【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种从发酵液中分离乙酸和丁二酸的方法，属于生物工程。
技术介绍
1、丁二酸，又称为琥珀酸，是一种重要的四碳平台化合物，广泛应用在化工、食品、医药等领域。化工行业以其为原料生产1,4-丁二醇、1,4-丁二胺、丁二酰胺、2-吡咯烷酮等化学品；食品行业，丁二酸及其盐类用于咸菜、酱油、香肠、豆酱等产品中，其中丁二酸钠因为可以具有贝类的特殊滋味，常用于调味剂、酸味剂、缓冲剂等；医药行业，丁二酸及其酸酐可用于制造磺胺类药物、维生素a、维生素b6和止血药，丁二酸钠具有医治昏迷的疗效，丁二酸铵盐可做镇静剂。其市场需求量最大的是作为单体合成聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(pbat)、聚丁二酸丁二醇酯(pbs)等可降解塑料。
2、丁二酸生产方法包括传统化学法和新兴的生物发酵法两种，生物法具有原料可再生且来源广泛、能耗低、碳排放少等优势，其生产成本也在逐渐降低，接近化学法的成本，因此成为研究的热点。但是微生物发酵生产丁二酸，得到的发酵液中成分复杂，分离面临许多问题，导致下游纯化成本占总生产成本的50％以上。中国专利cn104513151b公开了一种从丁二酸盐发酵液中提取高纯度丁二酸的工艺，其通过离心和微滤去除菌体和生物大分子，向微滤清夜浓缩后的浓缩液中加入氧化剂氧化脱色，加酸结晶，最后在有机溶剂中重结晶和干燥，该方法可以得到纯度为99.8％的丁二酸精品，但是流程较长，收率较低。中国专利cn105254490b采用包裹有离子液体的微球囊萃取丁二酸，第一步用离子液体和聚砜树脂在有机溶剂中制备微球囊，将微球囊放入丁二酸溶液中进行固液萃
3、目前文献中报道的方法皆着重于丁二酸的分离纯化，很少考虑发酵液中副产物的回收，这些副产物同样具有较高的经济价值。在获得丁二酸的同时分离出副产物，有利于降低生产成本，提高企业经济效益。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于针对现有技术发酵液中丁二酸与副产物乙酸提取困难、分离成本高的问题而提供一种从发酵液中分离乙酸和丁二酸的方法。
2、为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种从发酵液中分离乙酸和丁二酸的方法，包括以下步骤：
3、(1)将丁二酸发酵液进行过滤，得发酵清液；
4、(2)用酸调节发酵清液的ph为3.9～4.5，并加入第一萃取剂进行萃取，得第一萃取液、第一萃余液和菌体；
5、(3)用酸调节第一萃余液的ph为2.0～2.5，并加入第二萃取剂进行萃取，得第二萃取液和第二萃余液；
6、(4)向第二萃取液中加入碱性溶液，进行反萃，得反萃取液。
7、乙酸和丁二酸的解离常数差异较大(25℃条件下，乙酸pka约为4.75，丁二酸的pka约为4.07、5.64)，本申请专利技术人经过大量的研究发现，当ph控制在3.9～4.5之间时，乙酸主要是分子形态存在，而丁二酸主要以丁二酸根(即对应的丁二酸盐)的形态存在；当ph控制在3.5以下时，丁二酸主要以分子形态存在。同时当有机酸是分子形态时，更易被有机溶剂萃取，当有机酸在水溶液中完全变为相应的有机酸盐时，几乎不被有机溶剂萃取。利用上述原理，本专利技术提供一种从发酵液中分离乙酸和丁二酸的方法，能够使发酵液中的丁二酸和副产物乙酸分离彻底且损失少。
8、作为本专利技术所述从发酵液中分离乙酸和丁二酸的方法的优选实施方式，所述第一萃取剂包括乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、甲基正丁基醚、甲基异丙基甲酮中的一种。
9、作为本专利技术所述从发酵液中分离乙酸和丁二酸的方法的优选实施方式，所述第二萃取剂包括3-甲基-2-丁醇、2-乙基丁醇、环戊醇、四甘醇中的一种。
10、作为本专利技术所述从发酵液中分离乙酸和丁二酸的方法的优选实施方式，步骤(1)中，按丁二酸发酵液的质量百分数计，所述乙酸含量为0.8～1.5％，丁二酸含量为6～10％。
11、作为本专利技术所述从发酵液中分离乙酸和丁二酸的方法的优选实施方式，所述酸包括硫酸、盐酸、磷酸、硝酸中的至少一种。
12、作为本专利技术所述从发酵液中分离乙酸和丁二酸的方法的优选实施方式，所述步骤(1)中，第一萃取剂与发酵清液的体积比为(0.8-3)：1；所述萃取温度为30-60℃。更优选地，所述萃取过程为逆流萃取。
13、本申请专利技术人研究发现，通过限定第一萃取剂与发酵清液的体积比能够确保第一萃取剂对发酵清液中乙酸的萃取，提高乙酸的收率；当第一萃取剂与发酵清液的体积比小于0.8：1时，第一萃取剂对乙酸萃取不彻底，收率偏低；当第一萃取剂与发酵清液的体积比大于3：1时，虽然能够提高收率，但是第一萃取液中的乙酸浓度过低，会增加后续浓缩的能耗。
