利用离心分级回收聚羟基链烷酸酯的方法技术

含有聚羟基链烷酸酯的生物原料中回收聚羟基链烷酸酯的方法，其步骤包括：ａ）粉碎生物原料；ｂ）将粉碎后的生物原料悬浮在液体中；ｃ）通过离心分级将聚羟基链烷酸酯与生物原料中的其它组分分离，形成固－固分离；ｄ）回收聚羟基链烷酸酯。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及从其它生物质成份中回收特定的树脂的方法。更具体地说，本专利技术涉及利用离心分级，从例如植物或细菌之类生物体系中回收聚羟基链烷酸酯的方法。背景日用聚合物通常是利用众所周知的合成方法从石油化工原料制得的。但是，最新的技术发展开辟了日用聚合物的新来源。尤其有希望的是利用活生物体来生产塑料树脂(“生物塑料”)，这些生物体包括为了生产聚合物如聚羟基链烷酸酯(PHA)而被基因修饰过的细菌和农作物；许多天然产PHA的细菌也是很有希望的PHA来源。(例如参见，“新的可生物降解的微生物聚合物”NOVEL BIODEGRADABLE MICROBIAL POLYMERS，E.A.Dawes，编，NATOASI系列，系列E《应用科学》(Applied Sciences)-第186卷，Kluwer学术出版社(Kluwer Academic Publishers)(1990)；Poirier，Y.，D.E.Dennis，K.Klomparens和C.Somerville，“聚羟基丁酸酯，在转基因植物中生产的一种可生物降解的热塑料”(“Polyhydroxybutyrate，a biodegradable thermoplastic，produced in transgenic plants”)，《科学》(SCIENCE)，第256卷，pp.520-523(1992))。在大规模生产中，例如农业生产中，从生物质碎片中收获和纯化这些生物塑料是决定这类技术实际可行性的关键步骤。从大量的生物原料例如某种农作物中分离PHA之类的聚合脂是一项艰巨的任务。广泛用于低分子量脂提取中的常规分离方法不能实际应用于树脂分离工艺。例如，简单的机械压榨就不适用，因为，不象从油料作物种子中分离植物油，利用机械压榨无法将固体树脂从农作物中挤压出来。由于许多原因，溶剂萃取也不适用。聚合物溶液即使在较低的浓度也具有极高的粘度，这使得溶液极难处理。而且，从聚合物上清除溶剂也是一个缓慢而困难的过程。用于从细菌中萃取PHA的常用溶剂是氯仿，但是，这些溶剂一旦泄漏将对健康和环境构成潜在威胁，所以不适宜在收获区域附近大量使用。在理论上，用沉降法分离PHA是可行的。但是，实际上，在液体悬浮液中进行简单的重力沉降(1-G力)很不可行。沉降速度极慢。此外，如此慢的沉降易被PHA颗粒周围悬浮液分子的热波动引起的细小PHA颗粒的布朗运动所干扰。而且，沉降很细小的PHA颗粒需要很长的时间，由此带来了细菌污染及由此造成颗粒悬浮液的生物降解问题。根据以上所述，需要一种用于从大量生物原料中回收生物塑料的、简单而经济的方法。这种方法最好易于成为生物塑料农业生产整体中的一部分。所以，本专利技术的目的是提供一种从生物原料中回收生物塑料的方法。概要本专利技术涉及从含有聚羟基链烷酸酯的生物原料中回收聚羟基链烷酸酯的方法，此方法为a)将生物原料粉碎；b)将粉碎后的生物原料悬浮在某种液体中；c)利用离心分级，将聚羟基链烷酸酯与生物原料中的其它成份分离，形成固-固分离；d)回收聚羟基链烷酸酯。详细说明本专利技术满足了对用于从生物原料中回收生物塑料的方法的需求。以下是本文所用术语的定义。“g/sec”表示克每秒。“g/min”表示克每分钟。“μ”表示微米。“psi”表示磅每平方英寸。“Mpa”表示兆帕，相当于约145psi。“分级”指从混合物中分离组分。本专利技术因不同组分间的密度和/或颗粒大小差异而获得了较好的分级效果。“固-固分离”和“固-固分级”指样品各组分的分离情况为，每一份组分都为固态的组分。例如，由悬浮于液体介质中的PHA颗粒构成的组分与由其它不溶性生物质构成的组分的分离被认为是固-固分离。