本发明专利技术提供一种长链二元酸的双水相提取工艺、产品及应用。所述提取工艺，包括：(1)向含有长链二元酸的混合物中加入成相剂，搅拌加热至50～105℃，保温静置分层，形成包括第一水相、第二水相及有机相的体系；(2)分离有机相，将有机相降温结晶，分离得到晶体；其中，所述成相剂包括第一聚合物、第二聚合物、盐中任意两种及两种以上的组合；所述第一聚合物和第二聚合物为水溶性聚合物。本发明专利技术工艺避免传统的分离方法大量选用陶瓷膜超滤去除菌体及色素等带来的投资大、运行成本高等弊端。采用简单分离就有效去除菌体、色素等杂质。利用双水相体系有效去除发酵液带来的杂质，操作过程单元少，反应条件温和，对设备要求较低。所得产品纯度高质量好。度高质量好。
【技术实现步骤摘要】
长链二元酸的双水相提取工艺、产品及应用
[0001]本专利技术涉及生物发酵法制得的长链二元酸的提取精制方法，具体涉及一种长链二元酸的双水相提取工艺、产品及应用。
技术介绍
[0002]长链二元酸(Long chain dicarboxylic acids)是指碳链中含有10个以上碳原子的脂肪族二羧酸(简称DCn)，包括饱和及不饱和二羧酸，是一类有着重要和广泛工业用途的精细化工产品，是化学工业中合成高级香料、高性能尼龙工程塑料、高档尼龙热熔胶、高温电介质、高级油漆和涂料、高级润滑油、耐寒性增塑剂、树脂、医药和农药等的重要基础原料。由于长链二元酸的下游产品的开发潜力广阔，国内外对长链二元酸的需求量将不断增加，其市场潜力极大。
[0003]生物法(发酵法)生产长链二元酸是上世纪70年代兴起的微生物技术在石油化工领域的应用。其特点是以丰富的石油资源为原料，利用微生物特有的氧化能力和微生物胞内酶的作用，在常温常压下分别氧化长链正烷烃两端的两个甲基，加上四个氧原子，生成相应链长的各种长链二元酸；生物法生产长链二元酸克服了单纯的化学合成方法以及植物油裂解制取方法的各种不足，为长链二元酸的大量生产开辟了新的途径。与化学合成方法相比，生物法生产长碳链二元酸拥有不容置疑的优点，在国内外受到普遍重视。生物法不仅可以提供从C9到C18，甚至C22的系列长碳链二元酸单体，而且可以生产出化学合成法所不能生产的长链二元酸(如C13以上的长链二元酸)，极大地拓展了二元酸在工业领域的应用。
[0004]生物法制备长链二元酸条件温和、工艺简便。但发酵液中除二元酸外还含有大量的菌体，蛋白等有机物及色素。因此决定了发酵液的下游加工处理工艺提取精制过程需要多个单元操作，复杂，周期长，设备投资大、分离成本高。
[0005]例如专利CN1255483A中利用长链二元酸单盐结晶工艺降低产品中蛋白质和色素等杂质含量，制备总酸含量大于99％、外观呈白色的长链二元酸产品。此法需要反复酸化，单盐结晶性质差，存在颗粒细小、难过滤、难洗涤等工程化问题，对操作精细度要求高；且单盐的溶解度较大，二元酸收率较低。
[0006]例如专利CN1351006A中利用一次酸化及一次熔融脱色的工艺来降低产品中蛋白质、有机色素等杂质含量。所使用的吸附剂为活性炭、活性白土等。该方法需要将二元酸粗品熔融，高温下易发生梅拉德反应，使还原性基团发生反应，影响产品，且产品收率较低，熔融能耗高，不适于工业化生产。
[0007]例如专利CN102010318A在水相中使用两次或多次脱色然后酸化的方法，可除去一些色素，提高混合二元酸纯度。其缺点是：该工艺需要两次或多次活性炭脱色，导致二元酸的大量损失收率偏低，成本过高。
技术实现思路
[0008]本专利技术的目的之一在于针对现有工艺中长链二元酸提取工艺的不足，提供一种长
链二元酸的双水相提取工艺，该工艺包括步骤如下：
[0009](1)向含有长链二元酸的混合物中加入成相剂，搅拌加热至50～105℃，保温静置分层，形成包括第一水相、第二水相及有机相的体系；
[0010](2)分离有机相，将有机相降温结晶，分离得到晶体。
[0011]所述成相剂包括第一聚合物、第二聚合物、盐中任意两种及两种以上的组合。所述第一聚合物和第二聚合物为水溶性聚合物。
[0012]所述长链二元酸包括壬二酸、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
‑
十八碳二酸中的一种或多种的混合物。
[0013]于一实施方式中，所述含有长链二元酸的混合物中长链二元酸以酸和/或盐的形式存在。
[0014]于一实施方式中，所述含有长链二元酸的混合物包括(一)～(五)中任意一种或几种的组合：
[0015](一)长链二元酸粗品重结晶的母液，
[0016](二)将(一)所述母液回收大部分溶剂后的剩余物，
[0017](三)将(二)所述剩余物与水混合得到的混合物，
[0018](四)长链二元酸污水处理车间累积的含有长链二元酸或长链二元酸盐的沉淀物，
[0019](五)其他含有长链二元酸或长链二元酸盐的溶液。
[0020]其中，(二)所述母液回收大部分溶剂后的剩余物，例如可以是将母液用精馏塔回收大部分溶剂后剩余的塔底料。
[0021]长链二元酸发酵液是微生物发酵生产长链二元酸结束后得到的混合物，成分复杂，除水分外包括发酵微生物的细胞、蛋白、色素、糖、氮等杂质。
