BR122019017369B1

BR122019017369B1 - Métodos para produção de l-metionina e produtos correlatos

Info

Publication number: BR122019017369B1
Application number: BR122019017369-9A
Authority: BR
Inventors: Soon Won Hong; In Seok Hwang; Sang Mok Lee; Youn Jae Lee; Jun Young Jung; Aharon Eyal
Original assignee: Cj Cheiljedang Corporation
Priority date: 2010-12-29
Filing date: 2011-12-29
Publication date: 2021-04-13
Also published as: BR112013016810B1; JP6368488B2; EP2658986A4; KR20140146638A; MY169343A; BR112013016810A2; CN103476938B; WO2012091479A3; US9260732B2; RU2673190C1; WO2012091479A9; US9752167B2; JP2014501116A; EP2658986B1; JP2017123845A; CN106480120A; WO2012091479A2; CN106480120B; KR101500821B1; KR101543199B1

Abstract

método compreendendo: (a) processamento enzimático de um licor de fermentação de o-acetilhomoserina (oahs) para produção de l-metionina e uma fonte de acetato; (b) separação de pelo menos uma parte da l-metionina de pelo menos uma fração da dita fonte de acetato para formar lmetionina separada e um licor residual compreendendo uma fonte de acetato; e (c) recuperação de pelo menos uma porção da dita fonte de acetato a partir do licor residual como acetato recuperado.

Description

Dividido do BR1120130168102, depositado em 29/12/2011. CAMPO TÉCNICO

[001] A presente invenção se refere a um método de produção de metionina e seus derivados a partir do precursor de metionina.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] A metionina e cisteína são aminoácidos proteinogênicos contendo enxofre. A metionina é um aminoácido essencial para monogástricos e encontra uma variedade de aplicações nas indústrias alimentícias e de medicamentos. Por exemplo, a metionina é utilizada como um aditivo em alimentos para animais e produtos alimentícios e como um ingrediente em soluções de nutrientes parenterais e medicamentos.

[003] Fisiologicamente, a metionina pode ser um precursor para a colina (lecitina) e creatina, e é utilizada como material de partida para a síntese de cisteína e taurina. Tipicamente, DL-metionina sintetizada quimicamente tem sido utilizada no mercado nos aditivos para a alimentação animal.

[004] L-metionina tem sido produzida por fermentação direta. No entanto, a baixa solubilidade da L- metionina pode provocar a formação de cristais durante a fermentação direta para a produção de L-metionina. Estes cristais tornam difícil a agitação do meio de cultura e podem diminuir o rendimento da fermentação. O enxofre necessário para produzir L-metionina por fermentação direta também pode afetar negativamente o crescimento bacteriano.

[005] O documento WO 2008/013432 descreve um processo de duas etapas para a produção de L-metionina, que inclui a produção fermentativa de um precursor de L- metionina (por exemplo, O-acetilhomoserina (OAHS) ou O- sucinil homoserina (OSHS)), seguida pela conversão enzimática do precursor para L-metionina.

[006] Quando OAHS é o precursor, metilmercaptano (CH3SH) e OAHS reagem para produzir acetato e metionina. Quando OSHS é o precursor, CH3SH e OSHS reagem para produzir succinato e metionina.

[007] O resíduo CH3S de metil mercaptano é substituído com resíduo de succinato ou de acetato de OSHS ou OAHS para produzir metionina. Metilmercaptano (CH3SH) pode ser adicionado em diferentes formas, durante a reação.

Revelação da Invenção Problema Técnico

[008] Um amplo aspecto da presente invenção se refere à produção em escala industrial de L-metionina, a partir de um precursor de metionina, tal como O- acetilhomoserina (OAHS) ou O-sucinilhomoserina (OSHS).

Solução do Problema

[009] Um aspecto de algumas modalidades da invenção se refere à recuperação de carbono e/ou nitrogênio. Esta recuperação pode ocorrer em uma ou mais fases durante o processo de produção.

[010] Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, carbono e nitrogênio são recuperados em conjunto, por exemplo, como acetato de amônio. Opcionalmente, o carvão recuperado e/ou nitrogênio são reciclados para um fermentador ou para outro processo de produção a montante.

[011] Um aspecto de algumas modalidades da invenção se relaciona com a recuperação da L-metionina, a partir de licor de fermentação processado enzimaticamente.

[012] Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, a recuperação é por cristalização, opcionalmente em dois turnos. O termo "licor de fermentação", como utilizado nesse relatório descritivo e nas reivindicações anexas indica um meio de cultura que tem sido utilizado como um substrato de fermentação e a partir do qual as células foram removidas.

[013] Em algumas modalidades da invenção, este licor contém um precursor de L-metionina. Opcionalmente, o licor é tratado com carvão ativado e/ou filtrado e/ou concentrado por meio de evaporação antes da cristalização. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, a cristalização é induzida por meio de evaporação e/ou adição de um solvente orgânico ao licor. De acordo com várias modalidades exemplificativas da invenção, o solvente inclui um álcool como metanol ou etanol.

[014] Tal como é usado nesse relatório descritivo e nas reivindicações anexas, o termo licor mãe indica licor de fermentação processado enzimaticamente que tenha sido submetido a um ciclo de remoção de metionina (por exemplo, por cristalização).

[015] Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, um segundo ciclo de remoção (por exemplo, cristalização) é realizado no licor mãe para produzir uma segunda colheita de cristais de metionina e "licor mãe purgado".

[016] Tal como é usado nesse relatório descritivo e nas reivindicações anexas, o termo "licor mãe purgado" indica o licor mãe que foi submetido a um ciclo adicional de cristalização de metionina e separado a partir dos cristais resultantes.

[017] Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, este segundo ciclo de cristalização depende de destilação, opcionalmente seguido por resfriamento. Opcionalmente, a destilação recupera solvente orgânico (por exemplo, metanol) a partir do licor mãe e/ou licor mãe purgado. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, o solvente orgânico recuperado é utilizado para contribuir para a cristalização de uma primeira colheita de cristais de metionina.

[018] Outro aspecto de algumas modalidades da invenção se refere às composições incluindo L-metionina produzidas pelo processo de recuperação descrito acima.

[019] Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, a L-metionina é caracterizada por uma proporção de carbono-14 para carbono-12 de pelo menos 2,0 x 10-13. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, uma proporção de L-metionina para D-metionina é de pelo menos 9:1, opcionalmente 9,5:1, 9,9:1, e opcionalmente, 9,99:1. Opcionalmente, a L-metionina é substancialmente enantiomericamente pura.

[020] Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, a composição inclui L-metionina cristalina. De acordo com várias modalidades exemplificativas da invenção, as impurezas características podem ser usadas para demonstrar que a L-metionina foi produzida por um processo como descrito acima. Impurezas características incluem, mas não estão limitadas a outros aminoácidos do que metionina, vitaminas, minerais, amônia, ácido acético, ácido succínico, metil mercaptano, enzimas e OAHS ou OSHS. Dependendo da composição em particular e da impureza específica em questão, concentrações tão baixas como 5.000 ppm, opcionalmente 1.000 ppm, 100 ppm, 50 ppm, 20 ppm, 10 ppm, 5 ppm, 1 ppm, opcionalmente 500 ppb, 100 ppb, 50 ppb, 20 ppb, 10 ppb, 5 ppb, 1 ppb ou concentrações intermediárias ou mais baixas podem ser suficientes para demonstrar que a L-metionina, seja fornecida na forma pura, ou como parte de uma composição, foi produzida por um processo como descrito acima.

[021] Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, a composição é fornecida como um produto comestível, tal como, por exemplo, um nutracêutico, um produto alimentício, uma ração animal ou um ingrediente de um produto comestível como tal.

[022] Em outras modalidades exemplificativas da invenção, a composição é fornecida como um complexo incluindo um metal pesado.

[023] Outro aspecto de algumas modalidades da invenção se refere à dissolução da segunda colheita de cristais de L-metionina e adição da solução de metionina resultante a uma batelada subsequente de licor de fermentação processado enzimaticamente.

[024] Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, a segunda colheita de metionina dissolvida é purificada até um certo grau por tratamento com carvão ativado e/ou filtração e/ou recristalização juntamente com uma batelada subsequente de licor de cultura processado enzimaticamente ou antes de tal adição.

[025] Outro aspecto de algumas modalidades da invenção se refere à acidulação do licor residual seguido por extração com um extrator incluindo um solvente orgânico para recuperar ácido acético.

[026] De acordo com várias modalidades exemplificativas da invenção, o "licor mãe" e/ou "licor mãe purgado" podem servir como o licor residual que é acidulado. Opcionalmente, duas operações de acidulação são conduzidas.

[027] Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, o solvente orgânico inclui um éster de acetato. Opcionalmente, o solvente inclui acetato de isobutila (IBA). De acordo com estas modalidades, a extração forma um ácido acético compreendendo fase orgânica também dita como um extrato.

[028] Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, acidulação inclui adição de um ácido mineral forte (por exemplo, ácido sulfúrico).

[030] Em outras modalidades exemplificativas da invenção, acidulação inclui adição de um ácido carboxílico.

