一种发酵生产长链二元酸的方法技术

一种发酵生产长链二元酸的方法，其特征在于：所述发酵的菌体生长期的pH为3.0以上，优选3.5～6.5；所述发酵的转化期的pH为7.0以下，优选4.0～6.8，更优选5.0～6.5；发酵结束后使用氨水、液氨或氨气控制长链二元酸发酵液的pH值为7.0以上，得到含有长链二元酸铵盐的发酵液，经膜过滤，酸化，固液分离，提取长链二元酸。在保有较高长链二元酸产品收率的前提下，有效降低了发酵生产过程中碱液的消耗量，从而降低了最终溶液中无机盐的含量，而且铵盐溶液可以进一步浓缩形成化肥、或者直接进入污水处理厂，大大减轻了污水处理压力。

A Fermentation Method for Producing Long Chain Dibasic Acids

【技术实现步骤摘要】
一种发酵生产长链二元酸的方法
本专利技术涉及一种生产长链二元酸的方法。具体地说，本专利技术涉及一种发酵生产长链二元酸的方法。
技术介绍
长链二元酸是一系列合成材料的基础单体原料，长链二元酸及其衍生单体可以用于生产尼龙、聚碳酸酯、粉末涂料、香料、热熔胶、特种润滑剂等，是合成香料、工程塑料、耐寒增塑剂、高级润滑油和聚酰胺热熔胶等产品的重要原料。在长链二元酸的制备过程中，通常在反应液中先形成长链二元酸盐，需对含长链二元酸盐的反应液进行一系列的处理以获得长链二元酸产品。在生物发酵法生产长链二元酸的过程中，发酵结束后的发酵液中除了包含长链二元酸盐以外，还包含菌体以及其它杂质，如残留烷烃或脂肪酸及其盐。需要对发酵液进行处理以获得长链二元酸。目前从发酵液中获得长链二元酸的方法包括先进行除菌、脱色、酸化、过滤等预处理获得初级产品，然后进一步进行重结晶、脱色、洗涤等处理，以获得成品。针对不同的应用领域，市场上需要不同规格的长链二元酸。如长链二元酸粗品可以应用在香料等领域，但应用在聚合物领域的一般均需要溶剂结晶工艺得到的纯度更高的产品。中国专利申请CN200410018255.7中给出了一种正长链二元酸的生产方法，其中将发酵液进行陶瓷膜过滤除菌体、活性炭脱色、无机酸酸化、板框过滤、溶剂结晶等一系列处理，以得到二元酸产品。这种处理方法中含有陶瓷膜过滤工艺，但该工艺条件存在以下缺点：长链二元酸发酵结束后，需要用大量烧碱调节pH，形成长链二元酸钠盐。经过陶瓷膜过滤以后，用硫酸中和，得到长链二元酸沉淀和大量的硫酸钠溶液。硫酸钠溶液处理困难，现有的环保法规不容许排入自然界中，只能通过蒸发干燥，形成大量低品质的硫酸钠固体，堆积存放。碱和酸的投入，一方面，增加了生产成本，另一方面，酸碱成盐，盐的存在增加了后处理工艺的人力和物力成本，且除盐工艺复杂度很高，处理不当则对环境有很不利的影响，也对长链二元酸的生产造成很大的阻碍。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种发酵生产长链二元酸的方法，提供了一种长链二元酸碱化过程的新工艺，在保有较高长链二元酸产品收率的前提下，有效地降低了污水处理压力，简化除盐工艺，更利于工业放大生产。本专利技术所要解决的技术问题可以通过以下实施方案得以解决，本技术方案至少包括以下几个步骤：所述发酵的菌体生长期的pH为3.0以上，优选3.5～6.5；所述发酵的转化期的pH为7.0以下，优选4.0～6.8，更优选5.0～6.5；发酵结束后使用氨水、液氨或氨气控制长链二元酸发酵液的pH值为7.0以上，得到含有长链二元酸铵盐的发酵液，经膜过滤，酸化，固液分离，提取长链二元酸。优选的，在所述发酵过程中，当稀释30倍后的菌体光密度OD620为0.5以上时，控制所述发酵体系的pH为7.0以下，优选4.0～6.8，更优选为5.0～6.5。