一种水相法制备长链二元酸的方法技术

本发明专利技术涉及长链二元酸的制备技术领域，公开了一种水相法制备长链二元酸的方法。该方法包括以下步骤：(1)对发酵液进行固液分离，得到发酵处理液；(2)将步骤(1)中得到的发酵处理液在20‑50℃下进行脱色，分离后得到脱色发酵液，控制脱色发酵液的pH值小于7；(3)对步骤(2)中得到的脱色发酵液进行酸化结晶，后处理后得到长链二元酸。该方法工艺流程简单，避免大量使用有机溶剂而造成资源和成本的浪费，可以一次性得到精制产品，且制备的产品纯度高、质量好、收益高、颜色浅。

【技术实现步骤摘要】
一种水相法制备长链二元酸的方法
本专利技术涉及长链二元酸的制备
，具体涉及一种水相法制备长链二元酸的方法。
技术介绍
长链二元酸(Longchaindicarboxyacids)是指碳链中含有9个以上碳原子的脂肪族二羧酸(n＝9-18)，包括饱和和不饱和二羧酸，是一类重要且具有广泛工业用途的精细化工产品，是化学工业中合成高级香料、高性能工程塑料、高温电介质、高档热熔胶、耐寒增塑剂、高级润滑油、高级油漆和涂料等的重要原料。长链二元酸在自然界中并不存在，可以用化学法合成某些种类的长链二元酸，例如癸二酸和十二碳二元酸。另外，还可以通过生物法生产长链二元酸。微生物发酵法转化生产长链二元酸是二十世纪七十年代兴起的生物化工在石油化工领域的应用。生物法可提供C9～C18的系列长链二元酸单体。微生物发酵法是以烷烃或脂肪酸为底物，利用微生物发酵将其转化为含有长链二元酸盐的发酵液，所述发酵液中除了长链二元酸盐以外，还包含菌体、残留烷烃以及脂肪杂酸等杂质，因此需要对发酵液进行处理，发酵液脱色纯化之后再将其中的长链二元酸盐转化为长链二元酸产品。目前从发酵液中获得长链二元酸的方法包括预处理、酸化结晶、过滤得到二元酸产品、然后进一步进行重结晶等后处理纯化得到目标产品，这种方法步骤冗长，收率低、能耗和生产成本较高。中国专利CN1570124A公开了一种正长链二元酸的生产方法，其中对发酵液进行离心或膜过滤除菌体、加入活性炭脱色、酸化结晶、板框过滤等一系列处理，得到二元酸产品，然后对二元酸产品进行蒸馏精制或二次溶剂法结晶精制等一系列后处理纯化分离，得到合格的目标产品。中国专利申请CN107011147A公开了一种正长链二元酸的生产方法，其包括将发酵液酸化处理，以将长链二元酸盐转化为相应的长链二元酸；用酯类溶剂萃取长链二元酸；分离出富含长链二元酸的有机相，并对其进行后处理，得到长链二元酸产品。现有长链二元酸的生产工艺路线有主要存在以下缺点：(1)工艺路线复杂，操作周期长，占用大量的设备，生产效率低；(2)收率低，酸化前需要经过复杂的预处理，酸化结晶得到的二元酸产品的收率一般只有92％；(3)酸化结晶产品质量差，得到的二元酸产品含盐高、颜色深，必须经过诸如重结晶等一系列后处理纯化分离才能得到合格产品；(4)都需要使用有机溶剂，加工成本高，造成资源浪费和环境污染。因此，急需研究出一种对含长链二元酸盐的发酵液直接进行处理且能高产率地获得长链二元酸合格产品的新方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的微生物发酵法制备长链二元酸的工艺复杂，需要使用有机溶剂对粗品进行精制纯化，加工成本高，造成资源浪费和环境污染，酸化结晶产品质量差、收率低的问题，提供一种水相法制备长链二元酸的方法，该方法工艺流程简单，避免大量使用有机溶剂而造成资源和成本的浪费，可以一次性得到精制产品，且制备的产品纯度高、质量好、收益高、颜色浅。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种水相法制备长链二元酸的方法，该方法包括以下步骤：(1)对发酵液进行固液分离，得到发酵处理液；(2)将步骤(1)中得到的发酵处理液在20-50℃下进行脱色，分离后得到脱色发酵液，控制脱色发酵液的pH值小于7；(3)对步骤(2)中得到的脱色发酵液进行酸化结晶，后处理后得到长链二元酸。优选地，在步骤(1)中，所述发酵液为以水为发酵介质，经微生物发酵得到的含有长链二元酸盐的混合物。优选地，在步骤(1)中，对发酵液进行固液分离前，还包括通过蒸汽换热器将发酵液加热到70-90℃，然后加入烧碱将发酵液的pH值调节至9.5-10.5。优选地，在步骤(1)中，所述固液分离所用的分离方法为膜过滤、离心或絮凝过滤中的一种或多种。优选地，所述膜过滤为陶瓷膜过滤和/或超滤膜过滤。优选地，在步骤(2)中，对发酵处理液进行脱色的方法为活性炭物理吸附法。优选地，所述活性炭为木质活性炭和/或煤质活性炭，优选为煤质活性炭。优选地，在步骤(2)中，将步骤(1)中得到的发酵处理液在30-40℃下进行脱色。