回收制造技术

本发明专利技术涉及一种回收3‑

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】回收3
‑
羟基丙酸的工艺和包含3
‑
羟基丙酸的浆料组合物


[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于
2021
年
11
月
29
日提交的韩国专利申请
No.10
‑
2021
‑
0166977、
于
2021
年
11
月
29
日提交的韩国专利申请
No.10
‑
2021
‑
0167409
和于
2022
年
11
月
23
日提交的韩国专利申请
No.10
‑
2022
‑
0158661
的权益，这些专利申请的公开内容通过引用全部并入本说明书中
。
[0003]本专利技术涉及一种回收3‑
羟基丙酸的工艺和包含3‑
羟基丙酸的浆料组合物
。

技术介绍

[0004]3‑
羟基丙酸
(3HP)
是一种可转化为各种化学品如丙烯酸
、
丙烯酸甲酯和丙烯酰胺的平台化合物
。
自
2004
年被美国能源部
(DOE)
确定为前
12
的增值生物化学品之一以来，它在学术界和工业界中被积极地研究
。
[0005]3‑/>羟基丙酸的生产主要通过化学法和生物法两种方法进行，但是在化学法的情况下，人们指出初始材料昂贵，并且由于在生产过程中产生有毒物质而是不环保的，因此，环境友好的生物工艺备受关注
。
[0006]当通过微生物发酵生产有机酸时，在发酵微生物的工艺中，除了诸如3‑
羟基丙酸的有机酸之外，还产生其它副产物，因此，需要从发酵液中萃取和分离有机酸的工艺
。
作为从微生物发酵液中萃取和分离有机酸的方法，使用电渗析法
、
反渗透膜法
、
包含有机酸的溶液
‑
有机溶剂反应萃取法等
。
特别地，使用氢氧化钠
(NaOH)
的反萃取方法由于其高收率而被广泛使用
。
然而，在这些方法的情况下，由于产物是有机酸盐的形式，因此，存在的缺点是，还需要将有机酸盐转化为有机酸的工艺，并且纯度低
。
[0007]与通过发酵工艺产生的其它有机酸不同，3‑
羟基丙酸表现出高亲水性并且具有高溶解度和与水的反应性
。
这使得难以应用常规的有机酸分离和纯化工艺，如沉淀和萃取
。
[0008]反应萃取法是使用与有机酸高度反应的活性稀释剂如胺或醇来萃取有机酸的方法，该方法使得有机酸能够选择性萃取，并且具有相对高的萃取效率
。
因此，即使当分离和纯化
3HP
时，也尝试应用反应萃取法
。
作为一个实例，已经提出一种使用三辛基胺
(TOA)
作为胺的方法，但是存在
3HP
的萃取效率低并且需要大量有机溶剂的问题
。
此外，当使用十三烷基胺作为胺时，
3HP
的萃取效率高于
TOA
的情况，但是存在的问题是，在萃取过程中出现有机相和水相没有分离的乳液现象
。
[0009]因此，需要开发一种从包含3‑
羟基丙酸的原料溶液如微生物发酵液中以高纯度和高收率回收3‑
羟基丙酸的工艺
。

