[發(fā)明專利]一種提取發(fā)酵法的多元醇的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010356220.3
• 申請日: 2020-04-29
• 公開（公告）號: CN111517919B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅吉安;石國柱;張赟;劉賓;錢娟娟;丁娟;王偉;計(jì)偉
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州蘇震生物工程有限公司
• 主分類號: C07C29/78
• 分類號: C07C29/78;C07C29/80;C07C31/20
• 代理公司: 上海統(tǒng)攝知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31303
• 代理人: 杜亞

本發(fā)明涉及一種提取發(fā)酵法的多元醇的方法，具體是：多元醇發(fā)酵液經(jīng)濃縮后精餾提純PDO，所述濃縮為蒸發(fā)脫水；蒸發(fā)脫水后的蒸汽冷凝水經(jīng)反滲透膜過濾，反滲透的滲余液回流到蒸發(fā)脫水，反滲透的滲透液可回用于發(fā)酵配料、作為清洗水或者進(jìn)行污水處理；蒸發(fā)脫水后的濃縮液含水量為5～25wt％；PDO的收率≥99.5％。本發(fā)明的方法達(dá)到了水資源循環(huán)利用的目的，降低濃縮過程PDO和BDO的產(chǎn)品損失，大幅減少廢水產(chǎn)生量，可以利用多效蒸發(fā)脫除發(fā)酵液中94％～99.5％的水，剩下0.5％～6％的水通過精餾脫除，充分發(fā)揮多效蒸發(fā)能耗低、精餾脫水能耗高的特點(diǎn)，減少精餾脫水的負(fù)荷，降低發(fā)酵液脫水能耗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬PDO生物制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種提取發(fā)酵法的多元醇的方法。

背景技術(shù)

1,3-丙二醇(PDO)和2,3-丁二醇(BDO)都是重要的化工原料，PDO是合成記憶纖維聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)的關(guān)鍵原料。生物法PDO生產(chǎn)技術(shù)長期被杜邦公司壟斷，使得PTT纖維一直無法大規(guī)模生產(chǎn)。

BDO作為化工產(chǎn)品可直接用于多種行業(yè)，例如可用作有機(jī)溶劑、化妝品原料、風(fēng)味添加劑、燃料的添加劑等。

在微生物發(fā)酵法生產(chǎn)PDO和BDO過程中，發(fā)酵液經(jīng)除菌、脫鹽后，發(fā)酵液通常采用濃縮脫除發(fā)酵液中主要的水。蒸發(fā)脫水過程中伴隨有少量PDO和BDO的產(chǎn)品蒸發(fā)進(jìn)入冷凝水中，二者在蒸汽冷凝水中的濃度分別達(dá)到1～4g/l和2～8g/l，導(dǎo)致產(chǎn)品收率下降，羅吉安等通過Aspen模擬軟件模擬計(jì)算了PDO發(fā)酵液蒸發(fā)脫水過程中的產(chǎn)品損失與操作壓力的關(guān)系，并模擬了濃縮到不同含水量情況下產(chǎn)品的損失。在優(yōu)化條件下，濃縮至濃縮液含水量30％，PDO損失率為2.27％，年產(chǎn)2萬噸PDO工廠，每年P(guān)DO蒸發(fā)脫水工序損失PDO高達(dá)454噸，BDO損失更是高達(dá)1362噸，經(jīng)濟(jì)價(jià)值可達(dá)三千余萬元，如能實(shí)現(xiàn)回收，對企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益有顯著提升。常規(guī)降低濃縮過程中產(chǎn)品損失的辦法需采用多效精餾蒸發(fā)，但該工藝設(shè)備投資和能耗都非常高。多效精餾塔頂蒸發(fā)的餾分有一部分要冷凝后返回到精餾塔內(nèi)重復(fù)精餾，使得精餾能耗顯著高于多效蒸發(fā)，此外多效精餾塔內(nèi)有填料或者塔板，結(jié)構(gòu)比多效蒸發(fā)復(fù)雜，相同生產(chǎn)能力的多效精餾設(shè)備投資遠(yuǎn)高于多效蒸發(fā)。

發(fā)明專利201811010380.1公開了一種濃縮1,3-丙二醇發(fā)酵液的方法，該方法通過在蒸發(fā)器后增加吸收塔的方法可提高1,3-丙二醇的收率，但是吸收液的加入，會提高濃縮能耗。此外，該方案1,3-丙二醇的損失率最低可降低至0.9％，對于生產(chǎn)企業(yè)來說，損耗比較大。

發(fā)明專利200680049905.1公開了一種從含水組合物中分離丙二醇的方法，其中采用的方法就是采用多效精餾的方法濃縮含有丙二醇的組合物，多效精餾蒸發(fā)水中含有的丙二醇再通過反滲透膜濃縮回收。該工藝塔頂需有回流，回流比為0.12～0.25，增加蒸發(fā)能耗，此外精餾塔內(nèi)有7-8塊塔板，設(shè)備投資相對較大。

另外，蒸汽冷凝水中由于含有1～4g/l的PDO和2～8g/l的BDO，直接用于發(fā)酵配料，對發(fā)酵過程中菌體生長有明顯的抑制，菌體生長速率變慢，最終PDO發(fā)酵水平較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，針對目前PDO和BDO發(fā)酵液蒸發(fā)脫水過程PDO、BDO損失過大，蒸發(fā)脫水產(chǎn)生的蒸汽冷凝水中因含有濃度較高的PDO和BDO，回用于發(fā)酵對菌體有顯著的抑制等現(xiàn)狀，提出了一種濃縮過濾蒸汽冷凝水中多元醇，進(jìn)而將過濾去除多元醇的蒸汽冷凝水回用于發(fā)酵的方法，實(shí)現(xiàn)水資源循環(huán)利用的目的，降低濃縮過程PDO和BDO的產(chǎn)品損失，大幅減少廢水產(chǎn)生量，提高經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明提供了一種提取發(fā)酵法的多元醇的方法，具體提供了一種快速、高效的能耗大幅降低的提取發(fā)酵法的多元醇的方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種提取發(fā)酵法的多元醇的方法，多元醇發(fā)酵液經(jīng)濃縮后精餾提純PDO，所述濃縮為蒸發(fā)脫水；蒸發(fā)脫水后的蒸汽冷凝水經(jīng)反滲透膜過濾，反滲透的滲余液回流到蒸發(fā)脫水；蒸發(fā)脫水后的濃縮液含水量為5～25wt％；PDO的收率≥99.5％。