水溶液を流通させて部分的に電解イオン交換させるこ
とにより、グリシン、α−アラニンまたはβ−アラニン
を主成分とする水溶液を得ると同時に陰極液中に水酸化
ナトリウムまたは水酸化カリウムを生成させてこれを回
収する第２工程と、該第２工程で得られた前記水溶液に
鉱酸を加えて中和する付加的工程とより成ることを特徴
とするグリシン、α−アラニンまたはβアラニンの製造
方法。５アミノアセトニトリル、α−アミノプロピオニトリ
ルまたはβ−アミノプロピオニトリルを含む水溶液に、
水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムの水溶液を加え
て加熱攪拌することにより、グリシン、α−アラニンま
たはβ−アラニンのナトリウム塩またはカリウム塩の水
溶液を得る第１工程と、両極間に二枚または三枚の陽イ
オン交換膜を隔膜として設けた電解槽の陽極室に鉱酸の
水溶液を、陰極室に水酸化ナトリウムまたは水酸化カリ
ウムの水溶液をそれぞれ流通させつつ、陽イオン交換膜
に挾まれたイオン交換室に第１工程で得られたアミノ酸
塩水溶液を流通させて部分的に電解イオン交換させるこ
とにより、グリシン、αアラニンまたはβ−アラニンを
主成分とする水溶液を得ると同時に陰極液中に水酸化ナ
トリウムまたは水酸化カリウムを生成させてこれを回収
する第２工程と、該第２工程で得られた前記水溶液に鉱
酸を加えて中和し、中和後のアミノ酸水溶液を電気透析
法に上り脱塩する付加的工程とより成ることを特徴とす
るグリシン、α−アラニンまたはβ−アラニンの製造方
法。