[发明专利]从发酵液分离所得混盐中提取有机酸的方法及装置

说明书

本发明涉及混盐的分离技术领域，公开了一种从发酵液分离所得混盐中提取有机酸的方法及装置，其中，从发酵液分离所得混盐中提取有机酸的方法包括以下步骤：1)将混盐与硫酸溶液进行接触，得到固液混合物；2)将所述固液混合物与有机溶剂接触进行萃取，得到富含有机酸的萃取相；3)将所述萃取相进行精馏，分离得到有机溶剂、有机酸。本发明提供的从发酵液分离所得混盐中提取有机酸的方法，其工艺流程短、操作简单，使用的有机溶剂易回收利用，大大节约了生产成本，降低了环境污染，使混盐废弃物得到资源化利用，适用于工业化生产。

技术领域

本发明涉及混盐的分离技术领域，具体涉及一种从发酵液分离所得混盐中提取有机酸的方法及装置。

背景技术

1,3-丙二醇(PDO)是一种重要的大宗化学品，作为原料可以用于抗冻剂、乳化剂、合成多种药物和抗氧化剂，可代替甘油、1,2-丙二醇和1,3-丁二醇用于化妆品行业。其最重要的用途是与对苯二甲酸合成聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)，既具有良好的化学稳定性，又具有低静电以及抗污染能力，在纺织品和工程塑料领域有很好的应用前景。

1,3-丙二醇的生产方法包括化学法和生物法。随着生物产业的发展以及人们对环境保护的日益重视，通过微生物发酵获得1,3-丙二醇越来越受到关注。然而，通过微生物转化获得目标产物1,3-丙二醇的同时也会产生较多副产物，如采用克雷伯肺炎杆菌(Klebsiellapneumoniae)作为菌种可以产生乳酸、乙醇、琥珀酸和2,3-丁二醇等，采用丁酸梭菌(Clostridium butyricum)能够产生乙酸和丁酸等。由于发酵时酸性环境抑制菌体活性，通常采用碱液将发酵液pH调节至中性，因此会产生有机酸盐，发酵液经过下游分离得到主要含有机酸盐的混盐固体。如果直接将其作为固体废弃物进行焚烧、掩埋处理，不仅造成资源浪费，而且污染环境，势必造成环保部门审查，难以投产。

随着电渗析在海水淡化、医药、食品等领域的应用，科研工作者考虑采用电渗析技术处理发酵液中的盐类。利用双极膜和离子交换膜可以在酸室得到相应有机酸溶液，经过精馏进行精制，碱室得到相应的碱液，回用于发酵系统。但是有机酸溶液和碱液浓度较低，有机酸浓度约在60g/L以下，碱浓度约2mol/L，均需要蒸馏浓缩，能耗较高。此外，产生污水较多，增加污水处理负担；发酵成分复杂，不仅包括蛋白质、多糖、核酸等生物分子，还含有残留无机盐、甘油、色素等小分子物质，容易污染离子交换膜，清洗频繁，换膜成本高。

除了电渗析之外，采用生物或化学法处理固体废弃物转化为肥料使用也是被考虑的措施之一。CN111056881A公开了一种处理发酵后固体废弃物制备有机肥的方法，主要采用微生物发酵处理，将固体废弃物进行两级发酵，最后得到的液体作为有机肥使用，固体经高温焙烧后作为污水处理的吸附材料。

CN106467442A公开了利用氢氧化钾溶液作为中和剂调节发酵过程中的pH，发酵液经过膜过滤、浓缩和刮板蒸馏获得含有有机酸钾盐的混盐固体和菌体浓浆，菌体浓浆经过酸解或酶解，与混盐固体一起处理后作为固态有机肥和土壤改良剂的原料以及水溶肥使用。然而这些方法处理周期长、工艺较为复杂，并且处理后的产品在市场上的销售还存在问题。

目前，还没有有效的方法处理发酵行业的混盐固体废弃物，许多方法大多数都停留在实验室小试或中试阶段，工业化生产尚有困难。从混盐固体中分离有效成分，提高企业效益、降低生产成本，仍然需要进一步的研究。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的发酵液经后处理得到的混盐难以处理，有效成分回收困难、分离成本高的问题，提供一种从发酵液下游处理得到的混盐中分离有机酸的方法及装置。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种从发酵液分离所得混盐中提取有机酸的方法，该方法包括如下步骤：

1)将混盐与硫酸溶液进行接触，得到固液混合物；

2)将所述固液混合物与有机溶剂接触进行萃取，得到富含有机酸的萃取相；