【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及長鏈二元酸的提取精制，具體為一種從微生物發(fā)酵法生產(chǎn)的長鏈二元酸發(fā)酵液中提取精制長鏈二元酸的方法。
技術(shù)介紹
1、長鏈二元酸是指碳鏈中含有10個以上碳原子的脂肪族二元羧酸(簡稱dcn，n≥10)，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)中合成高級香料、高性能工程塑料、高溫電介質(zhì)、高檔熱熔膠、耐寒增塑劑、高級潤滑油、高級油漆和涂料等的重要原料。長鏈二元酸的生產(chǎn)方法有化學(xué)合成和生物發(fā)酵法。
2、生物發(fā)酵法生產(chǎn)長鏈二元酸是七十年代興起的微生物發(fā)酵技術(shù)在石油化工領(lǐng)域的應(yīng)用，一般以石油副產(chǎn)物蠟油為原料，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)。生物法制備的長鏈二元酸粗品中通常含有非主線產(chǎn)品的其他碳鏈長度的二元酸、一元酸、羥基酸等雜酸以及色素、無機(jī)鹽、含氮化合物等雜質(zhì)，如果產(chǎn)品中雜質(zhì)含量高，則與其他單體共聚時例如與二元胺聚合制備聚酰胺時，很容易影響聚酰胺的性能，因此需要尋找一種簡捷、高效的長鏈二元酸提取純化技術(shù)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的一個主要目的在于提供一種長鏈二元酸的提取精制方法，所述方法包括如下步驟：
2、(1)將長鏈二元酸的發(fā)酵液進(jìn)行加熱處理以減少發(fā)酵液中不溶物含量，獲得不溶物的干重占比為4wt％以下的混合料液；
3、(2)過濾所述混合料液獲得濾液，將所述濾液經(jīng)過或不經(jīng)過脫色處理后進(jìn)行酸化結(jié)晶處理、固液分離處理，得到第一固體；
4、(3)將第一固體進(jìn)行精制處理。
5、長鏈二元酸選自癸二
6、長鏈二元酸的發(fā)酵液可以是通過以烷烴、脂肪酸及其衍生物為發(fā)酵底物，利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)長鏈二元酸的方法得到的發(fā)酵液；其中的微生物可以通過氧化將烷烴、脂肪酸、脂肪酸衍生物的末端甲基轉(zhuǎn)化為羧基，從而生成長鏈二元酸。發(fā)酵液中長鏈二元酸以長鏈二元酸和/或長鏈二元酸鹽的形式存在。
7、本申請中，對長鏈二元酸的發(fā)酵液的具體制備方法不做特別限定。
8、在一些優(yōu)選的實(shí)施方式中，通過如下方式獲得長鏈二元酸的發(fā)酵液：培養(yǎng)產(chǎn)長鏈二元酸的菌體，控制在菌體生長期發(fā)酵體系的ph為2.0以上，轉(zhuǎn)化期發(fā)酵體系的ph為2～12。
9、在一些優(yōu)選的實(shí)施方式中，發(fā)酵底物為烷烴，發(fā)酵的溫度為28～32℃，風(fēng)量為0.3～1.0vvm，壓力為0.05～0.14mpa，接種量10～30％(v/v)。
10、在一些優(yōu)選的實(shí)施方式中，產(chǎn)長鏈二元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)。
11、于一實(shí)施方式中，步驟(1)中所述發(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。例如為可以4.2、5.0、5.7、6.5、7.2、8.0、8.3。
12、步驟(1)中，所述發(fā)酵液的ph值可以是終止發(fā)酵后獲得的發(fā)酵液的自然ph值，也可以是通過加入酸和/或堿進(jìn)行調(diào)節(jié)后的ph值。
13、于一實(shí)施方式中，通過加入酸和/或堿調(diào)節(jié)發(fā)酵液的ph值為2～12。所述堿包括氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水、液氨、氨氣或至少含有其中兩種的混合堿。所述堿以水溶液的形式存在，濃度為10wt％～40wt％，進(jìn)一步為15wt％～35wt％，進(jìn)一步為15wt％～30wt％。所述酸包括硫酸、鹽酸、硝酸、乙酸、草酸、磷酸、三氟甲磺酸或至少含有其中兩種的混合酸。
14、在一些實(shí)施方式中，通過調(diào)節(jié)長鏈二元酸的發(fā)酵液的ph值，獲得如步驟(1)所述ph值范圍的發(fā)酵液。
15、本領(lǐng)域技術(shù)人員常規(guī)知曉，發(fā)酵結(jié)束后長鏈二元酸的終止發(fā)酵液的濃度一般在5wt％～20wt％。長鏈二元酸以長鏈二元酸和/或長鏈二元酸鹽的形式存在。
16、本申請中，步驟(1)中對加熱溫度不做特別限定，只要能夠加熱發(fā)酵液至獲得的混合料液中的不溶物的干重占比在本申請中限定的范圍即可。
17、本領(lǐng)域技術(shù)人員常規(guī)知曉，發(fā)酵結(jié)束后長鏈二元酸的終止發(fā)酵液中不溶物包括：未溶解的長鏈二元酸、不溶性的蛋白、色素、菌體、無機(jī)鹽、雜酸等。
