KR101540520B1

KR101540520B1 - 역삼투막을 이용한 숙신산 정제 방법

Info

Publication number: KR101540520B1
Application number: KR1020130143396A
Authority: KR
Inventors: 박희준; 백광현; 강종원; 강경보
Original assignee: 롯데케미칼 주식회사
Priority date: 2012-11-29
Filing date: 2013-11-25
Publication date: 2015-07-30
Also published as: KR20140070400A

Abstract

본 발명은 균주를 이용한 발효공정에서 생성된 숙신산을 정제하는 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 방법은 발효공정에서 생성된 숙신산 발효액의 고형분을 제거하는 단계(단계 1); 및 상기 단계 1에서 얻은 고형분이 제거된 숙신산 발효액을역삼투막으로 여과하여 막을 투과하지 못하고 잔존하는 숙신산을 농축하는 단계(단계 2)를 포함하여 이루어진다. 본 발명에 따르면, 추가적인 유기용제의 사용 및 감압, 열처리와 같은 고비용 공정 없이 경제적이면서 간단한 공정을 통하여 고효율, 고순도의 숙신산을 제조할 수 있다.

Description

역삼투막을 이용한 숙신산 정제 방법{METHOD FOR SUCCINIC ACID PURIFICATION USING REVERSE OSMOSIS MEMBRANE}

본 발명은 바이오매스와 미생물을 이용하여 생산된 숙신산(succinic acid) 함유 배양액으로부터 숙신산을 효율적으로 정제할 수 있는 방법에 관한 것이다.

화석원료의 고갈과 급격한 원유가격의 상승, 그리고 환경오염에 대한 인식의 증가로 인하여, 재생가능한 원료물질로부터 다양한 바이오기반 화학물질을 생산할 수 있는 방법에 대한 연구가 전 세계적으로 활발히 진행되고 있다. 특히 바이오기반 화학물질 생산에 소요되는 막대한 비용을 절감하기 위한 일환으로, 친환경적이면서 고순도의 화학물질을 고수율로 분리·정제할 수 있는 공정 개발을 위한 노력이 집중적으로 이루어지고 있다.

숙신산을 비롯한 유기산은 플라스틱, 식품, 의약품 및 화장품산업 등에서 광범위하게 이용되고 있다. 특히, 숙신산은 석유화학공업의 발달과 함께 활발한 생산이 이루어진 합성고분자의 취약점인 난분해성을 극복할 수 있는 생분해성 고분자의 모노머(monomer)로서의 이용가치가 증가하고 있다. 그러나 생물학적 공정을 통한 숙신산의 생산은 그 제조 단가가 기존의 화학 합성 공정에 비해 월등히 높으며, 이의 가장 큰 원인은 발효액으로부터 숙신산을 정제하는 공정이 비효율적이기 때문이다. 발효액에는 발효에 따른 여러 가지 불순물이 다수 포함되어 있으며, 이들 불순물을 제거하는 것이 발효에 의해 생산된 생산물의 경제성 및 상용화에 지대한 영향을 미치게 된다. 현재 발효공정을 이용하여 숙신산을 생성함에 있어서 분리 및 정제 공정이 차지하는 비용은 약 40% 내지 70%에 이른다고 알려져 있다.

이에 발효공정을 이용하여 숙신산을 생성하는 공정에 있어서 분리 및 정제공정의 효율을 높이고자 하는 노력은 계속되고 있다. 그 일환으로 국제출원 PCT/EP2010/051798호는 내인성 피루베이트-포르메이트-리아제 효소 활성의 탈조절을 포함하도록 유전적으로 변형된 박테리아 균주를 이용하여 글리세롤로부터 숙신산을 생산한 다음, 숙신산 분리 및 정제시 여과, 양이온교환크로마토그래피, 및 결정화 단계를 거치는 방법을 제시하고 있다. 그러나 이러한 방법은 막분리, 이온교환수지를 함께 사용하므로 비용이 고가라는 단점이 있다.

또한 국제출원 PCT/US2010/062635호는 암모늄 숙신산염을 함유하고 있는 발효배지로부터 숙신산을 회수하기 위한 공정에 관한 것으로서, 숙신산 암모늄염 함유 용액을 음이온성 이온교환수지와 접촉시켜 숙신산과 암모늄 양이온으로 전환시키고 이를 산성의 이온교환수지와 접촉시키는 단계를 포함하는 방법을 개시하고 있다. 이 방법 역시 고가의 이온교환수지를 사용하고 있다는 문제점이 있다.

