一种PHA提取方法和设备技术

本发明专利技术提供了一种PHA提取方法及设备，所述提取方法包括如下步骤：分离发酵产物；发酵产物进行酶解破壁，获得含PHA的酶解料液；静置含PHA的酶解料液，提取中间层，获得PHA产物。所述设备包括：Z1分离模块；Z2酶解模块；Z3提取模块；和Z4PHA后处理模块；其中，分离模块包括：絮凝罐，隔膜板框压滤机；酶解模块包括：酶混合罐，一级均质乳化泵，酶解破壁罐；提取模块包括：二级均质乳化泵，沉淀分离罐；PHA后处理模块包括：喷雾干燥罐。本发明专利技术方法不采用有机溶剂，意料之外地显著提高了产品的质量、降低生产成本、减少了污染等，且设备采用絮凝后高压隔膜板框过滤，然后采用二级管道式均质乳化的方式，提高了提取效率，且整个过程更加简洁。且整个过程更加简洁。

【技术实现步骤摘要】
一种PHA提取方法和设备


[0001]本专利技术涉及生物基材料聚羟基脂肪酸酯(PHA)的生产领域，具体涉及一种PHA提取方法和设备

技术介绍

[0002]PHA是一种新型的生物可降解材料，可大规模替代石化塑料产品的使用，被誉为最有发展前景的材料品种。PHA是通过微生物发酵取得，现有的PHA提取工艺有丙酮法和乙醇法等，但是都存在着成本高、有污染等问题，而且经过化学提纯的PHA往往出现部分分解、碳链断裂、分子量降低的现象，严重影响PHA产品的质量。
[0003]因此，本领域亟需开发一种操作简单、污染少的PHA提取方法和设备。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种PHA提取方法和设备，所述提取方法包括如下步骤：分离发酵产物；发酵产物进行酶解破壁，获得含PHA的酶解料液；静置含PHA的酶解料液，提取中间层，获得PHA产物。
[0005]所述设备包括：Z1分离模块；Z2酶解模块；Z3提取模块；和Z4PHA后处理模块；其中，分离模块包括：絮凝罐，隔膜板框压滤机；酶解模块包括：酶混合罐，一级均质乳化泵，酶解破壁罐；提取模块包括：二级均质乳化泵，沉淀分离罐；PHA后处理模块包括：喷雾干燥罐。
[0006]本专利技术方法不采用有机溶剂，意料之外地显著提高了产品的质量、降低生产成本、减少了污染等，且设备采用絮凝后高压隔膜板框过滤，然后采用二级管道式均质乳化的方式，提高了提取效率，且整个过程更加简洁。
[0007]在本专利技术的第一方面，提供一种PHA提取方法，所述提取方法包括如下步骤：
[0008](S1)分离：提供PHA发酵液，分离发酵产物；
[0009](S2)酶解：将步骤S1获得的发酵产物进行酶解破壁，获得含PHA的酶解料液；
[0010](S3)提取：静置步骤S2获得的含PHA的酶解料液，提取中间层，获得PHA产物。
[0011]在另一优选例中，所述提取方法还包括步骤(S4)对步骤S3获得的PHA进行干燥，得到粉末状PHA产物。
[0012]在另一优选例中，所述干燥方式包括：喷雾干燥、真空干燥、低温烘干等。
[0013]在另一优选例中，所述分离包括步骤：
[0014]将絮凝剂加入PHA发酵液，搅拌得到混合液体；和
[0015]将混合液体进行压滤处理，分离出发酵产物。
[0016]在另一优选例中，所述PHA发酵液中发酵产物(细胞干物质)含量5％
‑
20％，PHA含量3％
‑
12％。
[0017]在另一优选例中，所述絮凝剂为微晶纤维素，添加量为细胞干物质重量的的0.1
‑
2％，按质量百分比计。
[0018]在另一优选例中，所述压滤在隔膜板框压滤机中进行，采用高分子隔膜鼓膜，压榨
形式为气体(空气)压榨或液体(水)压榨，过滤压力为6
‑
8Bar，保持压力为1
‑
12Bar。
[0019]在另一优选例中，所述酶解包括步骤：
[0020]将水、酶依次加入至分离出的发酵产物进行酶解；
[0021]将酶解后的物料进行均质乳化；和
[0022]将乳化后的物料进行搅拌，破壁释放PHA，获得含PHA的酶解料液。
[0023]在另一优选例中，所述酶为纤维素内切酶、纤维素外切酶、溶菌酶中一种或两种以上的酶。
[0024]在另一优选例中，所述酶为纤维素内切酶和纤维素外切酶。
[0025]在另一优选例中，所述酶为纤维素纤维素外切酶和溶菌酶。
[0026]在另一优选例中，所述酶为纤维素内切酶和溶菌酶。
[0027]在另一优选例中，所述酶解辅助手段还包括超声波破壁。
[0028]在另一优选例中，所述提取包括步骤：
[0029]将含PHA的酶解料液进行均质乳化；和
[0030]静置乳化后的料液，分层为上部清液层、中间PHA层和下部沉淀层，提取中间PHA层，获得PHA产物。
