一种发酵丁二酸分离过程水循环利用的方法

摘要

本发明属于生物化工领域，涉及一种发酵丁二酸分离过程水循环利用的方法。本发明将分离过程水用于E.coliAFP111的有氧生长和厌氧发酵生产丁二酸，最终产物浓度为55g/L，收率达91.6%，和用自来水配制的培养基发酵结果相比，丁二酸浓度提高8.5%，生产强度提高8.46%。本发明突出的优点是回收利用了丁二酸分离过程中的蒸发水，实现了丁二酸工业化生产过程中的水循环利用，对环境友好，同时丁二酸分离过程中产生的蒸发水含有少量的乙酸和甲酸等有机酸，将其用于菌体的有氧生长阶段，蒸发水中含有的少量有机酸可作为糖异生碳源提高了细胞内一些关键酶的酶活，从而有利于菌体的厌氧发酵产酸。

主权项

一种发酵丁二酸分离过程水循环利用的方法，包括种子有氧培养、厌氧发酵产酸和丁二酸分离步骤，其特征在于用丁二酸分离步骤中回收的蒸发水或者蒸汽凝液配制种子有氧培养步骤的培养基、或者厌氧发酵产酸步骤的培养基，以实现水循环利用；其中，所述的丁二酸分离步骤中回收的蒸发水或蒸汽凝液是将厌氧发酵产酸步骤结束后得到的丁二酸发酵液经预过滤、酸性条件下超滤、酸性条件下纳滤、中性条件下再次纳滤后，减压蒸发浓缩过程中产生的；所述的回收的蒸发水或蒸汽凝液的具体制备方法是：（1）预过滤：对丁二酸发酵液进行预过滤，采用微滤的方法以除去菌体和固体颗粒；（2）酸性超滤：调节滤液的pH为4.0～6.0，进行超滤，以除去蛋白质等生物大分子，操作温度25～40℃，操作压力：0.2～4.0 MPa，收集超滤透过液；（3）酸性纳滤：调节超滤透过液的pH值至3.0～4.0，进行纳滤，以除去色素、多价无机离子及未消耗的底物，操作温度25～40℃，操作压力：1.0～2.5 MPa，收集纳滤透过液；（4）中性纳滤：调节含有丁二酸的纳滤透过液的pH值至6.0～7.0，再次进行纳滤，以除去甲酸、乙酸等副产物及单价离子，操作温度25～40℃，操作压力：0.2～4.0 MPa，收集纳滤截留液，实现预浓缩；（5）蒸发浓缩：将得到的纳滤截留液进行减压蒸发浓缩，操作温度65～75℃，操作压力：‑0.08～0.1 MPa，得到浓缩液，同时得到大量蒸发水和蒸汽凝液，得到的蒸发水体积为丁二酸发酵液体积的5/6，浓缩液50～70℃保温，用碳酸钠将浓缩液调节至pH为6.8，再冷却结晶、干燥，得到丁二酸钠。