대한민국특허출원 제2009-0041841호는 균주에 의해 숙신산이 발현된 균주액에 염기를 첨가하여 생성된 숙신산염을 함유하는 침전물에 염산수용액 및/또는 질산수용액을 첨가하여 결정상태의 숙신산을 생성하는 것을 특징으로 한다. 그러나 이 방법은 염 생성을 위하여 산/염기 등의 화학물질을 투입하여야 한다는 문제가 있다.

대한민국특허출원 제2003-0024933호는 숙신산 추출을 위해 트리-n-옥틸아민, 헥산 및 클로로포름의 혼합물을 추출용매로 사용하는 공정을 개시한다. 그러나 이 방법은 유기용매를 사용하기 때문에 바람직하지 않고, 유기용매 회수공정 필요로 하기 때문에 비용 증가한다는 문제가 있다.

국제출원 PCT/EP2010/051798호 국제출원 PCT/US2010/062635호 대한민국특허출원 제2009-0041841호 대한민국특허출원 제2003-0024933호 대한민국특허출원 제2005-0004652호

따라서 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점이 없이, 균주를 이용하여 얻은 숙신산발효액으로부터숙신산을 친환경적이고 경제적이면서도 효율적으로 분리 정제할 수 있는 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

상기 과제를 달성하기 위하여,

본 발명은 발효공정에서 생성된 숙신산 발효액의 고형분을 제거하는 단계(단계 1); 및 상기 단계 1에서 얻은 고형분이 제거된 숙신산 발효액을 역삼투막으로 여과하여 막을 투과하지 못하고 잔존하는 숙신산을 농축하는 단계(단계 2)를 포함하여 이루어지는 숙신산 정제 방법을 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 단계 1에서 얻어진 고형분이 제거된 숙신산 발효액의 pH를 7 내지 11로 조정하여 상기 단계 2에 제공할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 pH 조절을 위하여 알칼리금속수산화물, 알칼리토금속수산화물, 알칼리금속의 탄산염, 알칼리토금속의 탄산염 및 암모니아로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상의 염기성 물질을 이용할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 역삼투막의 조작압력은 0.1 내지 100 bar일 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 단계 1의 고형분 제거는 막여과 또는 원심분리에 의해 실시될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 막여과는 공극 크기가 0.1 내지 10 μm 범위로 조절된 막을 이용할 수 있고, 상기 원심분리는 4000 rpm 이하의 회전속도로 1 내지 10분간 1차 실시되고, 4000 rpm 내지 10000rpm 의 회전속도로 10 내지 20분간 2차 실시될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 단계 1에서 얻어진 고형분이 제거된 숙신산발효액을 1 내지 99 부피%가 되도록 물로 희석하여 상기 단계 2에 제공할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 단계 1의 발효공정은 5 내지 80시간 동안 1차 또는 2차 발효시키는 것일 수 있다.

본 발명에 따른 숙신산 정제 방법은 기존 발효공정에서 발생하는 고형분을 물리적 전처리를 통하여 제거함으로써 여과막을 이용한 숙신산 정제과정에서 파울링(fouling) 효과를 저감할 수 있으며, 역삼투막을 이용함으로써 추가적인 유기용제의 사용 및 감압, 열처리와 같은 고비용 공정 없이 경제적이면서 간단한 공정을 통하여 고효율, 고순도의 숙신산을 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 숙신산 정제 공정의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 숙신산 생산량을 나타낸 것이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 Flux 변화를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 역삼투막 용출액의 숙신산 농도를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 숙신산 회수율을 나타낸 것이다.

이하, 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 숙신산 정제방법을 단계별로 더욱 구체적으로 설명하지만, 이는 본 발명의 바람직한 예시일 뿐 본 발명의 범위가 이들로 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 숙신산 정제공정은,숙신산발효조(1)의 발효공정에서 생성된 숙신산 발효액을 고형분 제거조(2)로 보내어 고형분을 제거하는 단계(단계 1); 및 상기 단계 1에서 얻은 고형분이 제거된 숙신산 발효액을 고압펌프(3)를 거쳐 역삼투막 여과조(4)로 보내어 역삼투막을 이용하여 농축하는 단계(단계 2)를 포함하여 이루어질 수 있다.

