CN111517919B - 一种提取发酵法的多元醇的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种提取发酵法的多元醇的方法，具体是：多元醇发酵液经浓缩后精馏提纯PDO，所述浓缩为蒸发脱水；蒸发脱水后的蒸汽冷凝水经反渗透膜过滤，反渗透的渗余液回流到蒸发脱水，反渗透的渗透液可回用于发酵配料、作为清洗水或者进行污水处理；蒸发脱水后的浓缩液含水量为5～25wt％；PDO的收率≥99.5％。本发明的方法达到了水资源循环利用的目的，降低浓缩过程PDO和BDO的产品损失，大幅减少废水产生量，可以利用多效蒸发脱除发酵液中94％～99.5％的水，剩下0.5％～6％的水通过精馏脱除，充分发挥多效蒸发能耗低、精馏脱水能耗高的特点，减少精馏脱水的负荷，降低发酵液脱水能耗。

Description

一种提取发酵法的多元醇的方法

技术领域

本发明属PDO生物制备技术领域，涉及一种提取发酵法的多元醇的方法。

背景技术

1,3-丙二醇(PDO)和2,3-丁二醇(BDO)都是重要的化工原料，PDO是合成记忆纤维聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)的关键原料。生物法PDO生产技术长期被杜邦公司垄断，使得PTT纤维一直无法大规模生产。

BDO作为化工产品可直接用于多种行业，例如可用作有机溶剂、化妆品原料、风味添加剂、燃料的添加剂等。

在微生物发酵法生产PDO和BDO过程中，发酵液经除菌、脱盐后，发酵液通常采用浓缩脱除发酵液中主要的水。蒸发脱水过程中伴随有少量PDO和BDO的产品蒸发进入冷凝水中，二者在蒸汽冷凝水中的浓度分别达到1～4g/l和2～8g/l，导致产品收率下降，罗吉安等通过Aspen模拟软件模拟计算了PDO发酵液蒸发脱水过程中的产品损失与操作压力的关系，并模拟了浓缩到不同含水量情况下产品的损失。在优化条件下，浓缩至浓缩液含水量30％，PDO损失率为2.27％，年产2万吨PDO工厂，每年PDO蒸发脱水工序损失PDO高达454吨，BDO损失更是高达1362吨，经济价值可达三千余万元，如能实现回收，对企业经济效益有显著提升。常规降低浓缩过程中产品损失的办法需采用多效精馏蒸发，但该工艺设备投资和能耗都非常高。多效精馏塔顶蒸发的馏分有一部分要冷凝后返回到精馏塔内重复精馏，使得精馏能耗显著高于多效蒸发，此外多效精馏塔内有填料或者塔板，结构比多效蒸发复杂，相同生产能力的多效精馏设备投资远高于多效蒸发。

发明专利201811010380.1公开了一种浓缩1,3-丙二醇发酵液的方法，该方法通过在蒸发器后增加吸收塔的方法可提高1,3-丙二醇的收率，但是吸收液的加入，会提高浓缩能耗。此外，该方案1,3-丙二醇的损失率最低可降低至0.9％，对于生产企业来说，损耗比较大。

发明专利200680049905.1公开了一种从含水组合物中分离丙二醇的方法，其中采用的方法就是采用多效精馏的方法浓缩含有丙二醇的组合物，多效精馏蒸发水中含有的丙二醇再通过反渗透膜浓缩回收。该工艺塔顶需有回流，回流比为0.12～0.25，增加蒸发能耗，此外精馏塔内有7-8块塔板，设备投资相对较大。

另外，蒸汽冷凝水中由于含有1～4g/l的PDO和2～8g/l的BDO，直接用于发酵配料，对发酵过程中菌体生长有明显的抑制，菌体生长速率变慢，最终PDO发酵水平较低。

发明内容

本发明的目的在于弥补现有技术中存在的不足，针对目前PDO和BDO发酵液蒸发脱水过程PDO、BDO损失过大，蒸发脱水产生的蒸汽冷凝水中因含有浓度较高的PDO和BDO，回用于发酵对菌体有显著的抑制等现状，提出了一种浓缩过滤蒸汽冷凝水中多元醇，进而将过滤去除多元醇的蒸汽冷凝水回用于发酵的方法，实现水资源循环利用的目的，降低浓缩过程PDO和BDO的产品损失，大幅减少废水产生量，提高经济效益。本发明提供了一种提取发酵法的多元醇的方法，具体提供了一种快速、高效的能耗大幅降低的提取发酵法的多元醇的方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种提取发酵法的多元醇的方法，多元醇发酵液经浓缩后精馏提纯PDO，所述浓缩为蒸发脱水；蒸发脱水后的蒸汽冷凝水经反渗透膜过滤，反渗透的渗余液回流到蒸发脱水；蒸发脱水后的浓缩液含水量为5～25wt％；PDO的收率≥99.5％。