[0031]在另一优选例中，所述下部沉淀层包括细胞残留物和部分絮凝剂。
[0032]在另一优选例中，所述静置的时间为3
‑
48h，较佳地为5
‑
24h。
[0033]在另一优选例中，中间PHA层的干重占总干物质重量比例为40
‑
90％，较佳地为50
‑
85％
[0034]在另一优选例中，所述获得的PHA产物中纯PHA占干重的质量比为70
‑
99％，较佳地为80
‑
95％，更佳地为85％
‑
93％。
[0035]在本专利技术的第二方面，提供了一种用于执行本专利技术第一方面所述的PHA提取方法的设备，所述设备包括：
[0036]Z1分离模块，用于分离发酵产物；
[0037]Z2酶解模块，用于将发酵产物进行酶解破壁；和
[0038]Z3提取模块，用于提取酶解破壁后酶解料液中的PHA，得到PHA产物。
[0039]在另一优选例中，所述设备还包括Z4 PHA后处理模块，对Z3提取模块获得的PHA产物进行干燥。
[0040]在另一优选例中，所述干燥包括：喷雾干燥，真空干燥，低温干燥。
[0041]在另一优选例中，所述PHA后处理模块包括：喷雾干燥罐。
[0042]在另一优选例中，所述分离模块包括：
[0043]絮凝罐，在所述絮凝罐中，将絮凝剂加入PHA发酵液并搅拌得到混合液体；和
[0044]隔膜板框压滤机，通过管道与所述絮凝罐连接，将所述混合液体进行压滤，分离出发酵产物。
[0045]在另一优选例中，所述酶解模块包括：
[0046]酶混合罐，在所述酶混合罐中，将水、酶依次加入至分离出的发酵产物进行酶解得到酶解后的物料；
[0047]一级均质乳化泵，通过管道与所述酶混合罐连接，将所述酶解后的物料乳化；和
[0048]酶解破壁罐，通过管道与所述均质乳化泵连接，将乳化后的物料进行搅拌，破壁释
放PHA，获得含PHA的酶解料液。
[0049]在另一优选例中，所述酶混合罐3中附加超声装置。
[0050]在另一优选例中，所述的提取模块包括：
[0051]二级均质乳化泵，在所述二级均质乳化泵中将含PHA的酶解料液进行均质乳化；和
[0052]沉淀分离罐，在所述沉淀分离罐中静置乳化后的料液，得到PHA产物。
[0053]在另一优选例中，所述PHA提取的设备，所述沉淀分离罐7中形成上部清液层、中间PHA层和下部沉淀层，沉淀分离罐一侧不同高度有3
‑
10个出料阀，提取中间PHA层，获得PHA产物。
[0054]在另一优选例中，所述设备包括：
[0055]絮凝罐1，隔膜板框压滤机2，酶混合罐3，一级均质乳化泵4，酶解破壁罐5，二级均质乳化泵6，沉淀分离罐7，喷雾干燥罐8；
[0056]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PHA提取方法，其特征在于，所述提取方法包括如下步骤：(S1)分离：提供PHA发酵液，分离发酵产物；(S2)酶解：将步骤S1获得的发酵产物进行酶解破壁，获得含PHA的酶解料液；(S3)提取：静置步骤S2获得的含PHA的酶解料液，提取中间层，获得PHA产物。2.如权利要求1所述的PHA提取方法，其特征在于，所述分离包括步骤：将絮凝剂加入PHA发酵液，搅拌得到混合液体；和将混合液体进行压滤处理，分离出发酵产物。3.如权利要求1所述的PHA提取方法，其特征在于，所述酶解包括步骤：将水、酶依次加入至分离出的发酵产物进行酶解；将酶解后的物料进行均质乳化；和将乳化后的物料进行搅拌，破壁释放PHA，获得含PHA的酶解料液。4.如权利要求1所述的PHA提取方法，其特征在于，所述提取包括步骤：将含PHA的酶解料液进行均质乳化；和静置乳化后的料液，分层为上部清液层、中间PHA层和下部沉淀层，提取中间PHA层，获得PHA产物。5.一种用于执行权利要求1所述的PHA提取方法的设备，其特征在于，所述设备包括：Z1分离模块，用于分离发酵产物；Z2酶解模块，用于将发酵产物进行酶解破壁；和Z3提取模块，用于提取酶解破壁后酶解料液中的PHA，得到PHA产物。6.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述分离模块包括：絮凝罐，在所述絮凝罐中，将絮凝剂加入PHA发酵液并搅拌得到混合液体；和隔膜板框压滤机，通过管道与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玟籍，
申请(专利权)人：常州柯纳生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：