[發(fā)明專利]一種同步提取聚羥基烷酸脂和回收溶劑的方法及其裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910217410.0
• 申請日: 2009-12-24
• 公開（公告）號: CN101709310A
• 公開（公告）日: 2010-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳志強;陳瑋;溫沁雪;呂炳南
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C12P7/62
• 分類號: C12P7/62;C08G63/06;C08G63/89;C07C67/58
• 代理公司: 哈爾濱市哈科專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 23101
• 代理人: 崔東輝

(一)技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水處理技術(shù)，具體說就是一種同步提取聚羥基烷酸脂 和回收溶劑的方法及其裝置。

(二)背景技術(shù)

聚羥基烷酸脂(PHA)是一類可由多種微生物在營養(yǎng)不均衡條件 下合成的多羥基的脂類長鏈化合物，PHA具有和化學(xué)塑料(聚丙烯) 相似的物理和化學(xué)性質(zhì)，同時可被微生物在自然條件下完全降解，因 此也被稱為生物塑料。使用污水廠剩余污泥為接種污泥，食品廢水、 高濃度有機酸廢液等富含小分子脂肪酸為底物，逐步減少底物中碳源 和氮源或者磷源的比例，可以馴化出富含PHA高達(dá)40％～80％的細(xì)胞 干重比例的活性污泥，然而如何將PHA從微生物細(xì)胞中提取出來成 為了回收資源的重要環(huán)節(jié)。隨著社會和經(jīng)濟的發(fā)展，塑料制品已經(jīng)在 生活中成為不可或缺的重要材料，然而化學(xué)塑料穩(wěn)定性好，在自然條 件下甚至需要上百年才能降解，破壞了土壤耕地環(huán)境，造成了嚴(yán)重的 白色污染問題?？山到馍锼芰暇哿u基烷酸脂PHA有望成為替代化 學(xué)塑料的理想材料，然而這種物質(zhì)通常見于微生物細(xì)胞內(nèi)聚物，目前 工業(yè)生產(chǎn)主要通過純菌發(fā)酵來進行，其高成本和苛刻的培養(yǎng)條件限制 了其進一步的擴大應(yīng)用，使用混合菌種如城市污水廠活性污泥來合成 PHA成為近年來的研究熱點。通過一定的馴化手段，活性污泥可以 獲得占細(xì)胞凈重20％～80％不等的PHA含量，但是如何將PHA從細(xì) 胞中提取出來是下一步要解決的問題。對于純菌發(fā)酵而言，PHA含 量極高(通常＞90％)，雜質(zhì)少，提取技術(shù)相對容易；對于馴化活性污 泥或者混合菌發(fā)酵培養(yǎng)而來的微生物細(xì)胞而言，雜質(zhì)含量高，PHA 在細(xì)胞干重中比例低(一般不足50％)，提取起來就更容易受到干擾， 進而消耗掉較多的提取藥劑的量，造成PHA溶劑的浪費。

一般的從微生物中提取內(nèi)含物的方法都經(jīng)過細(xì)胞破碎、內(nèi)含物釋 放、溶劑吸收等過程，部分方法過程往往伴隨著加溫、低溫、加壓、 減壓等特殊條件，使有機溶劑進行溶解PHA時，往往伴隨著表面活 性劑、非溶劑的溶液等復(fù)雜成分，造成有機溶劑的回收方式也往往較 為復(fù)雜甚至無法回收利用。如果能通過簡單的方式在常溫常壓條件下 進行同步回收PHA和其溶劑，則具有工藝簡單、節(jié)能環(huán)保的多重功 效。

(三)發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種能在常溫常壓的條件下，通過簡單的 工藝條件，從雜質(zhì)較多的剩余活性污泥或者多種混合培養(yǎng)的富含PHA 微生物中同步提取聚羥基烷酸脂和回收溶劑的方法及其裝置。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：所述的同步提取聚羥基烷酸脂和回 收溶劑的裝置，它是由鼓風(fēng)機、干燥器、PHA氯仿溶液容器、帶有 氣體吹掃的布?xì)庋b置、氣體連接管、尾氣排出管、NMP吸收劑容器 和尾氣處理裝置組成的，鼓風(fēng)機連接干燥器，干燥器連接帶有氣體吹 掃的布?xì)庋b置，帶有氣體吹掃的布?xì)庋b置位于PHA氯仿溶液容器內(nèi)， PHA氯仿溶液容器通過氣體連接管連接NMP吸收劑容器，NMP吸 收劑容器通過尾氣排出管連接尾氣處理裝置。

本發(fā)明一種同步提取聚羥基烷酸脂和回收溶劑的方法，步驟如 下：

步驟一：預(yù)處理：將濃度為3000-5000mg/L的活性污泥溶液與次 氯酸鈉溶液按5％～30％體積比混合制成混合溶液，加入與混合溶液等 體積的氯仿，震蕩或攪拌直至細(xì)胞破碎完全，形成均勻乳濁液，離心 分離、靜置沉淀或者真空抽濾，去除混合液中殘余的破碎細(xì)胞雜質(zhì)， 取純凈透明的含PHA氯仿溶液部分，進行下一步驟；