[0022]长链二元酸发酵液通过以烷烃、脂肪酸及其衍生物为底物，利用微生物发酵的方法得到。所述的微生物只要可以氧化烷烃、脂肪酸、脂肪酸的衍生物末端甲基成羧基，生成长链二元酸即可。所述微生物例如包括野生型细菌或重组型细菌，例如假丝酵母。发酵方法可以参照专利文献CN1570124A，CN110218661A。
[0023]所述其他含长链二元酸或长链二元酸盐的溶液，例如可以是提取生产过程中的水解吸收液。
[0024]长链二元酸粗品是将长链二元酸的发酵液经过或不经过菌体分离，加入酸(如硫酸、盐酸等)进行酸化后，过滤晶体，得到的粗产品。长链二元酸粗品经过溶剂(例如醋酸、乙醇)重结晶后大部分的杂质(包括色素、糖、发酵微生物的细胞、蛋白等)、大部分的杂酸(包括发酵过程中作为副产物产生的杂酸，例如一元酸、与发酵底物碳链长度不等的二元酸等)溶于溶剂从而与长链二元酸粗品中的主要长链二元酸分离。由于重结晶过程采用先将长链二元酸粗品溶解于溶剂、再降温结晶析出的方法，因此分离晶体后的溶剂母液中还溶解有部分长链二元酸。将所述溶剂母液通过精馏塔回收大部分的溶剂后，剩余塔底料中仍含有长链二元酸。
[0025]塔底料除了长链二元酸外同时还可能包括：发酵微生物的细胞、蛋白、色素、糖等一种或多种杂质。所述杂质的存在使得该混合物在常温下呈褐色(酸类化合物本身无色，褐色是色素类和其它有色物质导致，且也有黄的、黑的，颜色与来源不同有关)。
[0026]于一实施方式中，所述含有长链二元酸的混合物中长链二元酸的含量为1wt％～99wt％，进一步为1wt％～75wt％，进一步为1wt％～50wt％，进一步为1wt％～40wt％，进一步为1wt％～25wt％，进一步为1wt％～20wt％，进一步为1wt％～10wt％，所述含有长链二元酸的混合物的含量例如可以为5wt％、8wt％、10wt％、15wt％、25wt％、35wt％、45wt％、55wt％、70wt％、80wt％、85wt％、90wt％。
[0027]于一实施方式中，所述含有长链二元酸的混合物中长链二元酸的含量为30wt％～99wt％，例如50wt％～99wt％，例如60wt％～99wt％。
[0028]所述混合物中长链二元酸的含量包括混合物中以长链二元酸和/或长链二元酸盐的形式存在的各种长链二元酸的总含量。所述含量是以换算为长链二元酸计的质量含量(w本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种长链二元酸的双水相提取工艺，其特征在于，包括：(1)向含有长链二元酸的混合物中加入成相剂，搅拌加热至50～105℃，保温静置分层，形成包括第一水相、第二水相及有机相的体系；(2)分离有机相，将有机相降温结晶，分离得到晶体；其中，所述成相剂包括第一聚合物、第二聚合物、盐中任意两种及两种以上的组合；所述第一聚合物和第二聚合物为水溶性聚合物。2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述成相剂选自第一聚合物与盐的组合或第一聚合物与第二聚合物的组合；和/或，所述第一聚合物包括但不限于聚乙烯醇，聚乙二醇，聚乙烯吡啶烷酮，甲基纤维素；和/或，所述第二聚合物包括但不限于聚乙烯吡啶烷酮、葡聚糖；和/或，所述盐包括但不限于磷酸盐、硫酸盐、甲酸盐、酒石酸盐，进一步地，所述盐包括磷酸钾，磷酸钠，硫酸钾，甲酸钠，硫酸铵，硫酸钠，硫酸镁，酒石酸钾、酒石酸钠。3.根据权利要求1或2所述的工艺，其特征在于，所述成相剂为第一聚合物与盐的组合，所述第一聚合物与盐的质量比为(0.1～1)：(0.1～1)；和/或，所述成相剂为第一聚合物与第二聚合物的组合，所述第一聚合物与第二聚合物的质量比为(0.1～1)：(0.1～1)；和/或，所述含有长链二元酸的混合物与所述第一聚合物的质量比为100：(0.001～40)；和/或，所述含有长链二元酸的混合物与所述第二聚合物的质量比为100：(0.01～40)；和/或，所述含有长链二元酸的混合物与所述盐的质量比为100：(5～40)。4.根据权利要求2所述的工艺，其特征在于，所述聚乙二醇的平均分子量为50～6000；和/或，所述聚乙二醇包括聚乙二醇400、聚乙二醇1000、聚乙二醇2000、聚乙二醇4000。5.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述含有长链二元酸的混合物的pH值为2～9，进一步为3～7；和/或，步骤(1)在PH为2～9条件下搅拌加热至温度为50～105℃；和/或，步骤(1)在进行所述搅拌加热前，调节体系的PH至2～9，进一步为3～7；和/或，步骤(1)所述静置的时间为0.5～12h；和/或，步骤(1)中所述向含有长链二元酸的混合物中加入成相剂之前，先将含有长链二元酸的混合物进...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨晨，杨希伟，彭相潮，张志辉，刘修才，
申请(专利权)人：CIBT美国公司凯赛金乡生物材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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