一种从发酵液中提取长链二元酸的方法技术

本发明专利技术公开了一种从发酵液中提取长链二元酸的方法。该方法包括：预处理后的终止发酵液经酸化结晶，加水混合打浆，加入吡啶类化合物，膜过滤，向滤液中加入氢氧化钠溶液，过滤得到的结晶与水混合加热溶解，经吸附、过滤，向滤液中加酸酸化、结晶，得到长链二元酸产品。利用本发明专利技术方法提取得到的长链二元酸具有纯度高、色泽白、蛋白含量低和产品松散易干燥等优点。

A method for extracting long chain dicarboxylic acid from fermentation broth

The invention discloses a method for extracting long-chain dicarboxylic acid from fermentation broth. The method includes: the pretreated terminated fermentation liquid is acidified, mixed with water and mixed with water, adding pyridine compound, membrane filtration, adding sodium hydroxide solution into the filtrate, and mixing the filtrate with water to heat and dissolve. After adsorption, filtration, acid and crystallization of the filtrate, the long chain dicarboxylic acid product is obtained. . The long chain dicarboxylic acid extracted by the method has the advantages of high purity, white color, low protein content, loose product and easy drying.

【技术实现步骤摘要】
一种从发酵液中提取长链二元酸的方法
本专利技术涉及一种C10~C18二元酸提取的方法，特别是从C10~C18正构烷烃发酵液中提取长链二元酸的方法。
技术介绍
本专利技术所指的长链二元酸分子通式为CnH2n-2O4，其中n为10-18，是微生物利用烷烃发酵而得到的代谢产物，以长链二元酸以双盐的形式存在于发酵液中。长链二元酸是利用微生物发酵正构烷烃而得到的代谢产物。其发酵液是一复杂的多相体系，其中含有未反应的正构烷烃、微生物细胞及碎片、未利用的培养基和代谢产物以及微生物的分泌物等，尤其是其中含有大量蛋白质、色素等杂质，影响产品的纯度和外观质量。长碳链二元酸是一类有着重要和广泛工业用途的精细化工产品，是合成高级香料、高性能工程塑料、高档热熔胶等的重要原料。发酵法生产长链二元酸，以反应专一性强和反应条件温和等优点，逐渐取代了传统的化学合成法，受到了国内外普遍重视，为新材料产业的发展开辟了广阔的空间。目前，行业内通用的提取长链二元酸的主要过程，包括：将发酵液加热灭活，进入微滤或超滤装置，脱除菌体蛋白等，得到澄清的滤液，加硫酸酸化至pH值2.0～4.0，并在搅拌下加热，得到长链二元酸结晶水溶液，降温该水溶液并过滤，用水洗涤该滤饼至中性，并用空气吹干，得到长链二元酸滤饼。在提取长链二元酸粗酸过程中，发酵液中不溶性的菌体等蛋白通过微滤或超滤可以除去，而可溶性蛋白与长链二元酸盐一起进入了滤液中。在长链二元酸盐经酸化转变为长链二元酸结晶过程中，在酸性条件下等电沉淀或变性析出的可溶性蛋白被沉淀析出的二元酸包埋，即使通过过滤、洗涤的方式也无法去除，导致提取获得的长链二元酸中蛋白质含量较高。通过此方法获得的长链二元酸色泽黄、粘度大、易结块，蛋白含量高，不适宜用作下游产品生产的原料。CN102191187A公开了一种长链二元酸的制备方法，它所使用的提取长链二元酸的方法：发酵结束后进行破乳，用过滤膜分离除去菌体和残烃，清液用活性炭脱色，脱色液用H2SO4或HCl酸化结晶，压滤、洗涤、吹干、烘干得到产物长链二元酸。该方法采用的是行业内生产企业通用的提取长链二元酸粗品的方法，该方法获得产品氮含量远大于30ppm。虽然清液用活性炭进行脱色，但仍不能去除大部分可溶性蛋白，酸化结晶时可溶性蛋白析出并被包埋在长链二元酸中，大分子蛋白的存在使压滤的长链二元酸结晶滤饼粘度大、结晶颗粒间隙极小或被堵塞，造成洗涤困难，其中包埋的色素、灰分等杂质无法洗涤去除，使产品质量较差，限制了应用。CN102476990A公开了一种萃取精制长链二元酸粗产品的方法，包括以下步骤：1)将长链二元酸发酵后的滤液与萃取剂混合加热40～100℃加酸酸化得混合液，调节pH值为2～6，萃取剂选自C4～C10一元醇中的一种或几种；2)将混合液充分混合静置后进行液液分离得到萃取相；3)将萃取相冷却结晶，脱溶剂后干燥，得到提纯后的长链二元酸产品。该方法使用萃取的方法提纯长链二元酸，存在着萃取收率和产品纯度低等问题。