优选地，在步骤(2)中，控制脱色发酵液的pH值为6.5-6.8。优选地，在步骤(3)中，酸化结晶所用的酸为无机酸。优选地，在步骤(3)中，酸化结晶所用的酸为硝酸、盐酸、硫酸或磷酸中的一种或多种。优选地，在步骤(3)中，酸化结晶所用的酸为硫酸。优选地，在步骤(3)中，所述酸化结晶的条件为：温度大于80℃；pH值为2-5。优选地，在步骤(3)中，所述酸化pH值为3-4。优选地，在步骤(3)中，所述酸化pH值为3-3.5。优选地，在步骤(3)中，所述后处理包括过滤和洗涤。本专利技术所述的方法全部在水相、常压环境下进行，不需要使用任何有机溶剂或者高真空环境，可以大幅度降低因使用有机溶剂可能发生的安全与环保隐患，还能节约资源与成本，而且制备的长链二元酸没有任何有机溶剂残留，不会影响以长链二元酸为原料生产的其他产品。本专利技术所述的方法在酸化结晶之前对发酵液进行固液分离、脱色，将发酵液彻底处理为干净透明，富含长链二元酸盐的发酵液，可以一次性酸化结晶为纯度高、质量好、收率高、颜色浅的精制长链二元酸，避免生产长链二元酸粗品，缩短了工艺流程。本专利技术所述的方法制备的长链二元酸的质量高，单酸和总酸的含量均高达99％以上。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。微生物发酵法生产长链二元酸应用生物技术，以石油副产品轻蜡油或脂肪酸及其衍生物为原料，采用微生物发酵法生产长碳链二元酸，是一个新兴的绿色生物化工产业。但是在现有技术中的微生物发酵法生产长碳链二元酸都需要生产长链二元酸粗品，然后使用有机溶剂进行精制或者在高真空环境下进行精制。使用有机溶剂精制存在的主要问题是溶剂残留，不管什么有机溶剂都会残留在长链二元酸产品中，进而影响下游加工产品质量。另外，有机溶剂成本较高，导致长链二元酸加工成本较高，且有机溶剂增加了操作难度，同时存在安全与环境污染的风险。本专利技术人发现，之所以会存在上述问题，是因为发酵液处理不彻底，因此，在酸化结晶之前需要将发酵液进一步处理，降低发酵液中色素，有机蛋白等杂质的含量。基于此，专利技术人完成了本专利技术。本专利技术提供了一种水相法制备长链二元酸的方法，该方法包括以下步骤：(1)对发酵液进行固液分离，得到发酵处理液；(2)将步骤(1)中得到的发酵处理液在20-50℃下进行脱色，分离后得到脱色发酵液，控制脱色发酵液的pH值小于7；(3)对步骤(2)中得到的脱色发酵液进行酸化结晶，后处理后得到长链二元酸。在本专利技术所述的方法中，先通过固液分离除去发酵液中的菌渣、残留的烷烃、脂肪酸、大分子色素及蛋白；然后通过脱色将发酵液中水溶性的色素进一步脱除，得到无色透明的发酵液；接着通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水相法制备长链二元酸的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/n(1)对发酵液进行固液分离，得到发酵处理液；/n(2)将步骤(1)中得到的发酵处理液在20-50℃下进行脱色，分离后得到脱色发酵液，控制脱色发酵液的pH值小于7；/n(3)对步骤(2)中得到的脱色发酵液进行酸化结晶，后处理后得到长链二元酸。/n

【技术特征摘要】
1.一种水相法制备长链二元酸的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)对发酵液进行固液分离，得到发酵处理液；
(2)将步骤(1)中得到的发酵处理液在20-50℃下进行脱色，分离后得到脱色发酵液，控制脱色发酵液的pH值小于7；
(3)对步骤(2)中得到的脱色发酵液进行酸化结晶，后处理后得到长链二元酸。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述发酵液为以水为发酵介质，经微生物发酵得到的含有长链二元酸盐的混合物。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，对发酵液进行固液分离前，还包括通过蒸汽换热器将发酵液加热到70-90℃，然后加入烧碱将发酵液的pH值调节至9.5-10.5。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述固液分离所用的分离方法为膜过滤、离心或絮凝过滤中的一种或多种；
优选地，所述膜过滤为陶瓷膜过滤和/或超滤膜过滤。

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【专利技术属性】
技术研发人员：羊晓磊，
申请(专利权)人：羊晓磊，
类型：发明
国别省市：江苏;32