[發明專利]一種耦合絮凝吸附的發酵液預處理方法

有效

• 申請號: 202010553586.X
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111792750B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 咸漠;徐超;姜龍;劉耀杰
• 申請（專利權）人: 中國科學院青島生物能源與過程研究所
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 裴閃閃

一種耦合絮凝吸附的發酵液預處理方法。本發明屬于生物基產品發酵液預處理純化領域。本發明為解決現有絮凝預處理技術酸堿適用度低，絮體小，難過濾，需添加大量助濾劑，以及發酵液中部分可溶性雜質不能有效去除，增加了后續分離純化難度的技術問題。方法：一、無機高分子絮凝溶液配制；二、交聯有機高分子絮凝溶液配制；三、復合絮凝劑溶液配制；四、絮凝聚沉；五、活性炭吸附；六、固液分離。本發明提供的一種無機?有機復合絮凝劑制備技術，通過高效縮合反應，引入羧基、醛基、羥基等活性基團，并經交聯改性生成豐富的鏈狀、環狀結構，與無機絮凝劑進一步復合后提高了絮凝劑的帶電情況，絮凝能力強，浮渣產量少，絮體容易分離。

技術領域

本發明屬于生物基產品發酵液預處理純化領域；具體涉及一種耦合絮凝吸附的發酵液預處理方法。

背景技術

微生物發酵技術是生物工程的核心，無論傳統發酵產品如抗生素、氨基酸等，還是現代基因工程產品如疫苗、人體蛋白等，都需要通過發酵技術進行生產。發酵液預處理作為發酵產品分離純化過程的首要環節，通過分離細胞、菌體和其他懸浮顆粒(細胞碎片、核酸和蛋白質沉淀物)及部分可溶性雜質(色素等)，改變發酵液的物理性質，以利于后續分離純化工作。

目前發酵液的預處理方法主要有絮凝過濾、膜過濾及離心等。膜過濾具有分離效率高、設備簡單、操作方便等優點，中國專利CN105152912A公開了一種檸檬酸發酵液預處理技術，將檸檬酸發酵液加熱至一定溫度后，通過高壓脈沖電場與陶瓷膜結合的電場錯流膜過濾裝置過濾殺菌，該方法改善膜的過濾性與抗污染性，滲透通量也大大增加，但仍存在成本較高、適用性窄、維護困難等缺點。離心能夠高效的實現菌體、蛋白等固形物與液相的分離，中國專利CN105603018公開了2-酮基-D-葡萄糖酸發酵技術、CN110590883A公開了多殺菌素發酵技術均采用了高速離心去除固形物，獲取清液進行后續分離純化，但離心過程難以去除可溶性雜質，且處理量低、功耗大。絮凝技術通過發酵液中添加適當的絮凝劑，吸附顆粒并在微粒間“架橋”，從而促進菌體、蛋白的聚沉，達到固液分離的目的，其分離效率高、成本低、處理量大，已被廣泛應用于微生物發酵液的預處理。

絮凝過濾技術的關鍵在于如何實現發酵液的高效絮凝，中國專利CN102827089B公開了一種絮凝法提取分離發酵液中吩嗪-1-羧酸的方法，其采用無機高分子聚合物聚合氯化鋁為絮凝劑，通過發酵液初調pH、高速分散、絮凝、微調pH值、絮凝板框過濾、加酸等電、脫水和干燥等步驟得到吩嗪-1-羧酸粗品。中國專利CN102260164A公開了一種檸檬酸的分離方法，其采用聚丙烯酰胺類有機高分子聚合物，首先加熱滅菌，然后加入絮凝劑溶液，混合靜置后通過自然沉降代替板框過濾，獲得檸檬酸上清液。中國專利CN108743544A公開了一種鹽霉素發酵液加入無機或有機高分子聚合物，對絮凝沉淀加入預混劑進一步分離鹽霉素的方法。上述絮凝預處理技術酸堿適用度低，絮體小，難過濾，需添加大量助濾劑來進行板框過濾。此外，發酵液中部分可溶性雜質未能有效去除，增加了后續分離純化難度，難以高效、便宜的進行固液分離。

發明內容

本發明為解決現有絮凝預處理技術酸堿適用度低，絮體小，難過濾，需添加大量助濾劑，以及發酵液中部分可溶性雜質不能有效去除，增加了后續分離純化難度的技術問題，而提供了一種耦合絮凝吸附的發酵液預處理方法。

本發明的一種耦合絮凝吸附的發酵液預處理方法按以下步驟進行：

一、無機高分子絮凝溶液配制：將無機高分子絮凝劑加入蒸餾水中，磁力攪拌至完全溶解，繼續在磁力攪拌下滴加堿溶液調節堿度，然后熟化，得到無機高分子絮凝溶液；

二、交聯有機高分子絮凝溶液配制：①將有機高分子絮凝劑溶于有機溶劑，磁力攪拌至完全溶解，得到有機高分子絮凝劑溶液，氮氣保護下加入交聯劑及引發劑進行接枝共聚，將接枝共聚反應后產物滴入丙酮中，得到白色沉淀，過濾后以丙酮為提取液對沉淀物進行抽提，除去未參加反應的單體和均聚物，然后真空干燥至恒重，得到交聯有機高分子絮凝劑；②將交聯有機高分子絮凝劑溶于醋酸-醋酸鈉緩沖溶液，得到交聯有機高分子絮凝溶液；