專利名稱：利用離心分級(jí)回收聚羥基鏈烷酸酯的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從其它生物質(zhì)成份中回收特定的樹脂的方法。更具體地說，本發(fā)明涉及利用離心分級(jí)，從例如植物或細(xì)菌之類生物體系中回收聚羥基鏈烷酸酯的方法。
背景日用聚合物通常是利用眾所周知的合成方法從石油化工原料制得的。但是，最新的技術(shù)發(fā)展開辟了日用聚合物的新來源。尤其有希望的是利用活生物體來生產(chǎn)塑料樹脂(“生物塑料”)，這些生物體包括為了生產(chǎn)聚合物如聚羥基鏈烷酸酯(PHA)而被基因修飾過的細(xì)菌和農(nóng)作物；許多天然產(chǎn)PHA的細(xì)菌也是很有希望的PHA來源。(例如參見，“新的可生物降解的微生物聚合物”NOVEL BIODEGRADABLE MICROBIAL POLYMERS，E.A.Dawes，編，NATOASI系列，系列E《應(yīng)用科學(xué)》(Applied Sciences)-第186卷，Kluwer學(xué)術(shù)出版社(Kluwer Academic Publishers)(1990)；Poirier，Y.，D.E.Dennis，K.Klomparens和C.Somerville，“聚羥基丁酸酯，在轉(zhuǎn)基因植物中生產(chǎn)的一種可生物降解的熱塑料”(“Polyhydroxybutyrate，a biodegradable thermoplastic，produced in transgenic plants”)，《科學(xué)》(SCIENCE)，第256卷，pp.520-523(1992))。在大規(guī)模生產(chǎn)中，例如農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，從生物質(zhì)碎片中收獲和純化這些生物塑料是決定這類技術(shù)實(shí)際可行性的關(guān)鍵步驟。
從大量的生物原料例如某種農(nóng)作物中分離PHA之類的聚合脂是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。廣泛用于低分子量脂提取中的常規(guī)分離方法不能實(shí)際應(yīng)用于樹脂分離工藝。例如，簡單的機(jī)械壓榨就不適用，因?yàn)?，不象從油料作物種子中分離植物油，利用機(jī)械壓榨無法將固體樹脂從農(nóng)作物中擠壓出來。
由于許多原因，溶劑萃取也不適用。聚合物溶液即使在較低的濃度也具有極高的粘度，這使得溶液極難處理。而且，從聚合物上清除溶劑也是一個(gè)緩慢而困難的過程。用于從細(xì)菌中萃取PHA的常用溶劑是氯仿，但是，這些溶劑一旦泄漏將對(duì)健康和環(huán)境構(gòu)成潛在威脅，所以不適宜在收獲區(qū)域附近大量使用。
在理論上，用沉降法分離PHA是可行的。但是，實(shí)際上，在液體懸浮液中進(jìn)行簡單的重力沉降(1-G力)很不可行。沉降速度極慢。此外，如此慢的沉降易被PHA顆粒周圍懸浮液分子的熱波動(dòng)引起的細(xì)小PHA顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)所干擾。而且，沉降很細(xì)小的PHA顆粒需要很長的時(shí)間，由此帶來了細(xì)菌污染及由此造成顆粒懸浮液的生物降解問題。
根據(jù)以上所述，需要一種用于從大量生物原料中回收生物塑料的、簡單而經(jīng)濟(jì)的方法。這種方法最好易于成為生物塑料農(nóng)業(yè)生產(chǎn)整體中的一部分。
所以，本發(fā)明的目的是提供一種從生物原料中回收生物塑料的方法。概要本發(fā)明涉及從含有聚羥基鏈烷酸酯的生物原料中回收聚羥基鏈烷酸酯的方法，此方法為a)將生物原料粉碎；b)將粉碎后的生物原料懸浮在某種液體中；c)利用離心分級(jí)，將聚羥基鏈烷酸酯與生物原料中的其它成份分離，形成固-固分離；d)回收聚羥基鏈烷酸酯。詳細(xì)說明本發(fā)明滿足了對(duì)用于從生物原料中回收生物塑料的方法的需求。
