CN1102571C - 一种精制长链二元酸的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种从C10～C18正构烷烃发酵液中提取并精制长链二元酸的方法。本发明祢补了现有精制方法具有的操作复杂、生产成本高、产品纯度低、色度高的缺陷。本发明利用一次酸化及一次熔融脱色的工艺有效地降低了产品中蛋白质和色素等杂质含量，制得外观呈白色、总酸含量大于98w%的长链二元酸产品。
Description
本发明涉及一种C10～C18二元酸精制的方法，特别是从C10～C18正构烷烃发酵液中提取并精制长链二元酸的方法。
长链二元酸通常为利用微生物发酵正构烷烃而得到的代谢产物。其发酵液是一复杂的多相体系，其中含有未反应的正构烷烃、微生物细胞及碎片、未利用的培养基和代谢产物以及微生物的分泌物等，尤其是其中含有大量蛋白质、色素等杂质，严重影响产品的纯度和外观质量，并给长链二元酸的提取与精制带来了困难。
目前精制长链二元酸的方法一般分为溶剂法和水相法两大类。虽然产品质量达到了一定的标准，但其操作步骤比较繁琐，导致生产成本高制约了其应用。日本矿业公司在JP56---26193、JP56---26194中提出了水相法分离二元酸的方法，是将终止发酵液经碱化静置、离心除菌、加硅藻土吸附未反应物和反应副产物后过滤，滤液经酸析结晶，最后经过滤和干燥操作得到二元酸产品。其操作过程虽然简便但上述方法存在的主要问题是碱化静止过程细胞自溶，使细胞内蛋白质、色素等杂质溶入发酵液中，使回收的产品外观呈淡茶色，蛋白含量高，产品纯度低。
本发明的目的在于提供一种流程短、步骤简单、成本低的长链二元酸的精制方法，本方法精制的长链二元酸产品外观呈白色，蛋白质含量降低，产品纯度高。
本发明长链二元酸的精制方法为：将长链二元酸粗产品加热熔融，然后加入吸附剂吸附杂质，保温过滤出吸附剂后降温结晶得到精制长链二元酸产品。
所述的长链二元酸粗产品加热熔融温度最好为其熔融温度以上0～40℃，温度不宜太高，否则易引起二元酸断链或炭化。吸附剂为活性炭、活性白土，吸附剂加入量为长链二元酸重量的10～20％，吸附时间为30～60min。
所述的长链二元酸粗产品中可能含有色素、蛋白质、水及不溶杂质中的一种或几种。长链二元酸粗产从正构烷烃发酵液中分离出来，可以采用通常的方法获得，如可以采用下列方案：
(1)将正构烷烃发酵液加热并静置，分去上层烷烃及菌体，然后降温并过滤，得到滤液加酸酸化至pH2.0～4.0，然后加热，并保温1h后过滤得到粗酸产品。
具体条件为：将终止发酵液加热85～100℃，静置约2h，然后分去上层残留的烷烃，再降温至60℃以下，加入助滤剂，过滤除去菌体等杂质得到清液。把得到的清液加酸调节pH值至2.0～4.0，并加热至80～95℃，保温约1h，然后将温度降至室温过滤，得到粗酸产品。
(2)将正构烷烃发酵液加热到75℃～90℃，并酸化至pH值2.0～4.0，静置2h后分离回收烷烃，然后降温并过滤得到含有菌体的粗酸产品。
在发酵液加热酸化并加热过程中，使发酵液中大部分蛋白质变性析出，然后可以在后继过滤步骤中除去。烷烃回收时必须分净，否则过滤速度会变慢。
本发明上述的酸化所用的酸(浓度任意)可以是H2SO4、HNO3、HCl或H3PO4，所用的助滤剂可以是硅藻土。
本发方法可以精制单一一种长链二元酸产品，也可以精制混合长链二元酸产品，碳链长度为C10～C18。
本发明利用一次酸化及一次熔融脱色的工艺，使产物结晶纯化。在获得粗酸产品过程中，发酵液经酸化过滤使可溶性蛋白质及部分色素随滤液除去；在熔融脱色阶段，粗酸产品加热熔融，通过吸附剂使熔融物料中的蛋白及大部分色素脱除。由此获得的长链二元酸产品具有较高的纯度及较低的色度。
本发明工艺步骤简便合理，处理成本低廉，且生产过程中的三废无污染。利用本方法制备的二元酸外观呈白色，总酸纯度大于98％，氮含量小于50μg/g，收率大于85w％，色度小于45(铂钴色号)，可以广泛用于合成高级香料、高级热熔胶等产品。
实施例1
取200ml由热带假丝酵母菌发酵得到十三碳二元酸，浓度为1·30g/l，pH7.6的发酵液，用3mol/l的H2SO4将pH值调至4.0，加热至80℃，静置2h，分去溶液上层残留的烷烃，然后降至室温，经过滤和洗涤得到含菌体的十三碳二元酸粗滤饼。
把得到含菌体的十三碳二元酸粗滤饼加热至熔融温度以上10℃，然后加入2.6g活性炭保温脱色30min，然后经过滤、冷却结晶得到二元酸产品。产品性质见表1。
实施例2
取200ml由热带假丝酵母菌发酵得到十二碳二元酸，浓度为124g/l，pH7.6的发酵液。将终止发酵液加热95℃，然后静置约2h，分去液面上层残留的烷烃，再降温至60℃以下，加入助滤剂过滤，得到清液。于清液中加酸调节pH值至2.4，并加热至95℃，然后保温约1h，再降至室温，经过滤、洗涤得到粗酸滤饼。
