用于使发酵方法联产的钾盐增值的方法技术

本发明专利技术涉及由发酵汁制备固体钾盐混合物的新方法，所述发酵汁由用于在发酵培养基中制备化合物的发酵方法来得到，所述发酵培养基具有通过加入包含氢氧化钾的碱来调节的pH，其特征在于所述方法包括将强酸以足以使钾盐混合物沉淀的量加入到发酵汁中，然后将固体钾盐混合物与酸化的发酵汁分离。本发明专利技术还涉及可通过所述方法制备的钾盐混合物及其作为肥料的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于使发酵方法联产的钾盐增值的方法
本专利技术涉及制备钾盐混合物的新方法，该混合物为通过微生物的发酵方法的副产物，特别是钾石膏和单钾芒硝。本专利技术还涉及通过所述方法可得到的钾盐混合物及其作为肥料的用途。
技术介绍
许多基于钾盐的肥料已为人所知并已使用了千年。一些钾盐是天然来源的，例如钾石膏和单钾芒硝。钾石膏(K2Ca(SO4)2.H2O)是不常见的硫酸盐，其以晶簇形式天然存在于海洋蒸发沉积物或地热田脉中。钾石膏可以通过在水相中混合硫酸钾和硫酸钙来进行工业制造(US3,334,988)。钾石膏可与鸟粪石K组合使用以用于制备建筑材料(US2017/0008804)。单钾芒硝(K2SO4)也是硫酸盐族的相对稀有矿物，其也以蒸发沉积物发现于地热田中。单钾芒硝已被描述为能够参与制备肥料，单钾芒硝以及诸如水镁矾(MgSO4H2O)、无水钾镁矾(K2SO4.2MgSO4)、特别是杂卤石(K2SO4MgSO4.2CaSO4.2H2O)之类的其他盐与糖蜜一起压制在混合物中(US2017/129823)。这些矿物可以用作肥料，但其天然矿物质来源与其它矿物(例如氯化钠)组合使用时，需要进行昂贵的处理才能使它们与农业用途可相容。因此，有趣的是找到新的硫酸盐来源，该硫酸盐能够提供钙和钾离子并且与作为农业肥料的用途直接相容。现有技术中描述了通过向生物质产物的提取方法，特别是来自制糖工业的酸性流出物混合物中加入碱，在中性pH使钾盐沉淀(FR2,573,088,NL9,200,402,NL9,200,403,WO97/47557)。通过微生物生产化学品、特别是来自生物质的商品的发酵技术正在蓬勃发展，以作为石油化学工业的替代。然而，处理生物质以提取所需产物(或“主产物”)的方法产生多种有兴趣对其进行增值的次级产物。本专利技术人已经发现，对从发酵麦芽汁得到的液体级分进行酸处理使得可以通过沉淀除去钾盐混合物，同时有利于提取由生物质发酵产生的化学物质，所述钾盐混合物具有用作农业肥料的高潜力。
技术实现思路
因此，本专利技术涉及制备固体钾盐混合物的方法，其特征在于所述方法包括向从发酵液中得到的发酵汁中以足以使钾盐混合物沉淀的量加入强酸，然后从酸化的发酵汁中分离固体钾盐混合物。本专利技术特别适合于在通过加入氢氧化钾控制pH的发酵培养基中的发酵方法上实施、特别是具有基于可发酵生物质的复杂培养基的发酵方法中实施，所述可发酵生物质包括例如制糖工业副产品，例如甜菜浆(sugarbeetpulp)、糖蜜甜菜(molassessugarbeet)或甘蔗。本专利技术更特别适用于具有中性或弱酸性或碱性pH的发酵汁，特别是在通过发酵制备有机酸的方法中具有中性或弱酸性或碱性pH的发酵汁。有利地，得到的固体钾盐还包含至多20重量％、甚至至多30重量％的有机材料。本专利技术还涉及钾盐混合物，其可以通过根据本专利技术的方法得到。本专利技术还涉及农业肥料，其包含可通过根据本专利技术的方法得到的钾盐混合物。本专利技术还涉及可以通过本专利技术的方法得到的钾盐混合物作为农业中的肥料的用途。附图说明图1表示用于制备主产物的发酵方法的示意图，该方法包括使根据本专利技术的钾盐混合物沉淀的步骤。步骤1是厌氧发酵，其中加入氢氧化钾以控制pH值。步骤2是分离固体和液体以回收发酵汁。步骤3是通过在蒸发器中蒸发水的浓缩步骤。步骤4是根据本专利技术的酸化步骤，其中在浓缩汁中加入浓硫酸并且沉淀出钾盐。步骤5是通过倾析/离心从含有目标分子(MS)的溶液中分离固体钾盐(S)的步骤。步骤6是干燥和研磨固体钾盐(S)以得到根据本专利技术的粉状肥料(E)的步骤。步骤7是从溶液(SM)中回收目标分子(M)的步骤。具体实施方式因此，本专利技术涉及制备固体钾盐混合物的方法，其特征在于所述方法包括向从发酵液中得到的发酵汁中以足以生成钾盐混合物的沉淀物的量加入强酸，然后从酸化的发酵汁中分离所述固体钾盐混合物。用于制备化学品、特别是商品，称为“主产物”的发酵方法通常包括在包含适合于微生物生长的碳源的液体培养基中通过微生物进行的发酵步骤，从而生成高密度生物质，其中所述发酵步骤可通过消耗培养基中的碳源和其它营养物来制备所需的便利产物。发酵汁来自发酵液中的不溶性颗粒的培养结束时的分离。这些不溶性颗粒与发酵液的分离是本领域技术人员众所周知的常见步骤，通过任何已知的固/液分离方法来进行并且适合于所用培养基、培养方法和制备的主产物。如果需要，发酵汁可以是澄清汁。发酵汁是溶液，其包含寻求生物合成的主产物、可溶性有机物质和可溶性有机或无机盐及钾离子。主产物的分离和纯化需要通过任何常规技术(例如液/液萃取、蒸馏、沉淀等)单独或组合将它们与所有这些其它可溶性物质分离。在发酵汁中加入强酸导致钾盐和在酸性pH下不溶的有机和无机物质例如蛋白质、氨基酸和其它有机物质的沉淀。根据本专利技术的方法特别适用于发酵方法的发酵汁，该发酵汁的一种或多种主产物在酸性pH下可溶的。