一種發酵有機酸的精制方法技術

本發明專利技術公開了一種發酵有機酸的精制方法。該方法包括：I、將終止發酵液加熱滅活；II、酸化使有機酸結晶析出，獲得有機酸結晶液；III、將有機酸結晶液或過濾得到的含水的有機酸濾餅與醚類有機溶劑混合使有機酸溶解，其中加入適量的堿性溶液，然后進行有機相和水相分離；IV、分離后的有機相經洗滌后，加入吸附劑，過濾脫除固形物；V、步驟IV得到的有機相冷卻至有機酸結晶析出，經過濾，干燥得到精制的有機酸產品。本發明專利技術方法使用醚類有機溶劑和堿性溶液精制有機酸，不但縮短了工藝流程，節省了設備、時間和能耗等投入，并且可以得到純度高、總氮含量低的聚合級產品，更適宜于工業化生產。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術公開了。該方法包括：I、將終止發酵液加熱滅活；II、酸化使有機酸結晶析出，獲得有機酸結晶液；III、將有機酸結晶液或過濾得到的含水的有機酸濾餅與醚類有機溶劑混合使有機酸溶解，其中加入適量的堿性溶液，然后進行有機相和水相分離；IV、分離后的有機相經洗滌后，加入吸附劑，過濾脫除固形物；V、步驟IV得到的有機相冷卻至有機酸結晶析出，經過濾，干燥得到精制的有機酸產品。本專利技術方法使用醚類有機溶劑和堿性溶液精制有機酸，不但縮短了工藝流程，節省了設備、時間和能耗等投入，并且可以得到純度高、總氮含量低的聚合級產品，更適宜于工業化生產。【專利說明】
本專利技術涉及一種有機酸的精制方法，特別是從發酵液中獲得高純度有機酸的方法。
技術介紹
本專利技術所指的有機酸分子通式為CnH2n_204，其中η為10_18，是微生物利用液蠟等發酵而得到的代謝產物。其發酵液是復雜的多相體系，其中含有未反應的碳源、微生物細胞及碎片、未利用的培養基和代謝產物以及微生物的分泌物等，尤其是其中含有大量蛋白質、色素和灰分等雜質，嚴重影響產品的純度和應用，并給該種類有機酸的提取與精制帶來了困難。目前，市場上對該種類有機酸純度要求很高，特別是聚合級的純度要求更高，一般要求有機酸單酸純度在98.5wt%以上，總氮< 3(^g/g，目前只有用有機溶劑法提純才能獲得符合此要求的聚合級產品，而且一般情況下，即使純度達到要求，其總氮含量仍較難達到要求。 CN01142806.6公開的長鏈二元酸精制方法中，以長鏈二元酸干粉為原料，使用醇類作溶劑精制長鏈二元酸。該法首先發酵液中的二元酸先經活性炭吸附后，再酸化結晶、過濾、水洗和干燥二元酸結晶濾餅得到長鏈二元酸干粉，然后采用有機溶劑進行精制。該方法中，精制二元酸采用的溶劑是醇類，在加熱溶解時，醇易與二元酸發生酯化反應，導致最終產品純度的降低，限制了在聚合方面的應用。該方法精制的原料為含水的濾餅經干燥后得到二元酸干粉，對原料含水量的限制降低了該方法的操作彈性，增加了粗酸干燥的設備，導致此工藝流程較長，增加了生產成本。在有機溶劑精制二元酸時，采用吸附劑一般能達到脫色的要求，但仍較難脫除其中的小分子蛋白，使總氮含量不符合要求。CN200410018255.7公開的長鏈二元酸精制方法中，首先對發酵法反應液進行預處理，以除去其中的菌體及殘留烷烴或脂肪酸，得到有機酸清液，然后進行酸化結晶，酸化結晶液再經板框壓濾得到有機酸粗品；最后將得到的粗品通過刮膜蒸發、短程蒸餾裝置在高真空條件下精制或采用有機溶劑精制。該方法得到的二元酸粗品與溶劑混合溶解后，沒有采取過濾等脫除去不溶性雜質的操作步驟，這樣在降溫結晶過程中不溶性雜質必然吸附結晶表面，影響了產品純度，給產品的應用帶來了不良的影響。而且該方法中的溶劑精制二元酸過程，包括了兩次的溶劑重結晶操作，溶劑耗費量較大，增加了溶劑回收精制的負擔，導致操作過程較為復雜，并且采用溶劑法精制得到的二元酸純度最高僅有98.75wt%,在生產稍有波動時，就可能得不到合格的產品。
技術實現思路
針對現有技術的不足，本專利技術提供了一種有機酸的精制方法。與現有技術相比，本專利技術方法工藝簡單，能耗低，物料消耗少，所得到的有機酸純度高，小分子蛋白質和色素等雜質含量低，適宜于工業化生產。本專利技術的有機酸的精制方法，包括: I、將終止發酵液加熱滅活； II、酸化使有機酸結晶析出，獲得有機酸結晶液； III、將有機酸結晶液或過濾得到的有機酸濾餅與有機溶劑混合使有機酸溶解，所述的有機溶劑為碳數為2~8的醚類，其中向上述體系中加入質量濃度為0.5%~30.0%的堿性溶液，優選為1.0 wt°ri5.0 wt%，堿性溶液的加入量為有機酸干基重量的20wt9T500 wt%，優選為50 wt9T200 wt%,混合均勻后進行有機相和水相分離； IV、分離后的有機相經水洗滌后，加入吸附劑，過濾脫除固形物； V、步驟IV得到的有機相冷卻至有機酸結晶析出，經過濾，干燥得到精制的有機酸產品O本專利技術方法中，步驟I所述終止發酵液為微生物利用液蠟發酵而得到的代謝產物，其中含有的有機酸分子通式為CnH2n_204，其中η為10-18，有機酸可以是單一一種有機酸，也可以是混合有機酸。終止發酵液加熱滅活后，可以進行過濾脫除菌體等雜質，過濾可以采用膜過濾等常規方法和設備。也可以在步驟III中過濾脫除菌體等雜質。加熱滅活溫度一般為75°C~100°C。本專利技術方法中，步驟II所述的酸化可以采用常規方法進行。所述酸化的pH值為2.0-4.0，加熱溫度為8(Tl00°C。本專利技術上述的酸化所用的酸可以是任意濃度的H2S04、ΗΝ03、HCl 或 H3PO4。步驟III所用的有機溶劑為醚類，所述的醚類的碳數為2~8，優選為乙醚、丙醚、異丙醚、丁醚、異丁醚、戊醚、異戊醚、己醚等的一種或幾種，進一步優選為正丙醚、異丙醚、正丁醚、異丁醚、異戊醚等的一種或幾種。本專利技術方法中，有機溶劑與有機酸干基的重量比為1:廣15:1，優選為2:廣7:1。有機酸結晶液或有機酸濾餅與有機溶劑優選在加熱條件下溶解，加熱溫度一般為80°c~15(rc，優選9(T120°C，具體根據選用溶劑的沸點確定，一般低于所使用溶劑的沸點溫度。所述的堿性溶液選自碳酸氫鈉、碳酸鈉、氫氧化鈉、碳酸氫鉀、碳酸鉀、氫氧化鉀中的一種或多種的溶液。本專利技術方法中，步驟IV中可以加入去離子水洗滌有機相一次或一次以上，并分離出水相。本專利技術方法中，步驟IV中的吸附劑為活性炭、活性白土等中的一種或多種，優選為活性炭，加入量為有機酸干基重量的0.01wt%~2.0wt%,優選為0.01wt%~l.0wt%,吸附時間為 30min ~60min。本專利技術方法中，步驟V中冷卻結晶溫度一般為使有機酸充分結晶為止，溫度一般為 10°C~30°C。本專利技術方法中，步驟V中得到的有機溶劑濾液，可以循環使用。本專利技術方法可以獲得高純度的單一種類的有機酸產品，也可以獲得混合有機酸產品O雖然有機溶劑法精制該種類有機酸為本領域常規方法，但現有方法中使用的最適宜溶劑和最佳的工藝路線，也只能得到純度略高于產品質量指標要求(98.5%)的純度，這對工業裝置的穩定生產是不利的，在生產稍有波動時，就可能得不到合格的產品。本專利技術方法采用的醚類溶劑屬于偶極距化合物，極性弱，大分子蛋白在其中不溶解，形成的不溶性固形物易于過濾除去，然后向含有機酸的醚類有機相中加入適量的堿性溶液，使其中部分有機酸轉化成有機酸鹽而溶于水相中，在鹽效應的作用下使溶劑相中的小分子有機氮與色素轉移至水溶液中，并且僅使用極少量的吸附劑就可以得到純度大于99.8%和總氮小于3(^g/g的有機酸產品。在本領域中，目的產品質量達到聚合級指標要求已經是不容易的，在此基礎上純度每提高0.1個百分點和總氮降低I個Pg/g都是十分困難的，并且也都是有重要意義和價值的，這對保證工業裝置穩定運轉，提高產品合格率等方面，具有重要的作用，對后續合成工程塑料等聚合產品的質量影響也是非常明顯的。本專利技術方法，在獲得高純度有機酸產品的同時，還具有工藝過程簡單，能耗低，物料消耗少等優點。【具體實施方式】下面通過實施例進一步說明本專利技術的精制方法。本專利技術中，wt%為質量分數。本專利技術方法中，發酵液本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種發酵有機酸的精制方法，包括：I、將終止發酵液加熱滅活；II、酸化使有機酸結晶析出，獲得有機酸結晶液；III、將有機酸結晶液或過濾得到的有機酸濾餅與有機溶劑混合使有機酸溶解，所述的有機溶劑為碳數為2~8的醚類，其中向上述體系中加入質量濃度為0.5%~30.0%的堿性溶液，優選為1.0?wt%~15.0?wt%，堿性溶液的加入量為有機酸干基重量的20wt%~500?wt%，優選為50?wt%~200?wt%，混合均勻后進行有機相和水相分離；IV、分離后的有機相經水洗滌后，加入吸附劑，過濾脫除固形物；V、步驟IV得到的有機相冷卻至有機酸結晶析出，經過濾，干燥得到精制的有機酸產品。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：高大成，李曉姝，吳丹，
申請(專利權)人：中國石油化工股份有限公司，中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院，
類型：發明
國別省市：