먼저, 본 발명에 따른 상기 단계 1은 숙신산 발효조(1)의 발효공정에서 생성되는 미생물 균체 및 바이오매스 잔존물 등의 고형분을 고형분 제거조(2)에서 제거하는 단계로, 이로부터 숙신산 및 숙신산 이온을 함유하는 용액(제1 숙신산 함유 용액)을 얻을 수 있다. 상기 단계를 포함함으로써, 적어도 2단계의 여과 과정을 거쳐 숙신산을 분리하고 정제하기 때문에 숙신산의 효율 및 품질을 향상시킬 수 있다.

숙신산발효조(1)는 관련 업계에서 이용되는 것이라면 아무런 제한없이 사용될 수 있다. 발효공정에 의해 숙신산을 생성하는 균주는 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적으로 알려진 숙신산을 생성할 수 있는 균주라면 특별히 제한되지 않고 이용될 수 있다. 예를 들어, 언에어로바이오스피릴륨숙시닉프루듀센스(Anaerobiospirillumsuccinicproducens), 만헤이미아숙시닉프루듀센스(Mannheimiasuccinicproducens), 에스커리키아콜라이(Escherichia coli), 코리네박테리움글루타미쿰(Corynebacteriumglutamicum), 액티노바실러스숙시노젠(Actinobacillussuccinogens), 브레비박테리움플라붐(Brevibacteriumflavum), 또는자이모모나스 모빌리스(Zymomonasmobilis) 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

이러한 균주를 이용하여 탄수원을 영양분들과 함께 이산화탄소의 존재 하에서 대사시키면 숙신산이 다량 발현된 발효액(숙신산발효액)을 얻을 수 있는데, 상기 발효액에는 해리된 숙신산 뿐만 아니라, 해리된 기타 유기산(ex. 개미산(포름산), 초산(아세트산), 푸마르산, 피부르산, 시트르산, 옥살아세트산 등), 양이온 (K⁺, NH4⁺, Mg² ⁺, Na⁺), 음이온 (CO₃ ² ^-, PO₄ ^-, SO₄ ² ^-)이 함유된 발효액을얻을 수 있다. 또, 상기 발효액에는 상기 물질들 이외에, 미반응탄소원, 아미노산, 기타 질소원, 배지를 구성하는 미량 원소 성분, 중화제 성분(P, Na, K, Ca, S)과 과량의 물이 포함되어 있을 뿐만 아니라, 이용된 균주, 발효공정에서 생성된 미생물 균체도 포함되어 있다.

상기 단계 1의 발효공정은 5 내지 80시간 동안 1차 또는 2차 발효시키는 것일 수 있으며, 바람직하게는 20 내지 80시간, 보다 바람직하게는 50 내지 80시간 동안 발효시킬 수 있다. 상기 범위 내에서 숙신산이 다량 생산되며, 80시간 이상 발효시키는 경우 생산 효율이 감소할 수 있다.

이러한 발효공정은 회분식 (Batch) 형태, 유가식(Fed-batch) 형태, 또는 연속(Continuous) 형태로 수행될 수 있다.

상기 고형분 제거조(2)의 고형분 제거 방법은 막여과 방법이나 원심분리를 이용하는 것이 바람직하지만,이에 한정되는 것은 아니다.

막여과의 경우 공극 크기가 0.1 내지 10 μm인 막을 이용하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.5 내지 5μm일 수 있다. 공극 크기가 0.1 μm 범위보다 작을 경우 파울링이 쉽게 나타나 여과막을 장기간 이용하기 힘들 수 있고, 10 μm 범위보다 클 경우 고형분 제거 효율이 낮아질 수 있다.

원심분리 방법은 4000 rpm 이하의 회전속도로 1 내지 10분간 1차 실시하고, 4000 rpm 내지 10000rpm 의 회전속도로 10 내지 20분간 2차 실시하는 것이 바람직하다. 기본적으로 원심분리 방법은 많은 에너지가 소요되므로 고형분이 제거되어 후속 공정의 여과막에 파울링 영향을 최소화할 수 있는 정도로 이용하는 것이 바람직하다.

다음으로, 상기 단계 2는 상기 단계 1에서 얻은 고형분이 제거된 숙신산발효액(제1 숙신산 함유 용액)을 고압펌프(3)를 거쳐 역삼투막 제거조(4)로 보내어,역삼투막을 이용하여 발효액 내 숙신산은 여과막을 통과하지 못하도록 하고(막 농축액 흐름 6) 여액은 막을 통과(막 투과액 흐름 5)하도록 함으로써 숙신산을 정제하는 단계이다.

