[发明专利]一种发酵有机酸的精制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机酸的精制方法，特别是从发酵液中获得高纯度有机酸的方法。

背景技术

本发明所指的有机酸分子通式为C_nH_2n-2O₄，其中n为10-18，是微生物利用液蜡发酵而得到的代谢产物。其发酵液是复杂的多相体系，其中含有未反应的液蜡、微生物细胞及碎片、未利用的培养基和代谢产物以及微生物的分泌物等，尤其是其中含有大量蛋白质、色素等杂质，严重影响产品的纯度和外观质量，并给该种类有机酸的提取与精制带来了困难。

国内外市场上对该种类有机酸纯度要求很高，特别是聚合级的纯度要求更高，一般要求有机酸纯度在98.5wt%以上，目前只有溶剂法提纯才能获得聚合级产品。

CN01142806.6中，以长链二元酸干粉为原料，使用丙酮、甲醇和乙醇作溶剂精制长链二元酸。该法首先提取发酵液中的二元酸，有机酸溶液结晶完毕后需要过滤、水洗和干燥二元酸结晶滤饼得到长链二元酸干粉，然后采用有机溶剂进行精制。该法需要将有机酸溶液过滤水洗后获得滤饼，因此流程较长，并且水耗、能耗增加。

CN200410018255.7中，首先对发酵法反应液进行预处理，以除去其中的菌体及残留烷烃或脂肪酸，得到有机酸清液，然后进行酸化结晶，酸化结晶液再经板框压滤得到有机酸粗品；最后将得到的粗品通过刮膜蒸发、短程蒸馏装置在高真空条件下精制或采用有机溶剂精制。该方法使用的有机溶剂为醇类、酮类、酸类和酯类，因此需要将酸化结晶液经过板框压滤后得到二元酸粗品，然后再将二元酸粗品溶解于有机溶剂进行精制。该法需要专门的板框压滤设备，操作步骤繁琐。该法采用溶剂法精制的二元酸纯度最高为98.75wt%，在生产稍有波动时，就不能得到合格的产品。同时使用乙酸为溶剂时，精制设备选材要求苛刻，运行维护成本高，乙酸回用需脱水等较复杂精制过程。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种发酵有机酸的精制方法。与现有技术相比，本发明的有机酸结晶水溶液无需过滤得到滤饼后再进行精制，因此省略了过滤设备，步骤简单，成本较低，可以获得高纯度的有机酸，更适宜于工业化生产。

本发明的发酵有机酸的精制方法，包括如下步骤：

I、将终止发酵液加热灭活；

II、酸化使有机酸结晶析出，获得有机酸结晶水溶液；

III、将有机酸结晶水溶液直接与醚类溶剂混合使有机酸溶解，并进行有机相和水相分离；

IV、步骤Ш得到的有机相中加入吸附剂，过滤脱除固形物；

V、步骤IV得到的有机相冷却至有机酸结晶析出，过滤得到有机酸结晶滤饼，滤饼经干燥得到精制的有机酸产品。

本发明方法中，步骤I所述终止发酵液为微生物利用液蜡发酵而得到的代谢产物，其中含有的有机酸分子通式为C_nH_2n-2O₄，其中n为10-18，有机酸可以是单一一种有机酸，也可以是混合有机酸。终止发酵液加热灭活后，可以进行过滤脱除菌体等杂质，过滤可以采用膜过滤等常规方法和设备。也可以在步骤III或步骤IV中过滤脱除菌体等杂质。加热灭活温度一般为75～100℃。

本发明方法中，步骤II所述的酸化的pH值为2.0～4.0。

本发明方法中，步骤Ш中分离出水相后，可以继续加入软化水洗涤有机相，并分离出水相。溶剂为乙醚、丙醚、丁醚、戊醚、己醚等的一种或几种，优选为正丙醚、异丙醚、正丁醚、异丁醚、异戊醚等的一种或几种。溶剂与有机酸干基的重量比为1:1～15:1，优选为2:1～12:1。有机酸结晶水溶液与溶剂优选在加热条件下溶解，加热温度一般为50～140℃，具体根据选用溶剂的沸点确定，优选低于所使用溶剂的沸点温度。

本发明方法中，步骤IV中的吸附剂为活性炭、活性白土等，优选为活性炭，更优选为颗粒活性炭，加入量为有机酸干基重量的0.01wt%～5wt%，吸附时间为30～60min。

本发明方法中，步骤V中冷却结晶温度一般为使有机酸充分结晶为止，温度一般为10～50℃。

本发明方法中，步骤V中得到的溶剂滤液，可以循环使用。

本发明方法中，在溶剂结晶、过滤和干燥等过程中，可以选择性的通入惰性气体，如氮气，使得实施过程满足生产安全。

本发明方法可以获得高纯度的单一种类的有机酸产品，也可以获得混合有机酸产品。