一種倍子、倍花酵解物的混合過濾方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種由五倍子酵解物和倍花酵解物制備沒食子酸的方法，具體而言由五倍子、倍花酵解物提取沒食子酸的混合過濾方法。
技術(shù)背景
[0002]生物工程，是二十一世紀化學(xué)工業(yè)的主導(dǎo)方向！我國在走過了以資源的大量消耗、大量“三廢”對環(huán)境高污染為代價的高速發(fā)展之后，越來越呼喚可持續(xù)發(fā)展的高附加值的綠色循環(huán)經(jīng)濟。
[0003]沒食子酸，亦稱五倍子酸或倍酸，其化學(xué)名稱:3，4，5-三羥基苯甲酸，英文名:GALLIC ACID，外觀為白色或灰白色結(jié)晶粉末。是一種名貴的精細化工產(chǎn)品，廣泛用于有機合成、化工、醫(yī)藥、食品、印染、國防及電子工業(yè)等領(lǐng)域。
[0004]目前，生產(chǎn)沒食子酸的主要原料為五倍子、倍花或塔拉，主要生產(chǎn)方法是化學(xué)法(酸水解法或堿水解法)，此法一是產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，化學(xué)雜質(zhì)較多；二是酸、堿對設(shè)備腐蝕嚴重；三是產(chǎn)生的酸堿廢水嚴重污染環(huán)境。所以最理想的生產(chǎn)方法還是生物提取法。
[0005]五倍子發(fā)酵生產(chǎn)沒食子酸，我國從上世紀三十年代開始研究和試制，八十年代開始進行工業(yè)化大生產(chǎn)，但因發(fā)酵物果膠重、黏度大，致使過濾難、效率低的技術(shù)難題困擾了行業(yè)數(shù)十年；而倍花發(fā)酵生產(chǎn)沒食子酸，因其單寧含量低、果膠少，過濾易、但結(jié)晶難，需耗費大量熱能進行濃縮后方可結(jié)晶析出，導(dǎo)致能耗很大，生產(chǎn)運行成本高。
[0006]如能解決以上技術(shù)難題，可使該行業(yè)低污染的生物提取法，逐步取代高污染的酸堿提取法。因此，解決過濾難和結(jié)晶難迫在眉睫。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是:改單一過濾為混合過濾，進行資源整合，取長補短，優(yōu)勢共享。即:取五倍子酵解物濾液易結(jié)晶之長、補倍花酵解物濾液難結(jié)晶之短，取倍花酵解物易過濾之長、補倍子酵解物難過濾之短，即達到操作簡、成本低、污染小、效率高。簡單化，就是最經(jīng)濟、最優(yōu)化。
[0008]本發(fā)明提供了一種由倍子酵解物和倍花酵解物制備沒食子酸的方法，該方法包括以下步驟:
[0009](A)備水:在浸提設(shè)備例如夾層浸提鍋(內(nèi)膽為304材質(zhì))內(nèi)加入需過濾的酵解物的100%?300%重量，優(yōu)選150?250%重量的水量，預(yù)熱到水溫60?90攝氏度，優(yōu)選70?80攝氏度；
[0010](B)混料:將(例如已分開發(fā)酵12?20天的)五倍子酵解物和倍花酵解物，按1:0.2?0.5 (即倍花干料重約為倍子干料重的五分之一至二分之一)的比例放入有預(yù)熱水的浸提設(shè)備內(nèi)進行攪拌加熱至沸騰(例如99?100攝氏度)，該步驟可以在常壓或加壓下進行，優(yōu)選控制氣壓在0.20?0.3兆帕(計示壓力);
[0011](C)過濾:煮沸后(優(yōu)選煮沸后10?30分鐘)放料進行真空抽濾，抽干后濾液放入結(jié)晶池讓其冷卻結(jié)晶，優(yōu)選濾渣再重復(fù)加水加熱過濾一遍；
[0012](D)甩干:濾液結(jié)晶30?48小時后，即可進行固液分離，所得固體為沒食子酸粗品，其分離出的液體(母液)優(yōu)選用于濃縮再結(jié)晶回收粗品；
[0013](E)粗品進行脫色、干燥、粉碎，獲得沒食子酸成品。
[0014]本申請所述的五倍子酵解物、倍花酵解物可以是按照現(xiàn)有微生物發(fā)酵法獲得的任意五倍子酵解物、倍花酵解物，也可以從市場上購得。例如五倍子酵解物、倍花酵解物可以按照專利CN1052511C(申請?zhí)?3107994.2)中公開的方法來制備。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點和效果:
[0016]1、五倍子含單寧約為52?60% (平均值為56%)，而倍花約為20?40% (均值為30%)，按適宜比例混合，其單寧含量(均值)為40?50%，低于倍子含單寧均值，果膠低，易過濾，高于倍花含單寧均值，濃度大，易結(jié)晶，取長補短，資源整合，優(yōu)勢共享。
[0017]2、每批干倍子800公斤酵解物，原單一提取過濾需8小時，現(xiàn)在干倍子720公斤、干倍花160公斤合計880公斤原料的酵解物，同樣設(shè)備同樣人員進行混合過濾只需約6小時，過濾速度比純倍子提取過濾快25%以上，且保留了原有易結(jié)晶效果，比等量純倍花酵解物提取結(jié)晶效果提高了 50%以上，且保留了原有的易過濾效果。
[0018]3、每批干倍花800公斤的酵解物，原單一過濾所得濾液需進行長時間的濃縮方能自然冷卻結(jié)晶，每批料約需耗煤590公斤以上，耗電80度以上，耗水3噸以上。按每生產(chǎn)一噸沒食子酸需要5.5噸干倍花計算，新方法每噸成品可省煤4.08噸以上，省電550以上，省水20噸以上，每噸產(chǎn)品共省費用5200元以上。
[0019]4、操作簡、成本低、污染小、效率高。簡單化，就是最經(jīng)濟、最優(yōu)化。
【具體實施方式】
[0020]以下通過實施例來具體說明本發(fā)明。
[0021]實施例1
[0022]使用五倍子酵解物和倍花酵解物，按照以下步驟制備:
[0023](A)備水:在夾層浸提鍋(內(nèi)膽為304材質(zhì))內(nèi)加入需過濾的酵解物的200重量％的水量，進行預(yù)熱到水溫60攝氏度；
[0024](B)混料:將已分開發(fā)酵18天的五倍子酵解物和倍花酵解物，按1:0.33 (即倍花干料重約為倍子干料重的三分之一)的比例放入有預(yù)熱水的夾層浸提鍋內(nèi)進行攪拌加熱至沸騰(99?100攝氏度)，控制氣壓在0.20?0.3兆帕；
[0025](C)過濾:煮沸后20分鐘放料進行真空抽濾，抽干后濾液放入結(jié)晶池讓其自然冷卻結(jié)晶，濾渣再重復(fù)加水加熱過濾一遍；
[0026](D)甩干:濾液結(jié)晶41小時后進行固液分離，所得固體為沒食子酸粗品，其分離出的液體(母液)用于濃縮再結(jié)晶回收粗品；
[0027](E)粗品進行脫色、干燥、粉碎、檢驗、包裝，獲得沒食子酸成品。
[0028]結(jié)果，混合過濾只需約5.5小時。過濾速度比純五倍子提取過濾快30%以上，且保留了原有易結(jié)晶效果，比純倍花發(fā)酵提取結(jié)晶效果提高了 45%以上，且保留了原有的易過濾效果。
[0029]其中五倍子酵解物如中國專利公開CN1052511C所述按照以下步驟制備:
[0030]制酶:按照以下成分配比制備培養(yǎng)基:單寧50g/L，蔗糖14g/L，NH4C1 3g/L，KH2P04lg/L、MgS04.7H20 0.5g/L、ZnS04.7H20 0.3g/L、酵母膏 0.5g/L，將除了單寧以外的成分混合后分裝在幾個500mL震蕩燒瓶中，滅菌。滅菌后加入單寧。用5mol NaOH調(diào)節(jié)溶液起始pH值為5?6.5，接著立即加入黑曲霉菌N0.316菌種，放置在THZ-82A恒溫振蕩器上反應(yīng)。設(shè)定溫度30，攝氏度，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速為130?140r/min，使反應(yīng)液中的溶解氧保持在
3.5?5.002g/L.h，用5mol NaOH調(diào)節(jié)數(shù)次，使反應(yīng)液的pH值保持在3.5?4.5之間，連續(xù)反應(yīng)40小時以上，然后用于制酸。
[0031]制酸:將五倍子粉裝入帶有半自動加氨裝置和外接酸度計、溶氧儀的反應(yīng)瓶中，力口入適量熱水溶解，使溶液單寧濃度為8% (W/V)。冷卻至室溫后加入約20% (V/V)新制備的酶溶液，放置在恒溫振蕩器上反應(yīng)。設(shè)定溫度35攝氏度，轉(zhuǎn)速為140?150r/min，溶氧量