상기 고형분이 제거된 숙신산발효액(제1 숙신산 함유 용액)은 일반적인 숙신산 발효 pH 범위(5 내지 7)를 유지할 수 있으나, 제1 숙신산 함유 용액에 염기성 물질을 첨가하여 pH 범위가 조절된 숙신산발효액(제2 숙신산 함유 용액)을 얻을 수 있다. 상기 제2 숙신산 함유 용액은 숙신산이 이온으로 해리되어 역삼투막을 통과하지 못하도록 pH 범위를 7 내지 11로 조절할 수 있다. pH 11을 초과하게 되면 역삼투막에 손상을 줄 수 있으므로 바람직하지 않다.

기존 나노여과(nanofiltration) 및 역삼투막 이용 공정에서는 황산 등의 산을 이용하여 발효액의 pH를 4 이하로 조절하여 숙신산이 이온으로 해리되지 않도록 함으로써 여과막을 잘 투과할 수 있도록 하는 공정을 사용하였다. 반면, 본 발명에 있어서 상기 제2 숙신산 함유 용액의 pH 범위는 7 내지 11로 조절될 수 있으며, 이는 숙신산 발효시 사용된 중화제, 발효공정조건, 제1 숙신산 함유 용액의 공급량 및 이의 pH를 종합적으로 고려하여 조절할 수 있다.

상기 과정에서 사용가능한 염기성 물질의 예로는 알칼리금속 수산화물, 알칼리토금속 수산화물, 알칼리금속의 탄산염, 알칼리토금속의 탄산염, 암모니아(NH₃) 등이 있으며, 예를 들어 NaOH, KOH, NH₃, Mg(OH)₂, Ca(OH)₂, NH₄OH, K₂CO₃, CaCO₃, MgCO₃ 등일 수 있고, 바람직하게는 NaOH, KOH, NH₃를 사용할 수 있으며, pH를 7 내지 11 로 조절할 수 있는 물질이라면 이에 한정되지 아니하고 사용될 수 있다. 상기 염기성 물질의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 단독으로 또는 2개 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 고압펌프(3)는 역삼투막 여과조(4)의 조작압력을 조절하기 위한 것이다. 상기 역삼투막의 조작압력은 0.1 내지 100 bar의 범위이며, 바람직하게는 0.1 내지 20 bar의 범위일 수 있고, 보다 바람직하게는 1 내지 5bar, 가장 바람직하게는 1 내지 3bar일 수 있다. 조작압력이 상기 범위를 초과할 경우 고압으로 인하여 막 손상이 우려되거나, 공정비용이 상승하게 될 소지가 있다.

역삼투막은 용질의 농도가 높은 용액과 낮은 용액 사이에 반투과막이 있을 때 물분자가 용질이 낮은 쪽에서 높은 쪽으로 흐르는 삼투압보다 더 높은 압력을 높은 용질쪽에 가함으로써 물분자가 용질농도가 낮은 쪽으로 흐르도록 하는 역삼투원리를 이용한 분리막이다. 바람직한 역삼투막의 재질은 폴리아마이드, 셀룰로즈아세테이트, 가교된 폴리(퍼퓨릴알콜) 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 고형분이 제거된 숙신산 발효액은 숙신산 농도 및 타 부산물의 농도가 높을수록 역삼투막의 조작압력이 높아진다. 상기 고형분이 제거된 숙신산 발효액(제1 숙신산 함유 용액 또는 제2 숙신산 함유 용액)의 농도가 1 내지 99 부피%가 되도록, 물로 일정 배율 희석시킬 수 있으며, 바람직하게는 30 내지 50배가 되도록 희석시킬 수 있다. 이와 같이 희석할 경우 유량이 증가하여 조작압력을 낮출 수 있으므로 희석으로 인한 발효액 증가분을 상쇄할 수 있으며, pH 조절(pH 7 내지 11)을 통하여 잔존 숙신산 농도를 높일 수 있다.

