專利名稱：一種處理α、ω二元酸發(fā)酵液的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種從正烷烴發(fā)酵液中提取α、ω-二元酸的方法。
α、ω-二元酸是利用微生物發(fā)酵正烷烴，特別是長鏈正烷烴而得到的代謝產(chǎn)物。其發(fā)酵液是一復(fù)雜的多相體系，含有未反應(yīng)完的正烷烴(殘油)，微生物細胞，代謝產(chǎn)物和未利用完的各種培養(yǎng)基的水相以及油水乳化體?？梢姦?、ω-二元酸發(fā)酵液的處理較其它發(fā)酵液有很大的難度。因此，選擇何種處理方法是影響α、ω-二元酸產(chǎn)品質(zhì)量，收率乃至整個技術(shù)經(jīng)經(jīng)濟性的關(guān)鍵之一。日本礦業(yè)公司提出了分離α、ω-二元酸的方法，并申請了專利JP56-260193、JP56-260194。其處理方法是終止發(fā)酵液在堿性條件下靜置，離心除菌，加硅藻土吸附未反應(yīng)物和反應(yīng)副產(chǎn)物，過濾，酸析結(jié)晶，過濾，干燥，最后得到α、ω-二元酸晶體。上述方法存在的主要問題是發(fā)酵液堿化靜置存在菌體細胞自溶，使胞內(nèi)蛋白流入發(fā)酵液中，從而影響產(chǎn)品純度，而且由于細胞粘性增大，增加了過濾分離的難度。結(jié)晶采用冷態(tài)酸析，然后升溫溶解的方法，晶體粒度小，過濾難度大，產(chǎn)品色澤難以除去。
本發(fā)明的目的是為了克服上述缺點，找到一種簡單而有效的α、ω-二元酸終止發(fā)酵液的處理和分離方法，快速有效地分離菌體，簡化操作步驟，提高產(chǎn)品收率和質(zhì)量。
本發(fā)明通過以下步驟來完成1、先將終止α、ω-二元酸發(fā)酵液直接加熱到50-100℃破乳，恒溫靜置3～5小時后，冷卻至30～40℃，再靜置3小時之后，分離回收未反應(yīng)物。
2、分離完未反應(yīng)物的發(fā)酵液中加入2～5％(W/W)的助濾劑，在溫度30～40℃下，攪拌均勻后壓濾，過濾結(jié)束后，用水洗滌菌餅至中性，并把洗液回收到濾液中。
3、將第二步得到的濾液加熱到60～95℃，用4～10N的無機酸調(diào)PH至4或以下，α、ω-二元酸的酸析成核，然后通冷卻水降溫至20～40℃，即可得到較大粒度的晶體。
4、將第3步得到的晶液趁熱過濾，之后用水洗滌至濾液PH為5～7，得到濕的α、ω-二元酸濾餅。
5、在溫度40～80℃下，用熱風(fēng)干燥濾餅，得到外觀呈白色的，純度＞95％的α、ω-二元酸產(chǎn)品。
在此發(fā)酵液中提取出α、ω-二元酸之前，首先充分地回收殘油以減少在后續(xù)步驟中的損失。該終止發(fā)酵液未作處理前，殘油與水相以乳化體的形式存在，直接分離是極為困難的，所以必須通過預(yù)處理進行破乳來回收殘油。本發(fā)明是將終止發(fā)酵液，加熱到50-100℃，最好是80～100℃，恒溫靜置3小時，然后冷卻至30～40℃，再靜置3小時。這樣乳化油與水相會很好地離析，其殘油回收率可達95％以上。
經(jīng)以上熱處理，菌體包內(nèi)蛋白受熱凝固，使得除油后的發(fā)酵液更易過濾。本發(fā)明在除油發(fā)酵液中加入2～5％(W/W)的助濾劑，特別是100～200目的珍珠巖助濾劑，在溫度30～40℃，0.1-0.2MPa下，壓濾，特別是通過微濾膜作為過濾介質(zhì)時，其單位面積過濾速度較其它方式過濾至少提高1～2倍，且濾液清澈透明。
除菌后的濾液呈堿性，α、ω-二元酸以鹽(主要鈉鹽)的形式存在于濾液中。為了得到純度較高的α、ω-二元酸以及使酸析結(jié)晶后易于過濾，本發(fā)明在60～95℃條件下，熱態(tài)酸析成核，PH降至4或以下，最好是3.5，然而冷卻降至20～40℃，最好是35℃，結(jié)晶得到純度較高的α、ω-二元酸晶體，且晶體粒度比常溫下直接酸析大8～10倍，這樣使得產(chǎn)品過濾速度大大提高。產(chǎn)品過濾結(jié)束后，用水洗滌至濾液PH值為5～7，即得到α、ω-二元酸濕濾餅。該濕濾餅經(jīng)擠條、切片或破碎后，在溫度40～80℃下干燥，最好為50～80℃。
經(jīng)以上方法處理，最后得到外觀呈白色、純度大于95％的α、ω-二元酸產(chǎn)品。
本發(fā)明與已有技術(shù)相比有如下優(yōu)點1.對α、ω-二元酸終止發(fā)酵液采用直接加熱的方法，使菌體包內(nèi)蛋白受熱凝固，避免了“水性蛋白”細胞破碎而流入發(fā)酵液中，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量。
2.受熱凝固的菌體細胞，因其剛性增大，使得菌體過濾分離更加容易，即使在低壓下(＜0.2MPa)也可實現(xiàn)快速過濾。
3.對除去菌體的濾液，采用熱態(tài)酸析成核，冷卻降溫的方法，α、ω-二元酸的粒度增大，易于過濾，而且不需脫色處理，即可得到外觀呈白色純度較高的α、ω-二元酸產(chǎn)品。
下面通過實施例來具體說明本發(fā)明。
實施例1以正十三碳烷烴作底物，用熱帶假絲酵母變異株發(fā)酵制取α、ω-十三碳二元酸的終止發(fā)酵液。發(fā)酵液中未反應(yīng)物含量為11.5％，菌濃度為10g/L，酸濃度為105g/L，PH值為7.6。取1000毫升上述發(fā)酵液，加熱到95℃，恒溫靜置3.5小時，冷卻至38℃，然后回收上層未反應(yīng)物。分離完未反應(yīng)物的發(fā)酵液中，加入20克珍珠巖助濾劑，攪拌均勻后用5-10μm微孔膜趁熱過濾，起動壓力為0.02MPa，5分鐘后升壓至0.2MPa。過濾結(jié)束后，用300毫升水洗滌以回收菌餅中的α、ω-十三碳二元酸鹽。將上述濾液500毫升放入結(jié)晶器中，加熱到90℃，慢慢加入6N流酸，使PH值降至3.5，再降溫至36℃，趁熱過濾，之后用自來水洗滌濾餅至中性，即得到純度為95.3％，外觀呈白色的α、ω-十三碳二元酸產(chǎn)品。實施例1結(jié)果見表1。
表1.
