BR112017019487B1 - Processo para fabricação de produtos de propionato - Google Patents

Abstract

A presente invenção se refere a um processo para fabricação de produtos de propionato através de fermentação que compreende as etapas de - fermentar uma fonte de carbono selecionada a partir de açúcares e lactato em um meio de fermentação por meio de um ácido propiônico que produz micro-organismo para fornecer um primeiro caldo de fermentação que compreende um sal de propionato, - recuperar o ácido propiônico que produz micro-organismo a partir do primeiro caldo de fermentação, - submeter o primeiro caldo de fermentação, a partir do qual o ácido propiônico que produz micro-organismo foi recuperado, a uma etapa de remoção de água para formar um primeiro produto de sal de propionato, - fermentar uma fonte de carbono que compreende glicerol com o ácido propiônico que produz micro-organismo recuperado a partir do primeiro caldo de fermentação na presença de um sal alcalino inorgânico para fornecer um segundo caldo de fermentação que compreende um sal de propionato, - submeter o segundo caldo de fermentação a uma etapa de purificação que compreende pelo menos uma etapa de precipitação, para formar um segundo produto de sal de propionato. O processo, de acordo com a invenção, permite a fabricação eficiente de produtos de sais de (...).

Description

[001] A presente invenção refere-se a um processo para fabricação de produtos de propionato por meio de um processo de fermentação.

[002] Ácido propiônico pode ser fabricado através de fermentação de uma fonte de carbono com a utilização de um micro-organismo. Por exemplo,

[003] Zhu et al (Bioresource Technology 101 (2010) 8.902 a 8.902) descreve um processo de fermentação para a fabricação de propionato de cálcio em que glicerol é fermentado com a utilização de Propionibacterium acidipropionici. Hidróxido de cálcio é adicionado durante a fermentação para neutralizar o ácido gerado durante a fermentação, o que resulta na formação de propionato de cálcio.

[004] Sais de propionato são atraentes para muitos propósitos. Por exemplo, os mesmos são atraentes para o uso em preservação de ração e alimento, em que os mesmos fornecem atividade de espectro amplo duradouro. Nesse aspecto, os sais mais importantes são sais de cálcio, sódio, potássio e amônio. O sal de cálcio é considerado de interesse particular. O sal de propionato pode ser usado em solução, ou na forma de um sal sólido.

[005] Um problema que se constatou ocorrer na preparação de sais de propionato por meio de fermentação consiste na complexidade do processo de fermentação, tanto em relação às fontes de carbono que podem ser fermentadas, quanto em relação a produtos secundários que são formados durante a fermentação. Existe necessidade na técnica de um processo de fermentação para fabricação de sais de propionato que combine um rendimento elevado de sal de propionato com um crescimento eficiente do microorganismo e a possibilidade de obter um produto de sal de propionato de alta pureza.

[006] A presente invenção fornece um processo que soluciona esse problema.

[007] A presente invenção se refere a um processo para fabricação de produtos de propionato através de fermentação que compreende as etapas de - fermentar uma fonte de carbono selecionada a partir de açúcares e lactato em um meio de fermentação por meio de um microorganismo produtor de ácido propiônico para fornecer um primeiro caldo de fermentação que compreende um sal de propionato, - recuperação de microrganismos produtores de ácido propiónico a partir do primeiro caldo de fermentação, - submeter o primeiro caldo de fermentação, a partir do qual os microrganismos produtores de ácido propiônico foram recuperados, a uma etapa de remoção de água para formar um primeiro produto de sal de propionato, - fermentar uma fonte de carbono que compreende glicerol com o microorganismo produtor de ácido propiônico recuperado a partir do primeiro caldo de fermentação na presença de um sal alcalino inorgânico para fornecer um segundo caldo de fermentação que compreende um sal de propionato, - submeter o segundo caldo de fermentação a uma etapa de purificação que compreende pelo menos uma etapa de precipitação, para formar um segundo produto de sal de propionato.

