丁二酸发酵液离子交换法脱盐的研究文献综述
2020-05-04 09:05
文献综述 1.研究背景 丁二酸[1](Succinic Acid)又称琥珀酸,是一种二元羧酸,它被认为是 12 种基础有机化合物的一种,因其在食品工业、精细化学品、药品和可生物降解的聚合物等方面的广泛应用,全世界的市场需求量十分巨大[2]。
通过厌氧微生物将生物质原料(葡萄糖)和CO2转化为丁二酸,并从发酵液中回收丁二酸,是一种可持续的绿色生产路线,多年来一直是研究的重点,目前已开始进入规模化工业试生产阶段,降低其制造成本具有重要的现实意义和巨大的经济价值。
2. 生物基丁二酸制备方法 生物转化法[3] 利用菌株产生的富马酸还原酶将富马酸(反丁烯二酸)转化为丁二酸,转化率高达95%。
由于使用了大量的底物富马酸,而目前化学法生产富马酸的主要原料也是化学原料顺丁烯二酸酐,所以生产的经济性有待研究。
生物发酵法[3] [4][5]利用细菌或其他微生物的厌氧发酵,以淀粉、糖或其他微生物能够利用的废料生产丁二酸及其衍生物。
由于微生物厌氧发酵是在pH 6.0-7.2的环境下进行的,需要加入碱性物质中和生成的丁二酸,因此,发酵液中会产生大量的丁二酸盐(如丁二酸钠),最终在丁二酸产品提取中还需要将丁二酸盐转化为丁二酸。
2.生物基丁二酸分离提取方法 直接结晶法[6] 通过离心和活性炭吸附去除细胞生物和有机杂质后,采用直接真空蒸馏结晶法从发酵液中回收丁二酸。
近期研究[7]发现丁二酸的溶解性在4℃和pH值2.0时只有3%,而其他酸的副产品,如乳酸、乙酸、甲酸,仍完全水混相。
当酸性副产物留在溶液中时,丁二酸可以选择性结晶。
直接结晶法可以生成所需的产物(固体或晶体形式),而且不需要很多的单位操作。
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