本发明属于有机酸纯化，具体涉及一种从发酵液中纯化l-苹果酸的方法。
背景技术：
1、l-苹果酸(l-malic acid，l-羟基丁二酸)是一种天然存在的有机酸，是细胞代谢途径的必需中间体，也是一种重要的四碳二元羧酸，因其具有较好的酸度和口感，被广泛用作食品、饮料行业的酸化剂和增味剂，更被认为是传统酸化剂柠檬酸的替代品。目前l-苹果酸广泛应用于食品、医药、化工、材料等领域，市场前景巨大。
2、l-苹果酸的生产方式主要有三种：1)化学合成法，2)酶转化法，3)微生物发酵法。随着天然、绿色及环保理念的深入人心，微生物发酵法越来越受到工业界的重视。
3、由于纯化原料杂质更多、副产物更复杂，发酵法生产l-苹果酸的纯化工艺相较化学合成法和酶转化法更加复杂。常见有两种纯化工艺：有机溶剂萃取法和酸解离交法，其中有机溶剂萃取法会使用大量有机试剂，且溶剂残留很难彻底去除，产品纯度低。如有研究采用正丁醇作为萃取剂，萃取收率为31％。而酸解离交法也存在工艺复杂、辅料消耗大、产品纯度低、产生大量固废等缺点。如有技术采用酸解离交法进行纯化，主要工艺包括发酵母液用碳酸钙中和得苹果酸钙，再用磷酸酸解苹果酸钙得苹果酸和磷酸钙，工艺过程需要加入大量的碳酸钙并产生相应量的磷酸钙(废渣)，且需要大量的磷酸。针对发酵法生产l-苹果酸，由于最终发酵液成分复杂，并会有大量的副产物——丁二酸、富马酸、马来酸等，单纯采用电渗析无法得到高纯度的l-苹果酸产品，且有机酸根的活性和迁移性较低，目前以发酵液为原料直接纯化l-苹果酸具有明显缺陷。因此，开发一种在保证高收率、高纯度的前提下，绿色、高效生产l-苹果酸的工艺具有重大的现实意义。
技术实现思路
1、本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种从发酵液中纯化l-苹果酸的方法。本发明提供的纯化方法能够提高l-苹果酸的收率和纯度，且纯化过程废渣产生量少，绿色、高效。
2、本发明提供了一种从发酵液中纯化l-苹果酸的方法。
3、具体地，一种从发酵液中纯化l-苹果酸的方法，包括以下步骤：
4、(1)向l-苹果酸发酵液中加入酸液，调节ph值为1.5-2.5，然后固液分离，再采用陶瓷膜精滤，得到l-苹果酸清液；
5、(2)将步骤(1)制备的l-苹果酸清夜的ph调节至3.0-4.5，并控制所述l-苹果酸清夜中l-苹果酸的含量为1.5％-5.0％，然后于8-20a的电流下进行电渗析脱盐，得到粗脱盐溶液；
6、(3)将步骤(2)制备的粗脱盐溶液依次经过强阳离子交换柱和弱阴离子交换柱精脱盐，再采用模拟移动床设备进行纯化，最后经干燥，制得l-苹果酸。
7、优选地，步骤(1)中所述酸液包括盐酸、硫酸、磷酸中的至少一种。
8、优选地，步骤(1)中调节ph值为1.8-2.2。
9、优选地，步骤(1)中所述固液分离的过程为过滤处理或离心处理，所述离心处理中离心转速不低于4000rpm。
10、优选地，所述过滤处理为板框过滤，在采用板框过滤前还包括添加硅藻土的步骤，所述硅藻土的添加量为0.5％-1％。添加硅藻土后，选择混匀过板框压滤机得过滤清夜，所述板框压滤机滤布目数不小于1000目，过滤后可用工艺水顶洗滤饼，提高收率。加入硅藻土进行板框过滤后，陶瓷膜的处理能力更强，处理效率更高，且使用寿命更长。
11、优选地，所述陶瓷膜的过滤孔径为0.1-0.22μm。
12、优选地，步骤(2)中在进行所述电渗析脱盐时，控制所述l-苹果酸清液中l-苹果酸的含量为2.5％-3.5％。
13、优选地，步骤(2)中所述电渗析脱盐在10-18a的电流下进行；进一步优选的，步骤(2)中所述电渗析脱盐在10-15a的电流下进行。通过控制电渗析脱盐的操作电流为10-18a，能够提高脱盐效率，并减少l-苹果酸的损失，避免l-苹果酸随废液一起排掉。