以下是本文所用術(shù)語的定義。
“g/sec”表示克每秒。
“g/min”表示克每分鐘。
“μ”表示微米。
“psi”表示磅每平方英寸。
“Mpa”表示兆帕，相當(dāng)于約145psi。
“分級(jí)”指從混合物中分離組分。本發(fā)明因不同組分間的密度和/或顆粒大小差異而獲得了較好的分級(jí)效果。
“固-固分離”和“固-固分級(jí)”指樣品各組分的分離情況為，每一份組分都為固態(tài)的組分。例如，由懸浮于液體介質(zhì)中的PHA顆粒構(gòu)成的組分與由其它不溶性生物質(zhì)構(gòu)成的組分的分離被認(rèn)為是固-固分離。
“液-固分離”和“液-固分級(jí)”指樣品中各組分的分離情況為，至少一份組分為以液態(tài)形式的固態(tài)組分，至少一份組分為固態(tài)組分。例如，PHA溶解于某種溶劑構(gòu)成的組分與其它由不溶性生物質(zhì)構(gòu)成的組分的分離被認(rèn)為是液-固分離。
“聚羥基鏈烷酸酯”和“PHA”指具有以下結(jié)構(gòu)簡式的聚合物

其中的R宜為烷基或鏈烯基，m是1或2，n是一整數(shù)。括號(hào)中所包圍的結(jié)構(gòu)通常被稱為重復(fù)單元。聚羥基鏈烷酸酯(PHA)包括具有一個(gè)或多個(gè)不同重復(fù)單元的聚合物。可利用本發(fā)明方法回收的較好的PHA實(shí)例有美國專利申請(qǐng)?zhí)?8/187,969，Noda，申請(qǐng)于1994年1月28日；08/188,27，Noda，申請(qǐng)于1994年1月28日1；08/189,029，Noda，申請(qǐng)于1994年1月28日；歐洲專利申請(qǐng)?zhí)?33,144，Shiotani和Kobayashi，公開于1993年3月24日。
“從生物原料中回收聚羥基鏈烷酸酯”除了指回收由產(chǎn)生一種PHA的生物原料產(chǎn)生的顆粒PHA外，還指在生物原料產(chǎn)生一種以上PHA時(shí)回收一種或多種PHA。
“鏈烷基”指含碳鏈，可以是直鏈、支鏈或環(huán)狀的；取代(單取代或多取代)或未取代的；而且是飽和的。
“烯基”指含碳鏈，可以是直鏈、支鏈或環(huán)狀的；取代(單取代或多取代)；單不飽和(即，碳鏈中有一個(gè)雙鍵或三鍵)或多不飽和(即，在碳鏈中有兩個(gè)或兩個(gè)以上雙鍵，兩個(gè)或兩個(gè)以上三鍵，或一個(gè)或多個(gè)雙鍵和一個(gè)或多個(gè)三鍵)的。
“包括”表示可以加入不影響最終結(jié)果的其它步驟和其它組分。該術(shù)語還包括了“由…構(gòu)成”和“主要由…構(gòu)成”的意思。
若非另作說明，所有的百分比都是占組合物總重的重量百分比。
本發(fā)明涉及從含有聚羥基鏈烷酸酯的生物原料中回收(即分離)聚羥基鏈烷酸酯的方法，此方法包括將生物原料離心分級(jí)，使得聚羥基鏈烷酸酯通過固-固分離與生物原料中的其它組分分離。
當(dāng)懸浮于常用液體介質(zhì)中時(shí)，生物體系(如常用的或基因工程細(xì)菌或基因工程植物)中的PHA組分會(huì)以不同于蛋白質(zhì)和糖等其它細(xì)胞組分的速度沉降。沉降速度的差異使得混合顆粒在空間上分隔成多層(分離組分)，每一份中主要含一種單一組分。
根據(jù)Stoke′s沉降理論，影響顆粒沉降速度的有兩個(gè)主要因素懸浮顆粒的密度與大小。這些因素分別控制著分級(jí)過程的分離效率。
密度是待分離物質(zhì)的固有特性。通常，沒有簡便的方法可調(diào)節(jié)單獨(dú)待分離組分的密度。組合物中顆粒間的密度差異并不總是大到足以將一種組分與其它組分完全分離。在各組分的密度存在足夠的差異時(shí)，能夠獲得高度的分離，尤其是使用具有中間密度的懸浮介質(zhì)時(shí)。PHA的密度與蛋白質(zhì)和糖等其它生物質(zhì)組分存在足夠的差異，可獲取一定程度的分級(jí)。
