正十六烷二元酸生产方法技术

技术编号:3778892 阅读:230 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种正十六烷二元酸生产方法,属于化工技术领域,包括发酵转化和产物分离纯化,其特征在于发酵转化中培养基含有柠檬酸、氨水、辅酶Q10、生物素、铁离子、铜离子和锌离子,其中发酵过程中需要补加1-5g/l的磷酸盐和1-8g/l的硝酸盐;分离纯化采用盐析法,将发酵完的培养液降到15-20℃,直接加入重量浓度为5-30%氯化钠进行盐析预处理。科学合理,方便操作,获得的产品纯度高,含氮量低,提高产品质量,扩大产品应用范围。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种,属于化工

技术介绍
长链二元酸是一系列特殊合成材料的基础单体原料,长链二元酸及其衍生单体可以生产尼龙,粉末涂料,香料,热熔胶特种润滑油,热熔胶棒等产品,应用非常广泛。 国外生产长链二元酸的方法主要有两种,一种是化学合成法,一种是化学合成法,以丁二烯为原料,通过化学合成法生产二元酸,另一种是生物合成法利用微生物发酵取得。化学合成法工艺复杂,成本高,而且不能生产比十二碳更长的二元酸,现在已经基本被淘汰。 发酵法生产长链二元酸是70年代微生物发酵技术在石油化工领域的应用,具有 原料来源广,反应专一性强和反应温和等特点,在国内外受到普遍重视。目前对十二碳, 十三碳二元酸的研究已经非常成熟,已经在工业规模上进行生产,对十四碳二元酸研究也 已取得阶段性成效,出现了有实际生产价值的专利文献,中国专利03105127. 8,CN1432648A 提出生产十四碳二元酸的方法,在二十五吨罐内,发酵清液中十四碳二元酸产量最高达 242. 8g/L,后处理收率82 % ,纯度达到98. 2 % 。 但是对十六碳二元酸的研究却仍然处于实验室摸索阶段,通常情况下发酵十六烷 二元酸产品含氮量高,一般在5-6卯m,多的高达8ppm以上,产品在医药中间体应用受到限 制,同时在应用于高档尼龙上已受到限制,因此,需要继续研究解决生产十六碳二元酸产品 含氮量高的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种,科学合理,方便操作,获得 的产品纯度高,含氮量低,提高产品质量,扩大产品应用范围。 本专利技术所述的,包括发酵转化和产物分离纯化,其特征 在于发酵转化中培养基含有柠檬酸、氨水、辅酶Q10、生物素、铁离子、铜离子和锌离子。 其中 柠檬酸浓度为l-5g/1。 氨水浓度为l-5卯m。 辅酶QIO浓度为0. OOOl-lOO卯m,优选为0. 001-20卯m。 生物素(维生素H)浓度为0. OOOl-lOO卯m,优选为0. 001-50卯m。铁离子浓度为l-1000卯m,优选为10-200卯m,由氯化亚铁提供。铜离子浓度为0. 001—-100卯m,优选为0. 01-30卯m,由硫酸铜提供。锌离子浓度为0. 001-50卯m,优选为0. 01-28卯m,由硫酸锌提供。 发酵过程中最好补加l-5g/1的磷酸盐和l-8g/1的硝酸盐,改善效果。 分离纯化采用盐析法,将发酵完的培养液降到15-2(TC,直接加入重量浓度为35-30 %氯化钠进行盐析预处理,可获得更好的效果。 在实际操作中,通常先制备发酵种子,用于本专利技术的培养基。 10个巴林糖度的麦芽汁加2%琼脂制成的古体克氏瓶斜面。 烷烃液体种子培养基包含蔗糖10-50g/L,金属磷酸盐l-12g/L,酵母膏 1. 0-3. Og/L,玉米桨1. 0-3. Og/L,尿素1. 0-3. Og/L, NaClO. 5-1. 5g/L, nC16正构烷烃体积浓 度O-O. 5% (V : V),自来水配制,pH自然。 通常,培养种子的过程为取一环接种酵母菌体,涂布在克氏瓶麦芽汁固体斜面 上,于28-3(TC培养40-48小时。取上述培养好的克氏瓶2_3个,将菌种全部刮入100ml无 菌水中,适当摇匀后作为一级种子罐的种子。接种一级种子罐后,28-3(TC培养24-32个小 时,当菌株生长光密度(0D)达到0.5以上,接种二级种子罐,28-3(TC培养16-24小时,当菌 株生长光密度(0D)达到0. 5以上,准备接种发酵罐。 在获得发酵种子后,将其接种于发酵罐中,进行间歇式发酵。