[008] No processo, de acordo com a invenção, existem duas etapas de fermentação sequenciais. Na primeira etapa de fermentação, uma fonte de carbono selecionada a partir de açúcares e lactato é fermentada sob uma formação de uma corrente de produto de sal de propionato. Essa etapa também pode ser indicada no presente documento como a etapa de fermentação de açúcar. Depois, os micro-organismos obtidos na etapa de fermentação de açúcar são recuperados e usados para fermentar uma fonte de carbono que compreende glicerol, para formar uma corrente de produto de sal de propionato adicional. As duas correntes de produto de sal de propionato são separadamente processadas.

[009] Aplicando-se duas fermentações diferentes, isto é, uma fermentação com base em açúcar e uma fermentação com base em glicerol, e tratando-se as correntes resultantes separadamente, constatou-se que é possível se beneficiar dos efeitos vantajosos de ambos os tipos de fermentação. Mais especificamente, constatou-se que a fermentação de açúcar pode resultar em crescimento de célula eficiente, o que contribui para um grande rendimento de biomassa. O produto resultante, no entanto, pode ser relativamente difícil de purificar devido à presença de quantidades substanciais de ânions acetatos. Em contraste, a fermentação de glicerol rende um produto que pode ser purificado a produtos de sal de propionato de alta pureza. No entanto, a fermentação de glicerol resulta apenas em formação de biomassa limitada. Combinando-se as fermentações da maneira prescrita, um processo eficaz é obtido. Vantagens adicionais do processo, de acordo com a invenção, serão discutidas abaixo.

[010] O processo, de acordo com a invenção, será discutido em maior detalhe abaixo.

[011] A primeira etapa no processo, de acordo com a invenção é, fermentar uma fonte de carbono selecionada a partir de açúcares e lactato em um meio de fermentação por meio de um microorganismo produtor de ácido propiônico para fornecer um primeiro caldo de fermentação que compreende um sal de propionato.

[012] Processos de fermentação para a fabricação de propionato são conhecidos na técnica e não exigem esclarecimento adicional no presente documento. Está dentro do escopo da pessoa versada selecionar, com a utilização de seu conhecimento geral comum, um processo de fermentação adequado, que inclui condições de fermentação, e um microorganismo adequado. Na seleção do micro-organismo, cuidado deve ser tomado para selecionar um organismo que tenha a capacidade de fermentar açúcares ou lactato (na primeira etapa de fermentação do processo de acordo com a invenção) e glicerol (na segunda etapa de fermentação do processo de acordo com a invenção).

[013] A fonte de carbono usada na primeira etapa do processo, de acordo com a invenção, é selecionada a partir de açúcares e lactato. Exemplos de açúcares adequados e fontes de açúcar incluem glicose, xarope de dextrose, amido, amido hidrolisado, celulose, celulose hidrolisada, melaço, xilose, hidrolisados de lignocelulose, lactose e soro. Fontes de lactato adequadas são lactato de sódio, lactato de potássio, lactato de amônio, lactato de magnésio, lactato de cálcio e ácido láctico. Dentre as fontes de lactato, o uso de lactato de cálcio pode ser preferencial, visto que isso resultará na formação de propionato de cálcio, que é um produto preferencial da invenção. A partir de um ponto de vista de produção, glicose, lactato e sacarose podem ser preferenciais. A partir de um ponto de vista de disponibilidade, fontes como melaço e amido podem ser preferenciais.

[014] Pelo menos quando a fonte de carbono é selecionada a partir de açúcares, a fermentação é realizada na presença de um sal alcalino inorgânico. Esse sal alcalino está presente para assegurar que o pH, durante a fermentação, não diminua a um ponto inaceitável devido à fabricação do ácido propiônico. Quando a fonte de carbono é um sal de lactato, a adição de uma base inorgânica pode nem sempre ser exigida pois lactato é convertido em propionato, o que não tem um efeito de pH. Apesar disso, também nesse caso, uma base inorgânica pode ser adicionada para ajuste de pH.