[031] Em outras modalidades exemplificativas da invenção, acidulação inclui o contato com gás CO2 sob pressão e o contato com um permutador de cátions ácido.

[032] De acordo com várias modalidades exemplificativas da invenção, a manipulação do extrato regenera o extrator e produz um produto de acetato desejável.

[033] Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, a manipulação inclui a retroextração com amônia, e o produto de acetato é acetato de amônio.

[034] Em outras modalidades exemplificativas da invenção, a manipulação inclui a retroextração com água e o extrator é regenerado enquanto se forma uma solução aquosa de ácido acético.

[035] Em outras modalidades exemplificativas da invenção, a manipulação inclui o tratamento com um álcool e um éster de acetato correspondente é produzido. Por exemplo, o tratamento com etanol produz acetato de etila e tratamento com metanol produz o acetato de metila.

[036] Em outras modalidades exemplificativas da invenção, a destilação do extrato inicial é usada ao invés da retroextração, como um meio para recuperar o extrator e/ou ácido acético livre.

[037] Outro aspecto de algumas modalidades da invenção se refere ao tratamento do licor residual com cal (por exemplo, licor mãe ou licor mãe purgado). Opcionalmente, a cal inclui óxido de cálcio e/ou hidróxido de cálcio. De acordo com várias modalidades exemplificativas da invenção, o licor tratado com cal pode ser o "licor mãe" ou "licor mãe purgado", como definido anteriormente. Opcionalmente, o tratamento com cal é realizado antes da acidulação. De acordo com estas modalidades exemplificativas da invenção, a cal reage com acetato de amônio no licor para produzir amônia livre e acetato de cálcio.

[038] Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, a amônia liberado é reagida com metil mercaptano para produzir metil mercaptano de amônio. Opcionalmente, metil mercaptano de amônio pode ser utilizado como uma fonte de enxofre no processamento enzimático de OAHS.

[039] Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, o licor tratado com cal é acidificado conforme descrito acima. De acordo com várias modalidades exemplificativas da invenção, essa acidulação produz um sal de cálcio de acordo com o ácido específico utilizado. Por exemplo, a acidulação com ácido sulfúrico produz sulfato de cálcio, a acidulação com ácido fosfórico produz fosfato de cálcio, e a acidulação com ácido nítrico produz o nitrato de cálcio.

[040] Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, é empregado um ácido que produz um sal de cálcio insolúvel, por exemplo, ácido sulfúrico ou ácido fosfórico. Opcionalmente, os sais insolúveis são mais fáceis de colher, porque eles precipitam.

[041] Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, o licor acidulado resultante é submetido a extração com um extrator incluindo um solvente orgânico seguido por manipulação do extrato resultante tal como descrito acima.

[042] Outro aspecto de algumas modalidades da invenção se refere à recuperação de sulfato de amônio na forma de cristais purificados, como cristalização de sulfato de amônio de licor mãe e/ou como parte de um líquido residual no fim do processamento. Opcionalmente, todos estes materiais ou suas combinações podem ser utilizados como fertilizantes.

[043] Será apreciado que os vários aspectos descritos acima se referem à solução de problemas técnicos relacionados com o aperfeiçoamento de um equilíbrio material na produção de metionina e/ou lisina utilizando processos fermentativos.

[044] Alternativa ou adicionalmente, será apreciado que os vários aspectos descritos acima se referem à solução dos problemas técnicos relacionados com a produção de subprodutos úteis na produção de metionina usando processos fermentativos.

[045] Vários licores descritos ao longo desta especificação e/ou mencionados nas reivindicações anexas podem conter uma ou mais impurezas. Estas impurezas podem incluir, mas não estão limitadas aos aminoácidos, vitaminas, minerais, de amônia, ácido acético, ácido succínico, metil mercaptano, enzimas, precursor de L- metionina e suas combinações.

[046] Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, é provido um método que inclui; (a) processamento enzimático de um licor de fermentação de O-acetilhomoserina (OHS) para a produção de L-metionina e uma fonte de acetato; (b) separação de pelo menos uma parte da L- metionina de pelo menos uma fração da fonte de acetato para formar L-metionina separada e um licor residual, que compreende uma fonte de acetato; e (c) recuperação de pelo menos uma porção da fonte de acetato a partir do licor residual como acetato recuperado.

[047] Opcionalmente, o método inclui a utilização do acetato recuperado como um reagente.

[048] Opcionalmente, a utilização inclui a aplicação ao processamento de licor de fermentação OAHS.

[049] Opcionalmente, a utilização inclui a adição do reagente como um ingrediente em um meio de fermentação.

[050] Opcionalmente, a utilização inclui a aplicação à produção de um produto de fermentação.

[051] Opcionalmente, o produto de fermentação é selecionado dentre o grupo consistindo em ácidos carboxílicos e aminoácidos.

[052] Opcionalmente, os aminoácidos são selecionados do grupo que consiste em lisina, valina, treonina, triptofano, metionina e arginina.

[053] Opcionalmente, o método inclui a execução de pelo menos um processo selecionado dentre o grupo consistindo em remoção de água, tratamento de carvão ativado, adição de um soluto, ajuste de pH, troca iônica, filtração por membrana e contato com pelo menos um solvente orgânico solúvel em água, durante o processo de purificação, por exemplo, entre o processamento enzimático e a separação.

[054] Opcionalmente, o licor residual inclui um sal de um ácido mineral.

[055] Opcionalmente, o sal de um ácido mineral inclui um sal de amônio.

[056] Opcionalmente, o licor residual inclui pelo menos 1 ppm de OAHS.

[057] Opcionalmente, a L-metionina separada inclui pelo menos 1 ppb de OAHS.

[058] Opcionalmente, a separação inclui cristalização.

[059] Opcionalmente, a cristalização inclui o contato com pelo menos um álcool selecionado dentre o grupo consistindo em alcoóis C1-C4.

[060] Opcionalmente, a cristalização de L-metionina a partir da dita alimentação de cristalização compreende a utilização de pelo menos, um modificador de hábitos de cristais e cristais de semente de L-metionina.

[061] Opcionalmente, L-metionina cristalina resultante da cristalização é caracterizada por pelo menos uma característica selecionada a partir do grupo que consiste em: (i) pureza superior a 95%; (ii) conter menos de 1% de fonte de acetato; (iii) teor de OAHS superior a 1 ppm; (iv) teor de pelo menos uma impureza em particular sendo superior a 10 ppm; (v) menos de 2% de D-metionina; (vi) proporção de carbono-14 para carbono-12 de pelo menos 2,0 x 10-13.

[062] Opcionalmente, a separação inclui pelo menos duas etapas de cristalização.

[063] Opcionalmente, a L-metionina cristalina resultante da segunda cristalização é caracterizada por, pelo menos, um dos seguintes: (i) pureza superior a 75%, opcionalmente superior a 80%; (ii) conter menos de 0,1% da fonte de acetato, e (iii) conter pelo menos 1 ppm de OAHS.

[064] Opcionalmente, o licor residual é caracterizado por um ou mais dos seguintes: (i) uma concentração de metionina de pelo menos 15 g/L, opcionalmente, pelo menos,20 g/L, frequentemente cerca de 25 g/L ou mais; (ii) uma concentração de acetato de pelo menos 100 g/L, opcionalmente, pelo menos 125 g/L, frequentemente cerca de 150 g/L ou mais; (iii) sólidos totais de pelo menos, 20%, opcionalmente pelo menos 22%, muitas vezes cerca de 25% ou mais; (iv) gravidade específica na faixa dentre 1,05 e 1,25, opcionalmente, cerca de 1,15, e (v) concentração de sulfato de amônio de pelo menos 60 g/L, opcionalmente, pelo menos, 100 g/L, opcionalmente, cerca de 150 g/L ou mais.

[065] Opcionalmente, L-metionina cristalina resultante da segunda cristalização é adicionada como um soluto entre o processamento enzimático e a separação.

[066] Opcionalmente, a recuperação inclui a formação de licor residual compreendendo ácido acético livre e separação do ácido acético livre.

[067] Opcionalmente, o licor residual formante que compreende ácido acético livre inclui o contato com um ácido forte.

[068] Opcionalmente, a formação de licor residual que compreendendo ácido acético livre inclui pelo menos um de contato com CO2 sob pressão e contato com um permutador de cátions que está pelo menos parcialmente na forma de ácido livre.

[069] Opcionalmente, a formação do licor residual compreendendo acético livre e separação de ácido acético livre são realizadas simultaneamente.

[070] Opcionalmente, a recuperação inclui destilação do ácido acético livre a partir do licor residual.

[071] Opcionalmente, o método inclui o contato de um licor compreendendo ácido acético livre com um extrator para formar um extrato contendo ácido acético e um licor residual esgotado de ácido acético.

[072] Opcionalmente, o método inclui a recuperação de acetato a partir do extrato compreendendo ácido acético para formar acetato recuperado.

[073] Opcionalmente, o método inclui o contato do extrato compreendendo ácido acético com uma base para formar sal de acetato recuperado da base.