作为优选的技术方案：

如上所述的一种提取发酵法的多元醇的方法，所述多元醇发酵液的含水量≥80wt％；所述多元醇发酵液为过滤除菌后的PDO发酵液，或者为过滤除菌且脱盐后的PDO发酵液。

如上所述的一种提取发酵法的多元醇的方法，所述过滤除菌是采用微滤膜过滤除菌、超滤除菌或纳滤除菌，或者是其组合。

如上所述的一种提取发酵法的多元醇的方法，所述脱盐是浓缩结晶脱盐、电渗析脱盐、色谱分离脱盐或者离子交换脱盐，或者是其组合。

如上所述的一种提取发酵法的多元醇的方法，所述脱盐是一步脱盐或多步脱盐。

如上所述的一种提取发酵法的多元醇的方法，所述多步脱盐是指进行两次或两次以上的组合脱盐工艺，比如，浓缩结晶脱盐后，对一次脱盐液进行色谱分离脱盐，再比如，浓缩结晶脱盐后，对一次脱盐液进行电渗析脱盐，电渗析脱盐后的二次脱盐液利用离子交换脱盐进行第三次脱盐，组合脱盐工艺充分发挥了各种脱盐工艺的优点，脱盐率高，产品收率高。

如上所述的一种提取发酵法的多元醇的方法，所述浓缩为一步或分步浓缩。

如上所述的一种提取发酵法的多元醇的方法，所述分步浓缩是两步浓缩或三步浓缩。

如上所述的一种提取发酵法的多元醇的方法，所述两步浓缩：第一步浓缩至浓缩液含水量为50～70wt％，浓缩液脱除其中80～99wt％的盐后，进行第二步浓缩，浓缩至浓缩液含水量为5～25wt％。

如上所述的一种提取发酵法的多元醇的方法，所述三步浓缩：第一步浓缩至浓缩液含水量为50～70wt％，浓缩液脱除其中30～60wt％的盐后，进行第二步浓缩，浓缩至浓缩液含水量为30～50wt％，浓缩液进行二次脱盐，达到总脱盐率80～99wt％后进行第三步浓缩，浓缩至浓缩液含水量为5～25wt％。

如上任一项所述的一种提取发酵法的多元醇的方法，所述浓缩为多效蒸发浓缩、MVR蒸发浓缩或多效精馏。

如上所述的一种提取发酵法的多元醇的方法，所述多效蒸发浓缩是指前一效的蒸汽作为后一效的热源，包括三效蒸发、四效蒸发、五效蒸发和六效蒸发。

如上所述的一种提取发酵法的多元醇的方法，所述反渗透为一级或多级反渗透。反渗透是指含多元醇的蒸汽冷凝水利用反渗透膜进行过滤，大部分多元醇被膜截留，成为渗余液，水和少量醇类则透过膜形成渗透液，渗透液中多元醇含量高的情况下可再进行一次反渗透截留，称为二级反渗透。

如上所述的一种提取发酵法的多元醇的方法，所述多级反渗透是指两级以上反渗透，是将反渗透串联，并将后一级反渗透的渗余液回流到前一级反渗透，前一级反渗透的渗余液回流到蒸发脱水。

如上所述的一种提取发酵法的多元醇的方法，所述多级反渗透是指两级以上反渗透，是将反渗透串联，并将一级反渗透的渗余液通过二级反渗透进一步过滤，一级和二级反渗透的渗透液外排，二级反渗透的渗余液返回到多效蒸发进行蒸发脱水。

如上所述的一种提取发酵法的多元醇的方法，所述多级反渗透是指两级以上反渗透，是将反渗透串联，并将一级反渗透的渗余液通过二级反渗透进一步过滤，一级和二级反渗透的渗透液外排，二级反渗透的渗余液再通过三级反渗透进一步过滤，三级反渗透的渗余液返回到多效蒸发进行蒸发脱水，三级反渗透的渗透液回到一级反渗透的原料中。

