CN109456146A - 一种从重组大肠杆菌发酵液中分离制备高纯度1,2,4-丁三醇的方法 - Google Patents
一种从重组大肠杆菌发酵液中分离制备高纯度1,2,4-丁三醇的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及微生物发酵液分离技术，特别涉及一种从重组大肠杆菌发酵液中分离制备1,2,4‑丁三醇的方法。本发明先以膜分离法对发酵液中的蛋白质和糖类进行过滤筛除，得到粗分离液，再以活性炭脱色法对粗分离液进行色素杂质的去除，并通过真空旋转蒸发法对溶液进行浓缩，最后采用多级分子蒸馏的方式制备得到纯度达到98％以上的高品质BT产品。本发明提供了一种全新的从重组大肠杆菌发酵液中分离纯化1,2,4‑丁三醇的路径，采取的膜过滤、旋转蒸发和分子蒸馏方法，都属于物理操作，不再引入杂质，具有节约分离成本，保护环境的优点。
Description
技术领域
本发明属于生物工程和化学工程技术领域，具体涉及微生物发酵液分离技术，特别涉及从重组大肠杆菌发酵液中制备高纯度1,2,4-丁三醇的方法。
背景技术
1,2,4-丁三醇(1,2,4-butanetriol,BT，以下简称BT)是一种无色、无臭、透明易吸湿的水溶性黏稠糖浆状多元醇，一种类似甘油的C4平台化合物。1,2,4-丁三醇(1,2,4-butanetriol，BT)作为重要的有机合成中间体，在军工、医药、烟草、化妆品、造纸业、农业和高分子材料等领域有着极大的应用潜力。目前，自然界中尚未发现天然的BT生物合成途径，BT的生产方法主要是化学合成法和生物发酵法。
化学合成法已经相当成熟，是国内外都普遍采取的方法，但其副产物多、产率低、对环境有危害，随着全球气候变暖，各种极端天气的出现，人们越来越关注环境问题，各种环境友好型的BT生产方法被开发和研究。
生物发酵法因其副产物可降解，具有良好的资源的可持续性和环境友好性为更多研究人员所接受。但生物发酵法生产得到的BT浓度较低，一般在几克/升的水平，加之BT自身沸点高，亲水性强，进一步加大了分离难度，因此，解决从发酵液中提取分离BT的问题，对于生物发酵法生产BT的应用推广具有积极的意义。
现有技术中关于从发酵液中分离提取BT的研究中，密歇根州立大学使用了2-丁醇作为BT的下游分离萃取剂，萃取后经树脂吸附，可得到纯度超过99％的BT，但2-丁醇在水中溶解度较低(350g/L，20℃)，并不适合大规模推广使用；现有专利文件CN107021874A公开了一种从微生物发酵液中分离精制1,2,4-丁三醇的方法，具体为用有机硼酸萃取含BT的发酵液，继而采用分子蒸馏进行分离。除去上述两种分离方法外，在微生物发酵液中提取分离BT的研究还是一片空白。本发明提供了一种从重组大肠杆菌发酵液中分离纯化BT的方法，旨在为BT的工业化生产奠定坚实的理论基础，促进生物法制备BT的规模化生产。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种从重组大肠杆菌发酵液中分离制备高纯度1,2,4-丁三醇的方法，本发明提供的方法步骤简单，容易进行工业化生产。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
一种从重组大肠杆菌发酵液中分离制备高纯度1,2,4-丁三醇的方法，包括以下步骤：
(1)对重组大肠杆菌发酵液进行离心预处理，得到预处理液；
将所述预处理液进行微滤，得到第一滤液；
将所述第一滤液进行多级超滤，得到粗滤液；
(2)将所述步骤(1)中的粗滤液和活性炭混合进行脱色处理，得到脱色滤液；
(3)将所述步骤(2)中的脱色滤液进行浓缩处理，得到浓缩液；
(4)将所述步骤(3)中的浓缩液进行多级分子蒸馏处理，得到纯度98％以上的1,2,4-丁三醇。
所述步骤(1)中离心预处理的转速为8000～16000rpm，时间1～12min；优选的，转速为12000rpm，时间为2～5min，最优选为2min；
所述微滤具体为：将所述预处理液依次以孔径为R1和R2的微滤膜进行微滤；所述R1为0.3～0.6μm，R2为0.1～0.25μm，优选R1为0.45μm，优选R2为0.20μm。