[074] Opcionalmente, o método inclui o licor residual, com um sal de um ácido mineral forte, com uma solubilidade em água inferior a 5% em peso.

[075] Opcionalmente, o licor residual inclui ainda uma fonte de amônio, que é recuperado a partir do licor residual como amônio recuperado.

[076] Opcionalmente, o método inclui o contato do licor residual com uma base de cálcio para formar a amônia de base livre e um sal de cálcio, e separação da amônia de base livre para formar amônio recuperado e licor residual esgotado de amônia separado compreendendo um sal de cálcio.

[077] Opcionalmente, o método inclui a cristalização de um sal de amônio a partir de licor residual, de modo a formar o sal de amônio cristalino e licor residual esgotado de amônia separado.

[078] Opcionalmente, o método inclui a destilação de amônia e ácido acético a partir de licor residual para formar licor residual esgotado de amônia.

[079] Opcionalmente, o método inclui o uso de, pelo menos, uma fração da amônia recuperada na produção de um produto de fermentação.

[080] Opcionalmente, o método inclui o contato do licor residual com CO2 pressurizado.

[081] Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, é provido um método para produzir um produto de L-metionina que compreende: (a) provisão de um licor de fermentação que compreende um precursor de L-metionina, selecionado do grupo consistindo em O-acetilhomoserina e O-sucinil homoserina e pelo menos uma impureza; (b) processamento enzimático do precursor para produzir um licor de reação compreendendo L-metionina, um ácido orgânico selecionado a partir do grupo que consiste em ácido acético e ácido succínico e, pelo menos, uma impureza; (c) modificação do licor da reação para formar uma alimentação de cristalização; e (d) cristalização de L-metionina, a partir da alimentação de cristalização para formar L-metionina cristalina e um licor mãe esgotado de L-metionina; onde a L-metionina cristalina é caracterizada por pelo menos uma característica selecionada a partir do grupo que consiste em: (i) pureza superior a 95% de pureza; (ii) conter menos de 1% de ácido orgânico; (iii) teor do precursor de L-metionina, superior a 1 ppb; (iv) teor de pelo menos uma impureza particular, superior a 10 ppm; (v) menos de 2% de D-metionina; e (vi) proporção de carbono-14 para carbono-12 de pelo menos 2,0 x 10-13.

[082] Opcionalmente, a modificação inclui a combinação do licor de reação com uma corrente de reciclo compreendendo L-metionina.

[083] Opcionalmente, pelo menos, 85% da quantidade de L-metionina no licor de reação são cristalizados em L- metionina cristalina.

[084] Opcionalmente, o método inclui a etapa de separação da L-metionina a partir do licor mãe, para formar a corrente de reciclagem compreendendo L-metionina, e uma corrente de licor mãe purgado.

[085] Opcionalmente, separação da L-metionina a partir do licor mãe de cristalização para formar uma segunda L-metionina cristalina e separação da segunda L- metionina cristalina do licor mãe purgado.

[086] Opcionalmente, a cristalização de L- metionina, a partir da alimentação de cristalização inclui o uso de, pelo menos, um modificador de hábitos de cristais e cristais de semente de L-metionina.

[087] Opcionalmente, uma ou mais das impurezas são selecionadas a partir do grupo que consiste em aminoácidos, vitaminas, minerais, amônia, ácido acético, ácido succínico, metil mercaptano, enzimas, precursores de L- metionina e uma combinação destes.

[088] Opcionalmente, o método inclui a recuperação de pelo menos uma parte do ácido orgânico a partir do licor mãe como ácido orgânico recuperado.

[089] Opcionalmente, o método inclui a recuperação de pelo menos uma parte do ácido orgânico a partir do licor mãe purgado como ácido orgânico recuperado.

[090] Opcionalmente, o tratamento enzimático inclui o contato com um permutador de ânions em que pelo menos uma parte do ácido orgânico é absorvida no permutador de ânions.

[091] Opcionalmente, o precursor de L-metionina é O-succinil homoserina, em que o ácido orgânico é o ácido succínico e onde a transformação é conduzida na presença de íons cálcio.

[092] Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, é provida uma composição que compreende L- metionina, caracterizada por pelo menos uma característica selecionada a partir do grupo que consiste em: (i) conter menos que 1% de ácido orgânico; (ii) teor de precursor de L-metionina maior que 1 ppm, onde o precursor é selecionado a partir de OAHS e OSHS; (iii) teor de pelo menos uma impureza particular é superior a 10 ppm, e (iv) proporção de carbono-14 para carbono-12 de pelo menos 2,0 x 10-13.

[093] Opcionalmente, a composição é caracterizada por pureza de L-metionina superior a 95%. Opcionalmente, a composição é caracterizada por L-metionina contendo menos de 2% de D-metionina. Opcionalmente, a L-metionina inclui L-metionina cristalina.

[094] Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, é provido um complexo que compreende uma composição tal como descrito acima e um metal pesado. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, é provido um ração animal ou produto alimentício compreendendo uma composição ou complexo, tal como descrito acima.

[095] Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, é provida uma composição que compreende uma L- metionina, caracterizada por pelo menos uma característica selecionada a partir do grupo que consiste em: (i) aminoácidos com exceção de metionina em uma concentração de pelo menos 0,05%, opcionalmente, pelo menos, 0,1%, opcionalmente, cerca de 0,3% ou mais; (ii) ácidos carboxílicos em uma concentração de pelo menos 0,01%, opcionalmente, pelo menos, 0,03%, opcionalmente, pelo menos, 0,05%; (iii) sulfato em uma concentração de pelo menos 0,2%, opcionalmente, pelo menos, 0,03%; (iv) OAHS em uma concentração de pelo menos 1 ppb; e pureza de metionina de pelo menos 60%, opcionalmente pelo menos 75%.

[096] Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, é provida uma composição que compreende L- metionina, caracterizada por pelo menos uma característica selecionada a partir do grupo que consiste em: (i) uma concentração de metionina de pelo menos 15 g/L, opcionalmente, pelo menos, 20 g/L, opcionalmente, cerca de 25 g/L ou mais; (ii) uma concentração de acetato de pelo menos 100 g/L, opcionalmente, pelo menos, 125 g/L; opcionalmente cerca de 150 g/L ou mais; (iii) sólidos totais de, pelo menos, 20%, opcionalmente, cerca de 25% ou mais, e (iv) a gravidade específica na faixa entre 1,05 e 1,25, opcionalmente, cerca de 1,15, e (v) a concentração de sulfato de amônio de pelo menos 100 g/L, opcionalmente, pelo menos, 125 g/L, opcionalmente, cerca de 150 g/L ou mais.

[097] Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, é provida uma composição que compreende L- metionina, caracterizada por pelo menos uma característica selecionada do grupo que consiste em: (i) uma concentração de metionina de pelo menos 100 g/L; (ii) uma concentração de OAHS inferior a 0,1 g/L; (iii) uma quantidade detectável de pelo menos um aminoácido selecionado dentre o grupo que consiste em ácido glutâmico, valina, isoleucina, leucina, tirosina, fenilalanina, treonina; (iv) um teor de ácido mineral de pelo menos 30 g/L; (v) um teor de ácido acético de pelo menos 30 g/L; e (vi) uma concentração de ácido acético, com exceção de pelo menos 0,05 g/L de ácidos carboxílicos, opcionalmente de pelo menos 0,1 g/L e (vii) uma concentração de metanol de, pelo menos, 10% em peso.

[098] Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, é provida uma composição compreendendo: (i) pelo menos 30% de acetato de amônio; (ii) pelo menos 1 ppm de sulfato de amônio; e (iii) de pelo menos 1 ppm de um composto selecionado a partir do grupo consistindo em isobutanol, acetato de isobutila, acetamida e metionina.

[099] Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, é provido um ingrediente de licor de fermentação que compreende uma composição tal como a descrita acima. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, é provida uma composição que compreende pelo menos 10%, opcionalmente pelo menos 12%, opcionalmente pelo menos 20%, opcionalmente pelo menos 30%, muitas vezes 15% ou mais de sulfato de amônio, pelo menos 10 ppm de um composto selecionado dentre o grupo consistindo em acetato de amônio, isobutanol, acetato de isobutila, acetamida e metionina. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, é provido um ingrediente de um fertilizante que compreende uma composição tal como a descrita acima. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, é provida uma composição que compreende, pelo menos, 90% de acetato de isobutila, isobutanol, e pelo menos um de acetamida e ácido acético.

[100] Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, é provido um método que compreende; (a) processamento enzimátido de um licor de fermentação que compreende um precursor de L-metionina, selecionado do grupo consistindo em O-acetilhomoserina e O- sucinil homosserina para produzir a L-metionina e uma fonte de um ácido orgânico selecionado a partir de ácido acético e ácido succínico; (b) separação de pelo menos uma parte da L- metionina, a partir de, pelo menos, uma fração da fonte de ácido orgânico para formar a L-metionina separada e um licor residual, que compreende uma fonte de ácido orgânico, (c) recuperação de pelo menos uma porção da fonte de ácido orgânico a partir do licor residual como ácido orgânico recuperado.