如上所述的一种提取发酵法的多元醇的方法，所述多级反渗透是指两级以上反渗透，是将反渗透串联，并将一级反渗透的渗透液通过二级反渗透进一步过滤，二级反渗透的渗透液外排，一级反渗透的渗余液通过三级反渗透进一步过滤，三级反渗透的渗余液返回到多效蒸发进行蒸发脱水，二级反渗透的渗余液和三级反渗透的渗透液回到一级反渗透的原料中。

如上所述的一种提取发酵法的多元醇的方法，精馏提纯产物除PDO外还包括BDO。

如上所述的一种提取发酵法的多元醇的方法，多元醇发酵液由克雷伯氏杆菌、梭菌、柠檬杆菌、乳杆菌、谷氨酸棒状杆菌或大肠杆菌的菌属发酵产生，或者是由这些菌属的基因工程改造菌的菌属发酵产生。

如上所述的一种提取发酵法的多元醇的方法，反渗透的渗透液可回用于发酵配料、作为清洗水或者进行污水处理。

本发明提供了一种提取发酵法的多元醇的方法，发酵法生产多元醇过程中，通常采用多效蒸发与精馏组合的工艺脱水，先用多效蒸发脱除发酵液中大约94％的水后，再采用精馏工艺将发酵液中的大约6％的水全部脱除。根据生产运行情况，多效蒸发脱除发酵液中94％的水的能耗与脱除发酵液中剩余6％的水的能耗基本相当，表明脱除相同质量的水，精馏脱水能耗远高于多效蒸发脱水。然而，如采用多效蒸发进一步提高脱除水量，多元醇产品损失显著增大。此外多效蒸发脱除发酵液中94％的水过程中，PDO损失达到2.27％，BDO沸点低，损失更大，含有PDO和BDO的蒸汽冷凝水直接回用于发酵，对发酵过程菌体的生长有明显的抑制。

根据此不足，本发明提出了采用反渗透过滤工艺，将多效蒸发产生的蒸汽冷凝水利用反渗透膜进行过滤，大部分PDO和BDO被反渗透膜截留形成渗余液，水和少部分PDO、BDO透过膜形成渗透液。渗余液中PDO和BDO浓度提高，可返回至蒸发脱水工序提取PDO和BDO；渗透液则可用于发酵配料，或用做清洗水，或做污水处理，因渗透液中PDO和BDO的浓度大幅降低，对发酵过程基本无不良影响。渗透液中PDO和BDO浓度降低后，COD浓度显著降低，污水处理成本大幅下降。

本发明更进一步的作用在于可降低该多元醇发酵液脱水能耗，基于反渗透过滤工艺实施，发酵液脱水工艺可以优化为：利用多效蒸发脱除发酵液中94％～99.5％的水，剩下0.5％～6％的水通过精馏脱除，充分发挥多效蒸发能耗低、精馏脱水能耗高的特点，减少精馏脱水的量，降低发酵液脱水能耗。

本发明使用二效、三效、四效、五效或六效等蒸发器，MVR蒸发或者多效精馏对过滤除菌后的PDO、BDO发酵液进行蒸发脱水，蒸发脱水后的浓缩液进入下游精馏工序进一步提纯。浓缩产生的蒸汽冷凝水(包括一次蒸汽冷凝水和二次蒸汽冷凝水)因含有较高浓度的PDO和BDO，通过反渗透设备进行过滤，大部分PDO、BDO被膜截留，水和微量的PDO、BDO透过反渗透膜。反渗透膜截留的PDO和BDO的水溶液可返回浓缩工序进一步蒸发脱水，反渗透膜过滤得到的滤液则回用于发酵进行配料，因其中PDO、BDO浓度极低，对发酵过程菌体生长和代谢基本无影响，滤液的COD大幅降低，还可以用做车间膜设备的清洗水，或者排放到废水处理系统进行处理。

经过反渗透过滤，蒸汽冷凝水中超过50％的PDO和超过67％的BDO能被膜截留实现回收，反渗透膜滤液回用到发酵配料，发酵结束后PDO浓度可达92.62g/l～100.94g/l，与纯水发酵结果相当。此外反渗透膜滤液还可回用于陶瓷膜、纳滤膜及电渗析设备的清洗，或者直接做污水处理。

