一種長碳鏈二元酸生物發酵制備方法技術

本發明專利技術公開了一種長碳鏈二元酸生物發酵制備方法，其采用烷烴、脂肪酸及其酯作為反應原料，通過微生物發酵、發酵液預處理、粗產品提取以及產品精制等步驟得到相應的長碳鏈二元酸，其不但大大擴充了長碳鏈二元酸制備工業的原料來源渠道，降低了長碳鏈二元酸制備工業對于石油化工原料的依賴，同時其制備的長碳鏈二元酸還具有產品質量好、產品純度高、產品種類多樣化等優點。

A Biological Fermentation Method for Long Carbon Chain Dibasic Acids

The invention discloses a biological fermentation preparation method of long carbon-chain dicarboxylic acid, which uses alkanes, fatty acids and esters as reaction raw materials, and obtains corresponding long carbon-chain dicarboxylic acid through microbial fermentation, fermentation broth pretreatment, crude product extraction and product refining, which not only greatly expands the raw material source channel of long carbon-chain dicarboxylic acid preparation industry, but also reduces long carbon-chain dicarboxylic acid. The production industry of primary acid relies on petrochemical raw materials. At the same time, the long carbon chain dicarboxylic acid has the advantages of good product quality, high purity and diversification of products.

【技術實現步驟摘要】
一種長碳鏈二元酸生物發酵制備方法
本專利技術涉及長碳鏈二元酸制備
，具體涉及一種長碳鏈二元酸生物發酵制備方法。
技術介紹
長鏈二元酸，也叫長碳鏈二元酸，是指碳鏈中含有10個以上碳原子的直碳鏈芳香族飽和二元羧酸，是一類很重要的精細化工中間體，廣泛應用于大環麝香、耐寒性增塑劑、工程塑料、樹脂、涂料、香料、聚酰胺熱熔膠、特種尼龍以及液晶等一系列高附加值的特殊化學品的合成，同時也是醫藥和農藥合成的重要原料。現有技術中長碳鏈二元酸的生產主要分為生物發酵法和化學合成法，其中化學合成法以二丁烯為主要生產原料，在200℃，100個大氣壓的環境下進行反應生成，不僅生產工藝復雜、反應條件要求較高，同時產品的采收率較低且產品品種單一。生物發酵法主要以石油生產的副產物蠟油為主要原料，且反應過程在常溫、常壓下即可正常進行，因此其大大簡化了長碳鏈二元酸的生產流程及生產工藝，同時其能夠合成10個以上碳原子的系類長碳鏈二元酸，且生產成本遠遠低于化學合成法。公開號為CN102061316A的中國專利技術專利于2011年5月18日公開了長碳鏈二元酸的生產方法，以碳十一及其以上的烷烴為底物，通過微生物發酵法轉化為長碳鏈二元酸以及發酵液的提取分離和二元酸粗品的精制過程，生產相應的長碳鏈二元酸產品。本專利技術通過技術創新和工藝創新，研制了長碳鏈二元酸新的生產方法，大大降低了長碳鏈二元酸的生產成本，提高了長碳鏈二元酸的收率和產品質量，可以生產十一碳以上的長碳鏈二元酸，最終解決了制約長碳鏈二元酸快速發展的瓶頸問題，形成了產業化規模和技術優勢。本專利技術的生物法生產長碳鏈二元酸具有產酸水平高，生產成本低，產品質量好，品種全等特點，制得的長碳鏈二元酸產品具有單酸含量高、透光好、熱穩定性高，可以滿足不同客戶的需求，可用于生產高級香料、高性能工程塑料、高溫電介質、高檔熱熔膠、耐寒增塑劑、高級潤滑油、高級油漆和涂料等。極大的拓展了長碳鏈二元酸下游產品發展空間。
技術實現思路