优选的，所述多级超滤在卷式膜小型试验机中进行，所述多级过滤的流速50～200ml/min，压力为0.05～0.2MPa，更优选为流速100ml/min，压力0.1MPa。
优选的，所述步骤(1)中多级超滤的步骤如下：
1)将部分第一滤液连续加入试验机中，采用直径为R3的超滤膜进行进行过滤，待收集的透过液体积为第一滤液体积的1/2～3/4时，停止收集，在试验机中加入与剩余滤液等体积的水，开机混匀后继续第二次收集，如此重复操作4次；
2)对步骤1)收集的滤液依次以孔径为R4和R5的超滤膜进行过滤，过滤方法和步骤1)相同；
所述R3为20000～40000Da，R4为4000～6000Da，R5为500～1500Da。
优选的，所述步骤(2)中的脱色次数为3次，单次脱色用活性炭和粗滤液的比例为1/10～1/1，更优选为1/5。
优选的，所述步骤(3)中浓缩处理采用真空旋转蒸发的方式，所述真空旋转蒸发的温度为70～90℃，真空度0.05～0.1MPa，蒸发时间为20～40min，旋转速度90～250r/min，浓缩程度至原液体积的1/8～1/10。
优选的，所述步骤(4)中的多级分子蒸馏在分子蒸馏器中进行；所述多级分子蒸馏具体为：
1)取步骤(3)中浓缩液360ml加入进料罐中，进料保温温度调节至30～40℃，向冷阱中加入液氮，调节主蒸发器温度100～140℃，内冷器温度5～15℃，开启真空泵，调节真空度为5～15mbar，开启进料齿轮泵，进料泵频率9.9Hz，转子转速100～500r/min；
2)5～10min后，调节真空度至10～25.2mbar，调节主蒸发器温度至110～150℃，按此条件蒸馏50～80min后进行收集，得到轻组分A1和重组份B1；
3)将上述重组份B1全部加入进料罐中，调节主蒸发器温度至100～150℃，真空度5～15mbar，内冷器温度设定为10～20℃，其他条件不变，蒸馏30～60min后进行收集，得到轻组分A2和重组份B2；
4)将上述重组份B2全部加入进料罐中，调节真空度0.5～0.8mbar，其他条件不变，待冷凝管有大量液体出现时，增加进料频率至11.5Hz，按此条件处理30～60min后收集，得到轻组分A3和重组份B3；
5)清洗设备，将上述重组份B3全部加入进料罐中，调节主蒸发器温度至140℃，其他条件不变处理30-60min，收集得到轻组分A4和重组份B4；
6)收集上述轻组分A1～A4即得高纯度1,2,4-丁三醇。
有益效果：本发明提供了一种全新的从重组大肠杆菌发酵液中分离纯化1,2,4-丁三醇的方法，本发明采用的采取膜过滤、旋转蒸发和分子蒸馏等方法均属于物理操作，不会引入其他杂质，节约了成本，最终得到的BT产品纯度达到了98％以上，达到了很好的分离纯化效果，为生物发酵法制备BT打下了良好的基础。
具体实施方式
本发明提供了一种从重组大肠杆菌发酵液中分离制备高纯度1,2,4-丁三醇的方法，包括以下步骤：
(1)对重组大肠杆菌发酵液进行离心预处理，得到预处理液；
将所述预处理液进行微滤，得到第一滤液；
将所述第一滤液进行多级超滤，得到粗滤液；
(2)将所述步骤(1)中的粗滤液和活性炭混合进行脱色处理，得到脱色滤液；
(3)将所述步骤(2)中的脱色滤液进行浓缩处理，得到浓缩液；
(4)将所述步骤(3)中的浓缩液进行多级分子蒸馏处理，得到纯度98％以上的1,2,4-丁三醇。
本发明先对重组大肠杆菌发酵液进行离心预处理，得到预处理液。在本发明中，对所述重组大肠杆菌发酵液无特殊要求，常规的制备1,2,4-丁三醇的大肠杆菌发酵液即可，优选为含有1,2,4-丁三醇、葡萄糖、木糖、木糖酸和一些未知蛋白等的重组大肠杆菌发酵液(详见《重组大肠杆菌利用D-木糖合成D-1,2,4-丁三醇》，北京理工大学生命学院，马鹏飞等)；本发明中所述离心预处理的转速优选为8000～16000rpm，更优选为12000rpm，时间优选为1～12min，更优选为2～5min，最优选为2min；本发明优选使用离心机进行离心预处理；本发明对离心机无特殊要求，能达到要求转速实现相应离心功能的离心机即可。
