[发明专利]一种从发酵液中提取并精制长链二元羧酸的方法

说明书

本发明涉及一种从发酵液中提取并精制长链二元羧酸的方法，包括（1）向发酵液中加入碱性pH调节剂，使体系pH控制在碱性范围，并加热；（2）过滤获得发酵清液，经静置分层后，取水相清液层；（3）控制水相清液温度为70～85℃，按比例加入有机溶剂，升温至80～90℃；随后加入酸性pH调节剂，使体系pH控制在酸性范围，升温至90～100℃，直至体系中长链二元羧酸完全溶解后，静置分层分出水相后，将有机相经过滤、烘干后，即得到长链二元羧酸精制产品。本发明在常规破乳提取发酵清液的同时，通过温度控制将溶剂萃取与酸析过程结合在一个单元中完成，简化了操作，并实现了有机溶剂的循环使用，更易于大规模生产应用。

技术领域

本发明属于生物化工技术领域，具体涉及一种从发酵液中提取并精制长链二元羧酸的方法。

背景技术

长链二元羧酸（Long chain dicarboxylic acids）是指碳链中含有10个以上碳原子的脂肪族二羧酸（简称DCn或DCA），包括饱和及不饱和二羧酸，是一类有着重要和广泛工业用途的精细化工产品，是化学工业中合成高级香料、高性能尼龙工程塑料、高档尼龙热熔胶、高温电介质、高级油漆和涂料、高级润滑油、耐寒性增塑剂、树脂、医药和农药等重要原料。

长链二元羧酸的制备通常采用烷烃为底物，经微生物转化的方式获得，长链二元羧酸约占发酵液总质量的9%～16%。从发酵液中提取长链二元羧酸，一般经过破乳、酸析、过滤等单元操作。中国专利CN1552687A公开了一种长链二元羧酸的精制方法，该方法首先将终止的长链二元羧酸发酵液直接加热破乳，分离回收未反应的烷烃；然后用无机酸调节发酵液的pH值，酸化结晶；加热使长链二元羧酸在无机盐的水溶液中熔解成熔融状态，而形成油层浮于水溶液上面，无机盐、菌体、色素及其它杂质留在水溶液中，分离出熔融状态的长链二元羧酸，边搅拌边加水，将长链二元羧酸结晶、过滤和干燥。由于长链二元羧酸的制备采用微生物转化的方式，并且发酵周期长达144h，因此发酵液中菌体自溶产生的菌体蛋白等固形物含量较多，仅仅经过一次酸析分离获得长链二元羧酸的产品质量并不高，蛋白类分子固形物会留存在产品中，从而使产品氮含量超标。随着长链二元羧酸提取研究的不断深入，近年来形成了多种精制工艺。

中国专利CN105712871A公开了一种纯化长链二元羧酸方法，是将长链二元羧酸终止发酵液进行预处理，酸化后，经浓硫酸处理，加入活性炭吸附脱杂质后，降温，使长链二元羧酸结晶析出，经过滤，洗涤和干燥得到长链二元羧酸。该发明方法通过增加活性炭吸附环节，能够脱除部分蛋白，对提高长链二元羧酸的纯度和色度有一定的效果，但是活性炭作为固体添加，在后期需增加脱除活性炭的工序，过程比较繁琐。

中国专利CN102911036A公开了一种获得高纯度二羧酸的方法，包括：Ⅰ、将终止发酵液加热灭活；Ⅱ、酸化使二羧酸结晶析出，过滤得到二羧酸滤饼；Ⅲ、将二羧酸滤饼与醚类溶剂混合使二羧酸溶解，并进行有机相和水相分离，醚类溶剂为乙醚、丙醚、丙醚、丁醚、戊醚或己醚；Ⅳ、步骤Ⅲ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二羧酸结晶析出，过滤得到二羧酸结晶滤饼，二羧酸结晶滤饼经干燥得到二羧酸以重量计纯度大于98.5%的二羧酸产品。中国专利CN104592004A公开了一种发酵有机酸的精制方法。该方法包括：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含水的有机酸滤饼与醚类有机溶剂混合使有机酸溶解，其中加入适量的三硝基苯酚，然后进行有机相和水相分离；IV、分离后的有机相经洗涤后，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。上述两种方案均采用在提取粗酸的基础上进行溶剂萃取精制的方式，虽然所得二元羧酸的品质明显提升，但该过程二元羧酸先后经水相溶解、酸析沉淀、干燥脱水、有机相升温溶解、降温析出、干燥等多步骤操作，通过三次升温过程，能耗较高并且二元羧酸损失较大。

发明内容