針對現有技術中存在的原料來源單一、產品質量較差的缺陷，本專利技術公開了一種長碳鏈二元酸生物發酵制備方法，采用本專利技術制備的長碳鏈二元酸具有產品質量好、原料來源多樣化以及生產成本低廉等優點。本專利技術通過以下技術方案實現上述目的：一種長碳鏈二元酸生物發酵制備方法，其特征在于：包括以下步驟：A、以C9-C18的烷烴、脂肪酸或其酯為底物，以熱帶假絲酵母作為菌株，通過發酵將底物轉化為相應的長碳鏈二元酸，其中培養基的基底配方為：酵母膏：0.3%-1.5%、蔗糖：2.5%-4%、乳化劑：0.003%-0.07%、：1.2%-2.5%、KCl：1%-2%、NaCl:0.25%-0.4%、消泡劑：0.02%-0.07%、尿素2%-4%；反應條件為：菌株接種量10%-20%、發酵罐溫度：28℃-32℃、發酵罐罐壓:0.06-0.1MPa、通風量為1:0.1-0.5vvm、培養時間為130-150h、pH值：發酵前期菌體生長4.5-5.5，發酵中后期轉化6.0-7.5；補料參數控制：當菌體生長濃度（）大于0.9時向反應罐內補加相應的烷烴、脂肪酸或其酯，控制發酵液中烷烴、脂肪酸或其酯的濃度為3%-5%，發酵結束前24小時停止補料。B、將發酵液靜置1-3h；再通過離心法或過濾膜過濾得到二元酸清液；C、通過蒸汽加熱器將步驟B產生的二元酸清液加熱到75-95℃，同時加堿調節二元酸清液的pH值至7.5-9.5，再將上述二元酸清液轉移至脫色罐中保溫，同時向脫色罐中加入二元酸清液體積0.1%-2%的活性炭脫色處理60-150min；D、將步驟C的二元酸清液過濾得到二元酸脫色液，向上述二元酸脫色液中加入酸液調節pH值至2-4，并在60-105℃環境下結晶1-3h，再降溫至25-45℃后保溫1-2h待物料完全結晶后得到二元酸結晶液，再通過板框過濾器過濾得到二元酸濕品，并經干燥后得到二元酸粗品；E、將步驟D得到的二元酸粗品投入到脫色罐中，向脫色罐中加入有機溶劑溶解二元酸粗品，待二元酸完全溶解后向脫色罐中加入溶液體積0.2%-5%的活性炭，并在70-95℃環境下脫色處理120-180min后通過板框壓力機過濾得到二元酸成品清液；F、將步驟E得到的二元酸成品清液加入到一次結晶罐中，降溫至65-75℃后保溫0.5-1.5h后再降溫至15-25℃后保溫1.5-3h待完全結晶后通過離心機分離得到二元酸結晶體；G、將步驟F得到的二元酸結晶體加入到高溫結晶罐中，并向罐體內加入高溫水至90-130℃，保溫1-2h后再降溫至25-35℃，待完全結晶后通過離心分離機分離及閃蒸干燥器干燥后得到二元酸成品。所述步驟C中堿液為氫氧化鈉或氫氧化鉀。所述步驟D中酸液為乙酸、硫酸、硝酸或鹽酸。所述步驟E中100%的有機溶劑與二元酸的質量比為4-2:1。所述步驟E中的有機溶劑為醋酸。與現有技術相比，本專利技術具有以下有益效果：1、本專利技術采用烷烴、脂肪酸或其酯作為反應的原材料，通過微生物發酵、再經過分離、提純以及結晶等工藝制備長碳鏈二元酸，其反應原料的來源廣泛，能夠大大降低長碳鏈二元酸對于石油原料的依賴，有利于長碳鏈二元酸制備工業的長期穩定及可持續發展。2、本專利技術的長碳鏈二元酸經過預處理、粗產品提取以及精制等工藝流程，其透光性好、熱穩定性高，能夠滿足不同客戶的不同需求，大大提高了產品對市場的適應能力，極大的擴展了長碳鏈二元酸的應用領域及市場前景。3、本專利技術采用烷烴、脂肪酸或其酯作為反應的原材料，可以根據需要選擇不同原材料，其不但能夠制備單酸含量高的長碳鏈二元酸，同時還可以通過改變原料的成分生產不同碳原子數的長碳鏈二元酸，其產品種類豐富。具體實施方式下面將通過具體實施例對本專利技術作進一步說明：實施例1本實施例以十一烷烴作為原料發酵生產十一碳二元酸，其包括以下步驟：A、將熱帶假絲酵母菌株接入裝有培養基的發酵罐中，發酵罐內培養基的配方為酵母膏：0.3%、蔗糖：2.5%、乳化劑：0.003%、：1.2%、KCl：1%、NaCl:0.25%、消泡劑：0.02%、尿素4%；發酵反應控制條件：菌株接種量10%、發酵罐溫度：28℃、發酵罐罐壓:0.06MPa、通風量為1:0.1vvm、培養時間為130h、pH值：發酵前期菌體生長4.5，發酵中后期轉化6.0；補料參數控制：當菌體生長濃度（）大于0.9時向反應罐內補加相應的烷烴、脂肪酸或其酯，控制發酵液中烷烴、脂肪酸或其酯的濃度為3%，發酵結束前12小時停止補料。B、將發酵液靜置1h；再通過離心法過濾得到二元酸清液；C、通過蒸汽加熱器將步驟B產生的二元酸清液加熱到75℃，同時加氫氧化鈉溶液調節二元酸清液的pH值至7.5，再將上述二元酸清液轉移至脫色罐中保溫，同時向脫色罐中加入二元酸清液體積0.1%的活性炭脫色處理60min；D、將步驟C的二元酸清液過濾得到二元酸脫色液，向上述二元酸脫色液中加入乙酸溶液調節pH值至2.5，并在60℃環境下結晶1h，再降溫至25℃后保溫1h待物料完全結晶后得到二元酸結晶液，再通過板框過濾器過濾得到二元酸濕品，并經干燥后得到二元酸粗品；E、將步驟D得到的二元酸粗品投入到脫色罐中，向脫色罐中加入醋酸溶液溶解二元酸粗品，其中換算成100%含量的醋酸溶液與二元酸的質量比為2.5:1，待二元酸完全溶解后向脫色罐中加入溶液體積本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種長碳鏈二元酸生物發酵制備方法，其特征在于：包括以下步驟：A、以C9?C18的烷烴、脂肪酸或其酯為底物，以熱帶假絲酵母作為菌株，通過發酵將底物轉化為相應的長碳鏈二元酸，其中培養基的基底配方為：酵母膏：0.3%?1.5%、蔗糖：2.5%?4%、乳化劑：0.003%?0.07%、