得到预处理液后，本发明对所得预处理液进行微滤，得到第一滤液。在本发明中，所述微滤具体为：将预处理液依次以孔径为R1和R2的微滤膜进行微滤；所述滤膜孔径R1优选为0.3～0.6μm，更优选为0.45μm，R2优选为0.1～0.25μm，更优选为0.20μm。本发明对微滤膜无特殊要求，能达到需求孔径，实现相应过滤功能的微滤膜即可。
得到第一滤液后，本发明对所述第一滤液进行多级超滤，得到粗滤液。在本发明中，所述多级超滤优选为3级超滤；所述多级超滤在卷式膜试验机中进行，优选为GM-030卷式膜小型试验机；所述多级超滤的流速优选为50～200ml/min，压力优选为0.05～0.2MPa，更优选为流速100ml/min，压力0.1MPa。
在本发明中，所述多级超滤步骤优选如下：
1)将部分第一滤液连续加入试验机中，采用直径为R3的超滤膜进行进行过滤，待收集的透过液体积为第一滤液体积的1/2～3/4时，停止收集，在试验机中加入与剩余滤液等体积的水，开机混匀后继续第二次收集，如此重复操作4次；
2)对步骤1)收集的滤液依次以孔径为R4和R5的超滤膜进行过滤，过滤方法和步骤1)相同；
在本发明中，所述超滤膜的孔径R3优选为20000～40000Da，更优选为30000Da，R4优选为4000～6000Da，更优选为5000Da，R5优选为500～1500Da，更优选为1000Da。本发明对所述超滤膜无特殊要求，能达到需求孔径，实现相应超滤功能的膜即可。
得到粗滤液后，本发明对所述粗滤液进行脱色处理，得到脱色滤液。在本发明中，所述脱色次数优选为3次，单次脱色用活性炭和粗滤液的比例优选为1/10～1/1，更优选为1/5。本发明对脱色设备物特殊要求，能实现脱色功能的脱色柱即可，对活性炭无特殊要求，具有吸附功能的活性炭即可。
得到脱色滤液后，本发明对所述脱色滤液进行浓缩处理，得到浓缩液。本发明优选采用真空旋转蒸发的方式进行浓缩处理；在本发明中，所述真空旋转蒸发的温度为70～90℃，真空度0.05～0.1MPa，蒸发时间为20～40min，旋转速度90～250r/min，浓缩程度至原液体积的1/8～1/10；更优选的，所述真空旋转蒸发的温度优选为90℃，真空度优选为0.1MPa，蒸发时间优选为20min，旋转速度优选为90r/min，浓缩程度优选为原液体积的1/10。本发明对真空旋转的设备物特殊要求，能够实现上述浓缩功能的真空旋转蒸发器即可。
得到浓缩液后，本发明对上述浓缩液进行多级分子蒸馏处理，得到纯度98％以上的1,2,4-丁三醇。在本发明中，所述2-5级分子蒸馏，优选为4级分子蒸馏；所述多级分子蒸馏优选在分子蒸馏器中进行，所述多级分子蒸馏具体包括如下步骤：
1)取步骤(3)中浓缩液360ml加入进料罐中，进料保温温度调节至30～40℃，向冷阱中加入液氮，调节主蒸发器温度100～140℃，内冷器温度5～15℃，开启真空泵，调节真空度为5～15mbar，开启进料齿轮泵，进料泵频率9.9Hz，转子转速100～500r/min；
更优选的，进料保温温度调节至40℃，向冷阱中加入液氮，调节主蒸发器温度120℃，内冷器温度10℃，开启真空泵，调节真空度为5mbar，开启进料齿轮泵，进料泵频率9.9Hz，转子转速388r/min；
2)5～10min后，调节真空度至10～25.2mbar，调节主蒸发器温度至110～150℃，按此条件蒸馏50～80min后进行收集，得到轻组分A1和重组份B1；
更优选的，5min后，调节真空度至15.2mbar，调节主蒸发器温度至130℃，按此条件蒸馏30-60min后进行收集，得到轻组分A1和重组份B1；
3)将上述重组份B1全部加入进料罐中，调节主蒸发器温度至100～150℃，真空度5～15mbar，内冷器温度设定为10～20℃，其他条件不变，蒸馏30～60min后进行收集，得到轻组分A2和重组份B2；
更优选的，将上述重组份B1全部加入进料罐中，调节主蒸发器温度至150℃，真空度5mbar，内冷器温度设定为20℃，其他条件不变，蒸馏30-60min后进行收集，得到轻组分A2和重组份B2；