< 실시예 1> 숙신산 정제

< 실시예 1-1> 막여과 방법으로 고형분을 제거

액티노바실러스숙시노젠(Actinobacillussuccinogens)균을 영양 제한배지상에서 배양하고 10% 내외의 접종량을 통해, 3L 용적의 발효기에서 72시간 발효시켜 숙신 산발효액(pH6.5)을 얻었다. 이후, 여과막(공극 크기: 2.5 μm)과 aspirator filter system을 사용하여, 여과막(Watman filter paper #5, 공극크기: 2.5 μm)을 감압 깔대기에 설치한 후, 진공 펌프를 이용하여 감압하에 숙신산 발효액으로부터 고형물을 제거하여 제1 숙신산 함유 용액(HPLC(Dionex ultimate 3000 with standard accessories, USA), (pH6.5),(숙신산함유량 : 63.7g/L, 아세트산 : 12.6 g/L, 포름산 7.2g/L)을 얻었다(도 2). 이 때, 여과전의 숙신산 발효액과 여과후의제1 숙신산 함유용액의 OD(Optical Density)를 600 nm에서 UV-vis spectrophotometer를 이용하여 측정한 결과, 최종 OD 제거율은 93.3%이었다.

상기에서 얻은 제1 숙신산 함유 용액에 NaOH 또는 H₂SO₄를 첨가하여 pH가 3~11인 제2 숙신산 함유 용액을 얻었다. 이후, 제2 숙신산 함유 용액을 물을 50배 첨가하여 희석시키고 역삼투막에 1~3bar의 압력으로 투과시켜 숙신산을 분리하고 정제하였다.

< 실시예1 -2> 원심분리 방법으로 고형분을 제거

상기 실시예 1에서 얻은 숙신산발효액을 감압 깔대기에 설치된 여과막을 이용하여 고형물을 제거하는 대신, 숙신산발효액을 2000rpm에서 5분, 8000rpm에서 15분 동안 원심분리하여 고형물을 제거하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 숙신산 발효액으로부터 숙신산을 분리하고 정제하였다.

이때, 상기 원심분리 전의 숙신산 발효액과 원심분리 후의 제1 숙신산 함유용액의 OD를 측정한 결과, 최종 OD 제거율은 91.7% 였다.

< 실험예1 > 희석 배율, 압력 및 pH 에 따른 Flux 변화 측정

< 실험예1 -1> 50배 희석한 경우 압력 및 pH 에 따른 Flux 변화

상기에서 얻은 제1 숙신산 함유 용액에 NaOH 또는 H₂SO₄를 첨가하여 pH가 각각 3, 5, 7, 9, 11인 제2 숙신산 함유 용액을 얻은 후, 제2 숙신산 함유 용액에 물을 50배 첨가하여 희석시키고 역삼투막에 각각 1bar, 2bar, 3bar의 압력으로 투과시켜 숙신산을 분리하고 정제한 것을 제외하고는, 실시예 1-1과 동일하게 수행하면서 Flux 변화를 측정하였다. 그 결과를 도 3 및 표 1에 나타내었다(하기 표에서 std는 표준편차를 나타낸다).

pH	1 bar	2 bar	3 bar	1std	2std	3std
3	0.039	0.108	0.102	0.005	0.028	0.039
5	0.034	0.118	0.122	0.003	0.012	0.053
7	0.047	0.222	0.227	0.003	0.016	0.042
9	0.025	0.130	0.092	0.000	0.009	0.054
11	0.021	0.091	0.030	0.002	0.024	0.023

< 실시예1 -2> 30배 희석한 경우 압력 및 pH 에 따른 Flux 변화

상기에서 얻은 제1 숙신산 함유 용액에 NaOH 또는 H₂SO₄를 첨가하여 pH가 각각 3, 5, 7, 9, 11인 제2 숙신산 함유 용액을 얻은 후, 제2 숙신산 함유용액에 물을 30배 첨가하여 희석시키고 역삼투막에 각각 1bar, 2bar, 3bar의 압력으로 투과시켜 숙신산을 분리하고 정제한 것을 제외하고는, 실시예 1-1과 동일하게 수행하면서 Flux 변화를 측정하였다.그 결과를 도 4 및 표 2에 나타내었다.

pH	1 bar	2 bar	3 bar	1std	2std	3std
3	0.001	0.054	0.036	0.000	0.003	0.023
5	0.014	0.066	0.030	0.000	0.010	0.017
7	0.023	0.094	0.053	0.002	0.011	0.031
9	0.013	0.086	0.029	0.002	0.017	0.018
11	0.010	0.063	0.029	0.000	0.004	0.018

< 실험예2 > 희석 배율 및 pH 에 따른 역삼투막 용출액의 숙신산 농도 측정

상기에서 얻은 제1 숙신산 함유 용액에 NaOH 또는 H₂SO₄를 첨가하여 pH가 각각 3, 5, 7, 9, 11인 제2 숙신산 함유 용액을 얻은 후, 제2 숙신산 함유 용액에 물을 각각 50, 30배 첨가하여 희석시킨 것을 제외하고는, 실시예 1-1과 동일하게 수행하면서 HPLC(Dionex ultimate 3000 with standard accessories, USA)로 분석하여용출액의 숙신산 농도를 측정하였다.

