[发明专利]一种微胶囊萃取丁二酸的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种萃取丁二酸的工艺，尤其涉及一种(固液萃取)微胶囊萃取丁二酸的工艺。

背景技术

丁二酸是自然界一种常见的天然有机羧酸，广泛存在于植物、动物以及人体中。在厌氧微生物代谢中，丁二酸是一种常见的二元羧酸代谢产物。在工业应用中，丁二酸是一种重要的化工原材料，应用在农药、医药、染料、塑料等众多领域。

丁二酸的生产方法主要有化学合成法、生物转化法和微生物发酵法。传统的化学合成法包括丁烷氧化法、石蜡氧化法、氢油氧化法等。由化学法生产丁二酸，不仅原料价格高、消耗石油等石化资源，而且对环境污染严重，已经不能满足当今社会可持续发展的要求。生物转化法是以反丁烯二酸为底物，通过反丁烯二酸酶催化，将底物转化为丁二酸的方法。该方法不仅大大降低了生产丁二酸的成本，而且对环境没有污染、过程简单，为丁二酸的生产提供了一条新的途径。微生物发酵法是一种用微生物菌种对农作物、糖蜜等进行发酵积累得到丁二酸的方法。该方法成本低、环境友好，不仅摆脱了对石化原料的依赖，而且提供了一条利用温室气体二氧化碳的新途径。

目前，微生物发酵法得到的丁二酸提取方法较少，主要有钙盐法、铵盐法、传统溶剂萃取法和离子交换法。钙盐法是利用丁二酸钙在水中溶解性小的特点，将发酵液中的丁二酸盐转化为丁二酸钙从水相中析出，得到的丁二酸钙经过酸解、除杂、浓缩、结晶的步骤之后得到丁二酸的工艺。中国专利CN200910087820.8公开了一种向钙盐法生产丁二酸的方法，该方法原料易得、操作简单，但是得到的丁二酸纯度较低，存在杂质CaSO₄。铵盐法是通过向丁二酸发酵液中通入CO₂及氨气，使丁二酸钠形成丁二酸铵，然后调节pH值使其结晶，丁二酸析出。中国专利CN200910178134.1公开了一种铵盐法生产丁二酸的方法，该方法具有原辅料消耗低、成本较低的优点，但是步骤繁琐、难度大。传统溶剂萃取法是利用丁二酸在有机溶剂中溶解度比水大的特点，将丁二酸萃取到有机溶剂中。中国专利CN201210192466.7公开了一种以酯类溶剂为萃取剂从丁二酸发酵液或丁二酸结晶母液中萃取分离丁二酸的方法，该方法萃取与反萃过程简单、成本较低的优点，但是消耗大量的有机溶剂，而且有机溶剂对产物污染，不能达到食品、药用等较高规格。离子交换法是利用高分子树脂高选择离子交换性，寻找适合丁二酸体系的树脂，直接提取丁二酸。中国专利CN200810195852.5公开了一种阳离子树脂交换提取发酵液中丁二酸的方法，该方法工艺简单、丁二酸收率高，但是生产过程产生大量废水，而且树脂寿命短，限制了该工艺的发展。中国专利CN200910046480.4公开了一种使用H-型强酸性阳离子交换树脂提取丁二酸的方法，该方法同样存在废水产量大、树脂寿命短的问题。

发明内容

本发明的目的是为了改进现有技术的不足而提供一种微胶囊萃取丁二酸的工艺。

本发明的技术方案为：一种微胶囊萃取丁二酸的工艺，其具体步骤入下：

A.微胶囊制备：将离子液体和聚砜树脂溶解在有机溶剂中制成混合溶液，然后将混合溶液向连续相中滴加，形成的固体经洗涤、真空干燥后，制得微胶囊；

B.萃取：将微胶囊加入丁二酸溶液中进行固液萃取，萃取完成后，将萃取后的微胶囊与萃余相过滤分离；

C.微胶囊再生：向萃取后的微胶囊中加入碱溶液进行反萃；反萃结束后，分离得到再生后的微胶囊和反萃液，过滤分离；用去离子水洗涤再生后的微胶囊，真空干燥，重复使用；

D.丁二酸回收：向反萃液中加入酸溶液进行酸析，再进行结晶，得到丁二酸。

优选上述步骤A中所述的离子液体为双十烷基二甲基胺糖精盐、四丁基膦磺胺二甲嘧啶盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、双十烷基二甲基胺三氟甲基磺酸盐、四丁基膦溴盐或双十烷基二甲基磺胺二甲嘧啶盐中的一种；所述的有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、二氯甲烷或丙酮中的一种；所述的连续相为十二烷基硫酸钠水溶液、十二烷基磺酸钠水溶液或四丙基溴化铵水溶液中的一种；连续相的质量浓度为0.05～0.2％。优选聚砜树脂的分子量为11000～44000。

优选步骤A中聚砜树脂与离子液体的质量比为0.5～2：1；离子液体和聚砜树脂总质量与有机溶剂体积比为1：(5～20)g/mL；有机溶剂与连续相的体积比为1：(10～30)。

优选步骤A中真空干燥温度为50～70℃，真空度为0.09～0.099MPa，干燥时间为6～24h。

优选步骤B中丁二酸溶液的浓度为0.1～0.25mol/L。