特别是该方法在酸性条件下采用一元醇萃取长链二元酸，会发生酯化反应，并且生成的长链二元酸酯与二元酸共同溶解于一元醇萃取相中，在二元酸冷却结晶时必然会粘附在晶体表面或包埋在晶体之内，使得最终产品中必然包含二元酸酯，降低了产品纯度。CN1611478A公开了一种利用单盐盐析从一种或多种C10-C18正构烷烃的发酵液中提取并精制长链二元酸的方法，包括以下步骤：I、终止发酵液经加热破乳、分离回收烷烃后，再酸化、结晶，过滤得到长链二元酸滤饼；II、将步骤I所得的二元酸湿滤饼碱化制成pH为6.0～7.0的二元酸单盐溶液，同时加入盐析剂，并加热使其全部溶解，经保温之后冷却至室温并过滤得到长链二元酸单盐晶体滤饼；III、把步骤II所得的长链二元酸单盐晶体滤饼加碱溶解完全生成长链二元酸双盐溶液，并滤除固形物；IV、把步骤III所得的滤液酸化使长链二元酸双盐全部转化为长链二元酸，然后经结晶、过滤、洗涤和干燥步骤得到长链二元酸产品。该方法是向体系中加入盐析剂，这样会使蛋白质溶解度降低而随长链二元酸盐从溶液中析出，并在后续步骤中又没有脱除蛋白质的有效方法，从而蛋白质无法得到有效脱除，从而影响了产品的纯度，总氮含量高。
技术实现思路
针对现有技术公开的长链二元酸提取工艺的不足，本专利技术提供了一种利用水相法从C10~C18正构烷烃发酵液中提取长链二元酸的方法，与现有工艺相比，利用本专利技术方法提取得到的长链二元酸具有色泽白、蛋白含量低和产品松散易干燥等优点。本专利技术提供的从发酵液中提取长链二元酸的方法，包括：I、终止发酵液经预处理，获得含有长链二元酸盐滤液；II、将长链二元酸盐滤液酸化，使二元酸完全结晶析出，过滤得到长链二元酸滤饼，洗涤；III、将步骤II得到的长链二元酸滤饼与水混合打浆；IV、向步骤III得到的混合浆液中加入吡啶类化合物；V、将步骤IV得到的混合物进行膜过滤，得到滤液；VI、向将步骤V得到的滤液中加入氢氧化钠溶液，以形成长链二元酸钠盐，然后结晶析出，经过滤、洗涤后得到长链二元酸钠盐结晶；VII、将步骤VI得到的结晶与水混合加热溶解，加入吸附剂吸附并过滤，向滤液中加酸酸化，使二元酸完全结晶析出，经过滤、洗涤、干燥，得到长链二元酸。本专利技术方法中，步骤I所述终止发酵液为微生物利用液蜡发酵而得到的代谢产物，其中含有的长链二元酸分子通式为CnH2n-2O4，其中n为10-18，可以是单一一种长链二元酸，也可以是混合长链二元酸。本专利技术方法中，步骤II所述的酸化可以采用常规方法进行。所述酸化的pH值为2.0~4.0。本专利技术上述的酸化所用的酸可以是任意浓度的H2SO4、HNO3、HCl或H3PO4。本专利技术方法中，步骤III中长链二元酸滤饼与水混合打浆时，水用量为长链二元酸滤饼重量的50wt%~500wt%，优选为100wt%~300wt%。本专利技术方法中，步骤III所述的水为去离子水，电导率小于0.1μs。本专利技术方法中，步骤IV中加入的吡啶类化合物为吡啶、2-甲基吡啶、3-甲基吡啶、4-甲基吡啶、2,3-二甲基吡啶、2,4-二甲基吡啶和2,6-二甲基吡啶中的一种或几种。本专利技术方法中，步骤IV所述的加入吡啶类化合物的量使浆液的pH值为5.0~6.4，吡啶类化合物与长链二元酸的反应时间为30~120min。本专利技术方法中，步骤V所述的膜过滤设备为微滤或超滤，优选为超滤，超滤膜的孔径为截留分子量为1000~30000，优选为1000~5000。本专利技术方法中，向步骤VI获得的滤液中加入氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液的质量浓度为10%~40%，调节体系的pH值为6.4~7.0，使吡啶再生，同时得到的长链二元酸单钠盐结晶，过滤获得长链二元酸单盐滤饼，吡啶类化合物进入滤液中。用低温去离子水洗涤长链二元酸单盐滤饼，并将洗涤后的长链二元酸单盐滤饼溶解于新鲜的去离子水中，溶解温度85℃~95℃，同时加入吸附剂，趁热过滤得到含有长链二元酸钠盐的滤液。本专利技术上述所用的低温去离子水温度为5℃~15℃。本专利技术上述所用的吸附剂为活性炭、硅藻土、活性白土等含有吸附孔道的颗粒物中的一种或多种。所述吸附剂的用量为步骤（1）终止发酵液质量的1%~5%。本专利技术方法中，步骤VII所述的酸化可以采用常规方法。所述酸化的pH值为2.0~4.0。本专利技术上述的酸化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从发酵液中提取长链二元酸的方法，包括：I、终止发酵液经预处理，获得含有长链二元酸盐滤液；II、将长链二元酸盐滤液酸化，使二元酸完全结晶析出，过滤得到长链二元酸滤饼，洗涤；III、将步骤II得到的长链二元酸滤饼与水混合打浆；IV、向步骤III得到的混合浆液中加入吡啶类化合物；V、将步骤IV得到的混合物进行膜过滤，得到滤液；VI、向将步骤V得到的滤液中加入氢氧化钠溶液，以形成长链二元酸钠盐，然后结晶析出，经过滤、洗涤后得到长链二元酸钠盐结晶；VII、将步骤VI得到的结晶与水混合加热溶解，加入吸附剂吸附并过滤，向滤液中加酸酸化，使二元酸完全结晶析出，经过滤、洗涤、干燥，得到长链二元酸。

