[发明专利]一种从发酵液中提取长链二元酸的方法

说明书

本发明公开了一种从发酵液中提取长链二元酸的方法。该方法包括：预处理后的终止发酵液经酸化结晶，加水混合打浆，加入吡啶类化合物，膜过滤，向滤液中加入氢氧化钠溶液，过滤得到的结晶与水混合加热溶解，经吸附、过滤，向滤液中加酸酸化、结晶，得到长链二元酸产品。利用本发明方法提取得到的长链二元酸具有纯度高、色泽白、蛋白含量低和产品松散易干燥等优点。

技术领域

本发明涉及一种C₁₀~C₁₈二元酸提取的方法，特别是从C₁₀~C₁₈正构烷烃发酵液中提取长链二元酸的方法。

背景技术

本发明所指的长链二元酸分子通式为C_nH_2n-2O₄，其中n为10-18，是微生物利用烷烃发酵而得到的代谢产物，以长链二元酸以双盐的形式存在于发酵液中。

长链二元酸是利用微生物发酵正构烷烃而得到的代谢产物。其发酵液是一复杂的多相体系，其中含有未反应的正构烷烃、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、色素等杂质，影响产品的纯度和外观质量。

长碳链二元酸是一类有着重要和广泛工业用途的精细化工产品，是合成高级香料、高性能工程塑料、高档热熔胶等的重要原料。发酵法生产长链二元酸，以反应专一性强和反应条件温和等优点，逐渐取代了传统的化学合成法，受到了国内外普遍重视，为新材料产业的发展开辟了广阔的空间。

目前，行业内通用的提取长链二元酸的主要过程，包括：将发酵液加热灭活，进入微滤或超滤装置，脱除菌体蛋白等，得到澄清的滤液，加硫酸酸化至pH值2.0～4.0，并在搅拌下加热，得到长链二元酸结晶水溶液，降温该水溶液并过滤，用水洗涤该滤饼至中性，并用空气吹干，得到长链二元酸滤饼。

在提取长链二元酸粗酸过程中，发酵液中不溶性的菌体等蛋白通过微滤或超滤可以除去，而可溶性蛋白与长链二元酸盐一起进入了滤液中。在长链二元酸盐经酸化转变为长链二元酸结晶过程中，在酸性条件下等电沉淀或变性析出的可溶性蛋白被沉淀析出的二元酸包埋，即使通过过滤、洗涤的方式也无法去除，导致提取获得的长链二元酸中蛋白质含量较高。通过此方法获得的长链二元酸色泽黄、粘度大、易结块，蛋白含量高，不适宜用作下游产品生产的原料。

CN102191187A公开了一种长链二元酸的制备方法，它所使用的提取长链二元酸的方法：发酵结束后进行破乳，用过滤膜分离除去菌体和残烃，清液用活性炭脱色，脱色液用H₂SO₄或HCl酸化结晶，压滤、洗涤、吹干、烘干得到产物长链二元酸。该方法采用的是行业内生产企业通用的提取长链二元酸粗品的方法，该方法获得产品氮含量远大于30ppm。虽然清液用活性炭进行脱色，但仍不能去除大部分可溶性蛋白，酸化结晶时可溶性蛋白析出并被包埋在长链二元酸中，大分子蛋白的存在使压滤的长链二元酸结晶滤饼粘度大、结晶颗粒间隙极小或被堵塞，造成洗涤困难，其中包埋的色素、灰分等杂质无法洗涤去除，使产品质量较差，限制了应用。

CN102476990A公开了一种萃取精制长链二元酸粗产品的方法，包括以下步骤：1)将长链二元酸发酵后的滤液与萃取剂混合加热40～100℃加酸酸化得混合液，调节pH值为2～6，萃取剂选自C₄～C₁₀一元醇中的一种或几种；2)将混合液充分混合静置后进行液液分离得到萃取相；3)将萃取相冷却结晶，脱溶剂后干燥，得到提纯后的长链二元酸产品。该方法使用萃取的方法提纯长链二元酸，存在着萃取收率和产品纯度低等问题。特别是该方法在酸性条件下采用一元醇萃取长链二元酸，会发生酯化反应，并且生成的长链二元酸酯与二元酸共同溶解于一元醇萃取相中，在二元酸冷却结晶时必然会粘附在晶体表面或包埋在晶体之内，使得最终产品中必然包含二元酸酯，降低了产品纯度。