优选的，所述发酵的底物包括烷烃，优选C9～C22的正烷烃，更优选包括C9～C18的正烷烃，最优选包括C10、C11、C12、C13、C14、C15或C16的正烷烃。优选的，所述长链二元酸包括C9-C18的长链二元酸；优选包括壬二酸、癸二酸、十一碳二元酸、十二碳二元酸、十三碳二元酸、十四碳二元酸、十五碳二元酸、十六碳二元酸、十七碳二元酸、十八碳二元酸或9-烯-十八碳二酸中的任意一种。优选的，发酵结束后使用氨水、液氨或氨气控制长链二元酸发酵液的pH值为7.5以上；更优选8.5以上。优选的，所述含有长链二元酸铵盐的发酵液是以铵盐为主的长链二元酸混合盐发酵液，其中铵盐的含量在60％以上；优选在70％以上；更优选在80％以上；所述含量是铵盐与长链二元酸的摩尔比。优选的，所述膜过滤时使用的过滤膜包括无机膜或有机膜；优选陶瓷膜、中空纤维膜或板式膜；进而优选模芯孔径为0.05-0.2微米的陶瓷膜或分子量在5-10万的中空纤维膜；优选使用陶瓷膜进行膜过滤时，膜过滤温度为45-60℃，膜前压力为0.2-0.4MPa。优选的，所述酸化时使用的酸包括无机酸和/或有机酸；所述无机酸的加入量，以溶液的终点pH为准，酸化的终点pH低于5，更优选终点pH低于4.0；所述有机酸的加入量以发酵液溶液的终点pH为准，酸化的终点pH低于5.5，更优选终点pH低于5.0。优选的，所述固液分离包括板框过滤或/和离心分离。优选的，所述步骤还包括对含有长链二元酸铵盐的发酵液进行脱色处理；优选的，所述脱色为使用活性炭进行脱色，活性炭的加量相对于溶液中含有的长链二元酸的量为0.1-5wt％。优选的，收集膜过滤后的含有菌体的杂质备用；提取膜过滤后的膜清液进行酸化处理，获得含有长链二元酸沉淀的铵盐溶液，固液分离后，提取剩余的铵盐溶液，对所述铵盐溶液进行浓缩结晶或浓缩到铵盐含量为35-50wt％，收集浓缩结晶后的固体铵盐或者浓缩后的铵盐溶液。本专利技术还提供了一种所述的发酵生产长链二元酸的方法获得的固体铵盐或者浓缩后的铵盐溶液在肥料中的应用。本专利技术还提供了一种所述的发酵生产长链二元酸的方法获得的含有菌体的杂质与浓缩结晶后的固体铵盐或者浓缩后的铵盐溶液在肥料中的应用。本专利技术的优越性在于，根据本专利技术所述的发酵生产长链二元酸的方法减少了长链二元酸生产过程中的酸碱消耗，大幅度降低了长链二元酸生产过程中的无机盐污染，且发酵过程中产生的其他产物可以作为化肥原料使用，为长链二元酸的工业扩大生产奠定了坚实的基础。具体实施方式下面通过实施例对本专利技术进行详细说明，以使本专利技术的特征和优点更清楚，但本专利技术不局限于本文中列出的实施例。本专利技术提供了一种发酵生产长链二元酸的方法：所述发酵的菌体生长期的pH为3.0以上，优选3.5～6.5；所述发酵的转化期的pH为7.0以下，优选4.0～6.8，更优选5.0～6.5；发酵结束后使用氨水、液氨或氨气控制长链二元酸发酵液的pH值为7.0以上，得到含有长链二元酸铵盐的发酵液，经膜过滤，酸化，固液分离，提取长链二元酸。发酵：本专利技术的长链二元酸的生产方法包括菌体生长期和发酵转化期(产酸期)。在根据本专利技术的长链二元酸的生产方法的一个优选实施方式中，具体而言，菌体生长期发酵体系的pH值可以为：3，3.1，3.2，3.3，3.4，3.5，3.6，3.7，3.8，3.9，4.0，4.1，4.2，4.3，4.4，4.5，4.6，4.7，4.8，4.9，5.0，5.1，5.2，5.3，5.4，5.5，5.6，5.7，5.8，5.9，6.0，6.1，6.2，6.3，6.4，6.5，6.6，6.7，6.8，6.9，7.0。