生物发酵生产十二碳二元酸的提纯方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及石油化工领域，具体涉及一种采用异戊醇作为萃取剂的萃取工艺提纯 生物发酵法生产的长链二元酸超滤水溶液中的长链二元酸。
【背景技术】
[0002] 长链十二碳二元酸是一种有着重要和广泛工业用途的精细化工产品，主要用于 合成高级工程塑料尼龙、尼龙W及服装用高档尼龙热烙胶、高级涂料等。十二碳二元酸在自 然界中不单独存在，在化学工业中也难W合成生产。对十二碳二元酸的化学合成，美国、德 国、俄国和日本等国家都曾进行过长期的研究，但到目前为止，化学合成路线是采用了二 帰为原料进行化学合成，但它既需耐高温高压催化剂，又需要防火防毒防爆设备，条件 苛刻、步骤多、收率低、成本高。
[0003] 上世纪60-70年代，各国相继开展了微生物氧化正构焼姪生产二元酸工艺路线 的可行性研究，发酵法生产二元酸的工艺产业化的障碍，包括生物发酵技术的开发和二元 酸的提取和纯化。上世纪70-80年代国内外在生物发酵技术上取得突破，如中国科学院微 生物研究所通过承担的国家攻关项目，产酸水平已经由60-80g/L提高到130-160g/l，达到 工业化生产的水平，并申请两项国家专利，由此发酵法生产二元酸开始进入小规模工业生 产阶段。
[0004]二元酸的提取和纯化技术也影响最终工业化生产的二元酸成本，因此开发简洁、 高效的二元酸的提取和纯化技术将促进发酵工艺技术的推广应用。目前，从发酵液中分离 提取二元酸的方法归纳起来有如下方法： 一. 水中沉淀结晶法，它是通过离必或板框压滤方法，除去发酵液中的菌体，滤液 用浓HCl或浓H2SO4酸分结晶，把沉淀分出，并溶解在碱性热水中，加活性炭脱色，过 滤除去活性碳和杂质，再用浓肥1或浓H2SO4酸化结晶，冷却，出现二元酸结晶； 二. 醇中沉淀结晶法，将发酸液除过滤去菌体，滤液酸化，得二元酸结晶，过滤分 出二元酸结晶，并溶解于热己醇中。加活性炭脱色、抽滤，滤液放置冷却结晶，得白色二 元酸结晶； H.盐析法，把含有单一长链二元酸的发酵液，加入化OH调抑至11~12，加热 至90C，除去菌体后，加入KCl或化Cl，室温下冷却，析出二元酸盐晶体，结晶再 溶于80C热水中，用肥1酸化，液离酸析出，得白色二元酸结晶。
[0005] 四.溶剂中沉淀结晶法，首先发酵液用浓H2SO4酸化至抑2. 0，压滤，滤饼（含 二元酸和菌体）溶于甲基异了基丽，加活性炭。脱色后，压滤除去菌体和活性炭，滤液 放置冷却结晶。
[0006]目前在工业生产中主要用溶剂中沉淀结晶法和水中沉淀结晶法。前者的缺点是有 机溶剂易燃、易挥发、有毒，后处理时必须有防火、防爆、防毒装置，有机溶剂比水贵，易 挥发易损失，成本较高，优点是晶形好，晶体颗粒较大，易于分离；水中沉淀结晶法的 缺点是二元酸在水中溶解度小，晶形、晶体颗粒不如前者好，优点是无毒性，不必防火、 防爆、防毒，成本低。
[0007] 由于发酵液中存在乳化剂，水中沉淀结晶法中直接用离必或板框压滤的方法很 难除尽菌体，结晶后产品中的菌体和蛋白质含量较高，影响产品的纯度。虽然国内试验室内 开发出几种提纯方法，但是工业应用后实际分离步骤达8步到10步，经济性较差。此外， 现有的工艺中对于色素的分离大多采用活性炭多次吸附的方法，该方法在工业应用中有分 离步骤多、劳动强度大、生产环境差、有机溶剂回收难度大等缺陷。
【发明内容】
[0008] 本发明克服了现有技术中的不足，在于提供一种方法简单、成本低、提纯效果好的 生物发酵生产十二碳二元酸的提纯方法；采用本发明所述方法可W使发酵液中的十二碳二 元酸与蛋白、色素等杂质得到有效的分离，提纯后产品的总酸值>99%，总氮含量<30mg/kg。
[0009] 本发明的具体技术方案如下： 一种生物发酵生产十二碳二元酸的提纯方法，包括如下步骤： (1) 将十二碳二元酸的终止发酵液加热进行破乳，经陶瓷膜、超滤膜过滤去除固体颗粒 和大分子蛋白、色素、得到超滤液； (2) 将步骤（1)得到的超滤液与异戊醇进行混合，得到混合液体，然后升温至40-9(TC; (3) 保温，往混合液体底部的超滤液中加入浓硫酸调节超滤液抑值至2-6,然后揽拌混 合后，静置； (4) 取上层萃取相冷却结晶、过滤，对过滤后得到的晶体进行清洗、烘干后得到十二碳 二元酸晶体。
[0010] 步骤（1)中将十二碳二元酸的终止发酵液加热进行破乳，一般是加热至80+TC 进行破乳。步骤（2)中超滤液与异戊醇混合时的体积比为1:0. 2-3 ;优选的超滤液与异戊 醇混合时的体积比为1:0. 4-1 ;超滤液与异戊醇混合时采用上述体积比的好处是既能保证 十二碳二元酸被异戊醇最大限度的提取，又能尽量的避免溶剂损失。
[0011] 步骤（2)中升温至50-9(TC，升温至上述温度范围的好处是保证十二碳二元酸被 异戊醇最大限度的提取，同时防止十二碳二元酸与异戊醇发生醋化反应。
[0012] 步骤（3)中调节抑值至3. 5-5. 5,将调节抑值调至上述范围的好处是保证十二碳 二元酸被异戊醇最大限度的提取，同时防止十二碳二元酸与异戊醇发生醋化反应。
[0013] 步骤（3)中揽拌混合的时间为0.l-3h，优选的揽拌混合时间为0. 5-1. 5h，W保证 十二碳二元酸被异戊醇最大限度的提取；静置时间为l-120min，优选的静置时间为5-30 min。技术效果 与现有的工艺相比，本发明不需要使用活性炭等吸附剂对发酵液或有机溶剂中的蛋白 和色素进行吸附，不需要先获得干燥的二元酸粗品，具有工艺流程短、设备要求低、分离步 骤少、工艺过程易于控制、成本低等特点。本发明通过酸化和萃取同时进行的方法使十二碳 -兀酸广品得到精制，广品提纯后的总酸值〉99%,总氮含量〈30mg/kg。
【具体实施方式】
[0014] 下面对本发明的【具体实施方式】进行详细说明，但是需要指出的是，本发明的保护 范围并不受送些【具体实施方式】的限制，而是由权利要求书来确定。
[0015]本发明所述的"十二碳二元酸的终止发酵液"只要是采用生物发酵生产十二碳二 元酸的终止发