顆粒大小的差異也對(duì)分級(jí)過程的效率具有重要的影響。PHA通常以很細(xì)小的顆粒形式(直徑約為1μ)儲(chǔ)存在生物體系中。所以，與裂解細(xì)胞釋放出的其它細(xì)胞組分相比，PHA顆粒的大小要小得多。此外，利用粉碎或膠磨等收獲后工藝可進(jìn)一步調(diào)節(jié)顆粒的大小。下文將就特定的生物原料種類和方法進(jìn)行更為詳細(xì)地論述。生物原料通過本發(fā)明的方法從中回收PHA的生物原料包括細(xì)菌或真菌等單細(xì)胞生物和植物等高等生物(本文中統(tǒng)稱“生物原料”或“BSM”)。雖然這些BSM可以是野生型生物，但較好的是特別為了生產(chǎn)培育者感興趣的特定PHA而基因修飾過的種類。這些基因修飾過的生物是通過引入生產(chǎn)PHA的必需遺傳信息來產(chǎn)生的。通常，這種遺傳信息分離自天然產(chǎn)PHA的細(xì)菌。
用于本發(fā)明的植物包括為生產(chǎn)PHA而設(shè)計(jì)的各種基因工程植物。較好的植物包括谷物顆粒、油料種子和塊莖植物；尤其是鱷梨、大麥、甜菜、蠶豆、蕎麥、胡蘿卜、椰子、干椰子核、玉米、棉籽、葫蘆、扁豆、青豆、小米、綠豆、燕麥、油棕櫚、豌豆、花生、土豆、西葫蘆、油菜籽、稻子、蘆粟、黃豆、糖甜菜、甘蔗、向日葵、甜薯、煙草、小麥和薯蕷。用于本發(fā)明方法的基因改造過的結(jié)果植物包括但不限于蘋果、杏、香蕉、甜瓜、櫻桃、葡萄、金橘、檸檬、酸柚、橙、木瓜、桃子、梨、菠蘿、橘子、番茄和西瓜。較好的是，根據(jù)以下方法對(duì)植物進(jìn)行基因工程產(chǎn)生PHAPoirier，Y.，D.E.Dennis，K.Klomparens和C.Somerville，“聚羥基丁酸酯，在轉(zhuǎn)基因植物中生產(chǎn)的一種可生物降解的熱塑料”(“Polyhydroxybutyrate，a biodegradable thermoplastic，produced in transgenicplants”)，《科學(xué)》(SCIENCE)，第256卷，pp.520-523(1992))；美國專利申請(qǐng)08/108,193，Somerville Nawrath和Poirier，申請(qǐng)于1993年8月17日；和美國專利申請(qǐng)07/732,243，Soerville，Poirier和Dennis，申請(qǐng)于1991年7月19日。尤其好的植物是為生產(chǎn)PHA而進(jìn)行了基因工程的黃豆、土豆、玉米和椰子。
用于本發(fā)明的細(xì)菌包括各種生產(chǎn)PHA的基因工程菌。這種細(xì)菌的實(shí)例有以下文獻(xiàn)所述的那些“新的可生物降解的微生物聚合物”NOVELBIODEGRADABLE MICROBIAL POLYMERS，E.A.Dawes，編，NATO ASI系列，系列E《應(yīng)用科學(xué)》(Applied Sciences)-第186卷，Kluwer學(xué)術(shù)出版社(Kluwer Academic Publishers)(1990)；美國專利378,155，Peoples和Sinskey，公布于1989年12月27日；美國專利5,250,430，Peoples和Sinskey，公布于1993年10月5日；美國專利5,245,023，Peoples和Sinskey，公布于1993年9月14日；美國專利5,229,279，Peoples和Sinskey，公布于1993年7月20日；和美國專利5,149,644，Lubitz，公布于1992年9月22日。
較好的是，BSM中含有足量的PHA，以使此方法具有理想的經(jīng)濟(jì)性。較好的是，原料中PHA的最初含量應(yīng)該至少約占總干重的5％；至少約25％更好；至少約50％還要好；至少75％甚至更好。分離過程本發(fā)明涉及以下單元操作步驟預(yù)處理，減小體積，懸浮和離心分離。單元操作條件的最佳范圍或各種設(shè)備將根據(jù)使用的BSM原料類型而不同。