[015] Bases adequadas incluem hidróxidos, óxidos e carbonatos de cálcio, magnésio, sódio e potássio, o que resulta na formação de um caldo de fermentação que contém, respectivamente, propionato de cálcio, propionato de magnésio, propionato de sódio ou propionato de potássio. Prefere-se, dentro do processo de acordo com a invenção, o uso em sal de cálcio alcalino, visto que isso resulta na formação de propionato de cálcio, que é um produto preferencial de acordo com a invenção. Sais de cálcio alcalino adequados incluem hidróxidos, óxidos e carbonatos de cálcio.

[016] A próxima etapa é a remoção de microorganismo a partir do primeiro caldo de fermentação, dessa forma, formado. Essa etapa pode ser realizada quando biomassa suficiente foi formada para a etapa de fermentação de glicerol a seguir. À medida que o microorganismo deve ser usado em uma fermentação adicional, cuidado deve ser tomado para isolar os micro-organismos sob tais condições que o organismo é mantido vivo. Levando isso em consideração, a remoção de microorganismo pode ser realizada de maneiras conhecidas na técnica, por exemplo, por meio de etapa de filtração ou etapa de centrifugação.

[017] Na fermentação de açúcar, o peso da biomassa aumentou, com a quantidade de biomassa recuperada que é, geralmente, pelo menos 10 vezes o peso da biomassa originalmente adicionada, em particular, pelo menos 20 vezes, às vezes até mesmo pelo menos 100 vezes. No presente relatório descritivo, o peso da biomassa é calculado como peso seco, a menos que expressamente indicado de outro modo.

[018] Prefere-se a remoção dos micro-organismos a partir do primeiro caldo de fermentação a ser realizado em um rendimento relativamente elevado. Existem duas razões para isso. Em primeiro lugar, a biomassa é destinada a ser usada na fermentação de glicerol subsequente. Adicionalmente, a biomassa que permanece no caldo de fermentação pode afetar as propriedades do produto fabricado a partir desse caldo, por exemplo, na forma de um efeito prejudicial na cor de produto. Considera-se preferencial remover a biomassa de modo que o produto resultante tenha uma turvação de no máximo 1.000 NTU, em particular, no máximo 500 NTU, mais especificamente, no máximo 200 NTU. Uma turvação de no máximo 100 NTU é preferencial.

[019] Em uma etapa adicional do processo de acordo com a invenção, o primeiro caldo de fermentação a partir do qual os microrganismos produtores de ácido propiônico foram recuperados, é submetido a uma etapa de remoção de água para formar um primeiro produto de sal de propionato, em particular, um produto de propionato de cálcio. Essa etapa de remoção de água pode ser realizada de inúmeras maneiras.

[020] Em uma primeira modalidade, o primeiro caldo de fermentação a partir do qual os microrganismos produtores de ácido propiônico foram recuperados, é submetido a uma etapa de remoção de água em sua totalidade. Nesse caso, um primeiro produto de sal de propionato é formado que compreende toda a matéria presente no primeiro caldo de fermentação a partir do qual os microrganismos produtores de ácido propiônico foram recuperados, o que inclui os nutrientes restantes. Essa etapa de secagem pode ser realizada de maneiras conhecidas na técnica para remoção de água, que inclui secagem por aspersão, secagem de tambor a vácuo, secagem de filme fino, por exemplo, secagem de filme fino agitada, secagem mecanicamente agitada, granulação por aspersão e liofilização.

[021] O produto resultante é um material sólido, em particular, um material particulado sólido, com um teor de sal de propionato na faixa de 30 a 70% em peso, em particular, 40 a 60% em peso, de sal de propionato, em particular, propionato de cálcio, com o remanescente que compreende um ou mais de sais adicionais de ácidos de carboxílico, em particular, sais de succinato e/ou acetato, e componentes adicionais resultantes, por exemplo, da biomassa e dos componentes de meio/nutriente residuais. Em uma modalidade, o produto resultante compreende sal de acetato na faixa de 3 a 20% em peso, em particular, 8 a 15% em peso, mais particularmente, 10 a 13% em peso e/ou sal de succinato em uma quantidade de 0 a 10% em peso, em particular, 3 a 6% em peso. Prefere-se que o propionato de cálcio, o succinato de cálcio e o acetato de cálcio constituam pelo menos 85% em peso do primeiro produto de propionato de cálcio total, obtido dessa maneira, em particular, pelo menos 90% em peso, mais particularmente, entre 90 a 98% em peso.

