[發(fā)明專利]從含水混合物中分離有機(jī)物質(zhì)的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 00809183.8
• 申請日: 2000-04-26
• 公開（公告）號: CN1356923A
• 公開（公告）日: 2002-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: D·馬爾斯;D·沃伊斯特－博茨;R·塔科爾斯;C·萬德雷;H·帕肖爾德
• 申請（專利權(quán)）人: DSM生物技術(shù)股份有限公司;DSM有限公司
• 主分類號: B01D61/24
• 分類號: B01D61/24;B01D11/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 張元忠,邰紅

本發(fā)明涉及一種通過至少一層多孔膜用萃取法從含水混合物中分離出一種或多種有機(jī)物質(zhì)的方法，該有機(jī)物質(zhì)含有至少一種帶正電的和/或可帶電的含氮基團(tuán)。

有許多從含水溶液中分離出有機(jī)化合物的技術(shù)是公知的，如借助于離子交換樹脂、色譜法、吸附、過濾、蒸發(fā)、反滲透、電滲析等進(jìn)行分離。

近年來，尤其是對食品和飲料工業(yè)中關(guān)于氨基酸的回收，在經(jīng)濟(jì)方面的關(guān)注增多。從混合物中分離所需要的氨基酸，例如通過離子交換或例如通過反應(yīng)性萃取進(jìn)行。然而，特別是在提純液體培養(yǎng)基時這些方法遇到了限制。通過離子交換劑處理培養(yǎng)液時，它的缺點是需要進(jìn)行徹底的預(yù)處理來純化混合物。

特別是關(guān)于L-苯基丙氨酸的提純，使用若干液膜的萃取方法已有描述(Thien，M.P.等人，Biotechnol?Bioeng，1998，32：604-615)。從廣義上說，這涉及到水包油乳液，形成有機(jī)的，例如含脂質(zhì)的膜泡，然后通過所述膜泡進(jìn)行有效的萃取。然而，由于所述膜泡膨脹得很大，在高產(chǎn)品濃度下這種液-液萃取法易受限制。另外，所述膜泡的穩(wěn)定性對壓力敏感。

用中空纖維的無分散萃取法進(jìn)行L-苯基丙氨酸的分離，這已在Escalante?H.等人(1998，Separation?Science?and?Technology，33(1)：119-139)描述了。這里所用的萃取劑是季銨鹽、異癸醇和煤油的混合物，當(dāng)然，它自身對陰離子有強(qiáng)選擇性。該方法的缺點是：L-苯基丙氨酸的萃取需要介質(zhì)在pH值為10.5時滴定。從有機(jī)相的反萃取需要在pH值為0.5時進(jìn)行另一次滴定。另外，因為該萃取劑有毒，尤其是也可用作消毒劑的季銨鹽，因此不可能將介質(zhì)直接返回到生產(chǎn)過程中。該方法的另一個缺點是：L-苯基丙氨酸的分離不能與發(fā)酵過程結(jié)合，因此不可能防止?jié)撛诘漠a(chǎn)物遲延。

用由溶于正癸醇的二-2-乙基己基磷酸組成的陽離子選擇性萃取劑來萃取氨基酸，這已被Teramoto?M.等人描述過(1991，J.Membr.Sci.58：11-32)。然而，使用包括液膜系統(tǒng)的系統(tǒng)來進(jìn)行時，產(chǎn)生了上述缺點，特別是液膜泡的穩(wěn)定性低。另一個缺點是：所用萃取劑的組分對生物生產(chǎn)系統(tǒng)，例如發(fā)酵系統(tǒng)有毒，這意味著該方法的應(yīng)用范圍只限于間歇萃取。因此，在該情況下也不可能利用一體化的分離加工系統(tǒng)，以免潛在的產(chǎn)物抑制。

Wieczorek?S.等人(1998，Bioprocess?Engineering，18：75-77)描述了用三(十二烷基)胺、煤油和辛醇的混合物作為萃取劑的應(yīng)用。該方法不象上述系統(tǒng)，以回收氨基酸為目的，而通過陰離子選擇性載體從霉菌Aspergillus?niger的液體培養(yǎng)基中分離檸檬酸，一種無氮物質(zhì)。在該系統(tǒng)中，萃取劑毒性高，也是個缺點。這就是為什么將介質(zhì)返回生產(chǎn)過程需要引入額外的高成本處理方法，或更具體地說，提純步驟，因此，僅能將部分介質(zhì)返回。

因此，本發(fā)明的目的是提供一種通過至少一層多孔膜用萃取法從含水混合物中分離出一種或多種有機(jī)物質(zhì)的方法，該有機(jī)物質(zhì)含有至少一種帶正電的和/或可帶電的含氮基團(tuán)，該方法沒有上述的缺點。

通過使用含有至少部分是相對長鏈的有機(jī)化合物和至少一種液體陽離子交換劑的萃取劑，以及使用了或者可以被所述含水混合物潤濕或者可以被所述萃取劑潤濕的膜，而達(dá)到了這一目的。

此外，所述液體陽離子交換劑還用作載體。根據(jù)本發(fā)明，所述有機(jī)物質(zhì)優(yōu)選從萃取劑中反萃取到水相中。

所用的相對長鏈化合物優(yōu)選難以與水混溶或難以溶于水的化合物，并且在10-60℃，優(yōu)選20-40℃的溫度下為液體。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選6-20個碳原子的化合物；特別優(yōu)選12-18個碳原子的化合物。這些化合物可以是支鏈的、非支鏈的、飽和的、未飽和的或部分芳香性的有機(jī)化合物。本發(fā)明適用的相對長鏈有機(jī)化合物的例子是烷烴、烯烴或脂肪酸酯，或若干這些化合物的混合物。這些化合物在本發(fā)明的方法中用作溶劑。

可用的烷烴是，例如己烷、環(huán)己烷、癸烷、乙基癸烷、十二烷或其混合物。特別優(yōu)選煤油。適合的烯烴是，例如己烯、壬烯、癸烯、十二烯或其混合物。適合的脂肪酸酯尤其是烷基有超過2個碳原子的硬脂酸烷基酯。脂肪酸酯的例子是硬脂酸乙酯、硬脂酸丁酯、硬脂酸異丙酯、棕櫚酸乙酯或亞油酸丁酯。特別優(yōu)選煤油或硬脂酸丁酯。也能以上述兩種或多種有機(jī)化合物的混合物的形式使用。