【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種癸二酸的提取精制方法及產(chǎn)品。
技術(shù)介紹
1、癸二酸(或稱為十碳長鏈二元酸)是指碳鏈中含有10個(gè)碳原子的脂肪族二羧酸，是一類有著重要和廣泛工業(yè)用途的精細(xì)化工產(chǎn)品，是化學(xué)工業(yè)中高性能聚酰胺紡織品、高性能聚酰胺工程塑料、合成高級(jí)香料、高檔聚酰胺熱熔膠、高溫電解質(zhì)、耐寒增塑劑、高級(jí)潤滑油、高級(jí)油漆和涂料、醫(yī)藥和農(nóng)藥等的重要原料。
2、癸二酸的化學(xué)合成法主要是在催化劑的作用下水解蓖麻油生產(chǎn)蓖麻油酸，再通過高溫加堿裂解得到。生物發(fā)酵法生產(chǎn)癸二酸可以以石油副產(chǎn)物蠟油、烷烴、脂肪酸或其衍生物等為原料，在低溫、低壓下利用微生物特有的氧化能力和微生物胞內(nèi)酶的作用發(fā)酵生產(chǎn)癸二酸，因此具有原料來源廣，生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)條件溫和等優(yōu)點(diǎn)，較傳統(tǒng)的化學(xué)合成法具有明顯的優(yōu)勢。
3、使用生物發(fā)酵法生產(chǎn)癸二酸時(shí)，獲得的發(fā)酵液通常包含水相、油相(如殘余的油類原料)和固相(如微生物菌體、殘余蛋白質(zhì)等)等多相組分，而且水相和油相還存在乳化現(xiàn)象，復(fù)雜的發(fā)酵液體系增加了后續(xù)癸二酸的提取和精制的難度。若癸二酸產(chǎn)品純度低，灰分、水分等雜質(zhì)含量高，難以滿足高檔聚合物類產(chǎn)品對(duì)單體原料的要求。而現(xiàn)有研究也多集中在發(fā)酵環(huán)節(jié)，沒有系統(tǒng)研究發(fā)酵液的后續(xù)純化工藝，因此，急需開發(fā)一種雜質(zhì)含量更低、產(chǎn)品性能更高的生物法癸二酸產(chǎn)品。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的主要目的在于提供一種癸二酸的提取精制方法，所述方法包括：
2、(1)將癸二酸發(fā)酵液或其處理液過濾，將濾液進(jìn)行酸化結(jié)晶、固液分離、干燥，得
3、(2)將癸二酸粗品與醇類有機(jī)溶劑在50～97℃的溫度下混合溶解后進(jìn)行脫色處理以得到濁度＜5ntu的脫色液，將脫色液進(jìn)行結(jié)晶處理、固液分離，得到癸二酸產(chǎn)品。
4、于一實(shí)施方式中，在進(jìn)行步驟(1)之前，所述癸二酸發(fā)酵液的ph值為2～12，進(jìn)一步為4～12，進(jìn)一步為4～9，進(jìn)一步為4～6.5或7.3～8.5，進(jìn)一步為5～6.5或7.5～8.3。
5、本專利技術(shù)中，步驟(1)所述癸二酸發(fā)酵液是通過生物法制備獲得，具體通過以癸烷、十碳脂肪酸及其衍生物為底物，利用微生物發(fā)酵的方法得到。所述的微生物只要可以氧化烷烴、脂肪酸、脂肪酸的衍生物末端甲基成羧基，生成癸二酸即可。在一些優(yōu)選的實(shí)施方式中，發(fā)酵底物為癸烷。
6、所述發(fā)酵液的處理液是除去發(fā)酵液中的除癸二酸或癸二酸鹽以外的一種或更多種其它組分或降低其含量后得到的液體。
7、在一些實(shí)施方式中，通過如下步驟獲得癸二酸發(fā)酵液：發(fā)酵培養(yǎng)產(chǎn)癸二酸的微生物，控制菌體生長期發(fā)酵體系的ph值為3.0以上，轉(zhuǎn)化期發(fā)酵體系的ph值為4～9。
8、在一些優(yōu)選的實(shí)施方式中，菌體生長期發(fā)酵體系的ph值優(yōu)選為3.5～6.5。
9、在一些優(yōu)選的實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)化期發(fā)酵體系的ph值優(yōu)選4.0～6.8，更優(yōu)選5.0～6.5。
10、或者，在另外一些優(yōu)選的實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)化期發(fā)酵體系的ph值優(yōu)選7.0～9，進(jìn)一步優(yōu)選為7.0～8.5，更優(yōu)選為7.5～8.5。
11、在一些實(shí)施方式中，發(fā)酵的溫度為28～32℃，發(fā)酵的風(fēng)量為0.3～1.0vvm，發(fā)酵的壓力為0.05～0.14mpa，接種量10～30％(v/v)。
12、在一些實(shí)施方式中，產(chǎn)癸二酸的微生物包括維斯假絲酵母(candidaviswanathii)、熱帶假絲酵母(candida?tropicalis)或清酒假絲酵母(candida?sake)。