[022] Acima, as percentagens são calculadas como ânion (acetato, succinato, propionato) no material sólido anidro total.

[023] Observa-se que é possível incluir outros componentes no caldo de fermentação antes da secagem por aspersão, por exemplo, sais de ácido carboxílico adicionais tais como lactatos ou acetatos, carreadores como maltodextrina, amigo, sólidos de leite, soro, farinha ou outros ingredientes funcionais como extrato de chá verde, nisina e extrato de alecrim. Isso pode ser atraente se for desejado fabricar um produto com uma composição particular.

[024] Em outra modalidade, a etapa de submeter o primeiro caldo de fermentação a partir do qual os microrganismos produtores de ácido propiônico foram recuperados, é realizada por um processo que engloba precipitação de um sal de propionato, em particular, propionato de cálcio a partir do primeiro caldo de fermentação. A precipitação pode ser iniciada por concentração e outras medidas conhecidas para melhorar o rendimento de uma etapa de precipitação, por exemplo, redução de temperatura ou adição de compostos que reduzem solubilidade. A precipitação pode ser realizada de modo periódico ou contínuo, em uma única etapa ou em múltiplas etapas.

[025] O produto de sal de propionato precipitado, em particular, propionato de cálcio, é separado do meio aquoso. Isso pode ser feito por métodos conhecidos na técnica, que incluem um ou mais dentre infiltração, centrifugação, decantação, etc. Está dentro do escopo da pessoa versada selecionar uma maneira adequada. Se desejado, o produto de sal de propionato pode ser lavado para aumentar a pureza de produto. O líquido de lavagem, se usado, pode, por exemplo, ser água ou uma solução de sal de propionato. O líquido de lavagem pode ser reciclado para obter um rendimento elevado. O produto de propionato de cálcio sólido pode ser secado como desejado.

[026] Nessa modalidade, é possível precipitar todos os tipos de sais de carboxilato, em particular, sais de carboxilato de cálcio presentes no sistema, em particular, propionato de cálcio em combinação com succinato de cálcio (se presente) e/ou acetato de cálcio (se presente). Nesse caso, um produto final pode, por exemplo, ser obtido com um teor de sal de propionato, em particular, propionato de cálcio na faixa de 30 a 80% em peso, em particular, 40 a 70% em peso, sal de acetato, em particular, acetato de cálcio na faixa de 3 a 20% em peso, em particular, 8 a 15% em peso, mais particularmente, 10 a 13% em peso e sal de succinato, em particular, succinato de cálcio, em uma quantidade de 0 a 10% em peso, em particular, 3 a 6% em peso. Prefere-se que o propionato de cálcio, o succinato de cálcio e o acetato de cálcio constituam pelo menos 85% em peso do primeiro produto de propionato de cálcio, obtido dessa maneira, em particular, pelo menos 90% em peso, mais particularmente, pelo menos 95%. Acima, as percentagens são calculadas como ânion (acetato, succinato, propionato) no material sólido anidro total.

[027] Também é possível precipitar, sequencialmente, sais de succinato e sais de propionato a partir do primeiro caldo de fermentação, isso pode, por exemplo, ser feito por meio de um processo para fabricação de um sal de propionato sólido a partir de uma mistura que compreende propionato e succinato que compreende as etapas de - fornecer um meio aquoso que compreende ânions de succinato e ânions de propionato, - fornecer um sal solúvel inorgânico no meio aquoso em tal quantidade que a maioria de íons de succinato seja convertida a sal de succinato sólido enquanto a maioria de íons de propionato permanece em solução, - separar o meio aquoso que compreende a maioria de íons de propionato do sal de succinato sólido, - aumentar a concentração de sal no meio aquoso para converter a maioria de íons de propionato para sal de propionato sólido, - separar o sal de propionato sólido do meio aquoso.

