[发明专利]一种生产丁二酸的工艺方法及其提纯方法

说明书

本发明涉及丁二酸的制备技术领域，具体涉及一种生产丁二酸的工艺方法及其提纯方法。其中，工艺方法包括以下步骤：将酵母粉、磷酸二氢钾、磷酸氢二钠、葡萄糖、尿素、发酵菌株和氨气加入发酵罐后进行发酵；发酵罐在发酵过程中，流加液氨和尿素，使发酵罐内的PH位于6.4‑6.6之间，发酵后发酵罐内得到丁二酸二铵和菌体的发酵液；通过陶瓷膜对发酵液进行过滤，滤掉菌体，丁二酸二铵透过陶瓷膜；陶瓷膜清液中的丁二酸二铵经过阳离子交换树脂铵根与氢离子进行交换，得到丁二酸溶液；将丁二酸溶液浓缩析出，离心分离后干燥，得到丁二酸。本发明的目的是解决现有的工艺中固体碳酸盐灭菌不易消透，容易造成现有的发酵罐的发酵液染菌的问题。

技术领域

本发明涉及丁二酸的制备技术领域，具体涉及一种生产丁二酸的工艺方法及其提纯方法。

背景技术

丁二酸是一种重要的制备五元杂环的中间体，由于其分子结构特殊性，因而可广泛用于呋喃环系化合物，制造药物、染料和醇酸树脂。

生物发酵制备丁二酸工艺中，采酵母或玉米浆作为氮源且由于菌种不断代谢丁二酸，发酵液PH不断降低，当PH达到5.6时，菌种不能耐受此环境下的PH，导致菌种停止生长，因此需要往发酵液中添加中和丁二酸的物质，来稳定菌种适宜环境。目前，通过碳酸盐固体经过灭菌后，加入发酵罐。因其溶解度低，部分碳酸盐以固体形式存在，新代谢的丁二酸与溶解的碳酸盐反应成盐，消耗的碳酸盐促使固体碳酸盐继续溶解，以此达到稳定PH的作用。

然而，固体碳酸盐需要灭菌上料机灭菌，耗电量大，如果固层太厚，灭不透容易造成染菌，同时，发酵罐中发酵液在反应的过程中，因液碱溶解度高的为氢氧化钠和氢氧化钾，使得发酵液中带入大量的的钠和钾离子，造成环境渗透压高，不利于菌体生长，其他氢氧化镁和氢氧化钙溶解度太低，也不适宜添加。

同时，通过的现有的工艺中，发酵液丁二酸镁经过陶瓷膜得到清液，再经过离子交换转化为丁二酸，离子交换会有少量镁离子和硫酸根残留，造成生产的丁二酸的纯度低的情况。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提出一种生产丁二酸的工艺方法，以解决现有的工艺中固体碳酸盐灭菌不易消透，容易造成现有的发酵罐的发酵液染菌的问题。

本发明的另一目的是解决现有的丁二酸在离子交换的过程中，会有少量镁离子和硫酸根残留，离子交换有少量离子残留，导致生产出的丁二酸的纯度不高的问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种生产丁二酸的工艺方法，包括以下步骤：

将酵母粉、磷酸二氢钾、磷酸氢二钠、葡萄糖、尿素、发酵菌株和经过过滤器过滤后的氨气通入发酵罐后进行发酵；

发酵罐在发酵过程中，调节流加尿素速度，使发酵罐内的PH位于6.4-6.6之间，发酵后发酵罐内得到丁二酸二铵和菌体的发酵液；

通过陶瓷膜对发酵液进行过滤，滤掉菌体，丁二酸二铵透过陶瓷膜；

陶瓷膜清液中的丁二酸二铵经过阳离子交换树脂铵根与氢离子进行交换，得到丁二酸溶液；

将丁二酸溶液浓缩析出，离心分离后干燥，得到丁二酸。

优选的，所述经过过滤器过滤后的氨气的具体制备步骤为：

将液氨经过减压阀减压至0.03MPa，气化后的氨气经过0.45μm一级过滤器粗滤，再经过0.22μm二级过滤器过滤后，得用于加入发酵罐中的氨气。

优选的，所述发酵菌株为琥珀酸放线杆菌。

优选的，所述发酵罐的发酵条件是厌氧发酵，在发酵过程中，发酵罐为0.02MPa的压力，温度为37度，且发酵的时间为40小时。

优选的，所述陶瓷膜为1nm；所述阳离子交换树脂铵根为D001氢型阳离子交换树脂铵根。