為了去除易溶于合適溶劑的低分子量污染物，例如糖、油、有時(shí)是水份，最好對(duì)含有PHA的原料進(jìn)行預(yù)處理。有許多用于食用農(nóng)作物加工的標(biāo)準(zhǔn)預(yù)處理方法對(duì)本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員來說是眾所周知的，它們都可以用作本發(fā)明的預(yù)處理步驟。這種預(yù)處理步驟的實(shí)例有油萃取(例如參見，《BAILEY工業(yè)油和脂肪產(chǎn)品》(BAILEY′S INDUSTRIAL OIL AND FAT PRODUCTS)，第三版，Johne Wiley和SonsNew York(1964)，pp.663-713)，水洗(例如參見，美國專利2,881,076，Sair，公告于1959年4月7日)和醇洗(例如參見，A.C.，W.J.Wolf，A.M.Nash和A.K.Smith，“大豆蛋白的醇洗”(＂Alcohol Washing ofSoybean Protein＂)，《農(nóng)業(yè)及食品化學(xué)》(AGRICULTRIAL AND FOODCHEMISTRY)，7月至8月，1963年，pp.323-328)。
然后，先利用常用振蕩磨機(jī)或錘磨機(jī)將預(yù)處理過的含有PHA顆粒的物料粉碎(例如干磨)成小的碎片。原料，尤其是含有PHA的農(nóng)作物植株的干磨粉碎能夠較好的產(chǎn)生顆粒直徑小于約500μ的谷物粉，更好的細(xì)于約300μ，還要好的細(xì)于約100μ。
然后，將粉碎后的原料分散在懸浮液中，例如水、氯代烴溶劑(如氯仿，三氯化物或二氯乙烷)、各種有機(jī)溶劑(例如乙醇、甲醇、丙酮、甲基乙基酮、乙酸乙酯、己烷、庚烷、戊烷或它們的混合物)、或超臨界液體(例如二氧化碳或二氧化氮)；以水為宜。如果懸浮液是水，最好將水加熱，以不超過90℃為宜，從而促進(jìn)某些非PHA組分在濕磨前的水合。如果需要一種密度介于PHA和其它生物質(zhì)之間的懸浮介質(zhì)，那么此懸浮介質(zhì)最好是有機(jī)鹽或無機(jī)鹽的水溶液或是水溶性糖的水溶液。有用的有機(jī)鹽包括但不限于乙醇酸鉀、檸檬酸鉀、乳酸鉀、馬來酸鉀和酒石酸鉀。有用的無機(jī)鹽包括但不限于氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣、氯化鎂和硫酸鈣。有用的水溶性糖包括但不限于蔗糖、葡萄糖和棉籽糖。
利用膠磨機(jī)、超聲粉碎機(jī)或均質(zhì)機(jī)等設(shè)備進(jìn)一步對(duì)物料進(jìn)行濕磨，由此獲得分散固體理想的顆粒大小分布。為了進(jìn)行濕磨，將粉碎后的物料懸浮在液體中。較好的液體包括但不限于水、乙醇；有機(jī)鹽、無機(jī)鹽或糖的水溶液。濕磨應(yīng)以產(chǎn)生平均顆粒大小小于約50μ的懸浮液為佳。
然后，用離心設(shè)備處理PHA和其它生物組分的混合物懸浮液，將富含PHA顆粒與其它生物質(zhì)分離。較好的離心設(shè)備包括但不限于離心機(jī)，超速離心機(jī)或水力旋流分離器。為了分級(jí)PHA，可在本發(fā)明方法中使用工業(yè)規(guī)模的離心設(shè)備，只要該設(shè)備提供足夠的“G”力(即，例如用相當(dāng)?shù)闹亓Ρ硎镜碾x心效果產(chǎn)生的沉降力場)使得固體顆粒的沉降速度大于克服待沉降顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)的必需速度。為了迅速而有效地將PHA與其它生物組分分離，用于本發(fā)明的離心力場以至少約10G(即比簡單的重力沉降快10倍)為佳。更好的是，離心力場至少約100G，至少約1,000G更好，至少約10,000更好，至少約100,000還要好。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，使用水力旋流器為離心設(shè)備。水力旋流器由一圓錐形腔體構(gòu)成，其上有一個(gè)偏心入口和兩個(gè)分別位于圓錐腔上部和下部的出口。由高速偏心射流產(chǎn)生的旋流產(chǎn)生離心力，使得重顆粒向圓錐腔的內(nèi)壁沉降。