[028] Como indicado acima, o ácido propiônico, que produz microorganismo, é recuperado a partir do primeiro caldo de fermentação. Em uma próxima etapa no processo de acordo com a invenção, uma fonte de carbono que compreende glicerol é fermentada com um microorganismo produtor de ácido propiônico recuperado a partir do primeiro caldo de fermentação na presença de um sal alcalino para fornecer um segundo caldo de fermentação que compreende um sal de propionato.

[029] Processos de fermentação para a fabricação de ácido propiônico que iniciam a partir de uma fonte de carbono, que compreende glicerol, são conhecidos na técnica e não exigem esclarecimento adicional no presente documento. Está dentro do escopo da pessoa versada selecionar, com a utilização de seu conhecimento geral comum, um processo de fermentação adequado, que inclui condições de fermentação.

[030] A fonte de carbono usada nessa etapa de fermentação compreende glicerol. Constatou-se que o uso de glicerol como fonte de carbono possibilita a obtenção de um processo de fermentação que gera quantidades relativamente elevadas de sal de propionato, em particular, propionato de cálcio em combinação com quantidades relativamente baixas de sais de acetato. Isso é atraente pois a separação de sais de propionato e sais de acetato é, geralmente, complicada. Prefere-se que a fonte de carbono consista em pelo menos 70% em peso de glicerol, mais particularmente, pelo menos 80% em peso, ainda mais particularmente, pelo menos 90% em peso, calculado na quantidade total de fonte de carbono fornecida durante a fermentação.

[031] Uma base é adicionada durante a etapa de fermentação para compensar pela diminuição em pH que poderia ocorrer devido à produção de ácidos carboxílicos.

[032] Bases adequadas incluem hidróxidos, óxidos e carbonatos de cálcio, magnésio, sódio e potássio, o que resulta na formação de um caldo de fermentação que contém, respectivamente, propionato de cálcio, propionato de magnésio, propionato de sódio ou propionato de potássio. Prefere-se, dentro do processo de acordo com a invenção, o uso em sal de cálcio alcalino, visto que isso resulta na formação de propionato de cálcio, que é um produto preferencial de acordo com a invenção. Sais de cálcio alcalino adequados incluem hidróxidos, óxidos e carbonatos de cálcio.

[033] Os sais alcalinos usados nas duas etapas de fermentação podem ser os mesmos ou diferentes. Por razões de eficiência pode ser preferencial que o sal alcalino fornecido na fermentação de uma fonte de carbono selecionada a partir de açúcares e lactato e o sal alcalino fornecido na fermentação de uma fonte de carbono que compreende glicerol sejam sais do mesmo cátion. O uso de sais de cálcio é, particularmente, preferencial.

[034] Uma vez que a fermentação percorreu até o ponto desejado, um segundo caldo de fermentação é submetido a uma etapa de purificação que compreende pelo menos uma etapa de precipitação, para formar um segundo produto de propionato de cálcio.

[035] Em geral, o segundo caldo de fermentação é, primeiro, submetido a uma etapa de remoção de biomassa, que pode ser realizada de maneiras conhecidas na técnica. Referência é feita ao que foi declarado acima para a remoção de biomassa a partir do primeiro caldo de fermentação. Para a etapa descrita acima, se considera preferencial remover a biomassa de modo que o produto resultante tenha uma turvação de no máximo 1.000 NTU, em particular, no máximo 500 NTU, mais especificamente, no máximo 200 NTU. Uma turvação de no máximo 100 NTU é preferencial. Constatou-se que a presença de biomassa pode interferir com a etapa de precipitação adicional no processo de acordo com a invenção.

[036] A biomassa isolada nessa etapa pode ser fornecida a uma segunda fermentação com base em glicerol, se isso for desejado.

[037] O caldo resultante, do qual a biomassa foi removida, é submetido a pelo menos uma etapa de precipitação, para formar um segundo produto de sal de propionato.

[038] Antes da etapa de precipitação, o meio pode, se for desejado, entrar em contato com um adsorvente, em particular, um adsorvente de carbono ativo, para remover impurezas.

[039] A etapa de precipitação pode ser realizada como descrito acima. A precipitação pode ser iniciada por concentração do meio, e/ou por outras medidas conhecidas para melhorar o rendimento de uma etapa de precipitação, por exemplo, redução de temperatura ou adição de compostos que reduzem solubilidade. Referência é feita ao que foi declarado acima na etapa de precipitação.

