一种发酵底物及其发酵生产长链二元酸的方法技术

本发明专利技术涉及一种发酵生产长链二元酸的发酵底物及利用该发酵底物发酵生产长链二元酸的方法，所述发酵底物来源于煤间接液化反应获得的碳数分布在C2‑C23的烷烃类产物。本发明专利技术提供的方法有效地利用了煤炭资源，使煤间接液化技术及费托反应获得的产物可以用于发酵生产长链二元酸，并获得较高纯度的长链二元酸产品，使其满足聚合反应的条件，并获得高质量聚合产品。

【技术实现步骤摘要】
一种发酵底物及其发酵生产长链二元酸的方法
本专利技术涉及生物技术和生物发酵领域，具体涉及一种发酵生产长链二元酸的发酵底物及其方法，而且其使用的烷烃底物来源于煤间接液化反应。
技术介绍
长链二元酸(LCDA)有着非常广泛的用途，以长链二元酸为原料可以合成特种尼龙、高级香料、高档热熔胶、耐寒增塑剂、高级润滑油、高级防锈剂、高级油漆和涂料等。长链二元酸通常可以用化学法或生物法来合成。化学法合成路线长，反应需要高温高压，对催化剂要求比较苛刻，因此在工业规模上的长链二元酸品种较少，只有十二碳长链二元酸等少数品种。而生物法是以烷烃、直链饱和脂肪酸和直链饱和脂肪酸衍生物等为底物，通过微生物转化得到，其生产过程常温、常压，可以规模化生产如从C9到C18等多种长链二元酸。常规的烷烃或脂肪酸来源石化和油脂行业，而中国具有富煤、贫油、少气的先天性能源结构特点。煤炭在我国的一次能源生产中占70％，占一次能源总消耗的60％。而煤间接液化技术已非常成熟，费托合成(Fischer-Tropschsynthesis)是煤间接液化技术之一，它以煤气化生成的合成气(CO和H2)为原料在催化剂和适当反应条件下合成以石蜡烃为主的液体燃料的工艺过程。费托反应生成的产物十分复杂，有烷烃、烯烃、环烷、芳烃等，其烃类的碳原子数分布很广，以蜡为主的烃类产物还需经加氢裂解和加氢异构改质为汽油等液态产品。在化工领域，聚合是难度较高的工艺，对操作条件要求严格，特别是对原料的纯度要求非常苛刻。这是因为聚合过程是游离基链不断增长的过程，对于能够产生游离基的杂质，特别是含氧、含硫和含氮的有机化合物，必须严格控制其含量。否则一旦杂质含量偏高，产生新的游离基会阻断聚合链，就会产生低分子化合物，使聚合物的分子量达不到预期要求，进而影响聚合物性能。因此，作为聚合物的原料，纯度要求极高，杂质越少越好。虽然煤间接液化技术或费托反应获得的中间油品经过分离纯化等工艺可以获得烷烃类产物，但是因为反应条件、原料等多种因素而使煤制的烷烃类产物含有较多复杂组分，作为发酵生产长链二元酸的底物可能会对发酵过程产生抑制，复杂组分杂质还会使长链二元酸提取纯化工艺变得复杂，大大影响下游聚合反应的性能。因此，为了有效利用煤炭资源，使煤间接液化技术及费托反应获得的产物可以用于发酵生产长链二元酸，并获得较高纯度和少量杂质的长链二元酸产品，使其满足聚合反应的条件，获得高质量聚合产品，相关发酵工艺需要进一步的探索和研究。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种发酵生产长链二元酸的发酵底物及其发酵方法。本专利技术方法有效利用了煤间接液化技术的产物，并可以工业化放大生产长链二元酸。本专利技术提供了一种发酵生产长链二元酸的发酵底物，所述发酵底物来源于煤间接液化反应获得的碳数分布在C2-C23的烷烃类产物。优选地，所述烷烃类产物为经过分馏塔和/或分子筛处理获得的含有正构烷烃的烷烃类产物；优选地，所述烷烃类产物含有75.0-99.9％的正构烷烃；优选地，所述烷烃类产物含有90.0-99.9％的正构烷烃。优选地，所述正构烷烃的碳链长度为C9-C18，优选地，所述正构烷烃是Cn链长的正构烷烃，其中n＝9-18，即碳链长度为C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15、C16、C17、C18中的一种或多种的正构烷烃。优选的，所述正构烷烃包含十碳正构烷烃、十一碳正构烷烃、十二碳正构烷烃、十三碳正构烷烃、十四碳正构烷烃、十五碳正构烷烃、十六碳正构烷烃、十七碳正构烷烃、或十八碳正构烷烃中的任意一种或几种。本专利技术还提供了一种利用上述任意一项发酵底物发酵生产长链二元酸的方法，其特征在于，所述方法使用的菌株包括热带假丝酵母(Candidatropicalis)菌株或清酒假丝酵母(Candidasake)菌株；优选地，发酵使用的菌株为热带假丝酵母(Candidatropicalis)菌株Mu8618，其保藏在中国典型培养物保藏中心，其保藏编号为CCTCCM2018735。优选地，发酵培养时控制发酵液中正构烷烃的浓度为0.5％～17％；优选地，控制发酵的温度为28～32℃，风量为0.3～0.7vvm，压力为0.05～0.14MPa，菌体转化期的pH为5.0～8.0。优选地，所述长链二元酸为C9-C18的直链饱和二元酸中的一种或多种。优选地，本专利技术中，所述的长链二元酸为C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15、C16、C17、C18的直链饱和二元酸中的一种或多种，包括十碳二元酸(DC10)、十一碳二元酸(DC11)、十二碳二元酸(DC12)、十三碳二元酸(DC13)、十四碳二元酸(DC14)、十五碳二元酸(DC15)、十六碳二元酸(DC16)、十七碳二元酸(DC17)、十八碳二元酸(DC18)中的至少一种。优选地，所述方法还包括提取长链二元酸的步骤，其包括：酸化处理发酵液或发酵处理液，分离，收集长链二元酸；优选地，先向发酵液或发酵处理液加碱调节pH至7以上，离心和/或膜过滤的方式分离发酵液或发酵处理液中包含菌体、残烃、杂烃的杂质，再酸化处理剩余发酵液或发酵处理液，固液分离，收集长链二元酸；优选地，直接酸化处理发酵液或发酵处理液，分离长链二元酸和包含菌体、残烃、杂烃的杂质，收集长链二元酸；优选地，所述方法还包括使用活性炭对发酵液或发酵处理液进行脱色；优选地，所述方法还包括使用有机溶剂进一步纯化收集到的长链二元酸，其中所述有机溶剂包括醇、酸、酮和酯的一种或多种。优选地，收集长链二元酸后，再对剩余的发酵液或发酵处理液进行离心和/或膜过滤以分离其中剩余残烃、杂烃。本专利技术还提供了一种长链二元酸，所述长链二元酸由上述任意一项发酵底物制备获得。本专利技术还提供了一种长链二元酸，所述长链二元酸由上述任意一项发酵生产长链二元酸的方法制备获得。现有技术中通过煤间接液化反应、费托合成获得的烷烃产物，除了含有正构烷烃以外，还会有少量的异构烷烃，以及烯烃、醇类和其它含氧烃等副产物生成，直接作为发酵生产长链二元酸的发酵底物难以获得满足聚合反应对长链二元酸作为原料的纯度和杂质的要求。而本专利技术提供的发酵方法可以以来源于煤间接液化反应获得的烷烃类产物作为发酵底物进行生物发酵，并且通过对发酵液进行进一步的提取、纯化，可以获得高纯度的长链二元酸产品，使其满足聚合反应的需求，扩大了发酵生产长链二元酸的原料可用范围，显著降低长链二元酸的成本并提高煤炭资源的利用率。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的优选实施方式进行详细说明。需要理解的是以下实施例的给出仅是为了起到说明的目的，并不是用于对本专利技术的范围进行限制。本领域的技术人员在不背离本专利技术的宗旨和精神的情况下，可以对本专利技术进行各种修改和替换。下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。以下实施例中如无本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发酵生产长链二元酸的发酵底物，其特征在于，所述发酵底物来源于煤间接液化反应获得的碳数分布在C2-C23的烷烃类产物。/n