[101] Opcionalmente, o método inclui a utilização do ácido orgânico recuperado como um reagente.

[102] Opcionalmente, a utilização inclui a aplicação de um produto de fermentação à produção. Opcionalmente, o produto de fermentação é selecionado dentre o grupo consistindo em ácidos carboxílicos e de aminoácidos.

[103] Opcionalmente, os aminoácidos são selecionados do grupo que consiste em lisina, valina, treonina, triptofano, metionina e arginina. Opcionalmente, a utilização inclui a aplicação de um licor de fermentação ao processamento.

[104] Opcionalmente, o uso inclui a adição do reagente como um ingrediente em um meio de fermentação. Opcionalmente, o precursor L-metionina é homo-O-succinila, em que o ácido orgânico é o ácido succínico, e em que a recuperação inclui a formação de licor residual que compreende o ácido succínico livre e separando o ácido succínico livre. Opcionalmente, a separação do ácido succínico livre inclui cristalização do ácido succínico livre. Opcionalmente, a recuperação inclui cristalização de succinato de cálcio.

[105] A menos que definido de outra forma, todos os termos técnicos e científicos utilizados no presente documento têm o mesmo significado como vulgarmente entendido por um versado na técnica comum a qual a invenção percence. Embora métodos e materiais adequados sejam descritos abaixo, os métodos e materiais semelhantes ou equivalentes aos descritos no presente documento podem ser utilizados na prática da presente invenção. Em caso de conflito, o relatório da patente, incluindo definições, regerá. Todos os materiais, métodos e exemplos são apenas ilustrativos e não se destinam a ser limitativos.

[106] Tal como utilizado no presente documento, os termos "compreendendo" e "incluindo" ou suas variantes gramaticais devem para ser tomados como indicando a inclusão das características indicadas, inteiros, ações ou componentes, sem que tal afete a adição de uma ou mais características adicionais, inteiros, componentes, ações ou grupos dos mesmos. O termo "método" se refere às maneiras, meios, técnicas e procedimentos para realizar uma dada tarefa incluindo, mas não limitado a aquelas maneiras, meios, técnicas e procedimentos quer conhecidos, ou facilmente desenvolvidos a partir de modos conhecidos, meios, técnicas e procedimentos por profissionais de arquitetura e/ou ciência da computação.

[107] As porcentagens (%) dos produtos químicos normalmente fornecidos na forma de pós ou cristais (por exemplo, metionina e cristais de sulfato de amônio) são em peso/peso (peso por peso), salvo indicação em contrário. As percentagens (%) de produtos químicos normalmente fornecidos na forma de líquidos (por exemplo, etanol e/ou metanol e/ou de acetato de amônio) são em peso/peso (peso por peso), salvo indicação em contrário.

Efeitos Vantajosos da Invenção

[108] O método da presente invenção pode ser eficazmente utilizado para a produção de metionina e seus derivados a partir do precursor de metionina.

Breve Descrição dos Desenhos

[109] A fim de compreender a invenção e entender como pode ser realizada na prática, as modalidades serão agora descritas, a título de exemplo não limitativo, com referência às figuras anexas. Nas figuras, as estruturas idênticas e semelhantes, os elementos ou partes que aparecem em mais de uma figura geralmente são marcados com as mesmas referências ou similares nas figuras em que aparecem. Dimensões dos componentes e elementos mostrados nas figuras são escolhidas principalmente por conveniência e clareza na apresentação e não estão necessariamente em escala. As figuras anexas são:

[110] A figura 1 é uma vista geral esquemática de um processo para a recuperação de acetato durante a purificação da metionina de acordo com algumas modalidades exemplificativas da invenção;

[111] As figuras 2, 3 e 4 proporcionam uma visão esquemática de um processo para a produção de L-metionina, de acordo com várias modalidades exemplificativas da invenção;

[112] A figura 5 é uma representação esquemática de um processo para a recuperação de ácido acético e/ou acetato de acordo com algumas modalidades exemplificativas da invenção;

[113] A figura 6 é uma representação esquemática de um processo para a recuperação de acetato de amônio de acordo com algumas modalidades exemplificativas da invenção;

[114] A figura 7 é uma representação esquemática de um processo para a recuperação de sais de cálcio e sais de acetato de acordo com algumas modalidades exemplificativas da invenção;

[115] A figura 8 é uma representação esquemática de um processo para a recuperação de acetato de amônio de acordo com algumas modalidades exemplificativas da invenção;

[116] A figura 9 é uma vista esquemática de um processo para a produção de L-metionina, de acordo com algumas modalidades exemplificativas da invenção, e

[117] A figura 10 é uma vista esquemática de um processo para a recuperação de ácidos orgânicos durante a purificação da metionina de acordo com algumas modalidades exemplificativas da invenção.

Melhor Modo de Realizar a Invenção

[118] Algumas modalidades exemplificativas da invenção se referem aos métodos para a produção de L- metionina, a partir de um licor de fermentação contendo um precursor da metionina. Outras modalidades se referem à L- metionina produzida por tais métodos e produtos contendo tal L-metionina. Outras modalidades da invenção se referem aos métodos para produzir ou para a recuperação de subprodutos diferentes de metionina.

[119] Especificamente, algumas modalidades da invenção podem ser utilizadas para a colheita de produtos químicos (por exemplo, sais e/ou ésteres) que podem ser usados como ingredientes em um meio de cultura.

[120] Os princípios e o funcionamento de métodos e/ou composições e/ou produtos de acordo com as modalidades exemplificativas da invenção podem ser melhor compreendidos com referência aos desenhos e descrições anexas.

[121] Antes de explicar pelo menos uma modalidade da invenção em detalhes, deve ser entendido que a invenção não está limitada na sua aplicação aos detalhes estabelecidos na descrição que se segue ou exemplificados pelos exemplos. A invenção é capaz de outras modalidades ou de ser praticada ou realizada de várias maneiras. Também, deve ser entendido que a fraseologia e terminologia empregadas no presente documento têm a finalidade de descrição e não devem ser consideradas como limitativas.

Método de Recuperação de Acetato Exemplar

[122] A figura 1 é um fluxograma simplificado de um método para a recuperação de acetato indicado geralmente como 1000. O método exemplar ilustrado 1000 inclui processamento enzimático 120 de um licor de fermentação 1002 contendo O-acetilhomoserina (OAHS) para produzir um licor processado 1020 compreendendo L-metionina 1022 e uma fonte de acetato 1024.

[123] O processamento enzimático pode ser, por exemplo, tal como descrito no documento WO 2008/013432 A1 que é totalmente incorporado ao presente documento como referência.

[124] O método exemplar ilustrado 1000 inclui a separação 1030 de pelo menos uma porção de L-metionina 1022, a partir de pelo menos uma fração da fonte de acetato 1024, para formar a L-metionina 1032 separada e um licor residual, que compreende uma fonte de acetato 1024 e recuperação 1050 de pelo menos uma porção de fonte de acetato 1024 a partir de licor 1020 como acetato 1052 recuperado. De acordo com várias modalidades exemplificativas da invenção o licor de acetato 1052 recuperado pode estar em várias formas várias formas.

[125] Método exemplar ilustrado 1000 pode ser descrito mais genericamente como processamento enzimático 120 de um licor de fermentação de O-acetilhomoserina (OAHS) 1002 para produzir L-metionina 1022 e uma fonte de acetato 1024. O método ilustrado inclui a separação 1030 pelo menos uma porção de L-metionina 1032 e recuperação 1050 de pelo menos uma porção da fonte de acetato 1024 como acetato recuperado 1052.

[126] De acordo com várias modalidades exemplificativas da invenção o processamento 120, recuperação 1050 e separação 1030 podem ser realizados em qualquer ordem exequível e/ou simultaneamente.

[127] Em uma modalidade exemplar da invenção, uma concentração de OAHS no licor 1002 é de cerca de 180 a 200 g/L e é diluído antes da processamento enzimático 120 (por exemplo, a cerca de 70 a 110 g/L). Depois de processamento 120, a concentração de OAHS cai drasticamente, por exemplo, para cerca de < 0,1% peso/peso, isto é, cerca de < 0,5 g/L.

[128] A metionina é menos solúvel que OAHS (53,7 (20°C) g/L em água para a L-metionina versus ~ 200 g/L em água (25°C) para OAHS (vide http://www.chemspider.com/Chemical- Structure.513.html). Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, esta diluição, contribui para a redução da precipitação indesejada de metionina.

[129] De acordo com várias modalidades exemplificativas da invenção essa diluição é obtida através da adição de soluções de água e/ou do reagente ao licor 1002 antes do processamento 120. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, a concentração de metionina no licor processado 1020 é de 65 a 75 g/L, opcionalmente, cerca de 73 a 75 g/L. Em algumas modalidades, a metionina é mantida em solução a uma concentração elevada mantendo a solução a uma temperatura de 40, 45, 50, 55 ou 60°C ou temperaturas intermediárias ou mais elevadas. De forma alternativa ou adicionalmente, outros solutos pode contribuir para um aumento na solubilidade da metionina.

