一种复合絮凝剂及其在观蓝分离中的应用的制作方法

本发明涉及色素分离领域，尤其涉及一种复合絮凝剂及其在观蓝分离中的应用。

背景技术：

1、观蓝(indigoidine)又名微生物蓝色染料indigoidine，是一种具有抗氧化和抗菌活性的细菌天然产物，其性质稳定、环境友好，明亮的蓝色类似于工业染料靛蓝，是一种具有广阔应用前景的深蓝色天然色素。化学合成靛蓝需要使用苯胺、硝基苯、邻苯二甲酸酐等原料，毒性大、环境污染严重，目前天然蓝色系资源稀缺，通过微生物发酵合成蓝色素不受原料资源的影响，该方法不仅色素产量高，且对空间和环境的要求低。观蓝是通过基因工程技术，将从天然产色链霉菌中发现并鉴定用于合成观蓝的基因簇与上游途径相关合成基因共同导入工程菌，获取可产观蓝的工程菌株，通过优化发酵工艺，精制提取，实现天然观蓝的高效低成本合成，并达到工业级的产量。

2、絮凝分离技术主要是通过添加絮凝剂，使溶液中的微小胶体、颗粒及悬浮物聚集达到分离的效果。絮凝效果的好坏取决于絮凝剂种类的选择及絮凝操作方法。现有的从产观蓝工程菌发酵液中分离观蓝的方法较为繁琐，先利用酶解法去除发酵液中杂质，再利用还原剂将观蓝还原成溶于水的钠盐，离心将不溶于水的菌体及杂蛋白等成分除去，最后利用氧化剂进一步氧化，利用有机溶剂进行洗涤，该方法虽然解决了观蓝工程菌产物提取的部分难题，但生产成本较高，过程繁琐，生产过程中产生大量工业废水，污染环境。目前，尚未有低成本、更加环保的工程菌观蓝产物分离方法，因此亟需一种从产观蓝发酵液中分离观蓝的简单工艺。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种观蓝絮凝药剂，能够将观蓝发酵液中的观蓝与菌体分离，下层观蓝絮凝物干燥后观蓝含量大于80％，达到较好的观蓝分离效果。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

3、第一方面，本发明提供了一种复合絮凝剂，包括以下重量份的组分：单宁酸90-95份、活化硅酸1-3份、海藻酸钠4-8份。

4、絮凝分离技术主要是通过添加絮凝剂，使溶液中的微小胶体、颗粒及悬浮物聚集达到分离的效果。絮凝效果的好坏取决于絮凝剂种类的选择及絮凝操作方法。本发明的复合絮凝剂中，选用的单宁酸是一种水溶性有机高分子化合物，单宁酸分子中含有大量的酚羟基结构，酚羟基是一种活性基团，在水中离解成带负电的离子，能与水中的带正电的观蓝发生络合反应生成稳定的络合物。活化硅酸和海藻酸钠均为助絮凝剂，能够提高絮凝效果，使沉降下来的观蓝成大块片状，不易分散，后续固液分离时操作更方便。

5、单独使用单宁酸絮凝，形成的絮体较小，不能很好地分离观蓝，本发明将另外加入活化硅酸和海藻酸钠两种助絮凝剂，使细小的胶体颗粒聚结成较粗大絮团，沉降速度增大，达到提高混凝的效果。若采用其它常见的助絮凝剂，如石灰、活性炭、粘土等，对观蓝分离的效果均不太理想；石灰为碱性氧化物，观蓝为偏酸性物质，二者互斥，不能使用；活性炭、粘土不溶于水，影响观蓝的含量。

6、第二方面，本发明提供了上述的复合絮凝剂在观蓝发酵液中絮凝分离观蓝中的应用。

7、第三方面，本发明提供了一种观蓝絮凝药剂，包括上述的复合絮凝剂和水。

8、优选地，所述复合絮凝剂占观蓝絮凝药剂总质量的1-5％。

9、第四方面，本发明提供了一种采用上述的观蓝絮凝药剂分离观蓝的絮凝工艺，包括如下步骤：

10、(1)往观蓝发酵液中投入所述观蓝絮凝药剂得到稀释液，搅拌静置至固液分层；

11、(2)过滤取下层的观蓝絮凝物；

12、(3)用去离子水清洗观蓝絮凝物，干燥得到所述观蓝。

13、本发明提供的絮凝工艺在絮凝后上层发酵液中观蓝浓度可降至0.2g/l以下，下层中观蓝絮凝沉降，能够有效分离发酵液中的菌体和观蓝。本发明絮凝工艺的流程图如图1所示，絮凝前后的观蓝发酵液如图2所示，得到的观蓝粉末如图3所示。