14、优选地，在步骤(3)中，采用模拟移动床设备进行吸附分离。相较传统色谱柱法，采用模拟移动床设备进行吸附分离可实现自动化条件下高收率的连续进料、连续出料，其工艺简洁、能耗低、自动化程度高；且配合电渗析脱盐和强阳离子交换柱、弱阴离子交换柱精脱盐，能够进一步降低富马酸和马来酸含量，提高l-苹果酸的纯度。
15、优选地，在步骤(3)中，所述模拟移动床设备的柱温为40-50℃。
16、优选地，步骤(3)中在经所述模拟移动床设备吸附分离之前，还包括脱色的步骤。
17、优选地，所述脱色的步骤为加入0.3％-0.8％的活性炭粉末进行脱色，再经过滤得脱色清液。
18、优选地，步骤(3)中所述强阳离子交换柱为强酸型阳离子交换柱，所述弱阴离子交换柱为弱碱型阴离子交换柱。依次采用强酸型阳离子交换柱和弱碱型阴离子交换柱进行精脱盐，能够进一步脱去盐分，提高l-苹果酸的纯度。当只采用一种交换柱会严重影响脱盐效率；当先采用弱碱型阴离子交换柱处理，再采用强酸型阳离子交换柱，则不仅会影响脱盐效率，使l-苹果酸的收率下降，还容易使弱碱型阴离子交换柱受到污染。
19、优选地，步骤(3)中所述干燥的方式包括结晶干燥、冷冻干燥、喷雾干燥、真空干燥中的至少一种。
20、相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
21、(1)本发明提供的从发酵液中纯化l-苹果酸的方法，先经调酸使苹果酸盐变成可溶的酸形式，然后在进一步调节ph值后进行电渗析粗脱盐，再配合强阳离子交换柱和弱阴离子交换柱精脱盐，最后经吸附分离制得l-苹果酸。通过各步骤的密切配合，以及对ph值、电渗析脱盐条件、模拟移动床设备操作参数的严格控制，能够显著提高l-苹果酸的收率与纯度，使总收率大于80％，l-苹果酸的纯度≥99.5％，不含富马酸和马来酸。
22、(2)本发明提供的方法不使用钙盐沉淀l-苹果酸，不使用硫酸酸解也不会产生大量的硫酸钙废渣，其过程绿色、经济节约，且对环境友好。
23、(3)本发明提供的方法采用电渗析粗脱盐除杂，先去除大部分盐分，然后配合强阳离子交换柱和弱阴离子交换柱精脱盐，过程仅使用少量的酸碱，且电渗析所得酸碱可回用至步骤(1)、(2)中用于调节ph，能够大大降低酸碱的用量。此外，该脱盐过程简单易操作，其过程经济节约，对环境友好。
1.一种从发酵液中纯化l-苹果酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述酸液包括盐酸、硫酸、磷酸中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中调节ph值为2-2.5。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述固液分离的过程为过滤处理或离心处理；所述离心处理中离心转速不低于4000rpm。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述过滤处理为板框过滤，在采用板框过滤前还包括添加硅藻土的步骤，所述硅藻土的添加量为0.5％-1％。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述陶瓷膜的过滤孔径为0.1-0.22μm。
7.根据权利要求1、2、5、6中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)中在进行所述电渗析脱盐时，控制所述l-苹果酸清液中l-苹果酸的含量为2.5％-3.5％。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述电渗析脱盐在10-18a的电流下进行。
9.根据权利要求1、2、5、6中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述强阳离子交换柱为强酸型阳离子交换柱，所述弱阴离子交换柱为弱碱型阴离子交换柱。
