[发明专利]发酵方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于生产有机酸盐的发酵方法。本发明特别涉及乳酸盐、琥珀酸盐和呋喃二羧酸盐的生产。

背景技术

在本领域中，有机酸通常通过发酵方法生产。例如，已知发酵方法用于乳酸、丙酸、琥珀酸和乙酸。在发酵中，加入碱以保持发酵液的pH在适合于微生物的范围。结果，酸在发酵液中通常是以其盐的形式存在。取决于碱的性质，盐可以溶解在发酵液中，例如，钠、钾、或铵盐，或它可能以固体形式存在，例如，镁或钙的乳酸盐或琥珀酸盐。

已经在各种文献中提到用于生产这些类型化合物的发酵。

WO2005/123647涉及在具体地pH范围内通过SWAP-反应由包含乳酸镁的介质生产乳酸或乳酸盐。乳酸镁可以通过发酵生产。

WO2010/063762涉及通过形成镁或钙的琥珀酸盐的发酵方法生产一价琥珀酸盐的方法，镁或钙的琥珀酸盐然后转化成一价盐。

WO2011/095631涉及用电渗析步骤由乳酸镁生产乳酸的方法。其中指出乳酸镁可从发酵方法获得。EP2360137公开了由可通过发酵获得的琥珀酸镁生产琥珀酸的类似内容。

虽然这些文献描述了如何处理乳酸盐或琥珀酸盐，但它们仅包括了关于如何进行发酵的简要和一般性描述。然而，已经显示出操作发酵方法很困难，其中发酵液以稳定方式包括固体产品形式的有机酸盐，尽管整个过程获得了高收率的高质量产品，尤其是在工业规模上进行所述方法时。这个问题现在通过本发明已经得到解决。

发明内容

本发明涉及用于生产有机酸盐的发酵方法，所述方法包括如下步骤：

-在发酵反应器内的发酵介质中发酵微生物以形成包含有机酸盐的发酵液，其中部分有机酸盐以固体状态存在和部分有机酸盐溶解在所述发酵液中；

-从所述发酵反应器抽出至少部分所述发酵液，将所述发酵液提供给水力旋风分离器，和从所述水力旋风分离器抽出顶部流出物和底部流出物；

-将所述水力旋风分离器的底部流出物提供给固/液分离步骤，以形成固体馏分和液体馏分；

-将所述水力旋风分离器的顶部流出物和所述固/液分离步骤的液体馏分的总量的至少30vol.％提供给所述发酵反应器。

已经发现水力旋风分离器和将水力旋风分离器的顶部流出物和固/液分离步骤的液体馏分的总量的至少30vol.％提供给发酵反应器的组合对于获得在稳定的同时提供高性能产品和高过程收率的方法是必不可少的。如在实施例中描述的，这两个特征的组合提供了经济上稳定可行的产生具有良好杂质分布的产品的方法。形成具有良好杂质分布的产品是本发明特别出其不意的特征。

附图说明

本发明将在以下进行详细描述。附图描述了本发明的许多方面。然而，应该注意的是本发明不限于附图中描述的实施方案。

图1描述了本发明的第一实施方案。

图2描述了本发明的第二实施方案，其中包括了一些附加的用于调节过程物流的可能性。

图3描述了本发明的第三个实施方案，其中包括了一些附加的过程步骤。

具体实施方式

在本发明方法的第一步骤中，微生物在发酵反应器内的发酵介质中进行发酵以形成包含有机酸盐的发酵液。

本发明的方法可应用于发酵过程，其中部分有机酸盐以固体状态存在和部分有机酸盐溶解在所述发酵液中。本发明的方法不适合于发酵液不包含固体形态有机酸盐的情况。在另一个方面，以固体形态存在的酸盐的百分比不必太高。在一个实施方案中，存在于介质中有机酸盐总量的至少2％是以固体状态存在。更具体地，存在于发酵介质中有机酸盐总量的至少10％是以固体状态存在。在一些实施方案中，存在于发酵介质中有机酸盐总量的至少15％或甚至至少20％、或至少30％是以固体状态存在。

在另一个方面，本发明的方法不适合于发酵介质中所有有机酸盐均以固体形态存在的情况。在另一个方面，溶解产品的百分比不必太高。在一个实施方案中，系统中存在的酸盐总量的至少5％是以溶解状态存在。特别地，系统中存在的酸盐总量的至少15％是以溶解状态存在，更特别地为至少20％。当溶解酸盐和固体酸盐总百分比为100％时，两个参数中一个的上限可以由另一个的下限确定。

在一个实施方案中，发酵产生了包含乳酸镁的发酵液，其中乳酸镁总量的50-90％以固体状态存在(和余量是溶解的)。在该实施方案中，可能优选乳酸镁总量的60-85％、特别地为70-80％以固体状态存在(和余量是溶解的)。这个实施方案对于间歇发酵可能是特别相关的。