14、优选地，本发明选用的观蓝发酵液为专利cn 113234769 b通过工程菌株发酵得到的发酵液。

15、优选地，所述步骤(1)中，观蓝发酵液中观蓝的浓度为20-50g/l。

16、优选地，所述步骤(1)中，观蓝絮凝药剂中复合絮凝剂的质量占观蓝发酵液质量的0.005％-0.02％。

17、优选地，所述步骤(1)中，搅拌的条件为：先以400-800rpm搅拌3-5min，再以100-200rpm搅拌10-15min。

18、优选地，所述步骤(1)中，静置时间为15-30min。

19、投入絮凝药剂搅拌后静置一定的时间，观蓝发酵液中菌体与观蓝实现分层，上层为发酵液层(菌体层)，下层为观蓝絮凝物层。静置时间过短，会导致观蓝絮凝不充分，静置时间过长则会导致大量菌体沉降，絮凝后上层发酵液中观蓝浓度降至0.02g/l以下，影响分离效果。

20、优选地，所述步骤(3)中，去离子水的添加量为观蓝絮凝物体积的3-5倍；所述干燥的条件为在60-80℃下干燥2-4h。

21、优选地，采用板框过滤器或分液漏斗过滤得到观蓝絮凝物。

22、本发明的有益效果为：

23、本发明提供的观蓝絮凝药剂对观蓝的絮凝效果好，絮凝分层后发酵液中大部分菌体存在于上层，上层发酵液中残留的观蓝浓度小于0.2g/l，观蓝回收率高；

24、本发明提供的絮凝工艺在分离过程中省略了还原、氧化等步骤，不产生工业废水，更加环保；还避免了传统工艺中还原剂、氧化剂的使用，可以节约生产成本；工艺简单，环境友好，生产成本较低，且无需大型设备操作，易于进行大规模工业生产。

技术特征：

1.一种复合絮凝剂，其特征在于，包括以下重量份的组分：单宁酸90-95份、活化硅酸1-3份、海藻酸钠4-8份。

2.权利要求1所述的复合絮凝剂在观蓝发酵液中絮凝分离观蓝中的应用。

3.一种观蓝絮凝药剂，其特征在于，包括权利要求1所述的复合絮凝剂和水。

4.如权利要求3所述的观蓝絮凝药剂，其特征在于，所述复合絮凝剂占观蓝絮凝药剂总质量的1-5％。

5.一种采用如权利要求3或4所述的观蓝絮凝药剂分离观蓝的絮凝工艺，其特征在于，包括如下步骤：

6.如权利要求5所述的絮凝工艺，其特征在于，所述步骤(1)中，观蓝发酵液中观蓝的浓度为20-50g/l。

7.如权利要求5所述的絮凝工艺，其特征在于，所述步骤(1)中，观蓝絮凝药剂中复合絮凝剂的质量占观蓝发酵液质量的0.005％-0.02％。

8.如权利要求5所述的絮凝工艺，其特征在于，所述步骤(1)中，搅拌的条件为：先以400-800rpm搅拌3-5min，再以100-200rpm搅拌10-15min。

9.如权利要求5所述的絮凝工艺，其特征在于，所述步骤(1)中，静置时间为15-30min。

10.如权利要求5所述的絮凝工艺，其特征在于，所述步骤(3)中，去离子水的添加量为观蓝絮凝物体积的3-5倍；所述干燥的条件为在60-80℃下干燥2-4h。

技术总结本发明涉及色素分离领域，尤其涉及一种复合絮凝剂及其在观蓝分离中的应用。本发明所述的复合絮凝剂，包括以下重量份的组分：单宁酸90‑95份、活化硅酸1‑3份、海藻酸钠4‑8份。通过使用本发明所制备的观蓝絮凝药剂，能够将观蓝发酵液中的观蓝与菌体分离，絮凝后上层发酵液中的观蓝浓度降至0.2g/L以下，下层观蓝絮凝物干燥后观蓝含量大于80％，达到较好的观蓝分离效果。本发明提供的絮凝工艺，与传统分离方法相比，操作简单，上层发酵液进行杀菌过滤后可以直接排放，该方法极大降低了发酵废水处理成本，且生产过程更加环保，不产生大量工业废水。技术研发人员：请求不公布姓名,请求不公布姓名,请求不公布姓名,请求不公布姓名,请求不公布姓名,请求不公布姓名,请求不公布姓名,请求不公布姓名受保护的技术使用者：徐州合谷生命科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/11