14、作为本专利技术所述从发酵液中分离乙酸和丁二酸的方法的优选实施方式，所述步骤(2)中，第二萃取剂与第一萃余液的体积比为(1.5-4)：1；所述萃取温度为30～50℃。更优选地，所述萃取过程为逆流萃取。
15、本申请专利技术人研究发现，通过限定第二萃取剂与第一萃余液的体积比能够确保对第一萃余液中丁二酸的萃取；当第二萃取剂与第一萃余液的体积比小于1.5：1时，第二萃取剂对第一萃余液中的丁二酸萃取不彻底，收率偏低；当第二萃取剂与第一萃余液的体积大于4：1时，虽然能够提高收率，但是第二萃取液中丁二酸的浓度过低，会导致后续浓缩的能耗增加。
16、作为本专利技术所述从发酵液中分离乙酸和丁二酸的方法的优选实施方式，所述碱性溶液的溶质为氢氧化钠、碳酸氢钠、碳酸钠中的一种；所述碱性溶液与第二萃取液的体积比为(0.3-0.8)：1。更优选地，所述萃取过程为单级反萃。
17、本申请专利技术人研究发现，当碱性溶液与第二萃取液的体积比为(0.3-0.8)：1时，不仅能够保证丁二酸的收率，还能对丁二酸进行浓缩。
18、更优选地，当碱性溶液的溶质为氢氧化钠或碳酸氢钠时，所述碱性溶液中的碱与第二萃取液中的有机酸摩尔比为0.5：1；当碱性溶液的溶质为碳酸钠时，所述碱性溶液中的碱与第二萃取液中的有机酸摩尔比为1：1。
19、本申请专利技术人研究发现，向第二萃取液中加入碱性溶液进行反萃时，碱液中的碱与第二萃取液中的丁二酸进行酸碱中和反应，酸和碱正好完全中和时得到的产物的收率最高，品质最佳。
20、本专利技术还提供所述的从发酵液中分离乙酸和丁二酸的方法在生产丁二酸中的应用。
21、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术提供一种从发酵液中分离乙酸和丁二酸的方法。本专利技术的从发酵本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种从发酵液中分离乙酸和丁二酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的从发酵液中分离乙酸和丁二酸的方法，其特征在于，所述第一萃取剂包括乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、甲基正丁基醚、甲基异丙基甲酮中的一种。
3.根据权利要求1所述的从发酵液中分离乙酸和丁二酸的方法，其特征在于，所述第二萃取剂包括3-甲基-2-丁醇、2-乙基丁醇、环戊醇、四甘醇中的一种。
4.根据权利要求1所述的从发酵液中分离乙酸和丁二酸的方法，其特征在于，步骤(1)中，按丁二酸发酵液的质量百分数计，所述乙酸含量为0.8～1.5％，丁二酸含量为6～10％。
5.根据权利要求1所述的从发酵液中分离乙酸和丁二酸的方法，其特征在于，所述酸包括硫酸、盐酸、磷酸、硝酸中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的从发酵液中分离乙酸和丁二酸的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，第一萃取剂与发酵清液的体积比为(0.8-3)：1；所述萃取温度为30-60℃。
7.根据权利要求1所述的从发酵液中分离乙酸和丁二酸的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，
8.根据权利要求1所述的从发酵液中分离乙酸和丁二酸的方法，其特征在于，所述碱性溶液的溶质为氢氧化钠、碳酸氢钠、碳酸钠中的一种；所述碱性溶液与第二萃取液的体积比为(0.3-0.8)：1。
9.权利要求1～8所述的从发酵液中分离乙酸和丁二酸的方法在生产丁二酸中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种从发酵液中分离乙酸和丁二酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的从发酵液中分离乙酸和丁二酸的方法，其特征在于，所述第一萃取剂包括乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、甲基正丁基醚、甲基异丙基甲酮中的一种。
3.根据权利要求1所述的从发酵液中分离乙酸和丁二酸的方法，其特征在于，所述第二萃取剂包括3-甲基-2-丁醇、2-乙基丁醇、环戊醇、四甘醇中的一种。
4.根据权利要求1所述的从发酵液中分离乙酸和丁二酸的方法，其特征在于，步骤(1)中，按丁二酸发酵液的质量百分数计，所述乙酸含量为0.8～1.5％，丁二酸含量为6～10％。
5.根据权利要求1所述的从发酵液中分离乙酸和丁二酸的方法，其特征在于，所述酸包括硫酸、...
【专利技术属性】
技术研发人员：李震，陈平绪，叶南飚，曾祥斌，曹民，姚逸，张少华，张佳龙，张豪，张毅，
申请(专利权)人：金发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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