4)将上述重组份B2全部加入进料罐中，调节真空度0.5～0.8mbar，其他条件不变，待冷凝管有大量液体出现时，增加进料频率至11.5Hz，按此条件处理30～60min后收集，得到轻组分A3和重组份B3；
更优选的，将上述重组份B2全部加入进料罐中，调节真空度0.5mbar，其他条件不变，待冷凝管有大量液体出现时，增加进料频率至11.5Hz，按此条件处理30-60min后收集，得到轻组分A3和重组份B3；
5)清洗设备，将上述重组份B3全部加入进料罐中，调节主蒸发器温度至140℃，其他条件不变处理30-60min，收集得到轻组分A4和重组份B4；
6)收集上述轻组分A1～A4即得高纯度1,2,4-丁三醇。
本发明对蒸馏设备物特殊要求，能实现上述功能的多级分子蒸馏器即可。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的分离提纯1,2,4-丁三醇的方法进行详细的描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
实施例1提供的从重组大肠杆菌发酵液中分离制备高纯度1,2,4-丁三醇的方法，包括以下步骤：
(1)对重组大肠杆菌发酵液进行离心预处理，在12000rpm转速条件下离心2min得到预处理液；
将所述预处理液依次以孔径为0.45μm和0.20μm的微滤膜进行微滤，得到第一滤液；
将所述第一滤液在GM-030卷式膜小型试验机中进行多级过滤，调整多级过滤的流速100ml/min，压力为0.1MPa，并按如下步骤进行：
1)将部分第一滤液连续加入试验机中，采用直径为30000Da的超滤膜进行进行过滤，待收集的透过液体积为第一滤液体积的3/4时，停止收集，在试验机中加入与剩余滤液等体积的水，开机混匀后继续第二次收集，如此重复操作4次；
2)对步骤1)收集的滤液依次以孔径为5000Da和1000Da的超滤膜进行过滤，过滤方法和步骤1)相同，多级超滤过后，得到粗滤液；
(2)将所述步骤(1)中的粗滤液和活性炭按照10/4的比例混合，在脱色柱内进行脱色处理，重复3次，得到脱色滤液；
(3)将所述步骤(2)中的脱色滤液加入真空旋转蒸发器内进行浓缩，调整真空旋转蒸发器的温度为90℃，真空度0.1MPa，旋转速度90r/min，蒸发20min后将原液浓缩至1/10，得到浓缩液；
(4)将所述步骤(3)中的浓缩液加入多级分子蒸馏器内，蒸馏过程包括如下步骤：
1)取步骤(3)中浓缩液360ml加入进料罐中，进料保温温度调节至40℃，向冷阱中加入液氮，调节主蒸发器温度120℃，内冷器温度10℃，开启真空泵，调节真空度为5mbar，开启进料齿轮泵，进料泵频率9.9Hz，转子转速388r/min；
2)5min后，调节真空度至15.2mbar，调节主蒸发器温度至130℃，按此条件蒸馏40min后进行收集，得到轻组分A1和重组份B1；
3)将上述重组份B1全部加入进料罐中，调节主蒸发器温度至150℃，真空度5mbar，内冷器温度设定为20℃，其他条件不变，蒸馏40min后进行收集，得到轻组分A2和重组份B2；
4)将上述重组份B2全部加入进料罐中，调节真空度0.5mbar，其他条件不变，待冷凝管有大量液体出现时，增加进料频率至11.5Hz，按此条件处理45min后收集，得到轻组分A3和重组份B3；
5)清洗设备，将上述重组份B3全部加入进料罐中，调节主蒸发器温度至140℃，其他条件不变处理45min，收集得到轻组分A4和重组份B4；
6)收集上述轻组分A1～A4即得1,2,4-丁三醇，纯度为98％(HPLC)。
实施例2
实施例2提供的从重组大肠杆菌发酵液中分离制备高纯度1,2,4-丁三醇的方法，包括以下步骤：
(1)对重组大肠杆菌发酵液进行离心预处理，在8000rpm转速条件下离心12min得到预处理液；
将所述预处理液依次以孔径为0.30μm和0.15μm的微滤膜进行微滤，得到第一滤液；
将所述第一滤液在GM-030卷式膜小型试验机中进行多级过滤，调整多级过滤的流速50ml/min，压力为0.05MPa，并按如下步骤进行：
1)将部分第一滤液连续加入试验机中，采用直径为30000Da的超滤膜进行进行过滤，待收集的透过液体积为第一滤液体积的3/4时，停止收集，在试验机中加入与剩余滤液等体积的水，开机混匀后继续第二次收集，如此重复操作4次；