【技術特征摘要】
1.一種長碳鏈二元酸生物發酵制備方法，其特征在于：包括以下步驟：A、以C9-C18的烷烴、脂肪酸或其酯為底物，以熱帶假絲酵母作為菌株，通過發酵將底物轉化為相應的長碳鏈二元酸，其中培養基的基底配方為：酵母膏：0.3%-1.5%、蔗糖：2.5%-4%、乳化劑：0.003%-0.07%、：1.2%-2.5%、KCl：1%-2%、NaCl:0.25%-0.4%、消泡劑：0.02%-0.07%、尿素0.1%-1.5%；反應條件為：菌株接種量10%-20%、發酵罐溫度：28℃-32℃、發酵罐罐壓:0.06-0.1MPa、通風量為1:0.1-0.5vvm、培養時間為130-150h、pH值：發酵前期菌體生長4.5-5.5，發酵中后期轉化6.0-7.5；補料參數控制：當菌體生長濃度（）大于0.9時向反應罐內補加相應的烷烴、脂肪酸或其酯，控制發酵液中烷烴、脂肪酸或其酯的濃度為3%-5%，發酵結束前24小時停止補料；B、將發酵液靜置1-3h；再通過離心法或過濾膜過濾得到二元酸清液；C、通過蒸汽加熱器將步驟B產生的二元酸清液加熱到75-95℃，同時加堿調節二元酸清液的pH值至7.5-9.5，再將上述二元酸清液轉移至脫色罐中保溫，同時向脫色罐中加入二元酸清液體積0.1%-2%的活性炭脫色處理60-150min；D、將步驟C的二元酸清液過濾得到二元酸脫色液，向上述二元酸脫色液中加入酸液調節pH值至2-4，并在60-...

【專利技術屬性】
技術研發人員：向蘭，
申請(專利權)人：成都錦匯科技有限公司，
類型：發明
國別省市：四川,51