4.5?5g 02/L.h0反應(yīng)過程中連續(xù)加入氨水使反應(yīng)液pH值為5.5。反應(yīng)時間40小時以上，直至單寧水解完全為止。反應(yīng)產(chǎn)物用鹽酸調(diào)節(jié)pH值至1?2，經(jīng)過粗結(jié)晶、脫色、重結(jié)晶后得到產(chǎn)品。
[0032]倍花酵解物按照以上步驟制備，只是在制酸中原料采用倍花。
[0033]實施例2
[0034]按照以下步驟進行混合過濾:
[0035](A)備水:在夾層浸提鍋(內(nèi)膽為304材質(zhì))內(nèi)加入需過濾的酵解物的60重量％的水量，進行預(yù)熱到水溫80攝氏度；
[0036](B)混料:將已分開發(fā)酵16天的五倍子固體酵解物和倍花固體酵解物(按照上述方法制備)，按1:0.5(即倍花干料重約為倍子干料重的二分之一)的比例放入有預(yù)熱水的夾層浸提鍋內(nèi)進行攪拌加熱至沸騰(99?100攝氏度)，控制氣壓在0.3?0.4兆帕；
[0037](C)過濾:煮沸后15分鐘放料進行真空抽濾，抽干后濾液放入結(jié)晶池，讓其自然冷卻結(jié)晶，濾渣再重復(fù)加水加熱過濾一遍；
[0038](D)甩干:濾液結(jié)晶40小時后進行固液分離，所得固體為沒食子酸粗品，其分離出的液體(母液)用于濃縮再結(jié)晶回收粗品；
[0039](E)粗品進行脫色、干燥、粉碎、檢驗、包裝，獲得沒食子酸成品。
[0040]結(jié)果，混合過濾只需約5小時。過濾速度比純五倍子提取過濾快35%以上，且保留了原有易結(jié)晶效果，比純倍花發(fā)酵提取結(jié)晶效果提高了 45%以上，且保留了原有的易過濾效果。
【主權(quán)項】
1.一種由倍子酵解物和倍花酵解物制備沒食子酸的方法，該方法包括以下步驟: (A)備水:在浸提設(shè)備內(nèi)加入需過濾的酵解物的50?150重量％，優(yōu)選80?120重量％的水量，預(yù)熱到水溫40?90攝氏度，優(yōu)選50?80攝氏度，更優(yōu)選60?70攝氏度； (B)混料:將五倍子固體酵解物和倍花固體酵解物,按五倍子固體酵解物:倍花固體酵解物=1:0.2?0.5的比例放入有預(yù)熱水的浸提設(shè)備內(nèi)進行攪拌加熱至沸騰； (C)過濾:煮沸后放料進行真空抽濾，抽干后濾液放入結(jié)晶池，讓其自然冷卻結(jié)晶；(D)甩干:濾液結(jié)晶30?48小時后，即可進行固液分離，所得固體為沒食子酸粗品； (E)粗品進行脫色、干燥、粉碎，獲得沒食子酸成品。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟(B)控制氣壓在0.1?0.8兆帕，優(yōu)選0.3?0.4兆帕。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，步驟(C)獲得的濾渣再重復(fù)加水加熱過濾一遍。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任何一項所述的方法，其中，步驟(D)中，固液分離所獲得的液體用于濃縮再結(jié)晶回收粗品。
【專利摘要】一種倍子、倍花酵解物的混合過濾方法。本發(fā)明公開了一種由倍子酵解物和倍花酵解物制備沒食子酸的方法，包括：(A)備水：在浸提設(shè)備內(nèi)加入需過濾的酵解物的50～250重量％的水量，預(yù)熱到水溫40～90攝氏度；(B)混料：將五倍子固體酵解物和倍花固體酵解物，按五倍子固體酵解物：倍花固體酵解物＝1：0.2～0.5的比例放入有預(yù)熱水的浸提設(shè)備內(nèi)進行攪拌加熱至沸騰；(C)過濾：煮沸后放料進行真空抽濾，抽干后濾液放入結(jié)晶池，讓其自然冷卻結(jié)晶；(D)甩干：濾液結(jié)晶35～48小時后，即可進行固液分離，所得固體為沒食子酸粗品；(E)粗品進行脫色、干燥、粉碎，獲得沒食子酸成品。
【IPC分類】C07C65/03, C07C51/42, C07C51/47
【公開號】CN105367414
【申請?zhí)枴緾N201410411392
【發(fā)明人】高從翠
【申請人】湘西高源生化科技有限公司, 湘西倍源農(nóng)業(yè)科技有限公司
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2014年8月20日