本发明过滤蒸汽冷凝水中多元醇，实现水回用，经过除菌后的发酵液利用多效蒸发、MVR蒸发或者多效精馏等进行蒸发脱水，得到的蒸汽冷凝水(包括一次蒸汽冷凝水和二次蒸汽冷凝水)通过反渗透进行过滤，PDO、BDO大部分被反渗膜截留，水和少量PDO、BDO透过膜形成滤液。含少量PDO、BDO的滤液用于发酵底料的配料，还可用做车间膜设备的清洗水，或者排放至废水处理系统处理，该方法减少了水的消耗，更降低了废水的COD和排放量。

本发明实施后，发酵液脱水工艺可以优化为：利用多效蒸发脱除发酵液中94％～99.5％的水，剩下0.5％～6％的水通过精馏脱除，充分发挥多效蒸发能耗低、精馏脱水能耗高的特点，减少精馏脱水负荷，降低发酵液脱水能耗。

有益效果：

1)蒸汽冷凝水中的PDO、BDO等通过反渗透过滤得到了回收，降低了PDO、BDO的损失，发酵液蒸发脱水过程PDO和BDO的损失可由原来的2～5％和15～30％，分别下降至0.18％和0.09％，是发酵法生产PDO、BDO技术的重大进步，对经济效益的提升效果显著；

2)经过滤去除PDO、BDO后得到的渗透液可回用于发酵底料的配料，或者用做车间膜设备的清洗水，大幅减少了水消耗，还减少了废水的COD和排放量，降低了废水处理成本，是建设资源节约型生产企业的重要举措；

3)改进了发酵液脱水工艺，降低了发酵液脱水成本；

4)本发明可实现发酵液脱水过程PDO、BDO收率≥99.5％，年产2万吨PDO项目蒸发1吨水能耗可低至198～280kwh，多效蒸发、精馏塔、反渗透设备投资大约为1600万元，利用多效精馏进行发酵液的蒸发脱水，PDO、BDO收率可达99.5％，但是蒸发1吨水能耗，能耗预计高达367kwh，设备投资预计超过3000余万元甚至更高。

附图说明

图1为实施例1的流程图；

图2为实施例2的流程图；

图3为实施例3的流程图；

图4为实施例4的流程图；

图5为实施例5的流程图；

图6为实施例6的流程图；

其中，1为浓缩，1A为一次浓缩，1B为二次浓缩，2为反渗透，2A为一级反渗透，2B为二级反渗透，2C为三级反渗透，3为发酵，4为发酵液，5为蒸汽冷凝水(包括一次蒸汽冷凝水和二次蒸汽冷凝水)，6为反渗透的渗余液，6A为一级反渗透的渗余液，6B为二级反渗透的渗余液，6C为三级反渗透的渗余液，7为反渗透的渗透液，7A为一级反渗透的渗透液，7B为二级反渗透的渗透液，7C为三级反渗透的渗透液，8为脱盐，8A为一次脱盐，8B为二次脱盐，9为脱盐液，9A为一次脱盐液，9B为二次脱盐液，10为浓缩液，10A为一次浓缩液，10B为二次浓缩液。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

一种提取发酵法的多元醇的方法，多元醇发酵液经浓缩后精馏提纯PDO，浓缩为蒸发脱水；蒸发脱水后的蒸汽冷凝水经反渗透膜过滤，反渗透的渗余液回流到蒸发脱水，反渗透的渗透液可回用于发酵配料、作为清洗水或者进行污水处理；蒸发脱水后的浓缩液含水量为5～25wt％；PDO的收率≥99.5％；精馏提纯产物除PDO外还包括BDO；

多元醇发酵液的含水量≥80wt％；多元醇发酵液为过滤除菌且一步脱盐(电渗析脱盐)后的PDO发酵液；多元醇发酵液由克雷伯氏杆菌、梭菌、柠檬杆菌、乳杆菌、谷氨酸棒状杆菌或大肠杆菌的菌属发酵产生，或者是由这些菌属的基因工程改造菌的菌属发酵产生；

多元醇发酵液的浓缩为一步浓缩；多元醇发酵液的浓缩为多效蒸发浓缩(前一效的蒸汽作为后一效的热源，包括三效蒸发、四效蒸发、五效蒸发和六效蒸发)；

反渗透为一级反渗透。

一种提取发酵法的多元醇的方法的具体流程如图1所示，发酵液4脱盐8→脱盐液9进行浓缩1→浓缩液10进行下游提纯，同时蒸汽冷凝水(包括一次蒸汽冷凝水和二次蒸汽冷凝水)5进行反渗透2→反渗透的渗透液7进行发酵3同时反渗透的渗余液6进行浓缩1。