技术实现思路

[0010]技术问题
[0011]本专利技术的一个目的是提供一种通过向包含3‑
羟基丙酸盐晶体的溶液中加入氨以高收率和高纯度回收3‑
羟基丙酸的工艺，以及包含在上述工艺中形成的沉淀物和3‑
羟基丙
酸的浆料组合物
。
[0012]技术方案
[0013]本说明书提供一种回收3‑
羟基丙酸的工艺，包括：在碱金属盐的存在下，在包含3‑
羟基丙酸的浓缩液中形成3‑
羟基丙酸盐晶体；制备包含从所述浓缩液中分离出的所述3‑
羟基丙酸盐晶体的溶液；和向所述包含3‑
羟基丙酸盐晶体的溶液中加入氨
。
[0014]本说明书还提供一种包含3‑
羟基丙酸的浆料组合物，其包含由下面结构式4表示的沉淀物和3‑
羟基丙酸
。
[0015][
结构式
4][0016]阳离子
(OH)
p
[0017]阳离子为
Mg
2+
或
Ca
2+
，更优选为
Mg
2+
。
[0018]p
是与所述阳离子结合的氢氧根离子
(OH
‑
)
的数目，该数目为1以上的整数
。
[0019]现在，将更详细地描述根据本专利技术的实施方案的回收3‑
羟基丙酸的工艺和包含3‑
羟基丙酸的浆料组合物
。
[0020]应当理解的是，除非本说明书中描述的制备方法中包括的步骤被指定为是顺序的或连续的或以其它方式表述，否则制备方法中包括的一个步骤和另一步骤不应理解为局限于本说明书中描述的顺序
。
因此，应当理解的是，制备方法中包括的步骤的顺序可以在本领域技术人员的理解范围内改变，并且在这种情况下，对于本领域技术员来说显而易见的附带改变落入本专利技术的范围内
。
[0021]在本专利技术中，碱金属包括碱金属和碱土金属
。
[0022]根据本专利技术的一个实施方案，可以提供一种回收3‑
羟基丙酸的工艺，包括：在碱金属盐的存在下，在包含3‑
羟基丙酸的浓缩液中形成3‑
羟基丙酸盐晶体；制备包含从所述浓缩液中分离出的所述3‑
羟基丙酸盐晶体的溶液；和向所述包含3‑
羟基丙酸盐晶体的溶液中加入氨
。
[0023]本专利技术人通过实验发现，当在碱金属盐的存在下浓缩3‑
羟基丙酸以形成3‑
羟基丙酸盐晶体，并且向包含分离的3‑
羟基丙酸盐晶体的溶液中加入氨时，3‑
羟基丙酸可以以高收率和高纯度被回收
。
此外，当从浆料中过滤通过加入氨而产生的沉淀物，然后从滤液中汽提氨以吸收并去除铵离子时，所有的含氮化合物也被去除，并且可以以高纯度和高收率回收3‑
羟基丙酸
。
[0024]通常，通过使用离子交换树脂的方法和石膏沉淀法来回收3‑
羟基丙酸
。
然而，使用离子交换树脂的方法存在产生大量废水的问题，因此，不容易商业应用
。
石膏沉淀法存在的问题是，当石膏无法出售时会产生废弃物<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种回收3‑
羟基丙酸的工艺，包括：在碱金属盐的存在下，在包含3‑
羟基丙酸的浓缩液中形成3‑
羟基丙酸盐晶体；制备包含从所述浓缩液中分离出的所述3‑
羟基丙酸盐晶体的溶液；和向所述包含3‑
羟基丙酸盐晶体的溶液中加入氨
。2.
根据权利要求1所述的回收3‑
羟基丙酸的工艺，其中：在向所述包含3‑
羟基丙酸盐晶体的溶液中加入氨的步骤中，形成包含由下面结构式3表示的沉淀物的浆料组合物，
[
结构式
3]
阳离子
(OH)
P
其中，阳离子是所述碱金属盐的阳离子，
p
是与所述阳离子结合的氢氧根离子
(OH
‑
)
的数目，其为1以上的整数
。3.
根据权利要求2所述的回收3‑
羟基丙酸的工艺，进一步包括：过滤所述浆料组合物以回收滤液，并在减压条件下从所述滤液中汽提氨
。4.
根据权利要求3所述的回收3‑
羟基丙酸的工艺，进一步包括：向所述已经去除氨的滤液中加入吸附剂，以吸附并去除铵离子
。5.
根据权利要求4所述的回收3‑
羟基丙酸的工艺，其中：所述吸附剂是选自沸石
、
活性炭
、
二氧化硅凝胶和氧化铝凝胶中的至少一种
。6.
根据权利要求1所述的回收3‑
羟基丙酸的工艺，其中：所述浓缩液包含
300g/L
以上的3‑
羟基丙酸
。7.
根据权利要求1所述的回收3‑
羟基丙酸的工艺，其中：所述浓缩液包含
350g/L
以上且
900g/L
以下的3‑
羟基丙酸
。8.
根据权利要求1所述的回收3‑
羟基丙酸的工艺，其中：所述3‑
羟基丙酸盐晶体由下面结构式1或结构式2表示：
[
结构式
1]
阳离子
(3HP)
n
[
结构式
2]
阳离子
(3HP)
n
·
mH2O
其中，阳离子是碱金属盐的阳离子，
3HP
是与所述阳离子结合的3‑
羟基丙酸，
n...

【专利技术属性】
技术研发人员：方龙珠，金贞恩，崔在薰，姜东均，郑宇喆，韩相媛，金台昊，
申请(专利权)人：株式会社，
类型：发明
国别省市：