實施例2處理α、ω-混合二元酸。終止發(fā)酵未反應(yīng)物含量為10％，菌濃為15g/L，酸濃為110g/L，PH值為7.8。取上述發(fā)酵液1000ml，加熱到75℃，恒溫靜置4小時后，冷卻至30℃，然后回收上層未反應(yīng)物。在回收完未反應(yīng)物的發(fā)酵液中加25g珍珠巖，攪拌均勻后用10～20μm微孔膜過濾，操作步驟同實施例1。將上述濾液500ml放入結(jié)晶器中加熱到75℃，結(jié)晶過程操作同實施例1。將結(jié)晶得到的濕濾餅在50℃下干燥，即得到純度為94.7％，外觀呈白色的α、ω-混合二元酸產(chǎn)品。實施例2結(jié)果見表2。
表2.
實施例3處理α、ω-十四碳二元酸。終止發(fā)酵未反應(yīng)物含量為9％，菌濃為13g/L，酸濃為95g/L，PH值為8.0。取上述發(fā)酵液1000ml，加熱到60℃，恒溫靜置4小時后，冷卻至30℃，然后回收上層未反應(yīng)物。在回收完未反應(yīng)物的發(fā)酵液中加25g珍珠巖，攪拌均勻后用10～20μm微孔膜過濾，操作步驟同實施例1。將上述濾液500ml放入結(jié)晶器中加熱到60℃，結(jié)晶過程操作同實施例1。將結(jié)晶得到的濕濾餅在50℃下干燥，即得到純度為94.7％，外觀呈白色的α、ω-混合二元酸產(chǎn)品。實施例3結(jié)果見表3。
表3.
本發(fā)明表明對α、ω-二元酸終止發(fā)酵液殘油體系，采用上述方法，能充分回收發(fā)酵液中的殘油，同時經(jīng)熱過濾除菌等步驟，能快速有效地分離出α、ω-二元酸產(chǎn)品，簡化了處理步驟，降低了處理費用，無疑是一種可取的方法。
權(quán)利要求
1.一種處理α、ω-二元酸發(fā)酵液的方法，其特征在于a、將α、ω-二元酸終止發(fā)酵液加熱到50-100℃進行破乳，分離未反應(yīng)物，過濾除菌；b、60-95℃酸析結(jié)晶；c、晶液過濾；d、產(chǎn)品干燥。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于a步終止發(fā)酵液預(yù)處理溫度為80℃-100℃。
3.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于b步酸析結(jié)晶時，溫度為80-95℃，再調(diào)PH到4或以下，然后冷卻降溫至20～40℃。
4.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于c步過濾α、ω-二元酸晶體時，洗滌至濾液PH值為5～7。
5.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于d步干燥時，溫度在40～80℃之間。
6.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于α、ω-二元酸的碳原子數(shù)為10～18，可以是α、ω-二元酸，也可以是任意混合二元酸。
全文摘要
一種處理α、ω-二元酸發(fā)酵液的方法，本發(fā)明涉及一種從α、ω-二元酸發(fā)酵液中分離α、ω-二元酸的方法，發(fā)酵液經(jīng)直接加熱，過濾除菌，熱態(tài)酸析結(jié)晶，產(chǎn)品過濾及干燥等步驟，快速有效地除去菌體，得到了純度高、外觀呈白色的α、ω-二元酸產(chǎn)品。本發(fā)明簡化了二元酸發(fā)酵液后處理步驟，使操作費用大幅度降低。
文檔編號C12P7/40GK1147016SQ95116450
公開日1997年4月9日 申請日期1995年10月5日 優(yōu)先權(quán)日1995年10月5日
發(fā)明者許曉增, 劉樹臣, 劉純, 彭永成, 揚東, 鄭世哲, 吳巧順 申請人:中國石油化工總公司, 中國石油化工總公司撫順石油化工研究院