2)对步骤1)收集的滤液依次以孔径为5000Da和1000Da的超滤膜进行过滤，过滤方法和步骤1)相同，多级超滤过后，得到粗滤液；
(2)将所述步骤(1)中的粗滤液和活性炭按照10/1的比例混合，在脱色柱内进行脱色处理，重复3次，得到脱色滤液；
(3)将所述步骤(2)中的脱色滤液加入真空旋转蒸发器内进行浓缩，调整真空旋转蒸发器的温度为90℃，真空度0.1MPa，旋转速度90r/min，蒸发20min后将原液浓缩至1/10，得到浓缩液；
(4)将所述步骤(3)中的浓缩液加入多级分子蒸馏器内，蒸馏过程包括如下步骤：
1)取步骤(3)中浓缩液360ml加入进料罐中，进料保温温度调节至40℃，向冷阱中加入液氮，调节主蒸发器温度120℃，内冷器温度10℃，开启真空泵，调节真空度为5mbar，开启进料齿轮泵，进料泵频率9.9Hz，转子转速388r/min；
2)5min后，调节真空度至15.2mbar，调节主蒸发器温度至130℃，按此条件蒸馏30min后进行收集，得到轻组分A1和重组份B1；
3)将上述重组份B1全部加入进料罐中，调节主蒸发器温度至150℃，真空度5mbar，内冷器温度设定为20℃，其他条件不变，蒸馏30min后进行收集，得到轻组分A2和重组份B2；
4)将上述重组份B2全部加入进料罐中，调节真空度0.5mbar，其他条件不变，待冷凝管有大量液体出现时，增加进料频率至11.5Hz，按此条件处理35min后收集，得到轻组分A3和重组份B3；
5)清洗设备，将上述重组份B3全部加入进料罐中，调节主蒸发器温度至140℃，其他条件不变处理35min，收集得到轻组分A4和重组份B4；
6)收集上述轻组分A1～A4即得1,2,4-丁三醇，纯度为97％(HPLC)。
实施例3
实施例3提供的从重组大肠杆菌发酵液中分离制备高纯度1,2,4-丁三醇的方法，包括以下步骤：
(1)对重组大肠杆菌发酵液进行离心预处理，在16000rpm转速条件下离心1min得到预处理液；
将所述预处理液依次以孔径为0.50μm和0.25μm的微滤膜进行微滤，得到第一滤液；
将所述第一滤液在GM-030卷式膜小型试验机中进行多级过滤，调整多级过滤的流速200ml/min，压力为0.1MPa，并按如下步骤进行：
1)将部分第一滤液连续加入试验机中，采用直径为30000Da的超滤膜进行进行过滤，待收集的透过液体积为第一滤液体积的1/2时，停止收集，在试验机中加入与剩余滤液等体积的水，开机混匀后继续第二次收集，如此重复操作4次；
2)对步骤1)收集的滤液依次以孔径为5000Da和1000Da的超滤膜进行过滤，过滤方法和步骤1)相同，多级超滤过后，得到粗滤液；
(2)将所述步骤(1)中的粗滤液和活性炭按照10/4的比例混合，在脱色柱内进行脱色处理，重复3次，得到脱色滤液；
(3)将所述步骤(2)中的脱色滤液加入真空旋转蒸发器内进行浓缩，调整真空旋转蒸发器的温度为90℃，真空度0.2MPa，旋转速度150r/min，蒸发20min后将原液浓缩至1/10，得到浓缩液；
(4)将所述步骤(3)中的浓缩液加入多级分子蒸馏器内，蒸馏过程包括如下步骤：
1)取步骤(3)中浓缩液360ml加入进料罐中，进料保温温度调节至40℃，向冷阱中加入液氮，调节主蒸发器温度120℃，内冷器温度10℃，开启真空泵，调节真空度为15mbar，开启进料齿轮泵，进料泵频率9.9Hz，转子转速500r/min；
2)5min后，调节真空度至25.0mbar，调节主蒸发器温度至130℃，按此条件蒸馏60min后进行收集，得到轻组分A1和重组份B1；
3)将上述重组份B1全部加入进料罐中，调节主蒸发器温度至150℃，真空度5mbar，内冷器温度设定为20℃，其他条件不变，蒸馏40min后进行收集，得到轻组分A2和重组份B2；
4)将上述重组份B2全部加入进料罐中，调节真空度0.5mbar，其他条件不变，待冷凝管有大量液体出现时，增加进料频率至11.5Hz，按此条件处理60min后收集，得到轻组分A3和重组份B3；