具体地，多元醇发酵液经多效蒸发脱水，蒸汽冷凝水(含一次蒸汽冷凝水和二次蒸汽冷凝水)进行一级反渗透过滤，反渗透操作压力为2.5MPa，运行温度为35～36℃，操作流程如图1所示，实验数据如表1所示。

表1发酵液多效蒸发及冷凝水反渗透数据统计

实施例2

一种提取发酵法的多元醇的方法，多元醇发酵液经浓缩后精馏提纯PDO，浓缩为蒸发脱水；蒸发脱水后的蒸汽冷凝水经反渗透膜过滤，反渗透的渗余液回流到蒸发脱水，反渗透的渗透液可回用于发酵配料、作为清洗水或者进行污水处理；蒸发脱水后的浓缩液含水量为5～25wt％；PDO的收率≥99.5％；精馏提纯产物除PDO外还包括BDO；

多元醇发酵液的含水量≥80wt％；多元醇发酵液为过滤除菌且一步脱盐(电渗析脱盐)后的PDO发酵液；多元醇发酵液由克雷伯氏杆菌、梭菌、柠檬杆菌、乳杆菌、谷氨酸棒状杆菌或大肠杆菌的菌属发酵产生，或者是由这些菌属的基因工程改造菌的菌属发酵产生；

多元醇发酵液的浓缩为一步浓缩；多元醇发酵液的浓缩为MVR蒸发浓缩；

反渗透为两级反渗透，两级反渗透是将反渗透串联，并将后一级反渗透的渗余液回流到前一级反渗透，前一级反渗透的渗余液回流到蒸发脱水。

一种提取发酵法的多元醇的方法的具体流程如图2所示，发酵液4脱盐8→脱盐液9进行浓缩1→浓缩液10进行下游提纯，同时蒸汽冷凝水(包括一次蒸汽冷凝水和二次蒸汽冷凝水)5进行一级反渗透2A→一级反渗透的渗透液7A进行二级反渗透2B，同时一级反渗透的渗余液6A进行浓缩1→二级反渗透的渗透液7B进行发酵3，同时二级反渗透的渗余液6B进行一级反渗透2A。

具体地，多元醇发酵液经多效蒸发脱水，蒸汽冷凝水(含一次蒸汽冷凝水和二次蒸汽冷凝水)进行一级反渗透过滤，一级反渗透滤液收集后再进行二级反渗透过滤，一、二级反渗透操作压力为2.5MPa，运行温度为35～36℃，操作流程如图2所示，实验数据如表2所示。

表2发酵液多效蒸发及冷凝水反渗透数据统计

取实施例1中反渗透的渗透液进行发酵底料配制，发酵底料的组成为：PDO 0.37g/l，BDO 0.11g/l，乙醇1.31g/l，发酵48小时PDO发酵水平为100.94g/l，发酵24小时菌浓(650nm吸光值)为14.96；

取实施例2中二级反渗透的渗透液进行发酵底料配制，发酵底料的组成为：PDO0.17g/l，BDO 0g/l，乙醇4.26g/l，发酵48小时PDO发酵水平为92.62g/l，发酵24小时菌浓(650nm吸光值)为14.94；

纯水配料，发酵48小时PDO发酵水平为94.32g/l，发酵24小时菌浓(650nm吸光值)为13.42；

取实施例1的多效蒸发蒸汽冷凝水直接用于发酵配料，发酵底料的组成为：PDO2.2g/l，BDO 3.75g/l，乙醇1.72g/l，发酵48小时PDO发酵水平为85.36g/l，发酵24小时菌浓(650nm吸光值)为12。

实施例3

一种提取发酵法的多元醇的方法，多元醇发酵液经浓缩后精馏提纯PDO，浓缩为蒸发脱水；蒸发脱水后的蒸汽冷凝水经反渗透膜过滤，反渗透的渗余液回流到蒸发脱水，反渗透的渗透液可回用于发酵配料、作为清洗水或者进行污水处理；蒸发脱水后的浓缩液含水量为5～25wt％；PDO的收率≥99.5％；精馏提纯产物除PDO外还包括BDO；

