CN102329224B - 十二碳二元酸的提纯方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了十二碳二元酸的提纯方法，将二元酸的终止发酵液进行破乳、过滤、脱色，加纯水稀释；结晶釜内加入纯净水，将稀释后的发酵清液泵入结晶器，同时将质量浓度30%稀硫酸通入外循环泵出料口加入结晶器，控制反应物料PH；晶浆通过中央降液管至结晶室下部，转而向上流动，粒度较大的晶体富集于结晶室的底层；从结晶器的出料口流出的晶体经冷却器冷却，压滤、洗涤、干燥得十二碳二元酸。本提纯方法通过稀释反应物料局部浓度与物料循环泵达到微混，降低溶液成核速率、晶体生长速率及聚集速率，滤饼含湿率以及杂质含量明显降低，干燥后的二元酸产品颗粒大而均匀、色泽好、纯度高，且实现了结晶过程的连续化。

Description

十二碳二元酸的提纯方法

技术领域

本发明涉及提纯方法，具体涉及一种十二碳二元酸的提纯方法。

背景技术

目前，长链二元酸的提纯方法主要有溶剂法与水相法两种。其中溶剂法因操作设备投资大、生产成本高、产品残留溶剂以及环境污染和安全性问题，使该方法的使用受到很大限制。传统的水相法虽然克服了溶剂法的缺陷，但生成的二元酸产品纯度低、色泽差、晶体粒度不均匀、蛋白与其他杂质含量高。如CN95116450.3公开一种处理α、ω二元酸发酵液的方法，将终止发酵液加热除去未反应的烷烃，再加珍珠岩，用微滤除菌，再将滤液酸化结晶，经烘干得到二元酸，此方法因没有进行脱色，产品纯度低，色泽差。CN1219530A提出了双盐盐析精制二元酸的方法，操作繁琐，盐回收难度大。CN1765869A通过在加热破乳时添加适量尿素，采用吸附剂脱色后，酸化结晶，其在精制过程中引入有机氮，产品总蛋含量超标。

二元酸结晶过程是一个反应结晶过程，化学反应速率很快，诱导期极短，结晶过程加入浓硫酸进行酸化结晶不能达到充分的微混，整个反应器内化学反应速率不同，导致目标产物局部过饱和度过高，整个反应结晶器内成核速率和生长速率不均匀，最终导致晶体聚结与团聚时杂质或溶剂的内部包藏，以及聚结体不光滑的表面吸附更多的杂质，这些内部包藏与表面吸附的杂质一般不易通过洗涤的方式除去，产品的粒度分布形成多峰及晶形不一致等不良后果，生成的二元酸产品存在以下问题：二元酸晶体杂质含量偏高；二元酸滤饼含湿率较高；二元酸晶体粒度小且不均匀。三者之间相互影响，粒度分布越不均匀，晶体产品包藏的母液越多，造成滤饼含湿率高，将直接导致洗涤过滤慢，干燥后产品的杂质含量偏高，其产品的纯度低、色泽差、晶体粒度不均匀、蛋白与其他杂质含量高，严重影响下游技术的开发。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种十二碳二元酸的提纯方法，该提纯方法改善溶液中反应介质的混合效果，使之尽可能达到微混状态，从而使二元酸产品粒度分布均匀且饱满，避免因局部过饱和度过高而导致晶体聚结与团聚时杂质或溶剂的内部包藏以及聚结体不光滑时表面吸附更多的杂质，通过结晶控制使二元酸晶体颗粒大而均匀，从而大大降低晶体的总比表面积，减少滤饼含湿量，使洗涤过滤更容易，最终达到提高产品质量和实现提纯工段连续化生产的目的。

本发明的技术解决方案是该提纯方法包括以下步骤：

步骤1：将二元酸的终止发酵液加热至80±1℃进行破乳，经陶瓷膜、超滤膜过滤去除固体颗粒和大分子蛋白、色素，得超滤清液；

步骤2：步骤1所得超滤清液加纯水稀释至盐度4～6%，加清液质量0.3%的活性炭进行常温脱色2小时，过滤得脱色清液，并加热至90±2℃；

步骤3：初始反应时在结晶釜内加入90℃纯净水，加入量为釜体积的1/100，将步骤2所得的脱色清液直接泵入OSLO结晶器，或者通入物料外循环泵Ⅱ出料口而泵入结晶器，同时将质量浓度30%稀硫酸通入外循环泵Ⅰ的出料口加入OSLO结晶器，控制反应物料pH为3.5～4.0；

步骤4：晶浆通过中央降液管至结晶室下部，转而向上流动，晶体悬浮于此液流中成为粒度分级的流化床，粒度较大的晶体富集于结晶室的底层；

步骤5：从结晶器的出料口不断流出的晶体经冷却器冷却至40±1℃后连续出料，经压滤、洗涤、干燥得十二碳二元酸产品。

本发明的效果是：

1、本发明的提纯方法通过稀释一种反应物料局部浓度，或将反应的两种物料都稀释和物料外循环泵，达到微混的效果，保证反应结晶器内溶液局部过饱和度较低，降低溶液成核速率、晶体生长速率及聚集速率，避免局部爆发成核，为晶体生长和团聚提供了良好的生长环境，同时也方便了后续的过滤及水洗工序，滤饼含湿率以及杂质含量明显降低，干燥后的二元酸产品颗粒大而均匀、色泽好、纯度高，且实现了结晶过程的连续化；2、本发明的提纯方法适用于包括C10～C18长链二元酸产品的提纯。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术解决方案，这些实施例不能理解为是对技术解决方案的限制。