【技术特征摘要】
1.一种从发酵液中提取长链二元酸的方法，包括：I、终止发酵液经预处理，获得含有长链二元酸盐滤液；II、将长链二元酸盐滤液酸化，使二元酸完全结晶析出，过滤得到长链二元酸滤饼，洗涤；III、将步骤II得到的长链二元酸滤饼与水混合打浆；IV、向步骤III得到的混合浆液中加入吡啶类化合物；V、将步骤IV得到的混合物进行膜过滤，得到滤液；VI、向将步骤V得到的滤液中加入氢氧化钠溶液，以形成长链二元酸钠盐，然后结晶析出，经过滤、洗涤后得到长链二元酸钠盐结晶；VII、将步骤VI得到的结晶与水混合加热溶解，加入吸附剂吸附并过滤，向滤液中加酸酸化，使二元酸完全结晶析出，经过滤、洗涤、干燥，得到长链二元酸。2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤I所述终止发酵液为微生物利用液蜡发酵而得到的代谢产物，其中含有的长链二元酸分子通式为CnH2n-2O4，其中n为10-18。3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤IV中加入的吡啶类化合物为吡啶、2-甲基吡啶、3-甲基吡啶、4-甲基吡啶、2,3-二甲基吡啶、2,4-二甲基吡啶和2,6-二甲基吡啶中的一种或几种。4.按照权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于：步骤IV所述的加入吡啶类化合物的量使浆液的pH值为5.0~6.4，吡啶类化合物与长链二元酸的反应时间为30~120min。5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤II所述的酸化的pH值为2.0~4.0，所用的酸是任意浓度的H2SO4、HNO3、HCl或H3PO4。6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤III中长链二元酸滤饼与水混合打浆时，水用量为长链二元酸滤饼重量的50wt%~500w...

【专利技术属性】
技术研发人员：高大成，李晓姝，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11