多元醇发酵液的含水量≥80wt％；多元醇发酵液为过滤除菌且一步脱盐(色谱分离脱盐)后的PDO发酵液；多元醇发酵液由克雷伯氏杆菌、梭菌、柠檬杆菌、乳杆菌、谷氨酸棒状杆菌或大肠杆菌的菌属发酵产生，或者是由这些菌属的基因工程改造菌的菌属发酵产生；

多元醇发酵液的浓缩为一步浓缩；多元醇发酵液的浓缩为多效精馏；

反渗透为两级反渗透，两级反渗透是将反渗透串联，并将一级反渗透的渗余液通过二级反渗透进一步过滤，一级和二级反渗透的渗透液外排，二级反渗透的渗余液返回到多效蒸发进行蒸发脱水。

一种提取发酵法的多元醇的方法的具体流程如图3所示，发酵液4脱盐8→脱盐液9进行浓缩1→浓缩液10进行下游提纯，同时蒸汽冷凝水(包括一次蒸汽冷凝水和二次蒸汽冷凝水)5进行一级反渗透2A→一级反渗透的渗透液7A进行发酵3，同时一级反渗透的渗余液6A进行二级反渗透2B→二级反渗透的渗透液7B进行发酵3，同时二级反渗透的渗余液6B进行浓缩1。

实施例4

一种提取发酵法的多元醇的方法，多元醇发酵液经浓缩后精馏提纯PDO，浓缩为蒸发脱水；蒸发脱水后的蒸汽冷凝水经反渗透膜过滤，反渗透的渗余液回流到蒸发脱水，反渗透的渗透液可回用于发酵配料、作为清洗水或者进行污水处理；蒸发脱水后的浓缩液含水量为5～25wt％；PDO的收率≥99.5％；精馏提纯产物除PDO外还包括BDO；

多元醇发酵液的含水量≥80wt％；多元醇发酵液为过滤除菌且一步脱盐(离子交换脱盐)后的PDO发酵液；多元醇发酵液由克雷伯氏杆菌、梭菌、柠檬杆菌、乳杆菌、谷氨酸棒状杆菌或大肠杆菌的菌属发酵产生，或者是由这些菌属的基因工程改造菌的菌属发酵产生；

多元醇发酵液的浓缩为一步浓缩；多元醇发酵液的浓缩为MVR蒸发浓缩；

反渗透为三级反渗透，三级反渗透是将反渗透串联，并将一级反渗透的渗余液通过二级反渗透进一步过滤，一级和二级反渗透的渗透液外排，二级反渗透的渗余液再通过三级反渗透进一步过滤，三级反渗透的渗余液返回到多效蒸发进行蒸发脱水，三级反渗透的渗透液回到一级反渗透的原料中。

一种提取发酵法的多元醇的方法的具体流程如图4所示，发酵液4脱盐8→脱盐液9进行浓缩1→浓缩液10进行下游提纯，同时蒸汽冷凝水(包括一次蒸汽冷凝水和二次蒸汽冷凝水)5进行一级反渗透2A→一级反渗透的渗透液7A进行发酵3，同时一级反渗透的渗余液6A进行二级反渗透2B→二级反渗透的渗透液7B进行发酵3，同时二级反渗透的渗余液6B进行三级反渗透2C→三级反渗透的渗透液7C进行一级反渗透2A，同时三级反渗透的渗余液6C进行浓缩1。

实施例5

一种提取发酵法的多元醇的方法，多元醇发酵液经浓缩后精馏提纯PDO，浓缩为蒸发脱水；蒸发脱水后的蒸汽冷凝水经反渗透膜过滤，反渗透的渗余液回流到蒸发脱水，反渗透的渗透液可回用于发酵配料、作为清洗水或者进行污水处理；蒸发脱水后的浓缩液含水量为5～25wt％；PDO的收率≥99.5％；精馏提纯产物除PDO外还包括BDO；

多元醇发酵液的含水量≥80wt％；多元醇发酵液为过滤除菌且一步脱盐(浓缩结晶脱盐)后的PDO发酵液；多元醇发酵液由克雷伯氏杆菌、梭菌、柠檬杆菌、乳杆菌、谷氨酸棒状杆菌或大肠杆菌的菌属发酵产生，或者是由这些菌属的基因工程改造菌的菌属发酵产生；

多元醇发酵液的浓缩为一步浓缩；多元醇发酵液的浓缩为多效精馏；

反渗透为三级反渗透，三级反渗透是将反渗透串联，并将一级反渗透的渗透液通过二级反渗透进一步过滤，二级反渗透的渗透液外排，一级反渗透的渗余液通过三级反渗透进一步过滤，三级反渗透的渗余液返回到多效蒸发进行蒸发脱水，二级反渗透的渗余液和三级反渗透的渗透液回到一级反渗透的原料中。

一种提取发酵法的多元醇的方法的具体流程如图5所示，发酵液4脱盐8→脱盐液9进行浓缩1→浓缩液10进行下游提纯，同时蒸汽冷凝水(包括一次蒸汽冷凝水和二次蒸汽冷凝水)5进行一级反渗透2A→一级反渗透的渗透液7A进行二级反渗透2B，同时一级反渗透的渗余液6A进行三级反渗透2C→二级反渗透的渗透液7B进行发酵3，同时二级反渗透的渗余液6B进行一级反渗透2A，同时三级反渗透的渗透液7C进行一级反渗透2A，同时三级反渗透的渗余液6C进行浓缩1。

实施例6

一种提取发酵法的多元醇的方法，多元醇发酵液经浓缩后精馏提纯PDO，浓缩为蒸发脱水；蒸发脱水后的蒸汽冷凝水经反渗透膜过滤，反渗透的渗余液回流到蒸发脱水，反渗透的渗透液可回用于发酵配料、作为清洗水或者进行污水处理；蒸发脱水后的浓缩液含水量为5～25wt％；PDO的收率≥99.5％；精馏提纯产物除PDO外还包括BDO；

多元醇发酵液的含水量≥80wt％；多元醇发酵液为过滤除菌(采用微滤膜过滤除菌)后的PDO发酵液；多元醇发酵液由克雷伯氏杆菌、梭菌、柠檬杆菌、乳杆菌、谷氨酸棒状杆菌或大肠杆菌的菌属发酵产生，或者是由这些菌属的基因工程改造菌的菌属发酵产生；

浓缩为两步浓缩，第一步浓缩至浓缩液含水量为50～70wt％，浓缩液脱除其中80～99wt％的盐后，进行第二步浓缩，浓缩至浓缩液含水量为5～25wt％；浓缩为多效蒸发浓缩(前一效的蒸汽作为后一效的热源，包括三效蒸发、四效蒸发、五效蒸发和六效蒸发)；

反渗透为一级反渗透。

一种提取发酵法的多元醇的方法的具体流程如图6所示，发酵液4进行一次浓缩1A→一次浓缩液10A进行一次脱盐8A，同时蒸汽冷凝水(包括一次蒸汽冷凝水和二次蒸汽冷凝水)5进行反渗透2→一次脱盐液9A进行二次脱盐8B，同时反渗透的渗透液7进行发酵3，同时反渗透的渗余液6进行一次浓缩1A→二次脱盐液9B进行二次浓缩1B→二次浓缩液10B进行下游提纯。

实施例7

一种提取发酵法的多元醇的方法，基本同实施例5，不同之处仅在于，多元醇发酵液为过滤除菌且多步脱盐(浓缩结晶脱盐与电渗析脱盐的组合)后的PDO发酵液。

实施例8

一种提取发酵法的多元醇的方法，基本同实施例6，不同之处仅在于，浓缩为三步浓缩，第一步浓缩至浓缩液含水量为50～70wt％，浓缩液脱除其中30～60wt％的盐后，进行第二步浓缩，浓缩至浓缩液含水量为30～50wt％，浓缩液进行二次脱盐，达到总脱盐率80～99wt％后进行第三步浓缩，浓缩至浓缩液含水量为5～25wt％。

实施例9

一种提取发酵法的多元醇的方法，基本同实施例6，不同之处仅在于，过滤除菌采用超滤除菌。

实施例10

一种提取发酵法的多元醇的方法，基本同实施例6，不同之处仅在于，过滤除菌采用纳滤除菌。

实施例11

一种提取发酵法的多元醇的方法，基本同实施例6，不同之处仅在于，过滤除菌采用微滤膜过滤除菌与超滤除菌的组合。

Claims (16)

1.一种提取发酵法的多元醇的方法，其特征是：多元醇发酵液经浓缩后精馏提纯PDO，所述浓缩为蒸发脱水；蒸发脱水后的蒸汽冷凝水经反渗透膜过滤，反渗透的渗余液回流到蒸发脱水；蒸发脱水后的浓缩液含水量为5～25wt％；PDO的收率≥99.5％；所述浓缩为多效蒸发浓缩或者MVR蒸发浓缩；反渗透的渗透液回用于发酵配料；多元醇发酵液由克雷伯氏杆菌、梭菌、柠檬杆菌、乳杆菌、谷氨酸棒状杆菌或大肠杆菌的菌属发酵产生，或者是由这些菌属的基因工程改造菌的菌属发酵产生。

2.根据权利要求1所述的一种提取发酵法的多元醇的方法，其特征在于，所述多元醇发酵液的含水量≥80wt％；所述多元醇发酵液为过滤除菌后的PDO发酵液，或者为过滤除菌且脱盐后的PDO发酵液。

3.根据权利要求2所述的一种提取发酵法的多元醇的方法，其特征在于，所述过滤除菌是采用微滤膜过滤除菌、超滤除菌或纳滤除菌，或者是其组合。

4.根据权利要求2所述的一种提取发酵法的多元醇的方法，其特征在于，所述脱盐是浓缩结晶脱盐、电渗析脱盐、色谱分离脱盐或者离子交换脱盐，或者是其组合。

5.根据权利要求2所述的一种提取发酵法的多元醇的方法，其特征在于，所述脱盐是一步脱盐或多步脱盐。

6.根据权利要求1所述的一种提取发酵法的多元醇的方法，其特征在于，所述浓缩为一步或分步浓缩。

7.根据权利要求6所述的一种提取发酵法的多元醇的方法，其特征在于，所述分步浓缩是两步浓缩或三步浓缩。

8.根据权利要求7所述的一种提取发酵法的多元醇的方法，其特征在于，所述两步浓缩：第一步浓缩至浓缩液含水量为50～70wt％，浓缩液脱除其中80～99wt％的盐后，进行第二步浓缩，浓缩至浓缩液含水量为5～25wt％。

9.根据权利要求7所述的一种提取发酵法的多元醇的方法，其特征在于，所述三步浓缩：第一步浓缩至浓缩液含水量为50～70wt％，浓缩液脱除其中30～60wt％的盐后，进行第二步浓缩，浓缩至浓缩液含水量为30～50wt％，浓缩液进行二次脱盐，达到总脱盐率80～99wt％后进行第三步浓缩，浓缩至浓缩液含水量为5～25wt％。

10.根据权利要求1所述的一种提取发酵法的多元醇的方法，其特征在于，所述多效蒸发浓缩是指前一效的蒸汽作为后一效的热源，包括三效蒸发、四效蒸发、五效蒸发和六效蒸发。

11.根据权利要求1所述的一种提取发酵法的多元醇的方法，其特征在于，所述反渗透为一级或多级反渗透。

12.根据权利要求11所述的一种提取发酵法的多元醇的方法，其特征在于，所述多级反渗透是指两级以上反渗透，是将反渗透串联，并将后一级反渗透的渗余液回流到前一级反渗透，前一级反渗透的渗余液回流到蒸发脱水。

13.根据权利要求11所述的一种提取发酵法的多元醇的方法，其特征在于，所述多级反渗透是指两级以上反渗透，是将反渗透串联，并将一级反渗透的渗余液通过二级反渗透进一步过滤，一级和二级反渗透的渗透液外排，二级反渗透的渗余液返回到多效蒸发进行蒸发脱水。

14.根据权利要求11所述的一种提取发酵法的多元醇的方法，其特征在于，所述多级反渗透是指两级以上反渗透，是将反渗透串联，并将一级反渗透的渗余液通过二级反渗透进一步过滤，一级和二级反渗透的渗透液外排，二级反渗透的渗余液再通过三级反渗透进一步过滤，三级反渗透的渗余液返回到多效蒸发进行蒸发脱水，三级反渗透的渗透液回到一级反渗透的原料中。

15.根据权利要求11所述的一种提取发酵法的多元醇的方法，其特征在于，所述多级反渗透是指两级以上反渗透，是将反渗透串联，并将一级反渗透的渗透液通过二级反渗透进一步过滤，二级反渗透的渗透液外排，一级反渗透的渗余液通过三级反渗透进一步过滤，三级反渗透的渗余液返回到多效蒸发进行蒸发脱水，二级反渗透的渗余液和三级反渗透的渗透液回到一级反渗透的原料中。

16.根据权利要求1所述的一种提取发酵法的多元醇的方法，其特征在于，精馏提纯产物除PDO外还包括BDO。

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