較重的部分將主要從錐體較小的頂端排出，而較輕的部分將從錐體較寬的部分排出。水力旋流器中的離心力場隨進(jìn)料速度增加，隨圓錐腔的直徑降低。例如，在一典型的直徑1cm的水力旋流器中，將懸浮液的進(jìn)料速度保持在幾十加侖每分鐘以上，可獲得大大高于100G的離心力。(例如參見，Day，R.W.，“水力旋流器在加工業(yè)和環(huán)?？刂浦械膽?yīng)用”(＂Hydrocyclones in Process and PllutionControl＂)，《化學(xué)工程技術(shù)進(jìn)展》(CHEMICAL ENGINEERING PROGRESS)，第69卷，pp.67-72(1973)；和美國專利2,754,968，Vegter和Hage，公告于1956年7月17日；和《KIRK-OTHMER化學(xué)技術(shù)大全》(KIRK-OTHMERENCYCLOPEDIA OF CHEMICAL TECHNOLOGY)，第三版，第12卷，pp.1-29，Jone Wiley和Sons，(1990))。用于本發(fā)明的水力旋流器可向許多制造商購得，其中包括Dorr-Oliver，Inc.(Milford，CT)，Yardney Water Management Systems，Inc.(Riverside，CA)，和Quality Solids Separation Co.(Houston，TX)。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，可使用連續(xù)離心機(jī)為離心設(shè)備。連續(xù)離心機(jī)由一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的筒體，筒體中有加入的懸浮液流。旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，由此促使較重的組分向旋轉(zhuǎn)筒體的內(nèi)壁沉降。利用某種收集機(jī)制連續(xù)收集沉淀，分離出作為流出物的上清液。轉(zhuǎn)速為幾千rpm的典型工業(yè)規(guī)模離心操作可方便地產(chǎn)生大大高于100G的離心力。(例如參見，Ambler，C.M.“離心性能的評(píng)價(jià)”(＂TheEvaluation of Centrifuge Performance＂)，《化學(xué)工程技術(shù)進(jìn)展》(CHEMICALENGINEERING PROGRESS)，第48卷，pp.150-158(1952)；和《KIRK-OTHMER化學(xué)技術(shù)大全》(KIRK-OTHMER ENCYCLOPEDIA OF CHEMICALTECHNOLOGY)，第三版，第12卷，pp.1-29，John Wiley和Sons，(1990))。用于本發(fā)明的離心機(jī)可向許多制造商購得，其中包括Humblodt Decanter Inc.(Atlanta，GA)，Western States Machine Co.(Hamilton，OH)，和Bird Machine Co.(South Walpole，MA)。
較好的是，本發(fā)明方法得到的原料中PHA至少約70％，至少約80％更好，至少約90％還要好。
較好的是，由本發(fā)明方法分離得到的富含PHA組分干重的至少約85％是PHA，至少約95％更好，至少約99％還要好。
由本發(fā)明方法回收的PHA可用于制成各種塑料制品，包括美國專利08/187,969，Noda，申請(qǐng)于1994年1月28日；美國專利08/188,271，Noda，申請(qǐng)于1994年1月28日；美國專利08/189,029，Noda，申請(qǐng)于1994年1月28日所公開的那些。這類塑料制品包括但不限于薄膜、片材、泡沫體、纖維、無紡織物、彈性體、膠粘劑和模制品。這些塑料制品可進(jìn)而用在許多有用的產(chǎn)品中，這些產(chǎn)品包括但不限于家用清潔抹布；一次性衛(wèi)生保健產(chǎn)品，如繃帶、傷口繃帶、創(chuàng)口清潔墊、外科罩袍、手術(shù)用覆蓋物、外科床墊；其它規(guī)定的保健類一次性產(chǎn)品，如長袍、抹布、襯墊、床單和枕套等床上用品、泡沫墊子。
