[發明專利]一種對微生物發酵生產1,3-丙二醇得到的混合有機鹽提純的方法

有效

• 申請號: 201310233862.4
• 申請日: 2013-06-13
• 公開（公告）號: CN103288625A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 杭玉玲
• 申請（專利權）人: 杭玉玲
• 主分類號: C07C55/10
• 分類號: C07C55/10;C07C51/42;C01D5/16;C01C1/24
• 代理公司: 蚌埠鼎力專利商標事務所有限公司 34102
• 代理人: 王琪;白京萍

技術領域

本發明涉及一種對微生物發酵生產1,3-丙二醇得到的混合有機鹽提純的方法，屬于生物化工合成領域。

背景技術

現有的利用微生物發酵生產1,3-丙二醇的方法，是以甘油為原料、利用微生物發酵生產1,3-丙二醇，使用的菌種有克雷伯氏肺炎桿菌、克雷伯氏產酸桿菌或丁酸梭狀芽孢桿菌等中的任一種，這些細菌都具有把甘油轉化為1,3-丙二醇的能力。但是微生物在生產過程中會副產大量的有機酸，為了維持發酵的環境不變，只有通過加堿中和來調節pH值，以保持發酵罐內的環境以利于細菌生長和生產。微生物在發酵過程中副產的有機酸是丁二酸、乳酸、乙酸等，因為加堿中和的緣故，發酵結束后還會得到副產物是混合有機鹽。混合有機鹽的主要成份是丁二酸鈉、乳酸鈉以及乙酸鈉。根據反應中所加的堿的不同，混合有機鹽的主要成份也可能是其他鹽類，比如銨鹽。

發酵液中的各種產物可通過提取工藝得到1,3-丙二醇、2,3-丁二醇和混合有機鹽。2,3-丁二醇可以直接利用，可作為商品出售，或用來制備甲乙酮。而混合有機鹽的用途很少，作為1,3-丙二醇發酵生產的副產品，這些混合有機鹽的去向是產業化必須解決的一個問題。雖然混合有機鹽可以作為機場或高速公路的溶雪劑使用，但是夏季還是會造成副產品的大量積壓，況且，作為溶雪劑使用而消耗大量的有機鹽，是不經濟的，是一種對資源的浪費。

丁二酸有著廣泛的用途，可用作食品添加劑，還可用于醫藥、香料、染料和油漆的制造，重要的是丁二酸可與1,4-丁二醇聚合，生成聚丁二酸丁二醇酯（PBS），PBS是可自然降解塑料的一種，是解決白色污染的途徑之一。

利用生物發酵技術生產某商品，在得到主產品的同時往往得到很多副產品，這些副產品不能作為廢品被拋棄掉，而應該根據情況對其進行提純，這樣才能物盡其用，才符合生物煉制的概念。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供對微生物發酵生產1,3-丙二醇得到的混合有機鹽提純的方法，利用該方法可以從混合有機鹽中提取丁二酸和硫酸鈉（硫酸銨）結晶。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種對微生物發酵生產1,3-丙二醇得到的混合有機鹽提純的方法，包括以下步驟：

（1）丁二酸提取：在攪拌狀態下，向利用微生物發酵生產1,3-丙二醇得到的混合有機酸的鈉鹽或銨鹽水溶液中緩慢加入濃硫酸，加入濃硫酸的摩爾量∶各有機鹽的總摩爾量=1∶1～1∶1.3，加酸過程中控制反應的pH值為2～7；隨著濃硫酸的加入，有白色晶體析出；將所得的含晶體的物料進行固液分離，得到粗品丁二酸濕晶體和母液A；

（2）丁二酸的精制：在溫度為50～80℃的去離子水中加入粗品丁二酸濕晶體，攪拌至粗品丁二酸濕晶體完全溶解后得到丁二酸溶液，對丁二酸溶液進行過濾、脫色，至料液澄清后進行降溫結晶，分離得精品丁二酸濕晶體和母液B，再將分離所得精品丁二酸濕晶體烘干即得純凈的丁二酸。

（3）將步驟（1）所得母液A中的水分蒸發，析出硫酸鈉或硫酸銨結晶，分離可得硫酸鈉或硫酸銨晶體和母液C。

丁二酸提取原理的化學反應式：（C₄H₄O₄）Na₂+H₂SO₄=C₄H₆O₄↓+Na₂SO₄

上述反應得以進行的條件是有沉淀析出或有氣體放出，這里加入濃硫酸的量相對于丁二酸來說是過量的，在過量的濃硫酸存在的情況下，丁二酸的溶解度很小（遠小于其在水中溶解度），所以丁二酸會以晶體形式析出，使得反應能夠進行下去。

丁二酸精制的原理：利用丁二酸在水中溶解度隨溫度的變化比較明顯的原理，每100g水中飽和溶解度見下表：