“液-固分离”和“液-固分级”指样品中各组分的分离情况为，至少一份组分为以液态形式的固态组分，至少一份组分为固态组分。例如，PHA溶解于某种溶剂构成的组分与其它由不溶性生物质构成的组分的分离被认为是液-固分离。“聚羟基链烷酸酯”和“PHA”指具有以下结构简式的聚合物 其中的R宜为烷基或链烯基，m是1或2，n是一整数。括号中所包围的结构通常被称为重复单元。聚羟基链烷酸酯(PHA)包括具有一个或多个不同重复单元的聚合物。可利用本专利技术方法回收的较好的PHA实例有美国专利申请号08/187,969，Noda，申请于1994年1月28日；08/188,27，Noda，申请于1994年1月28日1；08/189,029，Noda，申请于1994年1月28日；欧洲专利申请号533,144，Shiotani和Kobayashi，公开于1993年3月24日。“从生物原料中回收聚羟基链烷酸酯”除了指回收由产生一种PHA的生物原料产生的颗粒PHA外，还指在生物原料产生一种以上PHA时回收一种或多种PHA。“链烷基”指含碳链，可以是直链、支链或环状的；取代(单取代或多取代)或未取代的；而且是饱和的。“烯基”指含碳链，可以是直链、支链或环状的；取代(单取代或多取代)；单不饱和(即，碳链中有一个双键或三键)或多不饱和(即，在碳链中有两个或两个以上双键，两个或两个以上三键，或一个或多个双键和一个或多个三键)的。“包括”表示可以加入不影响最终结果的其它步骤和其它组分。该术语还包括了“由…构成”和“主要由…构成”的意思。若非另作说明，所有的百分比都是占组合物总重的重量百分比。本专利技术涉及从含有聚羟基链烷酸酯的生物原料中回收(即分离)聚羟基链烷酸酯的方法，此方法包括将生物原料离心分级，使得聚羟基链烷酸酯通过固-固分离与生物原料中的其它组分分离。当悬浮于常用液体介质中时，生物体系(如常用的或基因工程细菌或基因工程植物)中的PHA组分会以不同于蛋白质和糖等其它细胞组分的速度沉降。沉降速度的差异使得混合颗粒在空间上分隔成多层(分离组分)，每一份中主要含一种单一组分。根据Stoke′s沉降理论，影响颗粒沉降速度的有两个主要因素悬浮颗粒的密度与大小。这些因素分别控制着分级过程的分离效率。密度是待分离物质的固有特性。通常，没有简便的方法可调节单独待分离组分的密度。组合物中颗粒间的密度差异并不总是大到足以将一种组分与其它组分完全分离。在各组分的密度存在足够的差异时，能够获得高度的分离，尤其是使用具有中间密度的悬浮介质时。PHA的密度与蛋白质和糖等其它生物质组分存在足够的差异，可获取一定程度的分级。颗粒大小的差异也对分级过程的效率具有重要的影响。PHA通常以很细小的颗粒形式(直径约为1μ)储存在生物体系中。所以，与裂解细胞释放出的其它细胞组分相比，PHA颗粒的大小要小得多。此外，利用粉碎或胶磨等收获后工艺可进一步调节颗粒的大小。下文将就特定的生物原料种类和方法进行更为详细地论述。生物原料通过本专利技术的方法从中回收PHA的生物原料包括细菌或真菌等单细胞生物和植物等高等生物(本文中统称“生物原料”或“BSM”)。虽然这些BSM可以是野生型生物，但较好的是特别为了生产培育者感兴趣的特定PHA而基因修饰过的种类。这些基因修饰过的生物是通过引入生产PHA的必需遗传信息来产生的。通常，这种遗传信息分离自天然产PHA的细菌。用于本专利技术的植物包括为生产PHA而设计的各种基因工程植物。较好的植物包括谷物颗粒、油料种子和块茎植物；尤其是鳄梨、大麦、甜菜、蚕本文档来自技高网...

【技术保护点】
从含有聚羟基链烷酸酯的生物原料中回收聚羟基链烷酸酯的方法，其特征在于，其步骤包括：ａ．粉碎生物原料；ｂ．将粉碎后的生物原料悬浮在液体中；ｃ．利用离心分离将聚羟基链烷酸酯与生物原料中的其它组分分离，形成固－固分离；ｄ．回收聚羟 基链烷酸酯。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：野田勇夫，
申请(专利权)人：普罗克特和甘保尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]