[040] O produto de sal de propionato precipitado, em particular, propionato de cálcio, é separado do meio aquoso. Isso pode ser feito por métodos conhecidos na técnica, que incluem um ou mais dentre infiltração, centrifugação, decantação, etc. Está dentro do escopo da pessoa versada selecionar uma maneira adequada. Se desejado, o produto de sal de propionato pode ser lavado para aumentar a pureza de produto. O líquido de lavagem, se usado, pode, por exemplo, ser água ou uma solução de sal de propionato. O líquido de lavagem pode ser reciclado para obter um rendimento elevado. O produto de sal de propionato sólido pode ser secado como desejado.

[041] Em uma modalidade, além dos sais de propionato, outros sais de carboxilato, em particular, sais de succinato e/ou acetato também são precipitados. Em particular, sais de carboxilato de cálcio presentes no sistema podem ser precipitados, conjuntamente, em particular, o propionato de cálcio em combinação com succinato de cálcio (se presente) e/ou acetato de cálcio (se presente). Nesse caso, um produto final pode, por exemplo, ser obtido com um teor de sal de propionato, em particular, propionato de cálcio na faixa de 50 a 90% em peso, em particular, 60 a 80% em peso, mais particularmente, 70 a 80% em peso, sal de acetato, em particular, acetato de cálcio na faixa de 0 a 5% em peso, em particular, 0 a 2% em peso, e sal de succinato, em particular, succinato de cálcio, em uma quantidade de 0 a 20% em peso, em particular, 0 a 10% em peso, mais particularmente, 0 a 5% em peso. Prefere-se que o propionato de cálcio, o succinato de cálcio e o acetato de cálcio constituam pelo menos 85% em peso do primeiro produto de propionato de cálcio, obtido dessa maneira, em particular, pelo menos 90% em peso, mais particularmente, pelo menos 95%. Acima, as percentagens são calculadas como ânion (acetato, succinato, propionato) no material sólido anidro total.

[042] Também é possível precipitar, sequencialmente, sais de succinato e sais de propionato a partir do segundo caldo de fermentação, isso pode, por exemplo, ser feito por meio de um processo para fabricação de um sal de propionato sólido a partir de uma mistura que compreende propionato e succinato que compreende as etapas de - fornecer um meio aquoso que compreende ânions de succinato e ânions de propionato, - fornecer um sal solúvel inorgânico no meio aquoso em tal quantidade que a maioria de íons de succinato seja convertida a sal de succinato sólido enquanto a maioria de íons de propionato permanece em solução, - separar o meio aquoso que compreende a maioria de íons de propionato do sal de succinato sólido, - aumentar a concentração de sal no meio aquoso para converter a maioria de íons de propionato para sal de propionato sólido, - separar o sal de propionato sólido do meio aquoso.

[043] Será claro à pessoa versada na técnica que as várias modalidades e preferências descritas no presente documento podem ser combinadas, a menos que as mesmas sejam apresentadas como alternativas mutuamente excludentes.

[044] A presente invenção será esclarecida pelos exemplos a seguir, sem ser limitada aos mesmos ou pelos mesmos.

EXEMPLO 1: FERMENTAÇÃO DE GLICOSE SEGUIDA POR FERMENTAÇÃO DE GLICEROL

[045] Um fermentador que compreende meio de 5 kg foi inoculado com uma cultura de Propionibacterium acidipropionici. O meio continha 80 g/kg de glicose e 52 g/kg de YEP (pasta de extrato de levedura, 50% de sólidos secos). O fermentador foi operado a 30 °C e com um pH de 6,5. O pH foi controlado adicionando-se solução de Ca(OH)2. Após ±45 horas, a fermentação foi parada. O caldo de fermentação foi centrifugado a 5.000 RPM. O microorganismo estava presente no sedimento da etapa de centrifugação.

[046] Nessa etapa, a quantidade de biomassa foi aumentada de 20 gramas, adicionadas inicialmente, para 150 gramas colhidas, ambas calculadas como peso seco.