以下非限制性實(shí)施例說明本發(fā)明的方法。
實(shí)施例1從黃豆中分離聚(3-羥基丁酸酯-共-3-羥基辛酸酯)基因改變過的黃豆植株的黃豆中含有聚(3-羥基丁酸酯-共-3-羥基辛酸酯)，將其輥磨成薄片。通過壓榨薄片初步去除薄片中的低分子量的脂和油。然后以己烷為溶劑萃取殘留的低分子量的脂和油。干燥產(chǎn)生的脫脂黃豆片，用振動(dòng)能磨機(jī)(Sweco，F(xiàn)lorence，KY)將其粉碎成平均顆粒大小小于80μ的粉末。然后，粉末在65℃的水中水合30分鐘，生成含固量7％(重量)的懸浮液。然后將此懸浮液通過膠磨機(jī)(Littleford Day，F(xiàn)lorence，KY)一次，以確保充分混合。然后將懸浮液兩次通過在8,000psi下運(yùn)作的均質(zhì)機(jī)(3M型，APV Gaulin，Willimington，MA)，生成平均顆粒大小小于1μ的聚合物精細(xì)顆粒和含有蛋白質(zhì)和糖等其它黃豆生物質(zhì)碎片的混合物懸浮液。利用重型泵(4678-10S型，Northern Pump，Minneapolis，MN)，在3Mpa的公稱壓下，以150g/sec的加料速度將黃豆的均質(zhì)懸浮液加入水力旋流器(DOXIE A型，Dorr-Oliver，Milford，CT)。從水力旋流器的上部流出的物流中包含了大部分的聚合物顆粒。噴霧干燥這一部分懸浮液，用40％水/60％乙醇混合物洗去糖等可溶性殘留組分，生成聚(3-羥基丁酸酯-共-3-羥基辛酸酯)顆粒塊，其純度高于95％，相對(duì)起始原料的得率約為85％。
實(shí)施例2從玉米中分離聚(3-羥基丁酸酯-共-3-羥基己酸酯)基因改變過的玉米植株的玉米谷粒含有聚(3-羥基丁酸酯-共-羥基己酸酯)，將其錘磨成片。先通過壓榨玉米片去除其中低分子量的脂和油，再用40％水/60％乙醇混合物洗滌去除糖等其它可溶性組分。干燥由此生成的脫脂脫糖玉米片，用一振動(dòng)能磨機(jī)(Sweco，F(xiàn)lorence，KY)粉碎成平均顆粒大小小于80μ的粉末。然后，粉末在65℃的水中水合30分鐘，生成含固量7％(重量)的懸浮液。然后將此懸浮液通過膠磨機(jī)(Littleford Day，F(xiàn)lorence，KY)一次，以確保充分混合。然后將懸浮液兩次通過在8,000psi下運(yùn)作的均質(zhì)機(jī)(3M型，APV Gaulin，Willimington，MA)，生成平均顆粒大小小于1μ的聚合物精細(xì)顆粒和含有蛋白質(zhì)和糖等其它黃豆生物質(zhì)碎片的混合物懸浮液。將均質(zhì)過的黃豆懸浮液以1,500g/min的速度加入連續(xù)離心機(jī)(6＂Solid Bowl離心機(jī)，BirdMachine Co.，South Walpole，MA)中。由連續(xù)離心機(jī)流出的上清液物流經(jīng)噴霧干燥生成聚(3-羥基丁酸酯-共-羥基己酸酯)顆粒塊，其純度高于98％，相對(duì)于起始原料的得率約為85％。
實(shí)施例3從煙草中分離聚(3-羥基丁酸酯-共-3-羥基戊酸酯)基因改變過的煙草葉中含有聚(3-羥基丁酸酯-共-3-羥基戊酸酯)，將其錘磨成粉。先用水再用40％水/60％乙醇洗滌去除薄片中低分子量的可溶性組分，生成平均顆粒大小小于80μ的無水粉末。然后，粉末在65℃的水中水合30分鐘，生成含固量7％(重量)的懸浮液。然后將此懸浮液通過膠磨機(jī)(LittlefordDay，F(xiàn)lorence，KY)一次，以確保充分混合。然后將懸浮液兩次通過在8,000psi下運(yùn)作的均質(zhì)機(jī)(3M型，APV Gaulin，Willimington，MA)，生成平均顆粒大小小于1μ的聚合物精細(xì)顆粒和其它煙草生物質(zhì)碎片的混合物懸浮液。將均質(zhì)過的煙草懸浮液以1,500g/min的速度加入連續(xù)離心機(jī)(6＂Solid Bowl離心機(jī)，Bird Machine Co.，South Walpole，MA)中。由連續(xù)離心機(jī)流出的上清液物流經(jīng)噴霧干燥生成聚(3-羥基丁酸酯-共-羥基己酸酯)顆粒塊，其純度高于95％，相對(duì)于起始原料的得率約為85％。