实施例1：依以下步骤提纯十二碳二元酸

步骤1：将二元酸的终止发酵液加热至79℃进行破乳，经陶瓷膜、超滤膜过滤去除固体颗粒和大分子蛋白、色素，得超滤清液；

步骤2：步骤1所得超滤清液加纯水稀释至盐度4%，加超滤清液质量的0.3%的活性炭进行常温脱色2小时，过滤得脱色清液，并加热至88℃；

步骤3：初始反应时在结晶釜内加入90℃纯净水100ml，将步骤2所得的7000ml脱色清液直接泵入OSLO结晶器，同时将质量浓度30%稀硫酸通入外循环泵Ⅰ的出料口加入OSLO结晶器，控制反应物料pH为3.5；

步骤4：晶浆通过中央降液管至结晶室下部，转而向上流动，晶体悬浮于此液流中成为粒度分级的流化床，粒度较大的晶体富集于结晶室的底层；

步骤5：从结晶器的出料口不断流出的晶体经冷却器冷却至39℃后连续出料，压滤、洗涤、105℃烘干4小时干燥得十二碳二元酸产品。十二碳二元酸产品总酸99.43%，单酸98.60%，总氮18.97ppm。

实施例2：依以下步骤提纯十二碳二元酸

步骤1：将二元酸的终止发酵液加热至80℃进行破乳，经陶瓷膜、超滤膜过滤去除固体颗粒和大分子蛋白、色素，得超滤清液；

步骤2：步骤1所得超滤清液加纯水稀释至盐度5%，加超滤清液质量的0.3%的活性炭进行常温脱色2小时，过滤得脱色清液，并加热至90℃；

步骤3：初始反应时在结晶釜内加入90℃纯净水100ml，将步骤2所得的7000ml脱色清液通入物料外循环泵Ⅱ出料口而泵入结晶器，同时将质量浓度30%稀硫酸通入外循环泵Ⅰ的出料口加入OSLO结晶器，控制反应物料pH为3.8；

步骤4：晶浆通过中央降液管至结晶室下部，转而向上流动，晶体悬浮于此液流中成为粒度分级的流化床，粒度较大的晶体富集于结晶室的底层；

步骤5：从结晶器的出料口不断流出的晶体经冷却器冷却至40℃后连续出料，压滤、洗涤、105℃烘干4小时干燥得十二碳二元酸产品。十二碳二元酸产品总酸99.42%，单酸98.53%，总氮22.45ppm。

实施例3：依以下步骤提纯十二碳二元酸

步骤1：将二元酸的终止发酵液加热至81℃进行破乳，经陶瓷膜、超滤膜过滤去除固体颗粒和大分子蛋白、色素，得超滤清液；

步骤2：步骤1所得超滤清液加纯水稀释至盐度6%，加超滤清液质量的0.3%的活性炭进行常温脱色2小时，过滤得脱色清液，并加热至92℃；

步骤3：初始反应时在结晶釜内加入90℃纯净水100ml，将步骤2所得的7000ml脱色清液直接泵入OSLO结晶器，同时将质量浓度30%稀硫酸通入外循环泵Ⅰ的出料口加入OSLO结晶器，控制反应物料pH为4.0；

步骤4：晶浆通过中央降液管至结晶室下部，转而向上流动，晶体悬浮于此液流中成为粒度分级的流化床，粒度较大的晶体富集于结晶室的底层；

步骤5：从结晶器的出料口不断流出的晶体经冷却器冷却至41℃后连续出料，压滤、洗涤、105℃烘干4小时干燥得十二碳二元酸产品。十二碳二元酸产品总酸99.21%，单酸98.50%，总氮29.34ppm。

Claims (1)

1. 十二碳二元酸的提纯方法，其特征在于该提纯方法包括以下步骤：

步骤1：将二元酸的终止发酵液加热至80±1℃进行破乳，经陶瓷膜、超滤膜过滤去除固体颗粒和大分子蛋白、色素，得超滤清液；

步骤2：步骤1所得超滤清液加纯水稀释至盐度4～6%，加超滤清液质量的0.3%的活性炭进行常温脱色2小时，过滤得脱色清液，并加热至90±2℃；

步骤3：初始反应时在结晶釜内加入90℃纯净水，加入量为釜体积的1/100，将步骤2所得的脱色清液直接泵入OSLO结晶器，或者通入物料外循环泵Ⅱ出料口而泵入结晶器，同时将质量浓度30%稀硫酸通入外循环泵Ⅰ的出料口加入OSLO结晶器，控制反应物料pH为3.5～4.0；

步骤4：晶浆通过中央降液管至结晶室下部，转而向上流动，晶体悬浮于此液流中成为粒度分级的流化床，粒度较大的晶体富集于结晶室的底层；

步骤5：从结晶器的出料口不断流出的晶体经冷却器冷却至40±1℃后连续出料，经压滤、洗涤、干燥得十二碳二元酸。