[发明专利]利用膜过滤对聚羟基脂肪酸酯发酵液进行处理的方法和处理系统以及所得发酵废液的应用

说明书

本发明涉及生物基材料聚羟基脂肪酸酯的制备领域，具体涉及利用膜过滤对聚羟基脂肪酸酯发酵液进行处理的方法和处理系统。该方法包括：将聚羟基脂肪酸酯的发酵液进行固液分离，得到发酵清液；然后将所述发酵清液进行膜过滤，以对其中的杂质进行脱除，得到处理后的发酵清液。该系统包括：第一固液分离单元，用于对聚羟基脂肪酸酯的发酵液进行固液分离，得到发酵清液；膜过滤单元，用于对所述发酵清液进行膜过滤，以对所述发酵清液中的杂质进行脱除，得到处理后的发酵清液，并将处理后的发酵清液回用到下一次发酵中。该方法和系统能够有效地降低PHA的生产成本，且能够有效保障PHA发酵菌种的发酵效率和PHA得率。

技术领域

本发明涉及生物基材聚羟基脂肪酸酯的制备领域，具体涉及一种利用膜过滤对聚羟基脂肪酸酯发酵液进行处理的方法和处理系统，以及得到的处理后的发酵清液在PHA发酵中的应用。

背景技术

聚羟基脂肪酸酯(PHA)是一类完全由微生物合成的高分子聚酯的统称。PHA具有生物可降解性和生物相容性，因而被认为是环境友好型材料，有助于解决日益严重的环境污染问题。虽然PHA的使用能够有效地避免石化塑料对环境造成的危害，但目前，这种环境友好的生物塑料的生产成本高昂，PHA的商业化发展一直受制于其高昂的生产成本，为降低成本，研究者们一直致力于解决其底物和灭菌成本高、产率低等方面的问题。

选择优质高产、不易染菌的底盘菌是一个提质降本的有效方法，嗜盐菌是近年来选育出来的性状优质的高产菌株，虽然其在一定程度上降低了PHA的生产成本，但是其发酵过程需要高浓度的盐环境。由于大量无机盐的使用，一方面，也会导致高昂的生产成本，另一方面，产生的高盐废水也面临着需要花很大的成本来处理的问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的PHA生产过程中产生高盐废水的缺陷，提供一种利用膜过滤对聚羟基脂肪酸酯发酵液进行处理方法和处理系统，得到的处理后的发酵清液在PHA发酵中的应用，该方法和系统能够有效地降低PHA的生产成本，且发酵清液经处理回用后能够有效保障PHA发酵菌种的发酵效率和PHA得率。

本发明的发明人在研究过程中发现，在采用嗜盐菌进行PHA发酵时，添加到PHA发酵培养基中的无机盐如果不能在发酵过程中得到重复利用，不仅会增加辅料成本增加，更会产生大量高盐废水，由此也会导致高昂的废水处理成本。因此回收利用发酵液中的无机盐对PHA产业化有着至关重要的影响，而如果直接将产生的高盐废水进行重复发酵利用，因发酵废液中含有不溶性菌体碎片、变性蛋白、细胞毒素、色素等难以被利用的物质，会造成体系粘度升高、溶氧和传质变差，从而影响发酵菌种的发酵效率。同时随着发酵废液的循环利用，这些物质不断积累会给后续的分离造成一定的困难，从而造成PHA得率和纯度降低。本发明的发明人在研究过程中进一步发现，先将聚羟基脂肪酸酯发酵液进行固液分离，得到发酵清液，然后对所述发酵清液进行膜过滤，再将如此处理后的高盐废水重复利用，不仅降低了发酵过程中辅料成本的增加以及废水处理成本，还能够有效保证发酵菌种的发酵效率，从而保障PHA得率。

基于如上的研究成果，本发明一方面提供一种聚羟基脂肪酸酯发酵液的处理方法，该方法包括：将聚羟基脂肪酸酯的发酵液进行固液分离，得到发酵清液；然后将所述发酵清液进行膜过滤，以对其中的杂质进行脱除，得到处理后的发酵清液。

本发明第二方面提供了如上所述的处理方法得到的处理后的发酵清液在PHA发酵中的应用。

本发明第三方面提供一种聚羟基脂肪酸酯发酵液的处理系统，该系统包括：

固液分离单元，用于对聚羟基脂肪酸酯的发酵液进行固液分离，得到发酵清液；

膜过滤单元，用于对所述发酵清液进行膜过滤，以对所述发酵清液中的杂质进行脱除，得到处理后的发酵清液。