[130] Opcionalmente, um ou mais dentre ajuste do pH, provisão de metil mercaptano, provisão de uma base, fornecimento de enzimas das células, incubação e alteração adicional do pH e separação de células são realizados em no licor 1002 antes do processamento 120.

[131] De acordo com várias modalidades exemplificativas da invenção, um sal de metil mercaptano usado no processamento enzimático 120 pode ser fresco e/ou reciclado. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, o metil mercaptano é fornecido como um sal de amônio. Alternativa ou adicionalmente, o metil mercaptano na forma de ácido e de amônia são fornecidos separadamente. Opcionalmente, a razão de metil mercaptano/OAHS é 1,01 (mol e mols). Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, a reciclagem inclui remoção do metil mercaptano residual e absorção de uma solução de amônia e reciclagem para o processamento enzimático 120. De acordo com várias modalidades exemplificativas da invenção a fonte de acetato 1024 inclui ácido acético e/ou um sal de acetato (acetato de amônio opcionalmente) e/ou um éster de acetato. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, a separação ocorre 1030 antes da recuperação 1050. Em outras modalidades exemplificativas da invenção, a fonte de acetato 1024 é recuperada 1050 antes da separação 1030 (por exemplo, em um permutador de ânions).

[132] Por exemplo, em algumas modalidades exemplificativas da invenção, o metil mercaptano é introduzido na sua forma de ácido livre (CH3SH) e ácido acético (em outras modalidades exemplificativas da invenção, succínico) sendo gerado ácido na sua forma de ácido livre. Em algumas modalidades, a reação tem lugar na presença de um permutador de ânions de base livre, o qual é selecionado de modo que ele absorve o ácido conforme ele se forma mantendo assim o pH no nível desejado. De acordo com modalidades alternativas, o metil mercaptano, é fornecido enquanto adsorvido sobre um permutador de ânions e é trocado por ácido acético (em outras modalidades exemplificativas da invenção, o ácido succínico), durante o processamento. De acordo com estas modalidades, após a separação da resina carregada com ácido, a metionina é cristalizada a partir da solução de reação, que agora possui baixo teor de sais minerais. Nesta fase, o permutador de ânions carregado com ácido pode ser tratado para a regeneração e recuperação do ácido ou o seu produto. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, o permutador de ânions é termicamente estável (por exemplo, tipo Reilex) e ácido acético (ou ácido succínico) é recuperado a partir do mesmo por meio de destilação (opcionalmente, concentrada e pura) ou por uma reação com um álcool (por exemplo, etanol) para formar o éster correspondente (acetato de etila).

[133] Em algumas modalidades exemplificativas da invenção metionina 1032 é separada 1030 por cristalização. Nesse caso, o licor processado 1020 torna-se um licor mãe, como anteriormente definido. De acordo com várias modalidades exemplificativas da invenção, o "acetato" no acetato recuperado 1052 pode ser diferente de "acetato" na fonte de acetato 1024. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, a fonte de acetato 1024 contém sal(is) de acetato, enquanto acetato recuperado 1052 é ácido acético livre, um éster de acetato ou um sal de acetato diferente. De acordo com várias modalidades exemplificativas da invenção a fonte de acetato 1024 inclui o ácido acético e/ou um sal de acetato (por exemplo, acetato de amônio) e/ou um éster de acetato. O grupo acetila da fonte de acetato 1024 pode ser derivado de OAHS e/ou de ácido acético adicionado ao processamento 120. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, o amônia metilmercaptano serve como uma fonte de amônia e fonte de acetato 1024 inclui acetato de amônio.

[134] Opcionalmente, o processamento enzimático 120 é conduzido a um pH na faixa entre 5,5 e 7, opcionalmente na faixa de pH de 6,2 a 6,5. Opcionalmente, L-metionina adicional é removida do licor mãe, para formar um licor mãe purgado (figura 3). Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, o licor mãe ou o licor mãe purgado é acidulado para produzir um licor acidulado (AL). Opcionalmente, a acidulação inclui a adição de um ácido mineral forte ou um ácido carboxílico ao licor relevante. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, o ácido mineral forte inclui o ácido sulfúrico e/ou ácido fosfórico e/ou ácido nítrico. Opcionalmente, o ácido carboxílico inclui ácido acético. De forma alternativa ou adicionalmente, inclui o contato de acidulação com gás CO2 sob pressão e o contato com um permutador de cátions ácido.

[135] Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, o método 1000 inclui a utilização de acetato recuperado 1052 e um reagente (por exemplo, o reagente adicional 124; figura 2). Opcionalmente, acetato recuperado 1052 é utilizado como um reagente no processo enzimático 120. Alternativa ou adicionalmente, o acetato recuperado 1052 pode ser utilizado, adicionando-o como um ingrediente de um meio de fermentação.

[136] Meio de fermentação como aqui utilizado indica uma fonte de carbono (e outros ingredientes), para a fermentação, enquanto que "licor de fermentação" é uma solução que compreende o produto de fermentação formado em tal fermentação da fonte de carbono.

[137] Alternativa ou adicionalmente, o acetato recuperado 1052 recuperado pode ser usado na produção de um produto de fermentação. Opcionalmente, o acetato recuperado 1052 pode ser usado na produção direta do produto (por exemplo, lisina) ou na produção de um precursor a ser ainda convertido em tal produto (por exemplo, a produção de OAHS a ser enzimaticamente processada na L-metionina).

[138] Alternativa ou adicionalmente, o acetato recuperado 1052 pode ser usado para ajuste do pH durante o processamento enzimático 120 e/ou separação de células (por exemplo, filtração) e/ou no processamento a jusante (por exemplo, para ajuste do pH ou por eluição de um composto adsorvido em uma resina).

[139] Opcionalmente, o produto de fermentação inclui ácidos carboxílicos e/ou ácidos aminados (por exemplo, lisina e/ou valina e/ou treonina e/ou o triptofano e/ou arginina e/ou a metionina). Opcionalmente, o acetato recuperado 1052 inclui ácido acético, que é usado para ajustar o pH do processamento enzimático 120 e/ou separação de células e/ou para a purificação antes da separação. Opcionalmente, a separação de células 112 (figura 2) e/ou de purificação (por exemplo, o tratamento com carbono ativo 130; figura 2) é conduzida a um pH na faixa entre 4,5 e 5,5, opcionalmente, a um pH de cerca de 5. Alternativa ou adicionalmente, a separação 1030 é conduzida a um pH na faixa entre 4,5 e 5,5, opcionalmente, a um pH de cerca de 5.

[140] Em algumas modalidades (não diagramadas) o processamento enzimático 120 emprega os microorganismos que produzem as enzimas relevantes. De acordo com algumas dessas modalidades, o processamento 120 pode ocorrer em cultura de 110 antes da separação das células 112 (por exemplo, se a cultura 110 incluir microrganismos para produzir OAHS e microorganismos que processem OAHS a L- metionina ou se a cultura 110 incluir microorganismos que produzam OAHS e também processem OAHS de L-metionina). De acordo com outras modalidades, nesta categoria, o processamento 120 pode incluir uma operação adicional de cultura 110 com microorganismos que processam OAHS em L- metionina, seguido por uma operação adicional de separação 112. De acordo com ainda outras modalidades, nesta categoria, os microorganismos que produzem as enzimas relevantes são cultivados separadamente e uma preparação de enzima bruta é colhidos a partir desta cultura separada. Opcionalmente, a preparação de enzima bruta é colhida a partir do meio de cultura utilizado e/ou a partir das células de cultura (isto é, o sobrenadante da cultura e/ou extrato celular). Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, um licor residual (por exemplo, licor mãe e/ou licor mãe purgado) pode ser tratado para remover as impurezas. Opcionalmente, este processamento inclui acidulação. De acordo com várias modalidades exemplificativas da invenção, a acidulação pode incluir a adição de ácido sulfúrico e/ou ácido fosfórico e/ou ácido nítrico e/ou ácido acético. Com referência agora às figuras 2 e 3, o método exemplar 1000 pode ocorrer como parte de um processo estendido. Um processo de estendido exemplar está representado esquematicamente nas figuras 2 e 3, indicado geralmente como 100 e 201, respectivamente. A modalidade ilustrada 100 começa com uma cultura OAHS 110 a partir da qual as células 114 são inicialmente separadas 112 para formar um licor 1002, que é processado enzimaticamente 120 para formar licor processado 1020, tal como descrito acima. Separação 112 pode ser, por exemplo, por centrifugação e/ou filtração. Processamento enzimático 120 de OAHS para lançamentos de metionina um grupo acetil. De acordo com várias modalidades exemplificativas da invenção reagentes adicionais 124 previstas durante o processamento enzimático 120 são selecionados tendo em consideração a possibilidade de recuperação de produtos não-metionina em geral, e acetil-produtos, em especial durante os processos a jusante. De forma alternativa ou adicionalmente, em algumas modalidades exemplificativas da invenção, os reagentes adicionais 124 extra de amônia e/ou sulfato de ao licor 1020. Licor processado 1020 contém ingredientes miríades de derivados de degradação celular na cultura de 110 e/ou metabólitos de ingredientes dos meios de crescimento. Devido à complexidade da composição, uma purificação não específica é opcionalmente realizada para reduzir o nível total de impurezas sem considerar a concentração, ou mesmo a presença de qualquer impureza específica no licor. No método descrito 100, esta purificação não específica inclui tratamento com carvão ativado e/ou de filtração 130. Esta filtração pode incluir, por exemplo, filtração por membrana. Opcionalmente, a remoção de água (por exemplo, evaporação 140) é realizada nesta fase para aumentar a concentração de L-metionina antes da cristalização 150.

