[发明专利]双膜二步法从丙酮酸发酵液中提取分离丙酮酸钠的方法

说明书

                        技术领域

本发明涉及一种从丙酮酸发酵液中分离提取丙酮酸钠的方法，特别涉及一种双膜二步法从丙酮酸发酵液中提取分离丙酮酸钠的方法。

                        背景技术

丙酮酸钠是丙酮酸(pyruvic acid)的钠盐。丙酮酸是一种含有三个碳的酮酸，无色液体，有类似乙酸的气味，是糖代谢过程中一个重要的中间代谢产物，也是多种有用化合物的前体，因此，它在化工、制药和农用化学品等工业及科学研究中有着广泛的用途。由于丙酮酸结构中含有两个相连的羰基，这导致其结构的不稳定，所以丙酮酸基通常以丙酮酸盐的形式存在。目前常见的丙酮酸钠的制备方法是通过先制备得到纯度较高的丙酮酸，再将丙酮酸与氢氧化钠、碳酸钠或碳酸氢钠等进行反应得到其钠盐，以中和法生产丙酮酸钠普遍存在收率不高的缺陷，一般收率在30～40％。

丙酮酸钠前体丙酮酸的制备方法主要有三类，化学合成、酶转化和发酵法。目前，工业上生产丙酮酸的方法主要是化学合成法和发酵法，由于后者具有化学合成法不可比拟的诸多优点，如原料的利用及转化率较高、高生物安全性、对环境污染小等，因而发酵法在丙酮酸的工业生产中占据了重要的位置。

从发酵液中提取丙酮酸的常规方法主要有减压蒸馏法、离子交换法、有机溶剂萃取法等。减压蒸馏法是化学合成丙酮酸过程中的常见方法，对于组成较为复杂、丙酮酸含量稀少的发酵液体系，这一方法在操作过程中的困难较大，能耗大，效率低。离子交换法是利用丙酮酸和其它物质在离子交换树脂上交换或吸附能力的不同，利用离子交换树脂柱，实现丙酮酸和其它物质的分离。虽然离子交换技术具有优异的分离选择性和很高的浓缩倍数，操作方便，效果突出，提取成本低廉，但目前的收率和纯度还不能令人满意，需结合其它精制方法才能取得较好的结果。有机溶剂提取法是利用丙酮酸和其它物质在有机溶剂中分配系数的不同，通过在发酵液中加入特定的有机溶剂萃取，从而实现丙酮酸和其它物质的分离，该方法使用的有机溶剂通常为乙醚或各种酯类，工艺也较为简单，但由于大量使用有机溶剂，对溶剂的选择性和再生能力提出了较高要求，而且这种有毒、易爆、易挥发溶剂的使用，对环境造成了严重污染，给操作也带来不便。同时有机溶剂价格昂贵，其易挥发的特性也使得工业运行的成本大幅度提高。

中国专利94192574.9、03112208.6、97112512.0、00112049.2、02126257.8、200410033847.6、200410053992.0、200410056957.4等分别公开了一些丙酮酸的生产方法，因此，丙酮酸的生产方法已经不少。但是，这些方法运用在工业生产中，都存在不少困难。

在通过上述方式得到丙酮酸钠的前体丙酮酸后，还要再将得到的较纯的丙酮酸与碱中和反应，由于丙酮酸的酸性类似醋酸，在与碱反应时较为剧烈，放出大量的热而丙酮酸本身由于结构决定的不稳定性，使大量的丙酮酸在反应过程中分解，而使终产物丙酮酸钠的收率大大下降，以丙酮酸为出发原料计，收率通常只有40％以内，中国专利公开了一些丙酮酸钠的生产方法，由此可以说明国内现有的丙酮酸钠生产方法存在生产线路长、能耗高、收率低、污染大、成本高等不足。

                        发明内容

本发明的目的是提供一种双膜二步法从丙酮酸发酵液中提取分离丙酮酸钠的方法，该方法具有生产工艺短、能耗低、收率高、污染小、成本低等特点。

本发明是通过如下步骤实现的：

1)、双膜法提取分离丙酮酸钠浓缩液：丙酮酸发酵液直接经过超滤过滤去菌体和大分子杂质，或丙酮酸发酵液经过普通过滤(板框或抽滤)或离心去除菌体后、在经过超滤过滤去除大分子杂质、纳滤浓缩脱盐除水得丙酮酸钠纳滤浓缩液.

2)，丙酮酸钠纳滤浓缩液经过薄膜蒸发进一步浓缩得丙酮酸钠浓缩液。

3)、丙酮酸钠浓缩液制备丙酮酸钠固体：丙酮酸钠纳滤浓缩液或丙酮酸钠薄膜蒸发浓缩液经乙醇沉淀、沉淀与母液分离、烘干、粉碎、筛分、检验、成品包装等生产步骤。

具体步骤如下：

(1)将丙酮酸发酵液经过板框过滤或抽滤或泵入离心机中分离，将分离后的清液输入贮罐中。