實(shí)施例4從椰子中分離聚(3-羥基丁酸酯-共-3-羥基癸酸酯)基因改變過的椰子樹的椰子中含有聚(3-羥基丁酸酯-共-3-羥基癸酸酯)，將其粉碎成薄片。以己烷為溶劑萃取薄片中低分子量的脂和油。并用40％水/60％乙醇混合物洗去可溶性糖。干燥生成的脫脂脫糖椰子片，用振動(dòng)能磨(Sweco，F(xiàn)lorence，KY)機(jī)粉碎成平均顆粒大小小于80μ的粉末。然后，粉末在65℃的水中水合30分鐘，生成含固量7％(重量)的懸浮液。然后將此懸浮液通過膠磨機(jī)(Littleford Day，F(xiàn)lorence，KY)一次，以確保充分混合。然后將懸浮液兩次通過在8,000psi下運(yùn)作的均質(zhì)機(jī)(3M型，APV Gaulin，Willimington，MA)，生成平均顆粒大小小于1μ的聚合物精細(xì)顆粒和其它椰子生物質(zhì)碎片的混合物懸浮液。利用重型泵(4678-10S型，Northern Pump，Minneapolis，MN)，在4Mpa的公稱壓下，以200g/sec的加料速度將椰子的均質(zhì)懸浮液加入水力旋流器(DOXIE A型，Dorr-Oliver，Milford，CT)。從水力旋流器的上部流出的物流中包含了大部分的聚(3-羥基丁酸酯-共-3-羥基癸酸酯)顆粒。噴霧干燥這一部分懸浮液，生成聚(3-羥基丁酸酯-共-3-羥基癸酸酯)顆粒塊，其純度高于95％，相對(duì)起始原料的得率約為85％。
實(shí)施例5從土豆中分離聚(3-羥基丁酸酯-共-3-羥基庚酸酯)基因改變過的土豆植株的土豆制成的土豆片含有聚(3-羥基丁酸酯-共-3-羥基庚酸酯)，水洗后在65℃的水中水合30分鐘，生成含固量7％(重量)的懸浮液，將此懸浮液通過膠磨機(jī)(Littleford，Day，F(xiàn)lorence，KY)一次，以確保充分混合。然后將懸浮液兩次通過在8,000psi下運(yùn)作的均質(zhì)機(jī)(3M型，Gaulin，Wilmington，MA)，生成平均顆粒大小小于1μ的聚(3-羥基丁酸酯-共-3-羥基庚酸酯)精細(xì)顆粒和其它土豆生物質(zhì)碎片的混合物。以1,500g/min的速度將均質(zhì)后的土豆懸浮液加入連續(xù)離心機(jī)(6＂Solid Bowl Centrifuge，Bird Machine Co.，South Walpole，MA)。從連續(xù)離心機(jī)中流出的上清液經(jīng)噴霧干燥生成聚(3-羥基丁酸酯-共-3-羥基庚酸酯)顆粒塊，其純度高于95％，相對(duì)于起始原料的得率約為85％。
實(shí)施例6從真養(yǎng)產(chǎn)堿桿菌(A.eutrophus)中分離聚(3-羥基丁酸酯)用超聲粉碎機(jī)(Branson Ultrasonics Corp.，Danbury，CT)處理天然產(chǎn)聚(3-羥基丁酸酯)的真養(yǎng)產(chǎn)堿桿菌培養(yǎng)物，生成平均顆粒大小小于1μ的聚(3-羥基丁酸酯)精細(xì)顆粒和其它細(xì)菌生物質(zhì)碎片的混合物，含固量約20％(重量)。用4Ma的重型泵壓力將經(jīng)均質(zhì)的細(xì)菌組分懸浮液加入水力旋流器(Doxie A型，Dorr-Oliver，Milford，CT)中。從水力旋流器上部流出的物流中包含了大部分的聚(3-羥基丁酸酯)顆粒。這部分懸浮液經(jīng)噴霧干燥生成聚(3-羥基丁酸酯)顆粒塊，其純度高于95％，相對(duì)于起始原料的得率約為90％。