【技术特征摘要】
1.一种发酵生产长链二元酸的发酵底物，其特征在于，所述发酵底物来源于煤间接液化反应获得的碳数分布在C2-C23的烷烃类产物。


2.根据权利要求1所述的发酵底物，其特征在于，所述烷烃类产物为经过分馏塔和/或分子筛处理获得的含有正构烷烃的烷烃类产物；
优选地，所述烷烃类产物含有75.0-99.9％的正构烷烃；
优选地，所述烷烃类产物含有90.0-99.9％的正构烷烃。


3.根据权利要求2所述的发酵底物，其特征在于，所述正构烷烃的碳链长度为C9-C18，优选的，所述正构烷烃包含十碳正构烷烃、十一碳正构烷烃、十二碳正构烷烃、十三碳正构烷烃、十四碳正构烷烃、十五碳正构烷烃、十六碳正构烷烃、十七碳正构烷烃、或十八碳正构烷烃中的任意一种或几种。


4.一种利用权利要求1-3中任意一项发酵底物发酵生产长链二元酸的方法，其特征在于，所述方法使用的菌株包括热带假丝酵母(Candidatropicalis)菌株或清酒假丝酵母(Candidasake)菌株；
优选地，发酵使用的菌株为热带假丝酵母(Candidatropicalis)菌株Mu8618，其保藏在中国典型培养物保藏中心，其保藏编号为CCTCCM2018735。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，发酵培养时控制发酵液中正构烷烃的浓度为0.5％～17％；
优选地，控制发酵的温度为28～32℃，风量为0....

【专利技术属性】
技术研发人员：徐敏，郝英利，杨晨，刘修才，
申请(专利权)人：上海凯赛生物技术股份有限公司，CIBT美国公司，
类型：发明
国别省市：上海;31