5)清洗设备，将上述重组份B3全部加入进料罐中，调节主蒸发器温度至140℃，其他条件不变处理60min，收集得到轻组分A4和重组份B4；
6)收集上述轻组分A1～A4即得1,2,4-丁三醇，纯度为96％(HPLC)。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种从重组大肠杆菌发酵液中分离制备高纯度1,2,4-丁三醇的方法，包括以下步骤：
(1)对重组大肠杆菌发酵液进行离心预处理，得到预处理液；
将所述预处理液进行微滤，得到第一滤液；
将所述第一滤液进行多级超滤，得到粗滤液；
(2)将所述步骤(1)中的粗滤液和活性炭混合进行脱色处理，得到脱色滤液；
(3)将所述步骤(2)中的脱色滤液进行浓缩处理，得到浓缩液；
(4)将所述步骤(3)中的浓缩液进行多级分子蒸馏处理，得到纯度98％以上的1,2,4-丁三醇。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中离心预处理的转速为8000～16000rpm，时间为1～12min；
所述微滤具体为：将所述预处理液依次以孔径为R1和R2的微滤膜进行微滤；所述R1为0.3～0.6μm，R2为0.10～0.25μm。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多级超滤在卷式膜小型试验机中进行，所述多级过滤的流速50～200ml/min，压力为0.05～0.2MPa。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中多级超滤的步骤如下：
1)将部分第一滤液连续加入试验机中，采用直径为R3的超滤膜进行进行过滤，待收集的透过液体积为第一滤液体积的1/2～3/4时，停止收集，在试验机中加入与剩余滤液等体积的水，开机混匀后继续第二次收集，如此重复操作4次；
2)对步骤1)收集的滤液依次以孔径为R4和R5的超滤膜进行过滤，过滤方法和步骤1)相同；
所述R3为20000～40000Da，R4为4000～6000Da，R5为500～1500Da。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的脱色次数为3次，单次脱色用活性炭和粗滤液的比例为1/10～1/1。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中浓缩处理采用真空旋转蒸发的方式，所述真空旋转蒸发的温度为70～90℃，真空度0.05～0.1MPa，蒸发时间为20～40min，旋转速度90～250r/min，浓缩程度至原液体积的1/8～1/10。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中的多级分子蒸馏在分子蒸馏器中进行；所述多级分子蒸馏具体为：
1)取步骤(3)中浓缩液加入进料罐中，进料保温温度调节至30～40℃，向冷阱中加入液氮，调节主蒸发器温度100～140℃，内冷器温度5～15℃，开启真空泵，调节真空度为5～15mbar，开启进料齿轮泵，进料泵频率9.9Hz，转子转速100～500r/min；
2)5～10min后，调节真空度至10～25.2mbar，调节主蒸发器温度至110～150℃，按此条件蒸馏50～80min后进行收集，得到轻组分A1和重组份B1；
3)将上述重组份B1全部加入进料罐中，调节主蒸发器温度至100～150℃，真空度5～15mbar，内冷器温度设定为10～20℃，其他条件不变，蒸馏30～60min后进行收集，得到轻组分A2和重组份B2；
4)将上述重组份B2全部加入进料罐中，调节真空度0.5～0.8mbar，其他条件不变，待冷凝管有大量液体出现时，增加进料频率至11.5Hz，按此条件处理30～60min后收集，得到轻组分A3和重组份B3；
5)清洗设备，将上述重组份B3全部加入进料罐中，调节主蒸发器温度至140℃，其他条件不变处理30～60min，收集得到轻组分A4和重组份B4；