[047] 24 gramas de biomassa foram adicionadas a um fermentador que compreende meio de 1 kg que contém 80 g/kg de glicerol e 52 g/kg de YEP. O fermentador foi operado a 30 °C e com um pH de 7,0. O pH foi controlado adicionando-se solução de Ca(OH)2.

[048] A fermentação rendeu uma produtividade volumétrica de 1,2 grama de propionato de cálcio por quilograma de meio por hora. O rendimento total da fermentação foi de 72% em peso, calculado como grama de propionato por grama de glicerol.

EXEMPLO 2: CONSTITUIÇÃO DE CALDO DE FERMENTAÇÃO DE GLICOSE

[049] Uma fermentação de glicose foi realizada análoga àquela descrita no primeiro parágrafo do Exemplo 1. A biomassa foi isolada da mesma por centrifugação conforme descrito no mesmo. 1.000 gramas do caldo de fermentação restante foi secado com a utilização de um evaporador rotatório, primeiro sob pressão atmosférica, então, sob vácuo. Após 6 horas, um produto seco foi obtido.

[050] O caldo de fermentação compreendeu os ácidos orgânicos a seguir, como determinado com a utilização de GC TABELA 1: ÁCIDOS ORGÂNICOS DE GC EM CALDO DE FERMENTAÇÃO

[051] O produto sólido após a etapa de secagem teve a seguinte composição: TABELA 2: COMPOSIÇÃO DE PRODUTO SÓLIDO

[052] Esse exemplo ilustra a etapa de remoção de água para formar um primeiro produto de propionato de cálcio. Em operação comercial, a etapa de remoção de água será realizada por outros métodos, por exemplo, secagem por aspersão, mas resultados análogos podem ser obtidos.

EXEMPLO 3: CONSTITUIÇÃO DE CALDO DE FERMENTAÇÃO DE GLICEROL

[053] Um caldo de fermentação de glicerol obtido análogo ao segundo parágrafo do Exemplo 1 é processado como a seguir:

[054] O caldo de fermentação obtido a partir da fermentação de glicerol foi submetido a uma etapa de centrifugação a 5.000 RPM. O sedimento da etapa de centrifugação foi o micro-organismo. O sobrenadante foi adicionalmente processado.

[055] Ao sobrenadante, carbono ativo foi adicionado em uma quantidade de 0% em peso por grama de propionato de cálcio, 0,1% em peso por grama de propionato de cálcio ou 10% em peso por grama de propionato de cálcio. O caldo de fermentação, ao qual carbono ativo foi adicionado, foi mantido por uma hora a 60 °C. O carbono ativo foi removido por filtração a vácuo com a utilização de um filtro de 0,2 mícron.

[056] Como pode ser visto a partir da Tabela a seguir, um tratamento de carbono ativo não resultou na remoção de propionato de cálcio a partir do sistema:

[057] Propionato de cálcio sólido foi precipitado a partir do meio de fermentação purificado concentrando-se o meio através de evaporação de água. Evaporação foi realizada a 102 a 103 °C (temperatura média) em um banho de óleo de 150 °C sob pressão atmosférica. Após mais ou menos duas horas, nucleação ocorreu, como podia ser visto a partir da formação de uma bruma. Naquele momento, a temperatura do banho de óleo foi reduzida a 120 °C para reduzir a taxa de evaporação durante a cristalização. Um pouco de óleo resfriado foi adicionado ao banho de óleo para acelerar a redução em temperatura. Cerca de uma hora após o início da nucleação, a evaporação foi parada.

[058] Os cristais foram separados do líquido com a utilização de filtração a vácuo ou centrifugação.

[059] Tratamento de carbono ativo resultou em uma diminuição substancial em cor do material de partida para a etapa de evaporação. Adicionalmente, durante a etapa de evaporação, a solução escureceu. Esse efeito foi muito mais pronunciado para a amostra que não foi submetida a uma etapa de evaporação que para a amostra que foi submetida à etapa de evaporação. Isso pode ser visto a partir dos valores de APHA na tabela a seguir.