18、于一實(shí)施方式中，步驟(1)中，所述長鏈二元酸的發(fā)酵液中不溶物干重占比為2wt％～20wt％，進(jìn)一步為2.5wt％～20wt％，進(jìn)一步為3wt％～20wt％，進(jìn)一步為3.5wt％～20wt％，進(jìn)一步為4.5wt％～20wt％。發(fā)酵液的不溶物干重占比的計(jì)算方式如下：發(fā)酵液中不溶物的干重(g)/發(fā)酵液總質(zhì)量(g)*100％。可以通過離心或過濾的方式分離獲得發(fā)酵液中的不溶物。
19、本申請中，通過加熱發(fā)酵液降低其中的不溶物含量。加熱處理改變了發(fā)酵液的組成、懸濁的程度和長鏈二元酸在發(fā)酵液中的聚集狀態(tài)，通過加熱使發(fā)酵液中部分雜質(zhì)發(fā)生變性、部分雜質(zhì)發(fā)生溶解和析出，同時加熱也促進(jìn)了長鏈二元酸的溶解。本申請研究發(fā)現(xiàn)，加熱處理后通過過濾分離具有上述不溶物含量特征的發(fā)酵液，獲得的濾液中雜質(zhì)含量明顯降低，有利于產(chǎn)品純度提升。
20、于一實(shí)施方式中，步驟(1)中混合料液的不溶物的干重占比為3wt％以下，進(jìn)一步為2.5wt％以下，進(jìn)一步為2wt％以下，進(jìn)一步為1.5wt％以下。
21、混合料液的不溶物干重占比的計(jì)算方式如下：混合料液中不溶物干重(g)/混合料液總質(zhì)量(g)*100％?？梢酝ㄟ^離心或過濾的方式分離獲得混合料液中的不溶物。
22、在一些實(shí)施方式中，步驟(2)中，過濾混合料液，將濾液或?yàn)V液經(jīng)脫色處理后獲得的脫色液進(jìn)行酸化結(jié)晶處理、固液分離處理，得到第一固體。所述第一固體主要含有長鏈二元酸，其質(zhì)量穩(wěn)定、純度較高，已經(jīng)能夠滿足部分市場需求。
23、于一實(shí)施方式的步驟(2)中，所述過濾的方式優(yōu)選為膜過濾。
24、于一實(shí)施方式的步驟(2)中，膜過濾處理所使用的膜是陶瓷膜。
25、于一實(shí)施方式的步驟(2)中，膜過濾時，操作壓力為0.1～1.2mpa，進(jìn)一步為0.1～1mpa，進(jìn)一步為0.3～0.8mpa，例如0.22mpa、0.3mpa、0.35mpa、0.4mpa、0.7mpa等。
26、于一實(shí)施方式的步驟(2)中，過濾膜孔徑為0.01～0.5微米，進(jìn)一步為0.01～0.2微米，進(jìn)一步為0.03～0.15微米，進(jìn)一步為0.05～0.1微米。
27、于一實(shí)施方式的步驟(2)中，所述濾液經(jīng)脫色處理獲得脫色液，對脫色液進(jìn)行酸化結(jié)晶處理。
28、本領(lǐng)域技術(shù)人員常規(guī)知曉，脫色處理包括向?yàn)V液中加入脫色劑的步驟，以及分離(例如離心分離或過濾分離)脫色劑獲得脫色液的步驟。優(yōu)選地，使用活性炭作為脫色劑，活性炭的碘值為400以上，進(jìn)一步為550以上，進(jìn)一步為600～1500。本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種長鏈二元酸的提取精制方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述長鏈二元酸選自癸二酸、十一碳二元酸、十二碳二元酸、十三碳二元酸、十四碳二元酸、十五碳二元酸、十六碳二元酸、十七碳二元酸、十八碳二元酸、9-烯-十八碳二酸中的任意一種或兩種以上的組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)所述過濾為膜過濾；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)所述脫色處理以活性炭作為脫色劑，活性炭的碘值為400以上；和/或，步驟(2)所述酸化結(jié)晶處理包括：調(diào)節(jié)所述濾液或?yàn)V液經(jīng)脫色處理后獲得的脫色液的pH值至2～4，并升溫至80～130℃，保溫10～120min，再降溫至25～40℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(3)精制處理包括重結(jié)晶、熔融結(jié)晶、萃取、蒸餾、色譜分離、水處理中任意一種或兩種以上的組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)精制處理包括以下步驟：將所述第一固體與有機(jī)溶劑混合，在75～100℃進(jìn)行脫色處理，將
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑選自有機(jī)酸、醇、酯、烷烴中的一種或兩種以上的組合；和/或，
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑選自乙酸、醋酸(C1～C4)醇酯、C3～C8醇中的任意一種或兩種以上的組合。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述脫色處理以活性炭作為脫色劑，活性炭的碘值為400以上。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，步驟(3)精制處理還包括：將所述第二固體進(jìn)行洗滌，和/或干燥。