根据本专利技术的方法特别适合于发酵方法的副产物的增值，该发酵方法用于制备作为主产物的有机酸。优选地，发酵汁包含作为发酵方法的主产物的有机酸。培养基通常包含本领域技术人员众所周知的大分子和微量元素，其可以由植物、动物或微生物来源的产物例如酵母提取物来提供。这些培养基特别包含钾盐，例如KH2PO4、K2HPO4、K2SO4、KNO3等。微生物可以是细菌、古细菌、真核生物或几种微生物的混合物。制备的商品产品通常是通常源自石油化学的低分子量有机分子并且用作溶剂或聚合单体，例如有机醇、有机酸或氨基酸。取决于所使用的微生物或所使用的微生物的混合物，制备的产物也可以是更复杂的有机分子。取决于所需的产物，培养可以有氧、微需氧或厌氧地进行。碳源可以是被许多微生物同化的简单来源，例如葡萄糖或果糖，也可以是可发酵生物质的复杂来源，所述可发酵生物质例如制糖工业副产品，例如甜菜浆、甜菜或甘蔗糖蜜或其所有比例的混合物。通过消耗培养基中的营养物并且生成主产物的微生物的生长可导致pH值变化，通常是酸化。然后可以通过添加碱、特别是氢氧化钾来调节pH。应当理解，可以使用基本上包含氢氧化钾的任何碱，包括在工业发酵领域中使用的任何无机碱，包括钾碱。对发酵培养基进行中和，并且取决于加入的碱的量，发酵汁的pH通常为中性或弱酸性或碱性，也就是说，pH范围为5至9、优选至少6、更优选约6至8。根据本专利技术的方法特别适合于在具有pH受控制的发酵培养基的发酵方法上实施，该pH通过加入包含氢氧化钾的碱来控制。对于有机酸制备方法来说尤其如此，该方法需要中和所制备的酸，所述中和的酸基本上以钾盐形式存在于溶液中，并且如果合适的话，如果也使用氨，则以另一种碱的形式(例如铵盐)存在于溶液中。这些有机酸更特别是挥发性有机酸，例如乙酸、丁酸、丙酸、异丁酸、异戊酸、戊酸和己酸及其混合物。有利地，发酵汁中的钾主要来自在调节pH的方法期间加入的氢氧化钾。根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.由发酵汁制备固体钾盐混合物的方法，所述发酵汁由用于在发酵培养基中制备化合物的发酵方法来得到，所述发酵培养基具有通过加入包含氢氧化钾的碱来调节的pH，其特征在于所述方法包括将强酸以足以使所述钾盐混合物沉淀的量加入到所述发酵汁中，然后从酸化的发酵汁中分离所述固体钾盐混合物。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171130 FR 17614101.由发酵汁制备固体钾盐混合物的方法，所述发酵汁由用于在发酵培养基中制备化合物的发酵方法来得到，所述发酵培养基具有通过加入包含氢氧化钾的碱来调节的pH，其特征在于所述方法包括将强酸以足以使所述钾盐混合物沉淀的量加入到所述发酵汁中，然后从酸化的发酵汁中分离所述固体钾盐混合物。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述发酵汁来自在基于可发酵生物质例如制糖工业副产品的复杂培养基上的发酵方法。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述制糖工业副产品选自甜菜浆、糖蜜甜菜和甘蔗。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于所述发酵汁中的钾离子的含量为0.01至1M，优选0.05至0.5M，有利地大于0.1M或大于0.2M。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于所述发酵汁为浓缩的发酵汁。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于所述发酵汁为来自多个批次的发酵汁的混合物。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于通过发酵制备的化合物为有机酸。


8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述有机酸为挥发性有机酸。


9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于所述挥发性有机酸选自乙酸、丁酸、丙酸、异丁酸、异戊酸、戊酸、己酸及其混合物。


10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其特征在于所述酸在所述发酵汁中为钾盐形式。


11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于从所述酸化的发酵汁中分离所述固体钾盐混合物通过干燥来进行。


12.处理发酵汁的方法，所述发酵汁包括一方面用于制备有机酸和另一方面用于制备固体钾盐的钾盐形式的有机酸的盐，其特征在于所述方法包括将强酸以足以使钾盐混合物沉淀的量加入到所述发酵汁中，然后将沉淀的钾盐混合物干燥以...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·J·P·佩西奥特，M·F·P·鲁塞尔，A·A·博斯特，
申请(专利权)人：阿夫依朗公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR