CN114308409A - 利用卧螺离心分离聚羟基脂肪酸酯的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及聚羟基脂肪酸酯的提取分离领域，公开了一种利用卧螺离心分离聚羟基脂肪酸酯的方法和系统，该方法包括：(1)将含聚羟基脂肪酸酯的菌体细胞进行破壁，得到含聚羟基脂肪酸酯的浆液；(2)将浆液进行卧螺离心分离，得到上清液和富含聚羟基脂肪酸酯的浓相。该系统包括：破壁单元，用于对含聚羟基脂肪酸酯的菌体细胞进行高温破壁，得到含聚羟基脂肪酸酯的浆液；卧螺离心分离单元，用于对浆液进行卧螺离心分离，得到上清液和富含聚羟基脂肪酸酯的浓相。采用本发明的分离方法可以提高聚羟基脂肪酸酯的收率、纯度和重均分子量。
Description
技术领域
本发明涉及聚羟基脂肪酸酯的提取分离领域，具体涉及一种利用卧螺离心分离聚羟基脂肪酸酯的方法和系统。
背景技术
聚羟基脂肪酸酯(PHA)是一类完全由微生物合成的高分子聚酯的统称。PHA具有生物可降解性和生物相容性，因而被认为是环境友好型材料，有助于解决日益严重的环境污染问题。虽然PHA的使用能够有效地避免石化塑料对环境造成的危害，但PHA存在于细菌体内，成分复杂，且PHA颗粒极小，提取极其困难，PHA的商业化发展一直受制于其高昂的分离成本，为提高经济效益，开发低成本、高效率、高回收率的分离方法是产业化的必经之路。
已有的分离提取工艺，菌体分离和PHA颗粒分离大多采用的是碟片式离心机，但碟片分离机功率高、能耗大，且在应用过程中容易堵塞，需要频繁清洗，不能浪费人力，损耗设备还会造成大量水资源浪费。此外碟片离心机分离能力有限，要想大规模工业化需要多台碟片离心机同时运转，一次性设备投资大。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的聚羟基脂肪酸酯分离方法存在效率低、能耗高、清洗频繁和难以大规模工业化应用的问题，提供了一种利用卧螺离心分离聚羟基脂肪酸酯的方法和系统。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种分离聚羟基脂肪酸酯的方法，该方法包括以下步骤：
(1)将含聚羟基脂肪酸酯的菌体细胞进行破壁，得到含聚羟基脂肪酸酯的浆液；
(2)将浆液进行卧螺离心分离，得到上清液和富含聚羟基脂肪酸酯的浓相。
本发明第二方面提供了一种聚羟基脂肪酸酯发酵液的处理系统，该系统包括：
破壁单元，用于对含聚羟基脂肪酸酯的菌体细胞进行高温破壁，得到含聚羟基脂肪酸酯的浆液；
卧螺离心分离单元，用于对浆液进行卧螺离心分离，得到上清液和富含聚羟基脂肪酸酯的浓相。
本发明通过采用卧螺离心分离工艺提高了聚羟基脂肪酸酯的分离效率、降低了能耗，与碟片离心分离相比，本发明的卧螺离心分离工艺不易堵塞设备，不需要频繁清洗设备，操作简单，可实现连续化生产，为大规模工业化应用奠定了基础。
采用本发明的分离方法可以提高聚羟基脂肪酸酯的收率、纯度和重均分子量。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明第一方面提供了一种分离聚羟基脂肪酸酯的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)将含聚羟基脂肪酸酯的菌体细胞进行破壁，得到含聚羟基脂肪酸酯的浆液；
(2)将浆液进行卧螺离心分离，得到上清液和富含聚羟基脂肪酸酯的浓相。
根据本发明，所述破壁的条件可以在较宽的范围内进行选择，优选地，为了提高破壁的效果，所述破壁的温度为60-150℃，例如，可以为60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃，120℃、130℃、140℃、150℃，更优选为70-120℃；所述破壁的压力为0.1-0.6MPa，例如，可以为0.1MPa、0.15MPa、0.2MPa、0.25MPa、0.3MPa、0.35MPa、0.4MPa、0.45MPa、0.5MPa、0.55MPa、0.6MPa；所述破壁的时间为5-120min，例如，可以为5min、15min、20min、30min、35min、40min、45min、50min、60min、70min、80min、90min、100min、110min、120min；所述破壁在pH≥8的条件下进行。可以通过加入碱(如碱金属氢氧化物，例如氢氧化钠)来控制破壁的pH。
根据本发明，优选地，所述卧螺离心分离的条件包括：温度为20-70℃，20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、60℃、70℃，优选为20-50℃，差转速为2-100rmp。“差转速”是指卧螺离心分离机中内螺旋与外转鼓之间的转速差。
根据本发明，优选地，在步骤(1)中，所述含聚羟基脂肪酸酯的菌体细胞以菌悬液形式存在；更选地，优选地，制备所述菌悬液使用的水的量与所述菌体细胞的体积比为1-20：1，更优选为1-10：1。
根据本发明一种优选的实施方式，所述卧螺离心分离的方法包括：
(2-1)将浆液进行第一卧螺离心分离得到第一富含聚羟基脂肪酸酯的浓相和第一上清液；
(2-2)将第一富含聚羟基脂肪酸酯的浓相进行第二卧螺离心分离得到第二富含聚羟基脂肪酸酯的浓相和第二上清液。
根据本发明，优选地，第一卧螺离心分离的温度为20-70℃，优选为20-50℃，差转速为2-60rmp。
根据本发明，优选地，第二卧螺离心分离的温度为20-70℃，优选为20-50℃，差转速为2-60rmp。
根据本发明，优选地，步骤(2-2)还包括将第一富含聚羟基脂肪酸酯的浓相与水混合得到悬浊液，制备所述悬浊液使用的水的用量与第一富含聚羟基脂肪酸酯的浓相体积比为1-8：1。
根据本发明，优选地，将第二富含聚羟基脂肪酸酯的浓相重复步骤(2-2)的操作，得到所述富含聚羟基脂肪酸酯的浓相。
根据本发明，优选地，重复步骤(2-2)的次数使得所述富含聚羟基脂肪酸酯的浓相中的聚羟基脂肪酸酯的纯度大于等于90％。更优选的，重复步骤(2-2)的次数为2-5次。
根据本发明，优选地，所述方法还包括将富含聚羟基脂肪酸酯的浓相进行喷雾干燥得到所述聚羟基脂肪酸酯。所述聚羟基脂肪酸酯为高品质聚羟基脂肪酸酯。
根据本发明，优选地，所述喷雾干燥的加热介质的进口温度为120-220℃，例如，可以为120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃、220℃，更优选为120-200℃；加热介质的出口温度为60-120℃，例如，可以为60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃，更优选为60-100℃。
根据本发明，优选地，所述方法还包括将富含聚羟基脂肪酸酯的浓相与水混合后再进行喷雾干燥，使用水的体积为富含聚羟基脂肪酸酯的浓相的体积的1-20倍，优选为1-10倍。
根据本发明，优选地，所述方法还包括将卧螺离心分离得到上清液进行浓缩后进行卧螺/碟片离心分离得到回收的聚羟基脂肪酸酯的浓相，再进行喷雾干燥得到普通聚羟基脂肪酸酯。
根据本发明，优选地，步骤(1)中，所述含聚羟基脂肪酸酯的菌体细胞由以下方法得到：将聚羟基脂肪酸酯的发酵液进行碟片式离心分离，得到所述含聚羟基脂肪酸酯的菌体细胞和发酵上清液。
根据本发明，优选地，所述碟片式离心分离的条件使得所得菌体细胞的水含量为40-90重量％，更优选为50-85重量％。
根据本发明，优选地，将所述聚羟基脂肪酸酯的发酵液进行碟片式离心分离的方法包括：
(a)将聚羟基脂肪酸酯的发酵液进行第一碟片式离心分离，得到含聚羟基脂肪酸酯的第一菌体细胞和第一发酵上清液；
(b)将第一发酵上清液进行第二碟片式离心分离得到含聚羟基脂肪酸酯的第二菌体细胞和第二发酵上清液；
(c)将所得的第一菌体细胞和第二菌体细胞进行第三碟片式离心分离，得到所述含聚羟基脂肪酸酯的菌体细胞。
根据本发明，优选地，在进行所述第三碟片式离心分离之前，先将所得第一菌体细胞和第二菌体细胞与水混合，所述水的体积为第一菌体细胞和第二菌体细胞的体积1-10倍。
根据本发明，优选地，所述第一碟片式离心分离、第二碟片式离心分离和第三碟片式离心分离的条件各自独立地包括：温度为20-50℃，转速为3000-14000rmp。
本发明第二方面提供了一种聚羟基脂肪酸酯发酵液的处理系统，其特征在于，该系统包括：
破壁单元，用于对含聚羟基脂肪酸酯的菌体细胞进行高温破壁，得到含聚羟基脂肪酸酯的浆液；
卧螺离心分离单元，用于对浆液进行卧螺离心分离，得到上清液和富含聚羟基脂肪酸酯的浓相；
根据本发明，优选地，所述卧螺离心分离单元包括第一卧螺离心分离区，用于浆液进行第一卧螺离心分离得到第一富含聚羟基脂肪酸酯的浓相和第一上清液；和第二卧螺离心分离区，用于对第一富含聚羟基脂肪酸酯的浓相进行第二卧螺离心分离得到第二富含聚羟基脂肪酸酯的浓相和第二上清液。
根据本发明，优选地，所述第一卧螺离心分离区和第二卧螺离心分离区中各自独立地设置有卧螺离心分离机。
根据本发明，优选地，所述系统还包括喷雾干燥单元，用于对富含聚羟基脂肪酸酯的浓相进行喷雾干燥得到所述聚羟基脂肪酸酯。
根据本发明，优选地，所述系统还包括碟片式离心分离单元，用于对聚羟基脂肪酸酯的发酵液进行碟片式离心分离，得到所述含聚羟基脂肪酸酯的菌体细胞和发酵上清液；
根据本发明，优选地，所述碟片式离心分离单元包括第一碟片式离心分离区，用于对聚羟基脂肪酸酯的发酵液进行第一碟片式离心分离得到含聚羟基脂肪酸酯的第一菌体细胞和第一发酵上清液；和第二碟片式离心分离区，用于对第一发酵上清液进行第二碟片式离心分离得到含聚羟基脂肪酸酯的第二菌体细胞和第二发酵上清液，和第三碟片式离心分离区，用于对第一菌体细胞和第二菌体细胞进行第三碟片式离心分离，得到所述含聚羟基脂肪酸酯的菌体细胞。
根据本发明，优选地，所述第一碟片式离心分离区、第二碟片式离心分离区和第三碟片式离心分离区中各自独立地设置有碟片式离心机。
根据本发明一种特别优选的实施方式，所述聚羟基脂肪酸酯的分离方法包括以下步骤：
(1)将聚羟基脂肪酸酯发酵液在35-40℃和转速8000-9000rpm的条件下进行离心分离，得到含聚羟基脂肪酸酯的第一菌体细胞和第一发酵上清液。
(2)将第一发酵上清液在35-40℃和10000-11000rpm的条件下进行离心分离，得到含聚羟基脂肪酸酯的第二菌体细胞和第二发酵上清液。
(3)将第一菌体细胞和第二菌体细胞与水混合，所述水的体积为第一菌体细胞和第二菌体细胞的体积2-3倍，然后在35-40℃和8000-9000rpm的条件下进行离心分离，得到含聚羟基脂肪酸酯的第三菌体细胞和第三发酵上清液。
(4)将含聚羟基脂肪酸酯的第三菌体细胞重复步骤(3)的操作得到含聚羟基脂肪酸酯的菌体细胞和第四发酵上清液，其中，菌体细胞的水含量为60-70重量％。
(5)将步骤(4)得到的含聚羟基脂肪酸酯的菌体细胞与水混合形成菌悬液，制备菌悬液使用水的体积与菌体细胞的体积比为2-3：1，然后在加入氢氧化钠调节pH为9-10，在110-120℃和0.3-0.4MPa下进行破壁得到含聚羟基脂肪酸酯的浆液，破壁时间为50-60min。
(6)将浆液通过换热器降温后进入浆液暂存罐中，然后在30-40℃、差转速为15-20rmp的条件下进行卧螺离心分离，得到第一富含聚羟基脂肪酸酯的浓相和第一上清液。
(7)将第一富含聚羟基脂肪酸酯的浓相与水混合得到悬浊液，制备悬浊液使用的水的体积与第一富含聚羟基脂肪酸酯的浓相的体积比为3-4：1；然后在30-40℃、差转速为15-20rmp的条件下进行卧螺离心分离，得到第二富含聚羟基脂肪酸酯的浓相和第二上清液。
(8)重复步骤(7)的操作得到富含聚羟基脂肪酸酯的浓相和第三上清液，其中，浓相中PHA纯度大于等于95％，含水率低于40％。
(9)将步骤(8)得到的富含聚羟基脂肪酸酯的浓相进行喷雾干燥得到聚羟基脂肪酸酯产品，进气温度为150-160℃，出气温度为70-80℃。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，
碟片式离心机购自南京华盛分离机械技术有限公司，型号DR203；
卧螺离心机购自宜兴华鼎机械有限公司，型号WL350。
PHA的回收率和纯度的检测方法参考文献(Engineering self-flocculatingHalomonas campaniensis for wastewaterless open and continuous fermentation[J],Biotechnology and Bioengineering,2019,116:805-815)；
发酵液中盐单胞菌生物量以OD600值表示。
发酵菌种
盐单胞菌(Halomonas sp.)TD01，其保藏编号为CGMCC NO.4353(CN201010578858.8)。
种子培养基
5g/L的酵母粉、10g/L的蛋白胨以及60g/L的氯化钠。
初始发酵培养基
氯化钠50g/L，葡萄糖50g/L，玉米浆粉15g/L，尿素2g/L，硫酸镁0.2g/L，磷酸二氢钾5g/L，微量元素母液I10mL/L，微量元素母液II 3mL/L。所述微量元素母液I和II，参照引用专利CN201010578858.8。
补料培养基
葡萄糖浓度600g/L，玉米浆粉40g/L。
制备例1
本制备例用于说明聚羟基脂肪酸酯发酵液的制备
将盐单胞菌接种于种子培养基中在37℃和200rpm的条件下进行一级活化培养，培养至OD600达到4左右，得到一级种子液；
将所述一级种子液以10体积％的接种量接种于种子培养基中，在37℃和200rpm的条件下进行二级活化培养，培养至OD600达到4左右，得到二级种子液，得到发酵种子液。
然后将10体积％的接种量将二级种子液接入到初始发酵培养基中，发酵体系不灭菌直接发酵。控制温度37℃，转速控制600-1000rpm，通风量0.5-2.0vvm，初始溶氧控制在30％以上；发酵过程中通过补料控制糖浓度在5-20g/L之间，用NaOH控制发酵pH为8-9之间，发酵48小时。
实施例1
本实施例用于说明本发明提供的聚羟基脂肪酸酯的分离方法
(1)将制备例1制备的聚羟基脂肪酸酯发酵液转移至连续排渣式碟片离心机在37℃和转速9000rpm的条件下进行离心分离，得到含聚羟基脂肪酸酯的第一菌体细胞和第一发酵上清液。
(2)将第一发酵上清液转移至间歇排渣式碟片离心机在37℃和10000rpm的条件下进行离心分离，得到含聚羟基脂肪酸酯的第二菌体细胞和第二发酵上清液。
(3)将第一菌体细胞和第二菌体细胞与水混合，所述水的体积为第一菌体细胞和第二菌体细胞的体积3倍，搅拌均匀后，转移至连续式碟片离心机在37℃和9000rpm的条件下进行离心分离，得到含聚羟基脂肪酸酯的第三菌体细胞和第三发酵上清液。
(4)将含聚羟基脂肪酸酯的第三菌体细胞重复步骤(3)的操作3次得到含聚羟基脂肪酸酯的菌体细胞(菌体细胞的水含量为60重量％)和第四发酵上清液。步骤(2)、步骤(3)和步骤(4)得到的发酵上清液排至污水处理系统经处理达标后排放。
(5)将步骤(4)得到的含聚羟基脂肪酸酯的菌体细胞与水混合形成菌悬液，制备菌悬液使用水的体积与菌体细胞的体积比为2：1，然后在加入氢氧化钠调节pH为10，在110℃和0.3MPa下进行破壁得到含聚羟基脂肪酸酯的浆液，破壁时间为60min。
(6)将浆液通过换热器降温至40℃后进入浆液暂存罐中，然后输送至卧螺离心机在40℃、差转速为15rmp的条件下进行卧螺离心分离，得到第一富含聚羟基脂肪酸酯的浓相和第一上清液，浓相进入聚羟基脂肪酸酯暂存罐中，上清液进入上清液暂存罐中。
(7)将第一富含聚羟基脂肪酸酯的浓相与水混合得到悬浊液，制备悬浊液使用的水的体积与第一富含聚羟基脂肪酸酯的浓相的体积比为4：1；搅拌均匀后输送至卧螺离心机在40℃、差转速为18rmp的条件下进行卧螺离心分离，得到第二富含聚羟基脂肪酸酯的浓相和第二上清液。
(8)重复步骤(7)3次得到富含聚羟基脂肪酸酯的浓相(浓相中PHA纯度95％，含水率35％)和第三上清液，富含聚羟基脂肪酸酯的浓相进入精品暂存罐，将步骤(6)、步骤(7)和步骤(8)得到的上清液送入上清液暂存罐中。
(9)将步骤(8)得到的富含聚羟基脂肪酸酯的浓相送入喷雾干燥器中进行喷雾干燥(使用水的体积为富含聚羟基脂肪酸酯的浓相的体积的3倍)得到高品质聚羟基脂肪酸酯，进气(空气)温度为160℃，出气(空气)温度为70℃。
实施例2
本实施例用于说明本发明提供的聚羟基脂肪酸酯的分离方法
(1)将制备例1制备的聚羟基脂肪酸酯发酵液转移至连续排渣式碟片离心机在30℃和4000rpm的条件下进行离心分离，得到含聚羟基脂肪酸酯的第一菌体细胞和第一发酵上清液。
(2)将第一发酵上清液转移至间歇排渣式碟片离心机在30℃和5000rpm的条件下进行离心分离，得到含聚羟基脂肪酸酯的第二菌体细胞和第二发酵上清液。
(3)将第一菌体细胞和第二菌体细胞与水混合，所述水的体积为第一菌体细胞和第二菌体细胞的体积2倍，搅拌均匀后，转移至连续式碟片离心机在30℃和4000rpm的条件下进行离心分离，得到含聚羟基脂肪酸酯的第三菌体细胞和第三发酵上清液。
(4)使含聚羟基脂肪酸酯的第三菌体细胞重复步骤(3)的操作2次得到含聚羟基脂肪酸酯的菌体细胞(菌体细胞的水含量为80重量％)和第四发酵上清液。步骤(2)、步骤(3)和步骤(4)得到的发酵上清液排至污水处理系统经处理达标后排放。
(5)将步骤(4)得到的含聚羟基脂肪酸酯的菌体细胞与水混合形成菌悬液，制备菌悬液使用水的体积与菌体细胞的体积比为2：1，然后在加入氢氧化钠调节pH为8，在110℃和0.6MPa下进行破壁得到含聚羟基脂肪酸酯的浆液，破壁时间为120min。
(6)将浆液通过换热器降温至50℃后进入浆液暂存罐中，然后输送至卧螺离心机在50℃、差转速为10rmp的条件下进行卧螺离心分离，得到第一富含聚羟基脂肪酸酯的浓相和第一上清液，浓相进入聚羟基脂肪酸酯暂存罐中，上清液进入上清液暂存罐中。
(7)将第一富含聚羟基脂肪酸酯的浓相与水混合得到悬浊液，制备悬浊液使用的水的体积与第一富含聚羟基脂肪酸酯的浓相的体积比为1：1；搅拌均匀后输送至卧螺离心机在50℃、差转速为15rmp的条件下进行卧螺离心分离，得到第二富含聚羟基脂肪酸酯的浓相和第二上清液。
(8)重复步骤(6)2次得到富含聚羟基脂肪酸酯的浓相(浓相中PHA纯度90％，含水率70％)和第三上清液，富含聚羟基脂肪酸酯的浓相进入精品暂存罐，将步骤(6)、步骤(7)和步骤(8)得到的上清液送入上清液暂存罐中。
(9)将步骤(8)得到的富含聚羟基脂肪酸酯的浓相送入喷雾干燥器中进行喷雾干燥(使用水的体积为富含聚羟基脂肪酸酯的浓相的体积的2倍)得到高品质聚羟基脂肪酸酯，进气(空气)温度为200℃，出气(空气)温度为100℃。
实施例3
本实施例用于说明本发明提供的聚羟基脂肪酸酯的分离方法
(1)将制备例1制备的聚羟基脂肪酸酯发酵液转移至连续排渣式碟片离心机在50℃和转速10000rpm的条件下进行离心分离，得到含聚羟基脂肪酸酯的第一菌体细胞和第一发酵上清液。
(2)将第一发酵上清液转移至间歇排渣式碟片离心机在50℃和13000rpm的条件下进行离心分离，得到含聚羟基脂肪酸酯的第二菌体细胞和第二发酵上清液。
(3)将第一菌体细胞和第二菌体细胞与水混合，所述水的体积为第一菌体细胞和第二菌体细胞的体积8倍，搅拌均匀后，转移至连续式碟片离心机在50℃和10000rpm的条件下进行离心分离，得到含聚羟基脂肪酸酯的第三菌体细胞和第三发酵上清液。
(4)使含聚羟基脂肪酸酯的第三菌体细胞重复步骤(3)的操作8次得到含聚羟基脂肪酸酯的菌体细胞(菌体细胞的水含量为50重量％)和第四发酵上清液。步骤(2)、步骤(3)和步骤(4)得到的发酵上清液排至污水处理系统经处理达标后排放。
(5)将步骤(4)得到的含聚羟基脂肪酸酯的菌体细胞与水混合形成菌悬液，制备菌悬液使用水的体积与菌体细胞的体积比为8：1，然后在加入氢氧化钠调节pH为11，在80℃和0.1MPa下进行破壁得到含聚羟基脂肪酸酯的浆液，破壁时间为120min。
(6)将浆液通过换热器降温至20℃后进入浆液暂存罐中，然后输送至卧螺离心机在20℃、差转速为50rmp的条件下进行卧螺离心分离，得到第一富含聚羟基脂肪酸酯的浓相和第一上清液，浓相进入聚羟基脂肪酸酯暂存罐中，上清液进入上清液暂存罐中。
(7)将第一富含聚羟基脂肪酸酯的浓相与水混合得到悬浊液，制备悬浊液使用的水的体积与第一富含聚羟基脂肪酸酯的浓相的体积比为6：1；搅拌均匀后输送至卧螺离心机在20℃、差转速为60rpm的条件下进行卧螺离心分离，得到第二富含聚羟基脂肪酸酯的浓相和第二上清液。
(8)重复步骤(6)5次得到富含聚羟基脂肪酸酯的浓相(浓相中PHA纯度92％，含水率50％)和第三上清液，富含聚羟基脂肪酸酯的浓相进入精品暂存罐，将步骤(6)、步骤(7)和步骤(8)得到的上清液送入上清液暂存罐中。
(9)将步骤(8)得到的富含聚羟基脂肪酸酯的浓相送入喷雾干燥器中进行喷雾干燥(使用水的体积为富含聚羟基脂肪酸酯的浓相的体积的4倍)得到高品质聚羟基脂肪酸酯，进气(空气)温度为120℃，出口(空气)温度为60℃。
实施例4
本实施例用于说明本发明提供的聚羟基脂肪酸酯的分离方法
按照实施例1的方法进行聚羟基脂肪酸酯的分离，不同的是，将步骤(4)得到的含聚羟基脂肪酸酯的菌体细胞与水混合形成菌悬液，制备菌悬液使用水的体积与菌体细胞的体积比为1：1，然后在加入氢氧化钠调节pH为7，在200℃和1MPa下进行破壁得到含聚羟基脂肪酸酯的浆液，破壁时间为5min。
实施例5
本实施例用于说明本发明提供的聚羟基脂肪酸酯的分离方法
按照实施例1的方法进行聚羟基脂肪酸酯的分离，不同的是，步骤(6)和步骤(7)中卧螺离心机在70℃、差转速为1rmp的条件下进行卧螺离心分离。
实施例6
本实施例用于说明本发明提供的聚羟基脂肪酸酯的分离方法
按照实施例1的方法进行聚羟基脂肪酸酯的分离，不同的是，步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)中的碟片式离心分离替换为卧螺离心分离，且卧螺离心分离的条件为温度为40℃、差转速为15rmp。
对比例1
本对比例用于说明聚羟基脂肪酸酯的分离方法
按照实施例1的方法进行聚羟基脂肪酸酯的分离，不同的是，步骤(6)、步骤(7)和步骤(8)中的卧螺离心分离替换为碟片式离心分离，且碟片式离心分离的条件为温度为30℃，转速为4000rpm。
测试例1
对上述实施例和对比例所得高品质聚羟基脂肪酸酯的收率、纯度和重均分子量进行测定，结果如表1所示。
通过表1可知，采用本发明提供的方法进行聚羟基脂肪酸酯的分离可以获得较高的聚羟基脂肪酸酯收率、且聚羟基脂肪酸酯纯度和重均分子量较高。特别优选地，采用本发明实施例1-3的方法获得的聚羟基脂肪酸酯的收率、纯度和重均分子量更高，采用本发明实施例1-3的方法获得的聚羟基脂肪酸酯可以在保证产品纯度高于93重量％的情况下，使聚羟基脂肪酸酯收率高于83％，聚羟基脂肪酸酯的重均分子量高于500KDa。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种分离聚羟基脂肪酸酯的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)将含聚羟基脂肪酸酯的菌体细胞进行破壁，得到含聚羟基脂肪酸酯的浆液；
(2)将浆液进行卧螺离心分离，得到上清液和富含聚羟基脂肪酸酯的浓相。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述破壁的条件包括：温度为60-150℃，压力为0.1-0.6MPa，时间为5-120min，pH≥8。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述卧螺离心分离的条件包括：温度为20-70℃，差转速为2-100rmp；
在步骤(1)中，所述含聚羟基脂肪酸酯的菌体细胞以菌悬液形式存在；
优选地，制备所述菌悬液使用的水的体积与所述菌体细胞的体积比为1-20：1，更优选为1-10：1。
4.根据权利要求1-3中任意一种所述的方法，其中，所述卧螺离心分离的方法包括：
(2-1)将浆液进行第一卧螺离心分离得到第一富含聚羟基脂肪酸酯的浓相和第一上清液；
(2-2)将第一富含聚羟基脂肪酸酯的浓相进行第二卧螺离心分离得到第二富含聚羟基脂肪酸酯的浓相和第二上清液；
优选的，第一卧螺离心分离的温度为20-70℃，差转速为10-60rmp；
优选的，第二卧螺离心分离的温度为20-70℃，差转速为10-60rmp；
优选的，步骤(2-2)还包括将第一富含聚羟基脂肪酸酯的浓相与水混合得到悬浊液，制备所述悬浊液使用的水的体积与第一富含聚羟基脂肪酸酯的浓相体积比为1-8：1；
优选的，将第二富含聚羟基脂肪酸酯的浓相重复步骤(2-2)的操作，得到所述富含聚羟基脂肪酸酯的浓相；
优选的，重复步骤(2-2)的次数使得所述富含聚羟基脂肪酸酯的浓相中的聚羟基脂肪酸酯的纯度大于等于90％。
5.根据权利要求1-4中任意一种所述的方法，其中，所述方法还包括将富含聚羟基脂肪酸酯的浓相进行喷雾干燥得到所述聚羟基脂肪酸酯；
优选的，所述喷雾干燥的加热介质的进口温度为120-220℃，加热介质的出口温度为60-120℃。
6.根据权利要求1-5中任意一种所述的方法，其中，步骤(1)中，所述含聚羟基脂肪酸酯的菌体细胞由以下方法得到：将聚羟基脂肪酸酯的发酵液进行碟片式离心分离，得到所述含聚羟基脂肪酸酯的菌体细胞和发酵上清液；
优选的，所述碟片式离心分离的条件使得所得菌体细胞的水含量为40-90重量％，更优选为50-85重量％。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，将所述聚羟基脂肪酸酯的发酵液进行碟片式离心分离的方法包括：
(a)将聚羟基脂肪酸酯的发酵液进行第一碟片式离心分离，得到含聚羟基脂肪酸酯的第一菌体细胞和第一发酵上清液；
(b)将第一发酵上清液进行第二碟片式离心分离得到含聚羟基脂肪酸酯的第二菌体细胞和第二发酵上清液；
(c)将所得的第一菌体细胞和第二菌体细胞进行第三碟片式离心分离，得到所述含聚羟基脂肪酸酯的菌体细胞；
优选的，在进行所述第三碟片式离心分离之前，先将所得第一菌体细胞和第二菌体细胞与水混合，所述水的体积为第一菌体细胞和第二菌体细胞的体积1-10倍；
优选的，所述第一碟片式离心分离、第二碟片式离心分离和第三碟片式离心分离的条件各自独立地包括：温度为20-50℃，转速为3000-14000rmp。
8.一种聚羟基脂肪酸酯发酵液的处理系统，其特征在于，该系统包括：
破壁单元，用于对含聚羟基脂肪酸酯的菌体细胞进行高温破壁，得到含聚羟基脂肪酸酯的浆液；
卧螺离心分离单元，用于对浆液进行卧螺离心分离，得到上清液和富含聚羟基脂肪酸酯的浓相；
优选的，所述卧螺离心分离单元包括第一卧螺离心分离区，用于浆液进行第一卧螺离心分离得到第一富含聚羟基脂肪酸酯的浓相和第一上清液；和第二卧螺离心分离区，用于对第一富含聚羟基脂肪酸酯的浓相进行第二卧螺离心分离得到第二富含聚羟基脂肪酸酯的浓相和第二上清液；
更优选的，所述第一卧螺离心分离区和第二卧螺离心分离区中各自独立地设置有卧螺离心分离机。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述系统还包括喷雾干燥单元，用于对富含聚羟基脂肪酸酯的浓相进行喷雾干燥得到所述聚羟基脂肪酸酯。
10.根据权利要求8或9所述的系统，其中，所述系统还包括碟片式离心分离单元，用于对聚羟基脂肪酸酯的发酵液进行碟片式离心分离，得到所述含聚羟基脂肪酸酯的菌体细胞和发酵上清液；
优选的，所述碟片式离心分离单元包括第一碟片式离心分离区，用于对聚羟基脂肪酸酯的发酵液进行第一碟片式离心分离得到含聚羟基脂肪酸酯的第一菌体细胞和第一发酵上清液；和第二碟片式离心分离区，用于对第一发酵上清液进行第二碟片式离心分离得到含聚羟基脂肪酸酯的第二菌体细胞和第二发酵上清液，和第三碟片式离心分离区，用于对第一菌体细胞和第二菌体细胞进行第三碟片式离心分离，得到所述含聚羟基脂肪酸酯的菌体细胞。
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