6)收集上述轻组分A1～A4即得高纯度1,2,4-丁三醇。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN110759811A (zh) * | 2019-08-23 | 2020-02-07 | 北京理工大学 | 一种用活性炭纤维膜对1,2,4-丁三醇发酵液脱色的方法 |
| CN112209809A (zh) * | 2020-10-20 | 2021-01-12 | 南京工业大学 | 一种利用阴离子交换树脂对丁三醇发酵液进行脱色的方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005068642A2 (en) * | 2003-10-01 | 2005-07-28 | Board Of Trustees Operating Michigan State University | Bacterial synthesis of 1,2,4-butanetriol enantiomers |
| CN102249856A (zh) * | 2011-07-18 | 2011-11-23 | 南京工业大学 | 一种从酵母发酵液中分离纯化赤藓糖醇的方法 |
| CN106148429A (zh) * | 2016-08-25 | 2016-11-23 | 南京工业大学 | 一种生物转化纤维素水解液生产d‑1,2,4‑丁三醇的方法 |
| CN107021874A (zh) * | 2016-08-04 | 2017-08-08 | 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 | 一种从微生物发酵液中分离精制1,2,4‑丁三醇的方法 |
| CN107501045A (zh) * | 2017-08-21 | 2017-12-22 | 南京工业大学 | 一种利用大孔吸附树脂从发酵液中分离提纯丁三醇的方法 |
-
2018
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005068642A2 (en) * | 2003-10-01 | 2005-07-28 | Board Of Trustees Operating Michigan State University | Bacterial synthesis of 1,2,4-butanetriol enantiomers |
| CN102249856A (zh) * | 2011-07-18 | 2011-11-23 | 南京工业大学 | 一种从酵母发酵液中分离纯化赤藓糖醇的方法 |
| CN107021874A (zh) * | 2016-08-04 | 2017-08-08 | 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 | 一种从微生物发酵液中分离精制1,2,4‑丁三醇的方法 |
| CN106148429A (zh) * | 2016-08-25 | 2016-11-23 | 南京工业大学 | 一种生物转化纤维素水解液生产d‑1,2,4‑丁三醇的方法 |
| CN107501045A (zh) * | 2017-08-21 | 2017-12-22 | 南京工业大学 | 一种利用大孔吸附树脂从发酵液中分离提纯丁三醇的方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110759811A (zh) * | 2019-08-23 | 2020-02-07 | 北京理工大学 | 一种用活性炭纤维膜对1,2,4-丁三醇发酵液脱色的方法 |
| CN112209809A (zh) * | 2020-10-20 | 2021-01-12 | 南京工业大学 | 一种利用阴离子交换树脂对丁三醇发酵液进行脱色的方法 |
| CN112209809B (zh) * | 2020-10-20 | 2022-01-04 | 南京工业大学 | 一种利用阴离子交换树脂对丁三醇发酵液进行脱色的方法 |
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