11.根據(jù)權(quán)利要求6或10所述的方法，其特征在于，步驟(3)精制處理還包括以下步驟：將所述第二固體置于70～150℃的水中，保溫15～150分鐘，然后降溫至20～65℃，再進(jìn)行固液分離處理，得到第三固體。
12.根據(jù)權(quán)利要求6或10所述的方法，其特征在于，步驟(3)精制處理還包括以下步驟：將所述第二固體置于90～150℃的水中，保溫15～150分鐘，然后降溫至20～65℃，再進(jìn)行固液分離處理，得到第三固體。
13.根據(jù)權(quán)利要求6或10所述的方法，其特征在于，步驟(3)精制處理還包括以下步驟：將所述第二固體置于70～100℃的水中，保溫15～150分鐘，然后降溫至20～65℃，再進(jìn)行固液分離處理，得到第三固體。
14.根據(jù)權(quán)利要求1或5或6所述的方法，其特征在于，完成步驟(3)后，按照步驟(3)的操作過程和條件重復(fù)進(jìn)行一次以上。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述發(fā)酵液的pH值為2～12。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，通過加入酸和/或堿調(diào)節(jié)發(fā)酵液的pH值為2～12。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述堿包括氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水、液氨、氨氣或至少含有其中兩種的混合堿；優(yōu)選地，所述堿以水溶液的形式存在，濃度為10wt％～40wt％，進(jìn)一步為15wt％～35wt％，進(jìn)一步為15wt％～30wt％。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述酸包括硫酸、鹽酸、硝酸、乙酸、草酸、磷酸、三氟甲磺酸或至少含有其中兩種的混合酸。
19.一種長鏈二元酸產(chǎn)品，其中，所述純度＞98.5％，和/或，灰分含量＜50ppm，和/或，鐵離子含量＜3ppm，和/或，氮含量＜30ppm，和/或，440nm處透光率＞97％；
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種長鏈二元酸的提取精制方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述長鏈二元酸選自癸二酸、十一碳二元酸、十二碳二元酸、十三碳二元酸、十四碳二元酸、十五碳二元酸、十六碳二元酸、十七碳二元酸、十八碳二元酸、9-烯-十八碳二酸中的任意一種或兩種以上的組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)所述過濾為膜過濾；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)所述脫色處理以活性炭作為脫色劑，活性炭的碘值為400以上；和/或，步驟(2)所述酸化結(jié)晶處理包括：調(diào)節(jié)所述濾液或?yàn)V液經(jīng)脫色處理后獲得的脫色液的ph值至2～4，并升溫至80～130℃，保溫10～120min，再降溫至25～40℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(3)精制處理包括重結(jié)晶、熔融結(jié)晶、萃取、蒸餾、色譜分離、水處理中任意一種或兩種以上的組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)精制處理包括以下步驟：將所述第一固體與有機(jī)溶劑混合，在75～100℃進(jìn)行脫色處理，將脫色液進(jìn)行結(jié)晶處理、固液分離處理，得到第二固體。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑選自有機(jī)酸、醇、酯、烷烴中的一種或兩種以上的組合；和/或，
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑選自乙酸、醋酸(c1～c4)醇酯、c3～c8醇中的任意一種或兩種以上的組合。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述脫色處理以活性炭作為脫色劑，活性炭的碘值為400以上。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，步驟(3)精制處理還包括：將所述第二固體進(jìn)行洗滌，和/或干燥。
1...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊晨，劉修才，
申請(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：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。