[發明專利]一種基于全膜分離系統的丁二酸分離裝置及方法

有效

• 申請號: 201010574166.6
• 申請日: 2010-11-30
• 公開（公告）號: CN102476989A
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發明（設計）人: 邢建民;王彩霞;李強;王丹;張云劍;唐煌;萬印華;蘇儀
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C07C55/10
• 分類號: C07C55/10;C07C51/42;B01D61/58
• 代理公司: 北京法思騰知識產權代理有限公司 11318
• 代理人: 楊小蓉;高宇

1.一種基于全膜分離系統的丁二酸分離裝置，所述的全膜分離系統包括膜組件(5)，其特征在于，該裝置還包括發酵罐(1)和泵(3)，所述的發酵罐(1)、泵(3)和全膜分離系統中的膜組件(5)形成回路，實現了丁二酸發酵和分離的耦合。

2.根據權利要求1所述的基于全膜分離系統的丁二酸分離裝置，其特征在于，所述的裝置還包括冷熱交換器(2)，所述的冷熱交換器(2)安裝在回流管道(7)上，位于泵(3)和膜組件(5)之間。

3.根據權利要求1所述的基于全膜分離系統的丁二酸分離裝置，其特征在于，所述的裝置還包括兩個壓力表(4)，所述的兩個壓力表(4)分別設置于膜組件(5)兩側的管路上。

4.根據權利要求1所述的基于全膜分離系統的丁二酸分離裝置，其特征在于，所述的裝置還包括一止水夾(8)，該止水夾(8)安裝在經過膜組件(5)回流到發酵罐(1)的回流管道(7)上。

5.一種基于全膜分離系統的丁二酸分離方法，該方法包括以下步驟：

1)將丁二酸發酵液經泵到膜組件進行微濾，得到初步澄清的發酵液和分離出的菌體顆粒，分離出的菌體顆粒返回到發酵罐循環使用；

2)將步驟1)中的發酵液進行超濾，除去濾液中的大分子，同時得到高濃度的丁二酸溶液；

3)將步驟2)中高濃度的丁二酸溶液結晶，離心得到丁二酸晶體和母液；

4)將步驟3)中的母液進行納濾，除去發酵液中副產物，濃縮、收集納濾截留液；

5)將步驟4)中的截留液結晶，再得到丁二酸晶體。

6.根據權利要求5所述的基于全膜分離系統的丁二酸分離方法，其特征在于，所述的步驟1)中的丁二酸發酵液濃度為60～110g/L。

7.根據權利要求5所述的基于全膜分離系統的丁二酸分離方法，其特征在于，所述的步驟1)中微濾，其微濾膜孔徑為0.1～0.3μm，膜組件為中空纖維式，膜材質為有機聚偏氟乙烯或無機陶瓷膜，操作壓力0.1～0.4MPa，操作溫度為20～50℃。

8.根據權利要求5所述的基于全膜分離系統的丁二酸分離方法，其特征在于，所述的步驟2)中的超濾，其超濾膜截留分子量為6000～20000道爾頓，膜組件的形式為中空纖維超濾膜，其材料為有機聚砜或者無機陶瓷膜，操作壓力為0.2～0.6MPa，操作溫度為30～50℃。

9.根據權利要求5所述的基于全膜分離系統的丁二酸分離方法，其特征在于，所述的步驟3)和步驟5)中的結晶，其條件為調節丁二酸發酵液的pH為1～4，溫度為4～6℃，時間為12～24h。

10.根據權利要求5所述的基于全膜分離系統的丁二酸分離方法，其特征在于，所述的步驟4)中的納濾，納濾膜截留分子量為90～270道爾頓，納濾膜材料為卷式有機膜，操作壓力為1.0～5.0MPa，溫度為30～50℃，發酵液的pH為8～10。