實(shí)施例7從大腸桿菌(E.coli)中分離聚(3-羥基丁酸酯)用超聲粉碎機(jī)(Branson Ultrasonics Corp.，Danbury，CT)處理為生成聚(3-羥基丁酸酯)而基因修飾過的大腸桿菌培養(yǎng)物，生成平均顆粒大小小于1μ的聚(3-羥基丁酸酯)精細(xì)顆粒和其它細(xì)菌生物質(zhì)碎片的混合物，含固量約5％(重量)。用4MPa的重型泵壓力將經(jīng)均質(zhì)的細(xì)菌組分懸浮液加入水力旋流器(DoxieA型，Dorr-Oliver，Milford，CT)中。從水力旋流器上部流出的物流中包含了大部分的聚(3-羥基丁酸酯)顆粒。這部分懸浮液經(jīng)噴霧干燥生成聚(3-羥基丁酸酯)顆粒塊，其純度高于95％，相對(duì)于起始原料的得率約為90％。
前文提及的所有公開文獻(xiàn)及專利申請(qǐng)均在此作了完整的參考引用。
應(yīng)將在此所描述的實(shí)施例和實(shí)施方式理解成只是為了說明目的，對(duì)本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員來說，許多改進(jìn)或改變顯而易見，這些都屬于本申請(qǐng)的精神和范圍，以及后文權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.從含有聚羥基鏈烷酸酯的生物原料中回收聚羥基鏈烷酸酯的方法，其特征在于，其步驟包括a.粉碎生物原料；b.將粉碎后的生物原料懸浮在液體中；c.利用離心分離將聚羥基鏈烷酸酯與生物原料中的其它組分分離，形成固-固分離；d.回收聚羥基鏈烷酸酯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中的生物原料是植物材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中的生物原料是鱷梨、大麥、甜菜、蠶豆、蕎麥、胡蘿卜、椰子、干椰子核、玉米、棉籽、葫蘆、扁豆、青豆、小米、綠豆、燕麥、油棕櫚、豌豆、花生、土豆、西葫蘆、油菜籽、稻子、蘆粟、黃豆、糖甜菜、甘蔗、向日葵、甜薯、煙草、小麥、薯蕷、蘋果、杏、香蕉、甜瓜、櫻桃、葡萄、金橘、檸檬、酸柚、橙、木瓜、桃子、梨、菠蘿、橘子、番茄或西瓜。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，其中的生物原料是黃豆。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中的生物原料是細(xì)菌。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，其中的離心分級(jí)是利用一水力旋流器進(jìn)行的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，其中的離心分級(jí)是利用離心機(jī)進(jìn)行的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法回收得到聚羥基鏈烷酸酯。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法回收得到的聚羥基鏈烷酸酯，其特征在于，其中的離心分級(jí)是利用水力旋流器進(jìn)行的。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法回收得到的聚羥基鏈烷酸酯，其特征在于，其中的離心分級(jí)是利用離心機(jī)進(jìn)行的。
全文摘要
含有聚羥基鏈烷酸酯的生物原料中回收聚羥基鏈烷酸酯的方法，其步驟包括a)粉碎生物原料；b)將粉碎后的生物原料懸浮在液體中；c)通過離心分級(jí)將聚羥基鏈烷酸酯與生物原料中的其它組分分離，形成固-固分離；d)回收聚羥基鏈烷酸酯。
文檔編號(hào)C08G63/78GK1152943SQ95193867
公開日1997年6月25日 申請(qǐng)日期1995年5月25日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月1日
發(fā)明者野田勇夫 申請(qǐng)人:普羅克特和甘保爾公司