[发明专利]一种使用电渗析法从丁二酸发酵液中提取丁二酸的方法

摘要

一种使用电渗析法从丁二酸发酵液中提取丁二酸的方法，属于生物化工技术领域。本发明以常规的丁二酸发酵液为原料，经分离菌体、电渗析进行脱蛋白和脱色、使用双极膜电渗析进行脱钠、浓缩、晶析、过滤、烘干步骤提取丁二酸。经过电渗析装置后的发酵液的透光率由15%提高到95%，脱色效果与活性炭效果相当；提取效率约为97%～98%，而使用吸附方式脱色的收率仅有80%～85%。本发明革掉了用活性炭进行脱色，避免了活性炭对于丁二酸的吸附，脱色后不再造成丁二酸的损失，提高了提取率；得到分子态的丁二酸，不需要使用盐酸或硫酸进行体系pH值的调整，使丁二酸的提纯容易进行；不使用有机溶剂，避免了有机溶剂的残留。

主权项

一种使用电渗析法从丁二酸发酵液中提取丁二酸的方法，其特征在于以常规的丁二酸发酵液为原料，经分离菌体、电渗析进行脱蛋白和脱色、使用双极膜电渗析进行脱钠、浓缩、晶析、过滤、烘干步骤提取丁二酸，步骤为：（1）发酵液分离菌体：丁二酸发酵液的来源对于发酵使用的菌种类型并无特别要求；丁二酸发酵液经过离心机进行菌体分离，离心机为碟片式，转速1000～5000rpm，得到澄清透明的液体； （2）使用离子透析电渗析进行脱蛋白和脱色：使用离子透析电渗析装置对步骤（1）所得液体进行脱蛋白和脱色；离子透析电渗析装置的主要部件为膜堆，配以淡化室、浓缩室、极室、循环泵、管路、压力表、流量计、直流电源；其中，膜堆由阴阳离子交换膜、隔板组成，隔板与膜之间构成的隔室为液体流经过的通道；澄清后的发酵液放置于淡化室，接收迁移盐分的自来水放置在浓缩室；                    在直流电场的作用下，利用离子交换膜的选择透过性，主要是钠离子的阳离子透过阳膜，包括丁二酸离子、磷酸根及硫酸根的阴离子透过阴膜，发酵液中的其他非电解质物质因为无法通过离子膜，因此实现了目标离子与非电解质杂质的分离，规模化装置可用多台电渗析膜堆串联或并联使用以提高处理能力；离子交换膜的类型为均相膜或异相膜；本工艺中，均相膜效果优于异相膜；（3）使用双极膜电渗析进行脱钠：使用双极膜电渗析装置对步骤（2）所得液体进行脱钠，同时调整体系pH值到2；双极膜电渗析装置与离子透析电渗析装置结构基本相同，只是将阴离子膜替换为双极膜；在直流电场的作用下，双极膜将水离解成为氢离子和氢氧根离子，进入不同的分隔室中；体系中的阳离子，主要是钠离子，通过阳离子膜与氢氧根离子结合，生成强碱水溶液；而氢离子与停留在体系中的丁二酸根结合生成分子态的丁二酸，此时，体系pH值控制为2； （4）多效蒸发器浓缩：将步骤（3）所得含有丁二酸的酸性溶液通过多效蒸发器浓缩1倍，溶液在60℃的条件下，丁二酸含量为100g/L~200g/L；（5）晶析：根据丁二酸在水中的溶解度，将浓缩液冷却到10℃，丁二酸晶体逐渐析出，母液中丁二酸含量控制为20g/L；    （6）过滤、烘干：丁二酸晶体经过滤器滤出，再经过烘干机烘干，产品纯度为99%～99.8%。