CN110241149A - 新型氮源及其生产长链二元酸的方法 - Google Patents

新型氮源及其生产长链二元酸的方法 Download PDF

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    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/64—Fats; Fatty oils; Ester-type waxes; Higher fatty acids, i.e. having at least seven carbon atoms in an unbroken chain bound to a carboxyl group; Oxidised oils or fats
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Abstract

本发明公开了一种新型氮源及其生产长链二元酸的方法，涉及化工原料生产技术领域。本发明新型氮源由以下重量份的组分组成：热带假丝酵母菌干粉制剂5‑10份、液氨6‑9份、棉籽蛋白粉3‑5份、全脂花生粉1‑3份、黄豆饼粉15‑36份、玉米浆干粉9‑10份、磷酸二氢钙0.008‑0.015份、碳酸钙0.1‑0.8份。本发明通过各种天然有机氮源原料的组合配制，调配补足了发酵反应所需氨基酸和含量，避免了添加氨基酸造成的成本过高，并通过调节基底pH值，提高了培养基氮源的稳定性，具有较好的反应产酸效果，提高了产酸率。

Description

新型氮源及其生产长链二元酸的方法
技术领域
本发明属于化工原料生产技术领域，特别是涉及一种新型氮源，及一种新型氮源生产长链二元酸的方法。
背景技术
长链二元酸是指碳链中含有10个以上碳原子的直链脂肪族二元羧酸。该产品可以合成特种尼龙、高级麝香、粘合剂、热熔胶等高附加值特殊工业化学品，是重要的精细化工中间体，也可以合成医药农药等。由于碳10以上的二元酸自然界中不存在，因此只能通过人工合成获取。目前国内外生产长链二元酸主要有两种方法:化学法和发酵法。与微生物发酵法相比，化学法生产长链二元酸条件苛刻、工艺复杂、不够环保，且产品质量差，因此众多研究者将目标转向有广阔发展前景、工业价值大的微生物发酵上来。微生物发酵法是以正构烷烃为原料，利用热带假丝酵母菌的氧化性能，在常温常压下氧化正构烷烃两端的甲基，生成基质烷烃相应链长的二元酸。以十二碳二元酸为例，在目前十二碳二元酸发酵生产中发现正构烷烃转化率低、成本高等问题，而研究发现影响其发酵结果的原因由氮源等营养成分对菌体发酵产酸的影响造成。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型氮源及其生产长链二元酸的方法，以解决背景技术中所提到的问题，提高发酵法生产长链二元酸的产酸率，降低生产成本。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种新型氮源及其生产长链二元酸的方法，所述新型氮源由以下重量份的组分组成：
热带假丝酵母菌干粉制剂5-10份、液氨6-9份、棉籽蛋白粉3-5份、全脂花生粉1-3份、黄豆饼粉15-36份、玉米浆干粉9-10份、磷酸二氢钙0.008-0.015份、碳酸钙0.1-0.8份。
进一步地，所述新型氮源的制备方法包括：按照重量份称取液氨、棉籽蛋白粉、全脂花生粉、黄豆饼粉、玉米浆干粉、磷酸二氢钙、碳酸钙并混合得到混合料，按照重量份称取热带假丝酵母菌干粉制剂并且加入酸性溶液中溶解，调节pH值在2至6之间，得到热带假丝酵母菌丝溶液，再将菌丝溶液喷洒到所述混合料中，搅拌均匀。
进一步地，所述的一种新型氮源生产长链二元酸的方法，包括以下几个步骤：
步骤一、增加发酵底物，制备发酵培养基，通过发酵将底物转换为长链二元酸，所述发酵培养基的基底组成为：新型氮源5％-9％、蔗糖3％-5％、乳化剂0.007％-0.05％、KCl2％-3.5％、NaCl0.5％-0.8％、消泡剂0.01％-0.08％，余量为水；
步骤二、将发酵液静置1-2h后加入板框压滤机过滤得到长链二元酸清液；
步骤三、将所述长链二元酸清液转移至脱色罐中，并且加入有机溶剂，同时向脱色罐中加入活性炭进行脱色处理1-2h，得到脱色液，反应温度在75-95℃；
步骤四、将所述脱色液在60-80℃环境下结晶1-3h，再降温至15-30℃保温1-3h待物料完全结晶后得到长链二元酸结晶液，再通过离心式过滤机过滤得到长链二元酸结晶体；
步骤五、将所述长链二元酸结晶体加入结晶罐中，再加入水在80-125℃下保温1-2h，再降温至25-35℃待物料完全结晶，最后通过离心分离机分离及闪蒸干燥器干燥得到长链二元酸成品。