过程通常分为两个阶 段 (1)菌体生长阶段即让菌体在适合生长的条件下生长,直到菌体生长到一定程 度(如光密度大于0. 6)。 (2)生产阶段当菌体生长到预定程度(如光密度大于0.6)后,添加nCw烷烃,从 而在热代假丝酵母作用下生产a,"-正长链十六碳二元酸。 在本专利技术中,把生长好的种子接入pH4. 0-7. 0,最好为5. 5_6. 5的培养基中,发 酵培养基的组成葡萄糖10-50g/L,磷酸二氢钾l-12g/L,柠檬酸l-5g/L、氯化钠0. lg/L、 氨水流加维持浓度l-5卯m、辅酶Q100. OOlppm—-20卯m、生物素0. 001ppm-50卯m、镁离子 lppm-80卯m、锰离子l卯m-100卯m、铁离子lppm-1000ppm、铜离子0. 01ppm-30卯m、锌离子 0. 01ppm-28ppm,KN030 . 5-1. 5g/L,在25_35°C ,最好在28-32。C通风发酵140-170小时。4-6 小时开始流加葡萄糖,8小时开始流加氨水,20小时前,pH控制在4. 5,以菌体生长为主。当 菌体生长光密度大于0.6,开始流加烷烃,控制发酵液中烷烃浓度维持在5% (V : V)左右, 同时调节pH至7. 0,48小时内,每四小时用NaOH溶液调节pH至7. 0, 48-72小时,每四小时 用NaOH溶液调节pH至7. 5, 72-120小时,每四小时用NaOH溶液调节pH至7. 8, 120小时至 放罐,每四小时用NaOH溶液调节pH至8. 0. 28小时开始补加辅酶Q10,72小时开始补加磷 酸二氢钾,根据发酵情况适时补加硝酸钾,补加浓度为硝酸钾l-5g/L,硝酸钾l-8g/L。 在发酵过程中或发酵结束后,将生产的a ,"-正长链十六碳二元酸从发酵液中 分离出来,在发酵结束后,降温到l(TC,加入适量的氯化钠盐析,过滤,得到含菌体的二元酸 钠盐,加水升温95°C ,加入液碱调ph9. 0,活性炭脱色,酸化结晶,烘干得二元酸粗算,经过 冰醋酸精制得二元酸。总收率为92. 5% ,总酸为99. 0,单酸为97. 1 % ,含氮量2. 9ppm,都在 3ppm以下。用本专利技术发酵生产十六碳二元酸的方法,在20n^罐上发酵144小时,原液十六 烷二元酸含量高达190g/L以上,发酵重量转化率达90%以上,后处理收率大于92%,产品 纯度97%以上。 本专利技术充分分析了产二元酸酶系的特点,以磷酸盐、其他微量无机盐、葡萄糖、柠 檬酸、氯化钠、氨水为原料发酵培养基生产十六烷二元酸,在发酵培养基中不使用酵母膏、 玉米浆和尿素,最终产品含氮量低,产品纯度高,提高产品质量,扩大产品应用范围,而且科 学合理,方便操作,利于工业化操作。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术作进一步说明。 实施例1 (1)取一接种环菌种,涂布在克氏瓶麦芽汁斜面上29t:培养两天。 (2)取上述菌种斜面一个,用10ml无菌水将菌体全部洗下,接入装有300ml烷烃种子培养基的5L三角瓶中,于29t:培养24小时。烷烃种子培养基的成分为蔗糖15g/L,KH2P048g/L,酵母膏2g/L,玉米浆lg/L,尿素1. 5g/L, C16正烷烃40ml/L,自来水配置,pH自然。 (3)在装有16L培养基的30L发酵罐中,按10 %的接种量接入上述种子液,开始发 酵。发酵培养基成分为葡萄糖10g/L,柠檬酸3g/L, KH2P048g/L, NaCllg/L, KN037g/L氨水 流加、辅酶Q10补加5ppm、生物素l卯m、镁离子20卯m、锰离子10卯m、铁离子50卯m、铜离子 18卯m、锌离子25卯m,无菌水配本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种正十六烷二元酸生产方法,包括发酵转化和产物分离纯化,其特征在于发酵转化中培养基含有柠檬酸、氨水、辅酶Q10、生物素、铁离子、铜离子和锌离子。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:苏庆旺李承雷王云杜周侠张亮吴英华
申请(专利权)人:淄博广通化工有限责任公司
类型:发明
国别省市:37[中国|山东]

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