一種提純長鏈二羧酸的方法技術

本發(fā)明專利技術公開一種提純長鏈二羧酸的方法。包括以下內容：I、將終止發(fā)酵液加熱破乳，分離未反應的烷烴；II、除去菌渣等固體雜質，得到發(fā)酵清液；III、向發(fā)酵清液中加入丙酮、乙腈中的至少一種和活性炭，震蕩混合后進行過濾；IV、將III所得的濾液在加熱蒸發(fā)設備中加入無機酸進行酸化，利用酸化過程中加熱可以實現(xiàn)有機溶劑與發(fā)酵母液的分離，蒸餾出的有機溶劑冷凝后回收，二羧酸結晶析出，冷卻、過濾、干燥得到精制的二羧酸產(chǎn)品。該方法采用有機溶劑沉淀的方法，有效降低了二羧酸產(chǎn)品中蛋白等雜質的含量，從而得到高純度的二羧酸產(chǎn)品。

Method for purifying long chain two carboxylic acid

The present invention discloses a method for purifying long chain two carboxylic acids. Includes the following contents: I, will terminate the fermentation liquid heating demulsification, separating unreacted alkane; II, slag and other solid impurities removing bacteria, fermentation III, clear liquid; adding acetone, acetonitrile and at least one of activated carbon to the fermentation supernatant, concussion after mixing and filtering; IV, III of the filtrate in the heating evaporation device with inorganic acid for acidification, can realize the separation of organic solvent and the ferment liquid by heating acidification process, the organic solvent distillation condensation recovery, two carboxylic acid crystallization, cooling, filtering and drying to obtain refined two carboxylic acid products. The method uses organic solvent precipitation to effectively reduce the content of impurities such as protein in the two carboxylic acid product, thereby obtaining a high-purity two carboxylic acid product.

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
一種提純長鏈二羧酸的方法
本專利技術涉及一種提純長鏈二羧酸的方法，特別是從微生物發(fā)酵液中獲得高純度長鏈二羧酸的方法。
技術介紹
長鏈二羧酸分子通式為CnH2n-2O4，其中n為10-18，是微生物利用液蠟等發(fā)酵而得到的代謝產(chǎn)物。其發(fā)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(yǎng)基和代謝產(chǎn)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(chǎn)品的純度和應用，并給該種類二羧酸的提取與精制帶來了困難。目前提取長鏈二羧酸的方法一般分為溶劑法和水相法。雖然溶劑法可以解決上述問題，但由于溶劑法存在投資大，設備腐蝕嚴重，產(chǎn)品中殘留有溶劑和烷烴以及生產(chǎn)安全性和環(huán)境污染等問題，該方法的使用受到了很大限制。傳統(tǒng)的水相提純方法雖然克服了溶劑法的缺陷，但是其產(chǎn)品純度和收率不能達到較高指標。CN01142806.6公開的長鏈二羧酸精制方法中，以長鏈二羧酸干粉為原料，使用丙酮、甲醇和乙醇作溶劑精制長鏈二羧酸。該法首先發(fā)酵液中的二羧酸先經(jīng)活性炭吸附后，再酸化結晶、過濾、水洗和干燥二羧酸結晶濾餅得到長鏈二羧酸干粉，然后采用有機溶劑進行精制。該方法精制的原料為含水的濾餅經(jīng)干燥后得到二羧酸干粉，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(chǎn)成本。而且該方法在獲得二羧酸結晶濾餅之前的堿性二羧酸鈉鹽的水溶液中及溶劑精制過程中，共進行了兩次活性炭吸附處理，相關領域的技術人員都了解，增加一次活性炭處理過程，會增加設備投資和生產(chǎn)成本，并且活性炭用量與產(chǎn)品的損失是成正比的，活性炭用量越大，產(chǎn)品的收率越低。而且在有機溶劑精制二羧酸時，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。CN1255483A公開了一種水相法分離二羧酸的方法：將終止發(fā)酵液加熱除去未反應的烷烴，再加硅藻過濾除菌；濾液經(jīng)調pH值得到酸餅和濾液；濾液又加活性炭脫色，然后過濾；又用脫色后的濾液溶解之前得到的酸餅，酸化；最后得到結晶，經(jīng)烘干得到二羧酸產(chǎn)品。此方法操作步驟繁瑣，操作成本高，而且二羧酸產(chǎn)品收率太低，純度亦不高，烷烴回收率低。
技術實現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有技術的不足，本專利技術提供了一種提純長鏈二羧酸的方法。本專利技術方法采用有機溶劑沉淀的方法，有效降低了二羧酸產(chǎn)品中蛋白等雜質的含量，從而得到高純度的二羧酸產(chǎn)品。本專利技術一種提純長鏈二羧酸的方法，包括以下內容：I、將終止發(fā)酵液加熱破乳，分離未反應的烷烴；II、除去菌渣等固體雜質，得到發(fā)酵清液；III、向發(fā)酵清液中加入丙酮、乙腈中的至少一種和活性炭，震蕩混合后進行過濾；IV、將III所得的濾液在加熱蒸發(fā)設備中加入無機酸進行酸化，利用酸化過程中加熱可以實現(xiàn)有機溶劑與發(fā)酵母液的分離，蒸餾出的有機溶劑冷凝后回收，二羧酸結晶析出，冷卻、過濾、干燥得到精制的二羧酸產(chǎn)品。本專利技術方法中，步驟I所述終止發(fā)酵液為微生物利用液蠟發(fā)酵而得到的代謝產(chǎn)物，其中含有的二羧酸分子通式為CnH2n-2O4，其中n為10-18，二羧酸可以是單一一種二羧酸，也可以是混合二羧酸。本專利技術方法中，步驟II可以采用離心或膜過濾等常規(guī)方法和設備進行脫除菌體等雜質的操作。本專利技術方法中，優(yōu)選向發(fā)酵清液中先加入活性炭進行吸附，吸附結束后加入丙酮、乙腈中的至少一種，震蕩混合后進行過濾。所述的活性炭優(yōu)選粉末活性炭，加入量為發(fā)酵液理論含酸量的1%~10%，吸附時間為30~60min。丙酮和/或乙腈中的加入量為發(fā)酵清液體積的5%~40%。震蕩混合時間20~60min。本專利技術方法中，步驟III還可以加入適量的苦味酸，優(yōu)選和丙酮、乙腈中的至少一種同時加入，加入量為發(fā)酵液的理論含酸量的2~5wt%。苦味酸、丙酮和/或乙腈、活性炭共同作用，提高蛋白等雜質的沉淀效果。本專利技術方法中，步驟III所述的過濾優(yōu)選超濾或納濾設備進行分離。本專利技術方法中，步驟IV中所述酸化的pH值為2.0~4.0，加熱溫度為80~95℃，常壓操作條件。冷凝回收的有機溶劑可以重復使用。本專利技術上述的酸化所用的酸可以是任意濃度的H2SO4、HNO3、HCl或H3PO4。步驟IV中冷卻結晶溫度一般為使二羧酸充分結晶為止，溫度一般為10℃～30℃。本專利技術方法可以獲得高純度的單一種類的二羧酸產(chǎn)品，也可以獲得混合二羧酸產(chǎn)品。與現(xiàn)有技術相比，本專利技術具有以下優(yōu)點：本專利技術人發(fā)現(xiàn)，雖然終止發(fā)酵液在加熱滅活和破乳過程中已將部分蛋白等雜質變性為沉淀，而隨初步過濾而除去，但后續(xù)的酸化析出二羧酸過程中，由于pH值的劇烈變化，殘余的大量水溶性蛋白仍會在酸化的過程中變性，隨二羧酸一并析出，包埋在晶體中因而嚴重影響產(chǎn)品質量。本專利技術采用有機溶劑與苦味酸共同沉淀發(fā)酵液中未變性的蛋白、核酸等雜質，再通過過濾除去沉淀，使得發(fā)酵液中的絕大部分蛋白等雜質得以除去；水溶性的苦味酸可以與蛋白、多糖、核酸等生物分子的堿性功能團形成復合物而沉淀，而后通過過濾而除去，不會引入另外的雜質。避免了后續(xù)酸化時發(fā)酵液中殘余的水溶性蛋白變性析出，影響產(chǎn)品質量，從而得到高純度的二羧酸精產(chǎn)品。本專利技術方法具有工藝簡單易于實現(xiàn)的特點，產(chǎn)品收率高，在較小的物耗能耗投入下，可以得到純度高、總氮含量低的聚合級產(chǎn)品，更適宜于工業(yè)化生產(chǎn)。具體實施方式下面通過實施例來進一步對本專利技術方法予以說明。實施例1以正十二烷烴為底物，利用熱帶假絲酵母發(fā)酵生產(chǎn)十二碳二羧酸。發(fā)酵結束時二羧酸濃度為150g/L，pH為7.2。取發(fā)酵液1000ml，加熱至80℃，靜置至室溫，分去溶液殘留的液蠟，過濾除去菌體，向發(fā)酵清液中加入1.5g粉末活性炭，攪拌脫色30min。繼續(xù)向發(fā)酵清液中加入80ml丙酮，震蕩混合60min，用膜孔徑為10-2μm的濾膜過濾，除去活性炭和蛋白等沉淀，用6M的硫酸調節(jié)濾液pH至3，于加熱蒸發(fā)裝置中加熱至85℃，蒸餾丙酮溶劑，蒸餾出的丙酮冷凝回收。以15℃/h勻速降至室溫結晶，過濾得二羧酸濾餅，水洗至中性，干燥濾餅即得到產(chǎn)品。產(chǎn)品質量見表1。實施例2以正十二烷烴為底物，利用熱帶假絲酵母發(fā)酵生產(chǎn)十二碳二羧酸。發(fā)酵結束時二羧酸濃度為158g/L，pH為7.3。取發(fā)酵液1000ml，加熱至90℃，靜置至室溫，分去溶液殘留的液蠟，過濾除去菌體，向發(fā)酵清液中加入2.5g粉末活性炭，攪拌脫色40min。繼續(xù)向發(fā)酵清液中加入200ml乙腈，震蕩混合60min，用膜孔徑為10-2μm的濾膜過濾，除去活性炭和蛋白等沉淀，用10M的硫酸調節(jié)濾液pH至4，于加熱蒸發(fā)裝置中加熱至90℃，蒸餾乙腈溶劑，蒸餾出的乙腈冷凝回收。以20℃/h勻速降至室溫結晶，過濾得二羧酸濾餅，水洗至中性，干燥濾餅即得到產(chǎn)品。產(chǎn)品質量見表1。實施例3以正十三烷烴為底物，利用熱帶假絲酵母發(fā)酵生產(chǎn)十三碳二羧酸。發(fā)酵結束時二羧酸濃度為154.3g/L，pH為7.5。取發(fā)酵液1000ml，加熱至85℃，靜置至室溫，分去溶液殘留的液蠟，過濾除去菌體，向發(fā)酵清液中加入5g粉末活性炭，攪拌脫色60min。繼續(xù)向發(fā)酵清液中加入300ml丙酮和3.2g苦味酸，震蕩混合60min，用膜孔徑為10-3μm的濾膜過濾，除去活性炭和蛋白等沉淀，用8M的硫酸調節(jié)濾液pH至2，于加熱蒸發(fā)裝置中加熱至95℃，蒸餾丙酮溶劑，蒸餾出的丙酮冷凝回收。以18℃/h勻速降至室溫結本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種提純長鏈二羧酸的方法，其特征在于：包括以下內容：I、將終止發(fā)酵液加熱破乳，分離未反應的烷烴；II、除去菌渣固體雜質，得到發(fā)酵清液；III、向發(fā)酵清液中加入丙酮、乙腈中的至少一種和活性炭，震蕩混合后進行過濾；IV、將III所得的濾液在加熱蒸發(fā)設備中加入無機酸進行酸化，利用酸化過程中加熱實現(xiàn)有機溶劑與發(fā)酵母液的分離，蒸餾出的有機溶劑冷凝后回收，二羧酸結晶析出，經(jīng)冷卻、過濾、干燥得到精制的二羧酸產(chǎn)品。

