聚酯颗粒的提取及纯化制造技术

一种从含聚酯的生物质中回收聚酯的方法。该方法包含：将该生物质喂给一种动物，该动物排泄含有聚酯的粪粒，并从粪粒中分离出聚酯。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种聚酯颗粒，特别是细胞生物质中的聚羟基脂肪酸酯(PHAs)的提取及纯化的方法。进一步地，本专利技术涉及一种利用了合适的动物的消化系统的自然环保的工艺提取及纯化PHA及其它聚酯颗粒的方法。
技术介绍
毋庸置疑，塑料是人类专利技术的最有用的一种材料。对塑料的应用广泛存在于我们的现代生活，因为其具有多样的材料性能，经久耐用，重量轻，易于加工，成本低且很惰性。 日用塑料是从石化资源中生产的，这种资源是不可再生的，总有耗尽的一天。此外石化塑料不能被生物降解，因此不能被我们的自然生物系统吸收。为了解决上述问题，同时充分意识到塑料在现代生活中的重要性，人们对能由可再生资源生产且能被生物降解的塑料的兴趣日益增长。PHAs和聚乳酸(PLA)是具有热塑性的生物可降解和生物源塑料的两个例子。关于这两种生物源聚酯的研究有很多。许多自然界中存在的微生物能够在碳源过剩的情况下生产PHAs，并以非水溶性颗粒的形式在细胞质中富集。利用基因工程技术能够构建有能力生产各类PHA的重组微生物和转基因植物。最近，研究也发现重组的细菌细胞能同时产生 PHAs 禾口 PLA0PHAs生产的一个主要挑战是细胞生物质中PHAs的提取和纯化。通常可以将细胞生物质直接用带或不带酶预处理的高氯酸钠、氢氧化钠(或氢氧化钾)和酸的混合物(如盐酸或硫酸)处理，水解细胞壁，释放出的PHA颗粒，再以浓缩和干燥方式获得。另一种方法是直接使用对PHA有特别好的溶解性的混合溶剂处理细胞生物质。然后将溶解了 PHA的溶剂加入一个非溶剂中使得PHA析出，再将之回收，干燥。后一种方法能够获得非常高分子量的PHA，而前一种方法，由于酸或碱降解了部分PHA，获得的是低分子量的PHA。这两种方法都很繁琐且花费较高，也不够环保。所采取的提取工艺使得原本是环保的PHAs成本高于石化塑料。此外，这些工艺需要消耗能量，导致二氧化碳排放以及其它由酸、碱、化学物质和溶剂造成的环境污染。目前有一些现有技术公开了一些从生物质中提取和回收PHAs的方法，但都依赖于溶剂和/或化学物质的使用，不环保。美国专利No. US2006105440公开了一种通过从含有分子量大于2，000, 000的PHA 的生物质中提取、分离和纯化PHA以生产PHA的方法。该生物质在加入非极性有机溶剂前被从40°C加热到500°C。加入非极性有机溶剂后可进一步从40°C加热到200°C。非极性溶剂可以与水和/或醇一起使用。此方法提取PHA可操作性强，但还是需要处理非极性有机溶剂。另一个美国专利No. US2005222373也披露了一种生产PHA晶体的方法。该方法在 50°C到130°C范围内，将溶解在良溶剂中的PHA溶液和不良溶剂混合以析出PHA。通过这种方法能够生产出通常难以获得的具有流动性的PHA晶体。但是，这个方法仍然使用了溶剂提取策略，因此也需要特别的化学物质。美国专利No. US5918747也公开了一种用从生物源材料中获得的离心组分来回收 PHAs的工艺。该工艺包括粉碎在液体中的生物源材料，离心分馏生物源材料形成固-固分离以从生物源材料的其他组成部分中区分出PHA并予以回收。虽然加入了离心步骤促进了固-固分离，但是还是需要如氯化碳溶剂和有机溶剂一类的化学物质作为液体。美国专利US58498M公开了一种使用气流分级法回收PHA的工艺。该方法包括粉碎生物源材料，气流分级生物源材料以使PHA颗粒和其它物质分离，且回收PHA。该工艺仍需一个合适的液体，且获得PHA前还需要几个分馏步骤。PCT专利W02006103699公开了一个使用市售的细胞裂解放线菌培养的细菌中提取PHA的工艺。