[060] O produto sólido obtido a partir das amostras submetidas a um tratamento de carbono ativo também teve uma cor muito melhor que o produto obtido a partir da amostra em que nenhum tratamento de carbono ativo foi realizado.

[061] A composição dos produtos foi como a seguir:

[062] Perda de 1 MC a 80 °C representa o teor de umidade dos materiais, determinado mantendo-se o material por 16 horas em um forno a uma temperatura de 80 °C.

[063] Como pode ser visto a partir da tabela acima, o uso de uma centrífuga para separação de sólido e líquido forneceu melhores resultados que o uso de um funil a vácuo. A relevância desse resultado para operação de escala comercial é limitada.

[064] Os produtos úmidos foram secados a 80 °C por 16 horas para formar um produto seco.

Claims (17)

1. Processo para fabricação de produtos de sal de propionato através de fermentação caracterizado por compreender as etapas de - fermentar uma fonte de carbono selecionada a partir de açúcares e lactato em um meio de fermentação por meio de um microorganismo produtor de ácido propiônico para fornecer um primeiro caldo de fermentação que compreende um sal de propionato, - recuperação de microrganismos produtores de ácido propiônico a partir do primeiro caldo de fermentação, - submeter o primeiro caldo de fermentação, a partir do qual os microrganismos produtores de ácido propiônico foram recuperados, a uma etapa de remoção de água para formar um primeiro produto de sal de propionato, - fermentar uma fonte de carbono compreendendo glicerol com o microorganismo produtor de ácido propiônico recuperado a partir do primeiro caldo de fermentação na presença de um sal alcalino inorgânico para fornecer um segundo caldo de fermentação compreendendo um sal de propionato, - submeter o segundo caldo de fermentação a uma etapa de purificação que compreende pelo menos uma etapa de precipitação, para formar um segundo produto de sal de propionato.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o sal de propionato gerado no primeiro e no segundo caldos de fermentação serem sais do mesmo cátion.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o fato de que o sal de propionato gerado no primeiro e no segundo caldo de fermentação serem sais de propionato de cálcio.

4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por a fonte de carbono selecionada dentre açúcares e lactato ser selecionada dentre glicose, lactato e sacarose.

5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o fato de que, na etapa de fermentação de uma fonte de carbono selecionada entre açúcares e lactato, o peso da biomassa aumenta de tal maneira que a quantidade de biomassa recuperada ser, geralmente, pelo menos 10 vezes o peso da biomassa adicionada originalmente.

6. Processo, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por o fato de que a quantidade de biomassa recuperada ser pelo menos 20 vezes o peso da biomassa originalmente adicionada.

7. Processo, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por o fato de que a quantidade de biomassa recuperada ser pelo menos 100 vezes o peso da biomassa originalmente adicionada.

8. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o primeiro caldo de fermentação, a partir do qual o microorganismo produtor de ácido propiônico foi recuperado, ser submetido a uma etapa de remoção de água em sua totalidade.

9. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por a etapa de submeter o primeiro caldo de fermentação a partir do qual foram recuperados os microorganismos produtores de ácido propiônico ser realizada por um processo que engloba a precipitação de um sal de propionato a partir do primeiro caldo de fermentação.

10. Processo, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por o fato de que o sal de propionato ser propionato de cálcio.

11. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o fato de que a fonte de carbono compreendendo glicerol consiste em pelo menos 70% em peso de glicerol, calculada sobre a quantidade total de fonte de carbono fornecida durante a fermentação.

12. Processo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por o fato de que a fonte de carbono compreendendo glicerol consiste em pelo menos 80% em peso de glicerol.

13. Processo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por o fato de que a fonte de carbono compreendendo glicerol consiste em pelo menos 90% em peso de glicerol.

14. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o segundo caldo de fermentação ser submetido primeiro a uma etapa de remoção de biomassa.

15. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por, além dos sais de propionato, outros sais de carboxilato também são precipitados.

16. Processo, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por os outros sais de carboxilato serem sais de succinato e / ou acetato.

17. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado por os sais de succinato e os sais de propionato serem precipitados sequencialmente a partir do segundo caldo de fermentação