【技術特征摘要】
1.一種提純長鏈二羧酸的方法，其特征在于：包括以下內容：I、將終止發(fā)酵液加熱破乳，分離未反應的烷烴；II、除去菌渣固體雜質，得到發(fā)酵清液；III、向發(fā)酵清液中加入丙酮、乙腈中的至少一種和活性炭，震蕩混合后進行過濾；IV、將III所得的濾液在加熱蒸發(fā)設備中加入無機酸進行酸化，利用酸化過程中加熱實現(xiàn)有機溶劑與發(fā)酵母液的分離，蒸餾出的有機溶劑冷凝后回收，二羧酸結晶析出，經(jīng)冷卻、過濾、干燥得到精制的二羧酸產(chǎn)品。2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟I所述終止發(fā)酵液為微生物利用液蠟發(fā)酵而得到的代謝產(chǎn)物，含有的二羧酸分子通式為CnH2n-2O4，其中n為10-18，二羧酸為單一二羧酸或者為混合二羧酸。3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟II采用離心或膜過濾除去菌渣固體雜質。4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟III中向發(fā)酵清液中加入活性炭進行吸附，吸附結束后加入丙酮、乙腈中的至少一種，震蕩混合后進行過濾。5.根據(jù)權...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：李曉姝，高大成，張霖，姚新武，樊亞超，
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(fā)明
國別省市：北京,11