在放线菌培养基加入到细菌培养基中之前，PHA的生产菌先被培养2至3天且加热到50°C到80°C范围。从一种和水不能混溶的溶剂中或表面活性剂和螯合剂中回收 PHA。现有技术中公开的技术大多基于溶剂萃取法且需要各种复杂的技术。基于上述情况，显然是需要一个简单、自然和经济的从生物质中回收PHAs和其他聚酯材料的工艺。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种简单的、革新性的从生物源中提取和纯化PHAs及其它聚酯的方法。本专利技术的另一个目的是发展一种从细菌细胞中提取和纯化聚酯颗粒，尤其是PHAs 的方法，该方法无需使用有机溶剂，完全自然、环保且节约成本。本专利技术的还有一个目的是提供一种利用合适的动物的消化系统回收聚酯颗粒的方法。本专利技术至少全部或部分达到前述一个目的，本专利技术实施例描述了一种从含聚酯的生物质中回收聚酯的方法。该方法包含将含PHA的生物质喂给一种动物，该动物排泄含有聚酯的粪粒，从粪粒中分离出聚酯。在本专利技术的一个实施例中，聚酯颗粒尤其指PHAs或PLA。进一步的，PHAs是指聚 3-羟基丁酸酯，聚3-羟基丁酸酯-合-3-羟基戊酸酯，聚3-羟基丁酸酯-合-3-羟基己酸酯，聚3-羟基丁酸酯-合-4-羟基丁酸酯，聚3-羟基丁酸酯-合-3-羟基戊酸酯-合-3-羟基己酸酯，聚3-羟基己酸酯-合-3-羟基辛酸酯-合-3-羟基癸酸酯-合-3-羟基十二烷酸酯-合-3-羟基十四酸酯以及以上任何两种或更多种的组合。本专利技术另一实施例公开了该生物质来自一个含聚酯，尤其是PHAs的有机体。优选地，该生物质来自植物，藻类，蓝藻，细菌或以上任何两种或更多种的组合。本专利技术还有一个实施例指出，该动物是一种啮齿动物，山羊、绵羊、牛、鸟或一种水生生物。本专利技术的一个进一步的实施例公开了一种从含有聚酯的生物质中回收聚酯的方法，该方法中还包含一个在喂养动物之前将该生物质加入动物饲料配方中的步骤。优选地， 该生物质在加入动物饲料前进行热处理。本专利技术的另一个进一步的实施例公开了一种从含有聚酯的生物质中回收聚酯的方法。该方法中还包含一个纯化从粪粒中得到的聚酯的步骤。这些聚酯可以通过从粪粒非水溶性的含聚酯成分中去除水溶性成分的方式得到纯化。本专利技术还有一个进一步的实施例公开了一种从含有聚酯的生物质中回收聚酯的方法。该方法中还包含一个干燥回收的聚酯的步骤。根据本专利技术的优选实施例，聚酯干燥后还可以进行一个制丸步骤。本领域技术人员将会领会到本专利技术非常适用于实现所述目的，且能获得所提及以及所固有的效果和优点。本专利技术的范围并不限于所述的实施例。附图说明为了促进对于专利技术的理解，附图对优选实施例进行说明，通过附图及其相关说明， 本专利技术，其结构和操作以及很多优势，将更容易被理解和领会。图1展示了本专利技术其中一个优选实施例中使用的细菌细胞的一个例子一种钩虫贪铜菌(Cupriavidus necator)细胞，分别在培养早期(a)，临近收获前(b)，以及冷冻干燥后(c)的形态。培养和收获的图像是使用一个放大1000倍的相差光学显微镜看到的图像， 而冷冻干燥细胞的图像是用一个数码相机拍摄的。图2是老鼠粪粒的形态和PHAs含量，该老鼠是如本专利技术中一个优选实施例中所述的用于回收PHAs用到的一种动物，所消耗的冷冻干燥细胞如图1所示。具体实施方式本专利技术涉及一种聚酯颗粒，特别是细胞生物质中的聚羟基脂肪酸酯(PHA)的提取及纯化的方法。特别地，本专利技术涉及一种使用了合适的动物的消化系统的自然环保的方法提取及纯化PHA及其它聚酯颗粒的方法。以下，本专利技术应根据本专利技术的优选实施例和所附的说明书和附图来描述。但应认识到，限于本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·苏德席·酷玛·AL，C·卡那帕斯·皮勒，
申请(专利权)人：马来西亚理科大学，
类型：发明
国别省市：