进一步地，所述步骤一中的发酵反应条件为：菌株接种量：10％-20％，发酵温度：28℃-32℃，发酵罐罐压:0.06-0.1MPa，通风量为1:0.1-0.5vvm，培养时间：2-2.5h，pH值：发酵前期菌体生长4.5-5.5，发酵中后期转化6.0-7.5。
进一步地，所述步骤三中的有机溶剂为乙酸，添加的乙酸与所述长链二元酸清液的质量比为4-2:1。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过各种天然有机氮源原料的组合配制，调配补足了发酵反应所需氨基酸和含量，避免了添加氨基酸造成的成本过高，并通过调节基底pH值，提高了培养基氮源的稳定性，具有较好的反应产酸效果，提高了产酸率。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本实施例新型氮源主要由以下重量份的组分组成：
热带假丝酵母菌干粉制剂5份、液氨9份、棉籽蛋白粉3份、全脂花生粉3份、黄豆饼粉15份、玉米浆干粉10份、磷酸二氢钙0.015份、碳酸钙0.1份；新型氮源的制备方法包括：按照重量份称取液氨、棉籽蛋白粉、全脂花生粉、黄豆饼粉、玉米浆干粉、磷酸二氢钙、碳酸钙并混合得到混合料，按照重量份称取热带假丝酵母菌干粉制剂并且加入酸性溶液中溶解，调节pH值在2至6之间，得到热带假丝酵母菌丝溶液，再将菌丝溶液喷洒到混合料中，搅拌均匀。
通过新型氮源生产长链二元酸的方法主要包括以下几个步骤：
步骤一、增加发酵底物，制备发酵培养基，通过发酵将底物转换为长链二元酸，发酵反应条件为：菌株接种量：10％-20％，发酵温度：28℃-32℃，发酵罐罐压:0.06-0.1MPa，通风量为1:0.1-0.5vvm，培养时间：2-2.5h，pH值：发酵前期菌体生长4.5-5.5，发酵中后期转化6.0-7.5。发酵培养基的基底组成为：新型氮源5％-9％、蔗糖3％-5％、乳化剂0.007％-0.05％、KCl2％-3.5％、NaCl0.5％-0.8％、消泡剂0.01％-0.08％，余量为水；
步骤二、将发酵液静置1-2h后加入板框压滤机过滤得到长链二元酸清液；
步骤三、将长链二元酸清液转移至脱色罐中，并且加入有乙酸，添加的乙酸与长链二元酸清液的质量比为4-2:1，同时向脱色罐中加入活性炭进行脱色处理1-2h，其中，加入的活性炭量为长链二元酸清液体积的1％-6％，得到脱色液，反应温度在75-95℃；
步骤四、将脱色液在60-80℃环境下结晶1-3h，再降温至15-30℃保温1-3h待物料完全结晶后得到长链二元酸结晶液，再通过离心式过滤机过滤得到长链二元酸结晶体；
步骤五、将长链二元酸结晶体加入结晶罐中，再加入水在80-125℃下保温1-2h，再降温至25-35℃待物料完全结晶，最后通过离心分离机分离及闪蒸干燥器干燥得到长链二元酸成品。
实施例二
本实施例新型氮源主要由以下重量份的组分组成：
热带假丝酵母菌干粉制剂10份、液氨6份、棉籽蛋白粉5份、全脂花生粉1份、黄豆饼粉36份、玉米浆干粉9份、磷酸二氢钙0.008份、碳酸钙0.8份；新型氮源的制备方法包括：按照重量份称取液氨、棉籽蛋白粉、全脂花生粉、黄豆饼粉、玉米浆干粉、磷酸二氢钙、碳酸钙并混合得到混合料，按照重量份称取热带假丝酵母菌干粉制剂并且加入酸性溶液中溶解，调节pH值在2至6之间，得到热带假丝酵母菌丝溶液，再将菌丝溶液喷洒到混合料中，搅拌均匀。
通过新型氮源生产长链二元酸的方法主要包括以下几个步骤：
步骤一、增加发酵底物，制备发酵培养基，通过发酵将底物转换为长链二元酸，发酵反应条件为：菌株接种量：10％-20％，发酵温度：28℃-32℃，发酵罐罐压:0.06-0.1MPa，通风量为1:0.1-0.5vvm，培养时间：2-2.5h，pH值：发酵前期菌体生长4.5-5.5，发酵中后期转化6.0-7.5。发酵培养基的基底组成为：新型氮源5％-9％、蔗糖3％-5％、乳化剂0.007％-0.05％、KCl2％-3.5％、NaCl0.5％-0.8％、消泡剂0.01％-0.08％，余量为水；
步骤二、将发酵液静置1-2h后加入板框压滤机过滤得到长链二元酸清液；
步骤三、将长链二元酸清液转移至脱色罐中，并且加入有乙酸，添加的乙酸与长链二元酸清液的质量比为4-2:1，同时向脱色罐中加入活性炭进行脱色处理1-2h，其中，加入的活性炭量为长链二元酸清液体积的1％-6％，得到脱色液，反应温度在75-95℃；
步骤四、将脱色液在60-80℃环境下结晶1-3h，再降温至15-30℃保温1-3h待物料完全结晶后得到长链二元酸结晶液，再通过离心式过滤机过滤得到长链二元酸结晶体；