在根据本专利技术的长链二元酸的生产方法的一个优选实施方式中，具体而言，转化期发酵体系的pH值可以为：3，3.1，3.2，3.3，3.4，3.5，3.6，3.7，3.8，3.9，4.0，4.1，4.2，4.3，4.4，4.5，4.6，4.7，4.8，4.9，5.0，5.1，5.2，5.3，5.4，5.5，5.6，5.7，5.8，5.9，6.0，6.1，6.2，6.3，6.4，6.5，6.6，6.7，6.8，6.9，7.0。在根据本专利技术的长链二元酸的生产方法的一个优选实施方式中，发酵时，当菌体光密度(OD620)大于0.5(稀释30倍)时，控制发酵体系的pH为7.0以下，优选4.0-6.8，更优选为5.0-6.5。在根据本专利技术的长链二元酸的生产方法的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发酵生产长链二元酸的方法，其特征在于：所述发酵的菌体生长期的pH为3.0以上，优选3.5～6.5；所述发酵的转化期的pH为7.0以下，优选4.0～6.8，更优选5.0～6.5；发酵结束后使用氨水、液氨或氨气控制长链二元酸发酵液的pH值为7.0以上，得到含有长链二元酸铵盐的发酵液，经膜过滤，酸化，固液分离，提取长链二元酸。

【技术特征摘要】
1.一种发酵生产长链二元酸的方法，其特征在于：所述发酵的菌体生长期的pH为3.0以上，优选3.5～6.5；所述发酵的转化期的pH为7.0以下，优选4.0～6.8，更优选5.0～6.5；发酵结束后使用氨水、液氨或氨气控制长链二元酸发酵液的pH值为7.0以上，得到含有长链二元酸铵盐的发酵液，经膜过滤，酸化，固液分离，提取长链二元酸。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述发酵过程中，当稀释30倍后的菌体光密度OD620为0.5以上时，控制所述发酵体系的pH为7.0以下，优选4.0～6.8，更优选为5.0～6.5。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发酵的底物包括烷烃，优选C9～C22的正烷烃，更优选包括C9～C18的正烷烃，最优选包括C10、C11、C12、C13、C14、C15或C16的正烷烃。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述长链二元酸包括C9-C18的长链二元酸；优选包括壬二酸、癸二酸、十一碳二元酸、十二碳二元酸、十三碳二元酸、十四碳二元酸、十五碳二元酸、十六碳二元酸、十七碳二元酸、十八碳二元酸或9-烯-十八碳二酸中的任意一种。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，发酵结束后使用氨水、液氨或氨气控制长链二元酸发酵液的pH值为7.5以上；更优选8.5以上。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含有长链二元酸铵盐的发酵液是以铵盐为主的长链二元酸混合盐发酵液，其中铵盐的含量在60％以上；优选在70％以上；更优选在80％以上；所述含量是铵盐与长链二元酸的摩尔比。7.根据权利要求1所述的方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦兵兵，李乃强，杨晨，徐敏，郝英利，刘修才，
申请(专利权)人：上海凯赛生物技术研发中心有限公司，凯赛生物产业有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31