[实用新型]一种丁二酸发酵液分离纯化装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及丁二酸制备领域，特别涉及一种丁二酸发酵液分离纯化装置。

背景技术

丁二酸又叫琥珀酸，英文名succinicacid，分子式为C₄H₆0₄，分子量为118.09，丁二酸是一种常见的天然有机酸，广泛存在于人体、动物、植物和微生物中。纯净的丁二酸为无色至白色单斜晶体，丁二酸无臭，低毒，可燃。比重为1.572，熔点180～187℃，沸点235℃(分解)。在熔点以下加热时，丁二酸升华，脱水生成丁二酸酐。丁二酸的重要用途是生产五元杂环化合物，以及在医药行业上的应用。

目前提取丁二酸主要用以下工艺：

(1)钙盐法：钙盐法中，丁二酸钠发酵液经过板框过滤后，再加入氯化钙转化成丁二酸钙，过滤后得到丁二酸钙滤渣，葡萄糖酸钙滤渣再经酸化得到丁二酸，最后通过浓缩结晶得到丁二酸。该生产方法具有以下缺点：一是得到的提取液中丁二酸的浓度较低，增大了后续浓缩段的负荷；二是单元操作损失多，总收率低；三是在提取过程中丁二酸经过了多次相变，消耗化工原料多，固液分离量大，能耗高；四是环境污染严重，产生大量的固体废弃物CaS0₄，每生产出1mol的丁二酸产品，就产生出等量的石膏副产物。

(2)阳树脂转化法：发酵液经过过滤除蛋白色素后，经过强酸型阳离子交换树脂进行转化，将料液中的丁二酸钠转化成为丁二酸。该生产方法具有以下缺点：由于料液浓度低，转化得到的产品浓度也较低；且树脂再生过程中会产生大量的废水。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种产品浓度高、纯化效果好、产品浓度稳定的丁二酸发酵液分离纯化装置。

为达到上述目的，本实验新型发明所提出的技术方案为：一种丁二酸发酵液分离纯化装置，其特征在于：包括通过管道依次相连的原料罐、陶瓷膜装置、超滤膜装置、双极膜电渗析装置、反渗透浓缩装置、产品罐；所述的超滤膜装置连接陶瓷膜装置的透析液出口，所述的双极膜电渗析装置连接超滤膜装置的透析液出口，所述的产品罐连接反渗透浓缩装置浓缩液出口。

进一步，陶瓷膜装置中采用的陶瓷膜分离孔径优选为50nm。

进一步，超滤膜装置采用的超滤膜截留分子量优选为3500道尔顿。

进一步，所述的双极膜电渗析装置采用阳极、双极膜、阳离子交换膜、双极膜和阴极组成，依次构成阳极室、盐室、碱室、阴极室4个隔室，每个隔室外部连接一个贮水槽，装置由5张双极膜和4张阳膜组成4个重复单元，膜有效尺寸为110mm*80mm，阴阳极均为钛涂钌，其工作条件为：电流2A。

进一步，反渗透浓缩装置中的反渗透膜采用聚酰胺反渗透膜。

采用上述技术方案，本实用新型所述的丁二酸发酵液分离纯化装置用于丁二酸发酵液的分离纯化，具有以下优点：

1)陶瓷膜过滤装置具有过滤精度高、出料质量高、过滤速度稳定，另外陶瓷膜具有耐高温、耐酸碱、耐氧化等优点；

2)双极膜电渗析装置得到产品浓度更高，稳定，减少后续的浓缩成本；同时过程无废水产生，同时在此法中不需要引入任何化学试剂，且得到的氢氧化钠副产物可用于其它工段或者调节pH；

3)设备紧凑、系统简化、管道缩减和占地面积少；

4)具有良好的操作弹性，可根据生产负荷的变化自动速度；降低运行成本和设备投资；

5)操作性好，能避免人为因素造成的失误；

7)绿色环保、减少能耗、运行成本低。

附图说明

图1为本实用新型所述的丁二酸发酵液分离纯化装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，本实用新型所述的丁二酸发酵液分离纯化装置，包括通过管道依次相连的原料罐、陶瓷膜装置、超滤膜装置、双极膜电渗析装置、反渗透浓缩装置、产品罐；所述的超滤膜装置连接陶瓷膜装置的透析液出口，所述的双极膜电渗析装置连接超滤膜装置的透析液出口，所述的产品罐连接反渗透浓缩装置浓缩液出口，其中反渗透浓缩装置的透过水可以返回到陶瓷膜装置及超滤膜装置进行套用。

具体使用时，该装置具体操作过程如下：

1)陶瓷膜过滤

用50nm的陶瓷膜装置对发酵液进行了过滤处理，温度40℃，压力0.2Mpa,共进行了3个批次实验。

从数据来看，通过陶瓷膜装置对发酵液进行除杂，具有效果稳定，通量大，浓缩倍数高，产品损失少等特点。