步骤五、将长链二元酸结晶体加入结晶罐中，再加入水在80-125℃下保温1-2h，再降温至25-35℃待物料完全结晶，最后通过离心分离机分离及闪蒸干燥器干燥得到长链二元酸成品。
实施例三
本实施例新型氮源主要由以下重量份的组分组成：
热带假丝酵母菌干粉制剂8份、液氨7份、棉籽蛋白粉4份、全脂花生粉2份、黄豆饼粉25份、玉米浆干粉9.5份、磷酸二氢钙0.01份、碳酸钙0.4份；新型氮源的制备方法包括：按照重量份称取液氨、棉籽蛋白粉、全脂花生粉、黄豆饼粉、玉米浆干粉、磷酸二氢钙、碳酸钙并混合得到混合料，按照重量份称取热带假丝酵母菌干粉制剂并且加入酸性溶液中溶解，调节pH值在2至6之间，得到热带假丝酵母菌丝溶液，再将菌丝溶液喷洒到混合料中，搅拌均匀。
通过新型氮源生产长链二元酸的方法主要包括以下几个步骤：
步骤一、增加发酵底物，制备发酵培养基，通过发酵将底物转换为长链二元酸，发酵反应条件为：菌株接种量：10％-20％，发酵温度：28℃-32℃，发酵罐罐压:0.06-0.1MPa，通风量为1:0.1-0.5vvm，培养时间：2-2.5h，pH值：发酵前期菌体生长4.5-5.5，发酵中后期转化6.0-7.5。发酵培养基的基底组成为：新型氮源5％-9％、蔗糖3％-5％、乳化剂0.007％-0.05％、KCl2％-3.5％、NaCl0.5％-0.8％、消泡剂0.01％-0.08％，余量为水；
步骤二、将发酵液静置1-2h后加入板框压滤机过滤得到长链二元酸清液；
步骤三、将长链二元酸清液转移至脱色罐中，并且加入有乙酸，添加的乙酸与长链二元酸清液的质量比为4-2:1，同时向脱色罐中加入活性炭进行脱色处理1-2h，其中，加入的活性炭量为长链二元酸清液体积的1％-6％，得到脱色液，反应温度在75-95℃；
步骤四、将脱色液在60-80℃环境下结晶1-3h，再降温至15-30℃保温1-3h待物料完全结晶后得到长链二元酸结晶液，再通过离心式过滤机过滤得到长链二元酸结晶体；
步骤五、将长链二元酸结晶体加入结晶罐中，再加入水在80-125℃下保温1-2h，再降温至25-35℃待物料完全结晶，最后通过离心分离机分离及闪蒸干燥器干燥得到长链二元酸成品。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种新型氮源，其特征在于：由以下重量份的组分组成：
热带假丝酵母菌干粉制剂5-10份、液氨6-9份、棉籽蛋白粉3-5份、全脂花生粉1-3份、黄豆饼粉15-36份、玉米浆干粉9-10份、磷酸二氢钙0.008-0.015份、碳酸钙0.1-0.8份。
2.根据权利要求1所述的一种新型氮源，其特征在于，所述新型氮源的制备方法包括：按照重量份称取液氨、棉籽蛋白粉、全脂花生粉、黄豆饼粉、玉米浆干粉、磷酸二氢钙、碳酸钙并混合得到混合料，按照重量份称取热带假丝酵母菌干粉制剂并且加入酸性溶液中溶解，调节pH值在2至6之间，得到热带假丝酵母菌丝溶液，再将菌丝溶液喷洒到所述混合料中，搅拌均匀。
3.根据权利要求1或2所述的一种新型氮源生产长链二元酸的方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
步骤一、增加发酵底物，制备发酵培养基，通过发酵将底物转换为长链二元酸，所述发酵培养基的基底组成为：新型氮源5％-9％、蔗糖3％-5％、乳化剂0.007％-0.05％、KCl2％-3.5％、NaCl0.5％-0.8％、消泡剂0.01％-0.08％，余量为水；
步骤二、将发酵液静置1-2h后加入板框压滤机过滤得到长链二元酸清液；
步骤三、将所述长链二元酸清液转移至脱色罐中，并且加入有机溶剂，同时向脱色罐中加入活性炭进行脱色处理1-2h，得到脱色液，反应温度在75-95℃；
步骤四、将所述脱色液在60-80℃环境下结晶1-3h，再降温至15-30℃保温1-3h待物料完全结晶后得到长链二元酸结晶液，再通过离心式过滤机过滤得到长链二元酸结晶体；
步骤五、将所述长链二元酸结晶体加入结晶罐中，再加入水在80-125℃下保温1-2h，再降温至25-35℃待物料完全结晶，最后通过离心分离机分离及闪蒸干燥器干燥得到长链二元酸成品。
4.根据权利要求3所述的一种新型氮源生产长链二元酸的方法，其特征在于，所述步骤一中的发酵反应条件为：菌株接种量：10％-20％，发酵温度：28℃-32℃，发酵罐罐压:0.06-0.1MPa，通风量为1:0.1-0.5vvm，培养时间：2-2.5h，pH值：发酵前期菌体生长4.5-5.5，发酵中后期转化6.0-7.5。
5.根据权利要求3所述的一种新型氮源及其生产长链二元酸的方法，其特征在于，所述步骤三中的有机溶剂为乙酸，添加的乙酸与所述长链二元酸清液的质量比为4-2:1。
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