把制得的粗酸滤饼加热至熔融以上20℃，然后加入2.5g活性炭，吸附约45min，然后经保温过滤、冷却结晶得到长链二元酸精产品。产品性质见表1。
实施例3
取200ml十碳二元酸浓度为120g/l，pH7.9的发酵液，将终止发酵液加热90℃，然后静置约2h，分去液面上层残留的烷烃，再降温至60℃以下，加入助滤剂过滤得到清液。于清液中加3mol/l的H2SO4调pH至6.5，加热至90℃，然后保温约1h，再降至室温，经过滤、洗涤得到粗酸滤饼。
把制得的粗酸滤饼加热至熔融以上10℃，然后加入2.5g活性炭，吸附约40min，然后经保温过滤、冷却结晶得到长链二元酸精产品。产品性质见表1。
实施例4
取200ml浓度为35g/l，pH8.2的十八碳二元酸发酵液，用3mol/l的H2SO4调pH值至3.0，加热至90℃，静置2h，分去溶液中残留的烷烃，然后冷却至室温，经过滤、洗涤得到含菌体的十八碳二元酸滤饼。
把制得的粗酸滤饼加热至熔融以上30℃，然后加入0.8g活性炭，吸附约30min，然后保温过滤，得到长链二元酸精产品。产品性质见表1。
实施例5
取200ml浓度为113g/l，pH8.2的十三和十四碳二元酸发酵液，用3mol/l的H2SO4调pH值至3.0，加热至90℃，静置2h，分去溶液中残留的烷烃，然后冷却至室温，经过滤、洗涤得到含菌体的十三、十四碳混合二元酸滤饼。
把制得的粗酸滤饼加热至熔融以上40℃，然后加入3.5g活性炭，吸附约50min，然后保温过滤，得到长链二元酸精产品。产品性质见表1。
表1
| 项目 | 总酸含量(w％) | 长链二元酸单酸含量(w％) | 产品烷烃含量 | 色度 | 氮含量(μg/g) | 产品收率(w％) | 产品外观 |
| 实例1 | 98.15 | 97.13 | 未检出 | 28 | 24.7 | 87.8 | 白色 |
| 实例2 | 98.87 | 97.21 | 未检出 | 34 | 27.3 | 85.9 | 白色 |
| 实例3 | 98.21 | 96.81 | 未检出 | 36 | 23.2 | 88.2 | 白色 |
| 实例4 | 98.64 | 97.45 | 未检出 | 31 | 26.1 | 86.4 | 白色 |
| 实例5 | 99.15 | / | 未检出 | 32 | 27.2 | 86.5 | 白色 |
Claims (10)
1、一种长链二元酸的精制方法，将长链二元酸粗产品加热熔融，然后加入吸附剂吸附杂质，保温过滤出吸附剂后降温结晶得到精制长链二元酸产品，其中长链二元酸为C10～C18的二元酸。
2、按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的长链二元酸粗产品加热熔融温度为其熔点以上0～40℃。
3、按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的吸附剂为活性炭或活性白土。
4、按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的吸附剂加入量为长链二元酸重量的10～20％。
5、按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的吸附处理时间为30～60分钟。
6、按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的长链二元酸粗产品的制备方法为：将正构烷烃发酵液加热并静置，分去上层烷烃及菌体，然后降温并过滤，得到滤液加酸酸化至pH2.0～4.0，然后加热，并保温1h后过滤得到粗酸产品。
7、按照权利要求6所述的方法，其特征在于所述的将终止发酵液加热的温度为85～100℃，所述的酸化加热温度为80～95℃。
8、按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的长链二元酸粗产品的制备方法为：将正构烷烃发酵液加热到75℃～90℃，并酸化至pH值2.0～4.0，静置分离回收烷烃，然后降温并过滤得到含有菌体的粗酸产品。
9、按照权利要求6或8所述的方法，其特征在于酸化所用的酸为H2SO4、HNO3、HCl或H3PO4。
10、按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的长链二元酸粗产品中含有单一一种长链二元酸，或含有两种或两种以上混合长链二元酸。
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