[發(fā)明專利]聚-3-羥基烷酸的生產(chǎn)方法及其凝集體

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980146664.6
• 申請(qǐng)日: 2009-12-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102224251A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 瀧田昌輝;柳田義文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社鐘化
• 主分類號(hào): C12P7/62
• 分類號(hào): C12P7/62;C08G63/06;C08G63/88;C08L101/16
• 代理公司: 上海瀚橋?qū)＠硎聞?wù)所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及從聚-3-羥基烷酸水性懸濁液中形成聚-3-羥基烷酸凝集體的方法，以及由此得到的凝集體。

背景技術(shù)

聚-3-羥基烷酸（以下簡(jiǎn)稱PHA）是在很多微生物種的細(xì)胞中作為能量貯藏物質(zhì)而生成、貯藏的熱塑性聚酯，具有生物降解性。現(xiàn)在由于環(huán)保意識(shí)提高，非石油來(lái)源的塑料受到關(guān)注。其中尤其關(guān)注能進(jìn)入自然界的物質(zhì)循環(huán)、降解生成物為無(wú)害的如PHA那樣的生物降解性塑料，并期望其實(shí)用化。尤其是，微生物菌體內(nèi)生成、貯藏的PHA由于能進(jìn)入自然界的碳循環(huán)，因此預(yù)計(jì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的不良影響較小。

由于微生物生成的PHA通常形成顆粒體而在該微生物的菌體內(nèi)貯藏，因此為了將PHA作為塑料利用，需要從微生物的菌體內(nèi)分離并提取PHA的工序。另外，為了作為塑料使用，希望提高PHA的純度，降低菌體構(gòu)成成分等雜質(zhì)的含有量。

作為降解和/或去除PHA以外的生物來(lái)源成分的方法，已公開(kāi)通過(guò)物理處理、化學(xué)處理或者生物處理使PHA以外的生物來(lái)源成分溶解并去除的方法。對(duì)含有PHA的微生物菌體的處理方法，例如，可以列舉出將破碎處理與表面活性劑處理相結(jié)合的方法（專利文獻(xiàn)1），添加堿進(jìn)行加熱處理之后、進(jìn)行破碎處理的方法（專利文獻(xiàn)2）等。此外，公開(kāi)了用次氯酸鈉、酶等處理微生物菌體的水性懸濁液，溶解PHA以外的生物來(lái)源成分，獲得PHA的方法（專利文獻(xiàn)3）。

另外，作為從經(jīng)破碎含有PHA的微生物的菌體或者溶解PHA以外的生物來(lái)源成分而得到的水性懸濁液中提取PHA的手段，可以列舉出離心分離機(jī)、過(guò)濾等分離操作，或者噴霧干燥等干燥操作。但是將菌體生產(chǎn)的PHA粒子照原樣作為原始粒子提取后，存在細(xì)粉變多，難以作為產(chǎn)品處理的問(wèn)題。

如通常所知，添加鹽等之后，可以凝集微細(xì)的漿液狀固液分散液中的固體粉末。但是，在含有從破碎的細(xì)胞中漏出的細(xì)胞質(zhì)成分的水性懸濁液中，除了PHA之外，還含有蛋白質(zhì)等，從中僅凝集目的物PHA是極其困難的，至今沒(méi)有這樣的例子。即使使用在活性污泥處理等中廣泛使用的硫酸鋁等，也由于使水性懸濁液中幾乎全部成分均凝集，因此不能只選擇性地凝集目的物PHA。另外，即使能通過(guò)高分子凝集劑等選擇性地凝集PHA，也難以將這些添加劑與PHA分離，因此對(duì)作為高分子材料的品質(zhì)產(chǎn)生了影響。

作為不利用凝集劑的方法，已知加熱PHA懸濁液的方法（專利文獻(xiàn)4）、反復(fù)加熱和冷卻的方法（專利文獻(xiàn)5）等。這兩種方法均需要加熱直到PHA的熔點(diǎn)附近，因此擔(dān)心伴隨加熱的PHA分子量的降低。

另一方面，已知通過(guò)將PHA溶解在有機(jī)溶劑中之后，添加溶解度低的有機(jī)溶劑或水，來(lái)使溶解的PHA析出的方法。根據(jù)該方法，由于能夠精制PHA溶液，因此能得到純度最高的PHA。作為這樣的溶劑提取方法，公開(kāi)了以低級(jí)酮等為提取溶劑的例子（專利文獻(xiàn)6），使用四氫呋喃的例子（專利文獻(xiàn)7）等。如果向溶解了PHA的有機(jī)溶劑中添加弱溶劑，則能夠使PHA析出，根據(jù)添加的溶劑種類、溫度或添加量等添加條件、添加時(shí)的攪拌條件等，能夠比較任意地控制析出體的形狀或大小。

這樣通過(guò)使PHA從有機(jī)溶劑中析出，來(lái)能控制析出物的形狀或大小這一點(diǎn)，對(duì)使用水溶性溶劑精制的PHA中細(xì)粉太多的問(wèn)題而言，是非常有效的解決方法。但是，存在提取時(shí)要使用大量有機(jī)溶劑，且存在為了使原本降解性高的PHA溶解而將其加熱后，精制工序中PHA的分子量降低等根本性問(wèn)題。

因此，在工業(yè)性分離、精制微生物產(chǎn)生的PHA時(shí)，存在如下問(wèn)題，即不能在減少來(lái)源于菌體構(gòu)成成分的雜質(zhì)的同時(shí)考慮環(huán)境，并且無(wú)法以高生產(chǎn)率獲得任意體積平均粒徑的PHA粒子的問(wèn)題。而且，由于支配PHA凝集的參數(shù)不明確，因此，提出該問(wèn)題的解決辦法是極其困難的。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：?日本特表平08-502415號(hào)公報(bào)；

專利文獻(xiàn)2：?國(guó)際公開(kāi)第2004/065608號(hào)；

專利文獻(xiàn)3：?日本特開(kāi)2005-348640號(hào)公報(bào)；

專利文獻(xiàn)4：?日本特表2000-502399號(hào)公報(bào)；

專利文獻(xiàn)5：?日本特表2002-517582號(hào)公報(bào)；

專利文獻(xiàn)6：?日本特表平10-504460號(hào)公報(bào)；

專利文獻(xiàn)7：?日本特開(kāi)平07-79788號(hào)公報(bào)。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的課題

本發(fā)明的課題在于，在工業(yè)性分離、精制微生物產(chǎn)生的PHA時(shí)，在減少來(lái)源于菌體構(gòu)成成分的雜質(zhì)的同時(shí)，抑制有機(jī)溶劑的使用量，不添加鹽、高分子凝集劑等，以及不進(jìn)行高溫處理，并且能高生產(chǎn)率地獲得任意體積平均粒徑的PHA粒子。

解決問(wèn)題的手段