[发明专利]一种有机酸的精制方法

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，是微生物利用液蜡等发酵而得到的代谢产物。其发酵液是复杂的多相体系，其中含有未反应的碳源、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、色素和灰分等杂质，严重影响产品的纯度和应用，并给该种类有机酸的提取与精制带来了困难。

目前，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，一般要求有机酸单酸纯度在98.5wt%以上，总氮＜30μg/g，目前只有用有机溶剂法提纯才能获得符合此要求的聚合级产品，而且一般情况下，即使纯度达到要求，其总氮含量仍较难达到要求。

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。该法首先发酵液中的二元酸先经活性炭吸附后，再酸化结晶、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。该方法精制的原料为含水的滤饼经干燥后得到二元酸干粉，对原料含水量的限制降低了该方法的操作弹性，增加了粗酸干燥的设备，导致此工艺流程较长，增加了生产成本。而且该方法在获得二元酸结晶滤饼之前的碱性二元酸钠盐的水溶液中及溶剂精制过程中，共进行了两次活性炭吸附处理，相关领域的技术人员都了解，增加一次活性炭处理过程，会增加设备投资和生产成本，并且活性炭用量与产品的损失是成正比的，活性炭用量越大，产品的收率越低。而且在有机溶剂精制二元酸时，采用吸附剂一般能达到脱色的要求，但仍较难脱除其中的小分子蛋白，使总氮含量不符合要求。

CN200410018255.7公开的长链二元酸精制方法中，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。该方法得到的二元酸粗品与溶剂混合溶解后，没有采取过滤等脱除去不溶性杂质的操作步骤，这样在降温结晶过程中不溶性杂质必然吸附结晶表面，影响了产品纯度，给产品的应用带来了不良的影响。而且该方法中的溶剂精制二元酸过程，包括了两次的溶剂重结晶操作，溶剂耗费量较大，增加了溶剂回收精制的负担，导致操作过程较为复杂，并且采用溶剂法精制得到的二元酸纯度最高仅有98.75wt%，在生产稍有波动时，就可能得不到合格的产品。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种有机酸的精制方法。与现有技术相比，本发明方法工艺简单，能耗低，物料消耗少，所得到的有机酸纯度高，小分子蛋白质和色素等杂质含量低，更适宜于工业化生产。

本发明的有机酸的精制方法，包括：

I、将终止发酵液加热灭活；

II、酸化使有机酸结晶析出，获得有机酸结晶液；

III、将有机酸结晶液或过滤得到的有机酸滤饼与有机溶剂混合使有机酸溶解，所述的有机溶剂为酮类、酯类、烷烃、环烷烃、芳烃中的一种或多种，其中向上述体系中加入质量浓度为0.5%~30.0%的碱性溶液，优选为1.0 wt%~15.0 wt%，碱性溶液的加入量为有机酸干基重量的20wt%~500 wt%，优选为50 wt%~200 wt%，混合均匀后进行有机相和水相分离；

IV、分离后的有机相经水洗涤后，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，经过滤，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所述的酸化可以采用常规方法进行。所述酸化的pH值为2.0~4.0，加热温度为80~100℃。本发明上述的酸化所用的酸可以是任意浓度的H₂SO₄、HNO₃、HCl或H₃PO₄。