[141] Opcionalmente, o método 100 inclui uma ou mais das seguintes ações adicionais realizadas no licor 1020 entre o processamento enzimático 120 e separação 1030: adição de um soluto (por exemplo, cristais secundários dissolvidos 250), ajuste do pH, permuta iônica, filtração por membrana e contatando com pelo menos um solvente orgânico solúvel em água (por exemplo, metanol, 212). Nestas modalidades que utilizam tratamento com carvão ativado, o pH durante o dito tratamento está opcionalmente na faixa de 4,5 a 6.0, em alguns casos, cerca de 5,0. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, o licor residual (representado como licor mãe 200) formado por separação 1030 inclui um sal de um ácido mineral. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, o sal de um ácido mineral, inclui um sal de amônio, opcionalmente sulfato de amônio.

[142] Opcionalmente, o licor residual (por exemplo, licor mãe 200) compreende OAHS. De acordo com várias modalidades exemplificativas da invenção, a concentração do licor mãe no OAHS 200 é pelo menos 1, 5, 10, 20, 50 ou 100 ppm, ou concentrações intermediárias ou superiores. Alternativa ou adicionalmente, L-metionina 1032 separada (ou 180 na figura 2) compreende OAHS. De acordo com várias modalidades exemplificativas da invenção, a concentração de OAHS em L-metionina separada 1032 (ou 180 na figura 2.) É pelo menos de 1, 5, 10, 20, 50 ou 100 ppm, ou concentrações intermediárias ou superiores. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, a separação 1030 inclui cristalização 150. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, a cristalização 150 produz primeiro, ou primariamente, cristais de L-metionina 180. Opcionalmente, a água adicional é removida durante a cristalização 150.

[143] Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, a cristalização 150 inclui o contato com pelo menos um álcool C1-C4. Opcionalmente, o metanol e/ou etanol, são empregados para este fim. Metanol 212 está representado na figura 2. Opcionalmente, metal 212 é adicionado na proporção (peso/peso) de 15, 20, 25, 30 ou 35% ou porcentagens intermediárias ou superiores para a alimentação na cristalização a 150. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, 90, 95, 98,5, 99, 99,5% ou porcentagens intermediárias ou superiores desse metanol são recuperadas e disponíveis para reutilização. Opcionalmente, a água removida durante a evaporação 140 e/ou cristalização 150 é recuperada e reutilizada em um processo a montante (por exemplo, separação de células 112 e/ou a processamento enzimático 120), como indicado pelas setas tracejadas. Em algumas modalidades, os cristais 180 resultantes da cristalização 150 são secos.

[144] De acordo com várias modalidades exemplificativas da invenção, o rendimento da primeira colheita de cristais de L-metionina 180 é maior que 85, 90, ou mesmo superior a 95% nesta fase. Este rendimento é calculado com base na quantidade de metionina 1022 formada por processamento enzimático 120. Em algumas modalidades, o processo é conduzido de forma cíclica e cerca de 25, 30 ou 35% de metionina no licor processado 1020 vão para licor mãe 200 durante a separação 1030. A maior parte desse material é recuperada como cristais secundários dissolvidos 250.

[145] Opcionalmente, a primeira colheita de L- metionina cristalina 180 é caracterizada pelo grau de pureza maior que 95, 96, 97, 98,5, 99, ou mesmo superior a 99,5%. Alternativa ou adicionalmente, a primeira colheita de L-metionina cristalina 180 é caracterizada por conter menos que 1, 0,5, 0,25 ou mesmo menos de 0,1% em peso de da fonte de acetato. Alternativa ou adicionalmente, a primeira colheita de L-metionina cristalina 180 é caracterizada por um teor de OAHS maior que 1, 10, 20, 50, ou mesmo superior a 100 ppm ou concentrações intermediárias ou superiores.

[146] Alternativa ou adicionalmente, a primeira colheita de L-metionina cristalina 180 é caracterizada por um teor de, pelo menos, uma impureza particular, maior que 1, 10, 20, 50, ou mesmo superior a 100 ppm ou concentrações intermediárias ou superiores.

[147] Alternativa ou adicionalmente, a primeira colheita de L-metionina cristalina 180 é caracterizada por um teor inferior a 2, 1,5, 1, 0,5 ou mesmo inferior a 0,1%, ou concentrações intermediárias de D-metionina. Opcionalmente, os cristais são substancial e enantiomericamente puros. Alternativa ou adicionalmente, a primeira colheita de L-metionina cristalina 180 é caracterizada por uma razão de carbono-14 para carbono-12 de pelo menos 2,0 x 10-13. Alternativa ou adicionalmente, a primeira colheita de L-metionina cristalina 180 é caracterizada por uma concentração inferior a 0,8, 0,6, 0,4, 0,2, ou mesmo inferior a 0,1% de ácido orgânico ou concentrações intermediárias ou inferiores.

[148] Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, os cristais 180 são caracterizados por duas ou mais destas características. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, os cristais 180 são caracterizados por três ou mais destas características. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, os cristais 180 são caracterizados por 4 ou mais destas características. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, os cristais 180 são caracterizados por cinco ou mais destas características. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, a separação de 1030 compreende, pelo menos, dois processos . Opcionalmente, pelo menos, um dos dois processos é cristalização 150. Alternativa ou adicionalmente, pelo menos um dos dois processos é de troca de íons. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, a separação 1030 inclui, pelo menos, duas cristalizações. A cristalização 150 formando a primeira colheita 180 já foi descrita. Uma segunda cristalização 220 produzindo uma segunda colheita de cristais de metionina 232 está representada na figura 3.

[149] Opcionalmente, um solvente (por exemplo, metanol e/ou etanol), é usado em ambas as cristalizações. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, a concentração de metionina nas duas alimentações de cristalização é semelhante. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, a destilação 210 do licor mãe 200 contribui para um aumento na concentração de metionina na corrente de alimentação para a segunda cristalização de 220. Em algumas modalidades, a concentração de metionina nas correntes de alimentação de cristalização é de pelo menos cerca de 150 g/L.

[150] Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, a segunda colheita 232 é 15, 20, 25, 27, 30, 32 ou mesmo 35% ou mais da primeira colheita 180. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, a segunda colheita 232 é dissolvida 240 para formar cristais dissolvidos secundários 250, que são reintroduzidos na corrente na figura 2 antes de 130. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, cerca de 25% da metionina disponível para a cristalização 150 (ou seja, metionina 1022 mais cristais dissolvidos secundários 250 se adicionado) permanece no licor mãe 200 depois da separação 1030. De acordo com várias modalidades exemplificativas da invenção, da metionina no licor mãe 200 cerca de 3, 5, 10, 13, 15 ou 20%, continuam no licor purgado 300 após separação secundária 230. Em algumas modalidades exemplificativas da presente invenção, a metionina que permanece no licor mãe purgado é recuperada em uma operação a jusante adicional. Opcionalmente, a operação a jusante adicional é realizada no licor purgado 300 propriamente. Em outras modalidades exemplificativas da invenção, a jusante adicional operação é realizada no licor purgado 300 licor após o licor purgado 300 ter sido adicionalmente processado (por exemplo, por remoção de amônio e/ou acetato e/ou sulfato). Opcionalmente, o rendimento do cristal total (isto é, 232 mais 180) é de cerca de 90% de metionina 1022 produzida pelo processamento enzimático 120. A pureza dos cristais 180 pode ser de 90, 95, 98, 99, 99,5 ou substancialmente 100% ou porcentagens intermediárias.

[151] Em algumas modalidades, os cristais de L- metionina 232 são caracterizados pela pureza superior a 70, 75, 80, 85, ou mesmo superior a 90%. Em algumas modalidades, o pH durante a cristalização 150 está na faixa de 4,5 a 5,5, opcionalmente cerca de 5,0. Alternativa ou adicionalmente, em algumas modalidades, o pH durante a cristalização 220 está na faixa de 5,0 a 6,0, opcionalmente cerca de 5,5. De forma alternativa ou adicionalmente, em algumas modalidades, os cristais de L-metionina 232 são caracterizados por conter menos de 0,1% da fonte de acetato. Em algumas modalidades, a recuperação total de ácido acético é de 90, 93 ou mesmo 96% ou mais. Em algumas modalidades, os cristais de L-metionina 232 são caracterizados por um teor de OAHS inferior a 1, 0,5. 0,25 ou 0,1%, ou concentrações menores ou intermediárias.