도 5 및 표 3을 참조하면, 50배율로 희석하는 경우 pH 5에서 0.40g/L 인 반면, pH 7 내지 11의 범위에서 용출액의 숙신산 농도가 0.20g/L 이하로 50%이상 감소한 것을 알 수 있다. 또한, 30배율로 희석하는 경우 pH 7에서 0.42g/L, pH 9 내지 11의 범위에서 0.20g/L 미만으로 소량 용출되는 것을 확인하였다. pH 7 내지 11의 범위에서 용출되는 숙신산 농도가 감소하여, 수득 가능한 숙신산의 농도 및 회수율이 향상되는 것으로 나타났다.

pH	50배 희석(g/L)	30배 희석(g/L)
pH 3	0.60	0.78
pH 5	0.39	0.66
pH 7	0.20	0.42
pH 9	0.13	0.17
pH 11	0.13	0.19

< 실험예3 > 희석 배율 및 pH 에 따른 숙신산 회수율 측정

상기에서 얻은 제1 숙신산 함유 용액에 NaOH 또는 H₂SO₄를 첨가하여 pH가 각각 3, 5, 7, 9, 11인 제2 숙신산 함유 용액을 얻은 후, 제2 숙신산 함유 용액에 물을 각각 50, 30배 첨가하여 희석시킨 것을 제외하고는, 실시예 1-2와 동일하게 수행하면서 숙신산 회수율을 측정하였다.도 6 및 표 4를 참조하면, pH가 산성을 나타내는 경우 70% 이하인 반면, pH 범위가 7 내지 11인 경우, 80% 이상의 높은 효율을 나타내었다.

pH	50배 희석	30배 희석
pH 3	53.0%	63.4%
pH 5	69.0%	68.7%
pH 7	84.6%	80.1%
pH 9	89.8%	91.8%
pH 11	90.2%	90.9%

상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기의 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1. 숙신산 발효조
2. 고형분 제거조
3. 고압펌프
4. 역삼투막 여과조
5. 막 투과액 흐름
6. 막 농축액 흐름

Claims

1) 발효공정에서 생성된 숙신산 발효액의 고형분을 제거하는 단계(단계 1); 및
2) 상기 단계 1에서 얻은 고형분이 제거된 숙신산 발효액을 역삼투막으로 여과하여 막을 투과하지 못하고 잔존하는 숙신산을 농축하는 단계(단계 2)를 포함하여 이루어지며, 상기 단계 1에서 얻어진 고형분이 제거된 숙신산발효액을 물로 30 내지 50 배 되도록 희석하여 상기 단계 2에 제공하는 숙신산 정제 방법.

제1항에 있어서, 상기 단계 1에서 얻어진 고형분이 제거된 숙신산 발효액의 pH를 7 내지 11로 조정하여 상기 단계 2에 제공하는 것을 특징으로 하는 숙신산 정제 방법.

제2항에 있어서, 상기 pH 조절을 위하여 알칼리금속수산화물, 알칼리토금속수산화물, 알칼리금속의 탄산염, 알칼리토금속의 탄산염 및 암모니아로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상의 염기성 물질을 이용하는 것을 특징으로 하는 숙신산 정제 방법.

제1항에 있어서, 상기 역삼투막의 조작압력은 0.1 내지 100 bar인 것을 특징으로 하는 숙신산 정제방법.

제1항에 있어서, 상기 단계 1의 고형분 제거는 막여과 또는 원심분리에 의해 실시되는 것을 특징으로 하는 숙신산 정제 방법.

제5항에 있어서, 상기 막여과는 공극 크기가 0.1 내지 10 μm 범위로 조절된 막을 이용하는 것을 특징으로 하는 숙신산 정제 방법.

제5항에 있어서, 상기 원심분리는 4000 rpm 이하의 회전속도로 1 내지 10분간 1차 실시되고, 4000 rpm 내지 10000rpm 의 회전속도로 10 내지 20분간 2차 실시되는 것을 특징으로 하는 숙신산 정제 방법.

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제1항에 있어서, 상기 단계 1의 발효공정은 5 내지 80시간 동안 1차 및/또는 2차 발효된 것을 특징으로 하는 숙신산 정제 방법.