13、在一些優(yōu)選的實(shí)施方式中，當(dāng)發(fā)酵體系的菌體光密度(od620)在0.5(稀釋30倍)以上時(shí)，例如0.5、0.6、0.7、0.8等，控制所述發(fā)酵體系的ph值在前述范圍。
14、在一些優(yōu)選的實(shí)施方式中，通過調(diào)節(jié)癸二酸的終止發(fā)酵液的ph值，以使在進(jìn)行步驟(1)之前，得到滿足上述ph范圍的癸二酸發(fā)酵液或其處理液。
15、在一些優(yōu)選的實(shí)施方式中，癸二酸的終止發(fā)酵液的ph值為4～9。
16、在一些實(shí)施方式中，步驟(1)所述過濾為膜過濾，可用于去除發(fā)酵液或其處理液中的菌體及大蛋白等雜質(zhì)。
17、在一些實(shí)施方式中，控制膜過濾溫度為45～95℃。
18、本專利技術(shù)的專利技術(shù)人在研究中發(fā)現(xiàn)，癸二酸發(fā)酵液或其處理液的過膜ph值會(huì)影響精制階段脫色液的濁度，過膜ph值過小，發(fā)酵液中癸二酸還是以單體的形式存在，膜透過率低，過膜時(shí)間長，也造成菌體被膜循環(huán)泵破碎成小分子物質(zhì)從而造成脫色液的濁度過高，進(jìn)而影響最終產(chǎn)品的色度、灰分、氮含量等指標(biāo)。
19、在一些實(shí)施方式中，較佳地，步驟(1)在進(jìn)行過濾前，將癸二酸發(fā)酵液或其處理液的ph值調(diào)節(jié)至7以上，進(jìn)一步為8以上，例如8.2、8.5、8.8、9.0等。
20、在一些實(shí)施方式中，步驟(1)膜過濾所使用的過濾膜可以是陶瓷膜、金屬膜、中空纖維膜或板式膜。
21、在一些實(shí)施方式中，較佳地，過濾膜孔徑為0.01～0.5μm，進(jìn)一步為0.05～0.1μm。
22、在一些實(shí)施方式中，當(dāng)使用陶瓷膜進(jìn)行步驟(1)所述膜過濾時(shí)，控制操作壓力為0.1～0.6mpa，進(jìn)一步為0.2～0.4mpa。
23、在一些優(yōu)選的實(shí)施方式中，步驟(1)包括以下步驟：將癸二酸發(fā)酵液或其處理液的ph值調(diào)節(jié)至7以上，加熱至45～95℃，然后趁熱用陶瓷膜過濾去除菌體，控制操作壓力為0.1～0.6mpa，陶瓷膜孔徑為0.01～0.5um，得到濾液，再將濾液進(jìn)行降溫結(jié)晶、固液分離、干燥，得到癸二酸粗品。
24、在一些實(shí)施方式中，步驟(1)所述酸化結(jié)晶包括：調(diào)節(jié)所述濾液的ph值至2～4，并升溫至80～110℃，進(jìn)一步在90～98℃的溫度下進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間≥30min，再降溫至30～40℃。
25、本專利技術(shù)中，用于調(diào)節(jié)濾液的ph值的酸包括無機(jī)酸和/或有機(jī)酸，例如硫酸、鹽酸、硝酸、乙酸、草酸、磷酸和三氟甲磺酸或至少含有其中兩種的混合酸。
26、在一些實(shí)施方式中，固液分離可包括過濾、離心分離，例如板框過濾、廂式過濾、離心過濾、真空負(fù)壓過濾等。
27、在一些具體的實(shí)施方式中，步驟(2)中，將癸二酸粗品與醇類有機(jī)溶劑在50～75℃，進(jìn)一步在55-62℃的溫度下混合溶解。
28、在一些實(shí)施方式中，步驟(2)中，癸二酸粗品與醇類有機(jī)溶劑的質(zhì)量比為1：(2～6)，進(jìn)一步為1：(3～5)，例如1:3.2、1:3.5、1:4、1:4.5、1:5.5等。
29、在一些實(shí)施方式中，所述醇類有機(jī)溶劑包括碳原子數(shù)為1～4的一元醇或二元醇，進(jìn)一步包括甲醇、乙醇、正丁醇、異丙醇中的一種或幾種的組合。
30、較佳地，所述醇類有機(jī)溶劑的純度為≥95％，進(jìn)一步為≥97％，更進(jìn)一步為≥99％。
31、在一些實(shí)施方式中，步驟(2)中，使用活性炭進(jìn)行所述脫色處理。
32、本專利技術(shù)的專利技術(shù)人在研究中發(fā)現(xiàn)，活性碳的碘值和用量會(huì)影響精制階段脫色液的濁度，碘值過小、同樣用量下本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種癸二酸的提取精制方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的癸二酸的提取精制方法，其特征在于，在進(jìn)行步驟(1)之前，所述癸二酸發(fā)酵液的pH值為2～12，進(jìn)一步為4～12，進(jìn)一步為4～9，進(jìn)一步為4～6.5或7.3～8.5，進(jìn)一步為5～6.5或7.5～8.3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的癸二酸的提取精制方法，其特征在于，步驟(1)所述過濾為膜過濾，控制膜過濾溫度為45～95℃；和/或，