[152] Alternativa ou adicionalmente, em algumas modalidades, os cristais de L-metionina 232 são caracterizados por um teor de OAHS de pelo menos 1, 5, 10, 20, 50 ou mesmo pelo menos 100 ppm de OAHS.

[153] Em algumas modalidades, os cristais 232 (opcionalmente na forma dissolvida 250) são adicionados como um soluto entre o processamento enzimático 120 e separação 1030. O líquido remanescente após separação 230 é um licor residual, indicado como licor mãe purgado 300 (PML). Opcionalmente, esse licor residual tem um teor de sólidos solúveis de cerca de 23% e/ou uma gravidade específica de cerca de 1,14. Os sólidos dissolvidos opcionalmente incluem metionina (por exemplo, a cerca de 15 a 35 g/L, opcionalmente, cerca de 25 a 35 g/L, opcionalmente, cerca de 30 g/L) e/ou acetato (por exemplo, a cerca de 140-200 g/L, opcionalmente, cerca de 162 g/L).

[154] De forma alternativa ou adicionalmente, em algumas modalidades, um licor residual formado por um método tal como descrito no presente documento é caracterizado por, pelo menos, um dos seguintes: uma concentração de metionina de pelo menos 25, 28, 31, 33 ou mesmo 35 g/L ou mais; uma concentração de acetato de pelo menos 100, 120, 130, 140, 150, 160, 170 ou mesmo 180 g/L ou mais, de sólidos totais de, pelo menos, 20, 23, 25, 23, 27, 30 ou mesmo 33% ou mais; gravidade específica na faixa de 1,05-1,25, opcionalmente, 1,1 a 1,2, opcionalmente cerca de 1,15, e concentração de sulfato de amônio de pelo menos 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 120, 130, 140, ou mesmo, pelo menos, 150 g/L. De acordo com várias modalidades exemplificativas da invenção, cristalizações 150 e 220 podem ser diferentes no que diz respeito à temperatura e/ou concentração de metionina e/ou a composição da solução a partir da qual a L-metionina é cristalizada. Por exemplo, um solvente orgânico (por exemplo, metanol, 212) é muitas vezes usado na cristalização de 150, mas não é necessariamente utilizado na cristalização 220. Alternativa ou adicionalmente, a cristalização de o 150 inclui opcionalmente resfriamento a 55-25°C. Alternativa ou adicionalmente, a cristalização 220 inclui opcionalmente resfriamento a 55-35°C. Alternativa ou adicionalmente, a cristalização 220 e/ou cristalização 150 utilizam frequentemente um cristalizador por evaporação, com circulação forçada. Alternativa ou adicionalmente, a cristalização 150 e a cristalização 220 podem empregar a cristalização de forma independente, (por exemplo, filtração a vácuo), e/ou centrifugação para separar os cristais resultantes. Opcionalmente, um modificador de hábitos de cristais e/ou sementes de cristais de L- metionina são adicionados a cristalização 150 e/ou 220. Um modificador de hábitos de cristais exemplar é monolaurato de polioxietileno sorbitano (comercialmente disponível como Tween 20). Em algumas modalidades, a cristalização 220 é conduzida na presença de um solvente orgânico, por exemplo, metanol e/ou etanol. Em algumas modalidades, o licor mãe 200 é concentrado antes da segunda cristalização 220, opcionalmente, a uma concentração de metionina de cerca de 150 g/L. Em algumas modalidades, a solução não é límpida nesta concentração de metionina. Em algumas modalidades, a cristalização 150 é conduzida na presença de um solvente (por exemplo, metanol 212), licor mãe 200 é evaporado (por exemplo, destilação 210) para recuperar o solvente (metanol 212) antes da cristalização 220. Opcionalmente, o solvente recuperado é reutilizado na cristalização 150. Em algumas modalidades, a segunda colheita de cristais 232 é dissolvida 240, para formar uma solução 250 e combinados com o licor processado 1020 antes da cristalização 150. Opcionalmente o licor processado 1020 é tratado antes da combinação. Opcionalmente, as impurezas no licor processado 1020 são removidas como parte do tratamento, por exemplo, por filtração e/ou tratamento com carvão ativo 130.

[155] A figura 3 é uma representação esquemática de um método para recuperação adicional de a L-metionina a partir do licor mãe 200 indicado geralmente como 201. De acordo com o método exemplificativo ilustrado 201, licor mãe 200 é destilado 210 para recuperar o metanol 212, o qual é opcionalmente reciclado para a cristalização 150 do método 100. Métodos 100 e 201 constituem, em conjunto, uma modalidade exemplar do método de 1.000.

[156] Na modalidade exemplar representada, destilação 210 aumenta a concentração de L-metionina no licor, de modo a que a cristalização secundária 220 de L- metionina ocorra. Opcionalmente, o resfriamento durante a cristalização secundária 220 contribui para o processo de cristalização. A separação secundária 230 (por exemplo, por centrifugação e/ou filtração) produz uma segunda colheita de cristais de L-metionina 232 e um "licor mãe purgado" 300. Em algumas modalidades, o licor 300 serve como um licor residual. Em algumas modalidades, a formação de um licor residual, que compreende ácido acético livre inclui o contato com um ácido forte (por exemplo, ácido sulfúrico). Em algumas modalidades, a formação de um licor residual que consiste em ácido acético livre compreende pelo menos um dentre contato com CO2 sob pressão e contato com um permutador de cátions que está pelo menos parcialmente na forma de ácido livre.

[157] Opcionalmente, os cristais 232 são dissolvidos 240 para produzir cristais secundários dissolvidos 250. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, os cristais dissolvidos secundários 250 são adicionados ao licor processado 1020 antes do tratamento com carvão ativado e/ou filtração 130.

[158] A figura 4 é uma representação esquemática de um método exemplificativo para a recuperação de subprodutos de um licor residual, indicado geralmente como 301. Na modalidade exemplar representada, licor mãe purgado 300 serve como um licor residual. No método exemplar representado, licor mãe purgado 300 é extraído 310 com um extrator incluindo um solvente orgânico para produzir um extrato 312 contendo o solvente e uma fase aquosa 314.

[159] Em algumas modalidades, o pH do extrato 312 e/ou licor mãe purgado 300 é ajustado para < 4,5; < 4,3; ^ 4,1, ou mesmo < 3,9. Opcionalmente, esse ajuste é feito com ácido sulfúrico. De forma alternativa ou adicionalmente, em algumas modalidades, a concentração de sulfato de amônio e/ou uma temperatura de licor acidulado 620 (figura 6) são ajustados para evitar a cristalização de sulfato de amônio durante a extração. Em algumas modalidades, esse ajuste é feito tendo em consideração a água coextraída com o ácido acético. Opcionalmente, a concentração de sulfato de amônio em licor acidulado 620 está na faixa entre 12% em peso e 25% em peso e/ou a temperatura de extração situa-se entre 30 e 70°C, opcionalmente, entre 40 e 60°C, opcionalmente, entre 45 e 55°C.

[160] De acordo com várias modalidades exemplificativas da invenção, o extrato 312 é manipulado para recuperar acetato de várias maneiras. Na modalidade ilustrada, a manipulação inclui retroextração 320 com amônia 322 para produzir acetato de amônio 360 em solução. Retroextração 320 também regenera o extrator, que pode ser reciclado para a extração 310. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, o solvente inclui acetato de isobutila (IBA). Em algumas modalidades, o extrator contendo solvente 408 (figura 5) é reciclado a partir de uma operação anterior (por exemplo, retroextração 320). Opcionalmente, esta reciclagem inclui uma ou mais lavagens com água e/ou uma solução aquosa (por exemplo, uma solução alcalina), antes da extração de reutilização 410 (figura 5).

[161] De forma alternativa ou adicionalmente, em algumas modalidades, a extração 410 é conduzida em modo de contracorrente. Opcionalmente, a extração tem 1, 2, 3 4 ou mesmo 5 ou mais estágios. Na modalidade ilustrada, a fase aquosa 314 contém 314 sulfato de amônio. Opcionalmente, a cristalização 330 precipita uma porção do sulfato de amônio na forma de cristais 340 que podem ser separados a partir do fertilizador de sulfato de amônio líquido residual 350. Alternativa ou adicionalmente, os cristais de sulfato de amônio 340 podem ser utilizados como um ingrediente de fertilizante. Em algumas modalidades, o rendimento de cristais de sulfato de amônio 340 é pelo menos 40, 45, 50, 55 ou mesmo 60% ou mais. Em algumas modalidades, o rendimento de acetato de amônio 360 é pelo menos 85, 90, 93 ou mesmo 96% ou mais.