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的癸二酸的提取精制方法，其特征在于，步驟(1)所述酸化結(jié)晶包括：調(diào)節(jié)所述濾液的pH值至2～4，并升溫至80～110℃，進(jìn)一步在90～98℃的溫度下進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間≥30min，再降溫至30～40℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的癸二酸的提取精制方法，其特征在于，步驟(2)中，將癸二酸粗品與醇類有機(jī)溶劑在50～75℃，進(jìn)一步在60～70℃的溫度下混合溶解；和/或，
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的癸二酸的提取精制方法，其特征在于，步驟(2)中，使用活性炭進(jìn)行所述脫色處理，較佳地，所述活性炭的碘值為400以上，進(jìn)
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的癸二酸的提取精制方法，其特征在于，步驟(2)中，通過降溫結(jié)晶使脫色液析出癸二酸固體，所述降溫結(jié)晶包括：先將脫色液以2-15℃/h的速率降溫至40-50℃(析晶點(diǎn))，保溫10-90min，然后再以2-15℃/h的速率降溫至15-30℃，保溫30-120min。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的癸二酸的提取精制方法，其特征在于，所述方法還包括：向步驟(1)獲得的濾液中加入活性碳進(jìn)行脫色或者采用大孔吸附樹脂進(jìn)行脫色，獲得脫色液，再對(duì)脫色液進(jìn)行酸化結(jié)晶；和/或，
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的癸二酸的提取精制方法，其特征在于，包括：將步驟(2)經(jīng)固液分離得到的固體置于60～110℃、進(jìn)一步為95～110℃的水中，保溫15～150min，然后降溫至20～45℃，再進(jìn)行固液分離處理，對(duì)所得固體進(jìn)行干燥，得到癸二酸產(chǎn)品。
10.一種癸二酸產(chǎn)品，由權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的提取精制方法獲得。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種癸二酸的提取精制方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的癸二酸的提取精制方法，其特征在于，在進(jìn)行步驟(1)之前，所述癸二酸發(fā)酵液的ph值為2～12，進(jìn)一步為4～12，進(jìn)一步為4～9，進(jìn)一步為4～6.5或7.3～8.5，進(jìn)一步為5～6.5或7.5～8.3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的癸二酸的提取精制方法，其特征在于，步驟(1)所述過濾為膜過濾，控制膜過濾溫度為45～95℃；和/或，
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的癸二酸的提取精制方法，其特征在于，步驟(1)所述酸化結(jié)晶包括：調(diào)節(jié)所述濾液的ph值至2～4，并升溫至80～110℃，進(jìn)一步在90～98℃的溫度下進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間≥30min，再降溫至30～40℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的癸二酸的提取精制方法，其特征在于，步驟(2)中，將癸二酸粗品與醇類有機(jī)溶劑在50～75℃，進(jìn)一步在60～70℃的溫度下混合溶解；和/或，
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的癸二酸的提取精制方法，其特征在于，步驟(2)中，使用活性炭進(jìn)行所述...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊晨，劉修才，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：上海凱賽生物技術(shù)股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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