[162] Em algumas modalidades, a pureza dos cristais de sulfato de amônio 340 é pelo menos 85, 87, 89 ou mesmo 92% ou mais. Em algumas modalidades, a pureza de acetato de amônio 360 é de pelo menos 95, 96, 97 ou mesmo 98% ou mais. Em algumas modalidades, a cristalização de sulfato de amônio 330 inclui aquecimento. Opcionalmente, esse aquecimento resulta na separação de ácido acético residual na fase vapor. Opcionalmente, esse ácido acético residual é condensado e concentrado, por exemplo, por osmose reversa. Alternativa ou adicionalmente, o aquecimento provoca a evaporação do solvente dissolvido/arrastado. Com referência agora à figura 5, em algumas modalidades, a recuperação 1050 (figura 1) inclui a formação de um licor residual (descrito no presente documento como licor mãe purgado 300) contendo ácido acético livre e separando o ácido acético livre. Na modalidade exemplar representada, a separação é realizada através de extração 410 com um extrator incluindo um solvente orgânico, 408 para formar um extrato de 430 com ácido acético livre 440.

[163] Opcionalmente, retroextração 320 com amônia 422 pode produzir acetato de amônio 460 em solução (exemplo de acetato 1052) e regenerar o agente de extração contendo solvente orgânico 408. Com referência agora à figura 6, em algumas modalidades exemplificativas da invenção, a formação de ácido acético livre inclui o contato do licor 300 (licor mãe purgado está representado) com um ácido forte 610 (por exemplo, ácido sulfúrico) para formar um licor acidulado 620. O ácido forte pode ser qualquer ácido mineral ou orgânico, com pKa = 4. Em algumas modalidades, o ácido 610 é o ácido sulfúrico concentrado, e a adição ao licor 300 gera calor. Opcionalmente, a temperatura do licor acidulado se aproxima de uma temperatura desejada para a extração 650, ou mesmo atinge a temperatura desejada.

[164] Em algumas modalidades, licor acidulado 620 tem um pH de 3 a 5; opcional de 3,5 a 4,5, opcionalmente cerca de 4,0. Opcionalmente, o ácido 610 é adicionado em um equivalente estequiométrico, ou superior, a quantidade relativa da quantidade de amônio no licor 300. Opcionalmente, o excesso estequiométrico é maior que 1, 3, 5, 8 ou mesmo 10% ou mais. Se o licor 300 contiver agentes de tamponamento, quantidades ainda maiores de ácido 610 podem ser necessárias para atingir um pH desejado.

[165] Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, um licor residual a ser acidificado (por exemplo, 300) está em contato com um permutador de cátions ácido, para troca de cátions no licor de prótons (não representado). De acordo com estas modalidades, esse contato contribui para a acidulação da solução. Em alternativa, um permutador de cátions ácido é contatado com o licor residual (por exemplo, 200) a ser acidificado, assim adsorvendo íons amônio. O licor residual acidulado é tratado para a remoção do ácido (acético ou succínico), tal como por extração ou adsorção sobre um ânion de base livre termicamente estável. Após a separação do ácido, a metionina é cristalizada, dissolvida e enviada de volta para a cristalização e o permutador de cátions transportando amônio é regenerado com ácido sulfúrico para formar uma solução concentrada de sulfato de amônio.

[166] Alternativa ou adicionalmente, a metionina é cristalizada a partir de uma solução da solução essencialmente isenta de sal. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, um nível inferior de soluto antes da cristalização contribui para um aumento do rendimento. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, a solução de sulfato de amônio é formada de modo relativamente concentrado e puro. Possivelmente, é utilizado como tal, sem a necessidade de cristalização.

[167] Opcionalmente, a formação do licor residual incluindo o ácido acético livre inclui contato com CO2 sob pressão. De acordo com várias modalidades exemplificativas da invenção, a pressão do dióxido de carbono pode ser de 300, 500, 700 ou 1.000 kPa ou pressões intermediárias ou superiores.

[168] Opcionalmente, formação de licor residual compreende ácido acético livre e separação de ácido acético livre que é realizada simultaneamente. Por exemplo, a acidulação por um ácido forte ou CO2 pressurizado e contato com um agente de extração são realizados simultaneamente em algumas modalidades. De forma alternativa ou adicionalmente, em algumas modalidades, acidulação parcial é realizada em primeiro lugar, seguido de extração e mais ácido é adicionado durante a extração. Referência à separação do ácido acético livre indica que é o ácido acético livre durante a aplicação do meio de separação (por exemplo, destilação e/ou extração), mas não necessariamente, que o acetato recuperado é ácido acético livre, por exemplo, como na extração do ácido acético livre e conversão do ácido livre em um produto, enquanto no agente de extração.

[169] Opcionalmente, separar ácido acético livre envolve várias etapas, por exemplo, destilar o ácido acético livre para formar os vapores que contêm ácido acético livre, condensar os vapores a uma solução contendo o ácido acético e, opcionalmente, adicionalmente tratar aquela solução, por exemplo, extrair o ácido acético fora do mesmo. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, a recuperação compreende a destilação do ácido acético livre do licor residual. Opcionalmente, a destilação forma um condensado que compreende ácido acético livre.

[170] Em algumas modalidades exemplificativas, licor mãe acidulado tem um valor de pH entre 3,5 e 4,5, e, opcionalmente, tem um pH de 4,0. Em algumas modalidades exemplificativas, o condensado destilado tem teores de acetato de 10, 12, 14, 16 ou mesmo 18% ou mais.

Método de acidulação exemplar

[171] A figura 6 é um fluxograma simplificado de um método de acidulação de licor exemplar geralmente indicado como 600. No método exemplificativo ilustrado 600, um ácido 610 (por exemplo, ácido sulfúrico) é usado para acidular um licor residual (licor mãe purgado 300 é representado como um exemplo) para formar licor residual acidulado 620. Em outras modalidades exemplificativas da invenção, licor mãe 200 pode servir como o licor residual. Em algumas modalidades, o método 600 é realizado no licor mãe 200 seguido por realizar o método 201 para produzir cristais 232.

[172] Na modalidade representada, o licor acidulado 620 inclui sal de amônio 622 e ácido acético livre 640. Na modalidade exemplar representada, a extração de IBA 650 (acetato de isobutila) é seguida por retroextração 320 com amônia 322. Essa retroextração converte o ácido acético livre 640 em acetato de amônio recuperado 660.

[173] Opcionalmente, o método inclui cristalizar pelo menos uma fração de um sal de ácido 610 a partir de licor 620 (não representado na figura). Por exemplo, se o ácido 610 for o ácido sulfúrico, sal de amônio 622 é sulfato de amônio. A cristalização do sulfato de amônio é descrita no contexto da figura 4.

[174] Referindo-se novamente à figura 5, em algumas modalidades, o método inclui contatar o extrato 430 com água. Opcionalmente, este contato extrai ácido acético 440 para a água e gera novamente o agente de extração contendo solvente orgânico 408. Opcionalmente, a concentração do ácido acético pode ser aumentada pela remoção da água. A remoção de água pode ser, por exemplo, por destilação, evaporação e/ou osmose inversa. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, o método inclui contatar o extrato 430 com um anti-solvente e evaporação. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, o método inclui contatar um licor que compreende ácido acético livre (representado como licor mãe purgado acidulado 620) com um agente de extração (representado como extração de IBA 650) para formar um extrato que compreende ácido acético e um licor residual esgotado de ácido acético. De acordo com várias modalidades exemplificativas da invenção, o "licor que compreende ácido acético livre" pode ser licor residual que compreende ácido acético livre ou licor condensado compreendendo ácido acético livre. Opcionalmente, o método inclui a separação do extrato a partir do licor para formar extrato separado e licor residual esgotado com ácido acético separado. Em algumas modalidades, o contato com o agente de extração resulta em extração seletiva. Opcionalmente, a seletividade de ácido forte/ácido acético é pelo menos 50, pelo menos 100, pelo menos 200, ou mesmo, pelo menos, 500.

Recuperação de ácido acético exemplar

[175] Em algumas modalidades, um agente de extração que compreende pelo menos um solvente orgânico é utilizado para extrair o ácido acético a partir de um licor. Solventes orgânicos adequados para utilização em tal agente de extração incluem, mas não estão limitados a alcoóis, aldeídos, cetonas, ésteres (por exemplo, ésteres C4-C8) e aminas (por exemplo, C > 2 0 átomos) . Em algumas modalidades, os ésteres de acetato incluem um éster C4, por exemplo, acetato de butila e/ou acetato de isobutila.

[176] Em algumas modalidades, a extração é com um ou mais ésteres de acetato. Opcionalmente, os ésteres incluem o acetato de butila, opcionalmente acetato de isobutila (IBA). Em algumas modalidades, o IBA inclui isobutanol, resultante de hidrólise parcial. Referindo-se novamente à figura 4, em algumas modalidades, a extração 310 é mais de 90, 92, 94, 96, ou mesmo mais do que 98% eficiente em extrair ácido acético a partir de licor mãe purgado 300 (isto é, menos de 10% de acetato disponível permanece na fase aquosa, 314). Em algumas modalidades, a extração 310 é conduzida em modo contracorrente, utilizando opcionalmente um ou mais aparelhos. Aparelhos adequados incluem, mas não estão limitados aos misturadores- separadores, colunas, colunas pulsantes e contatores centrífugos. Opcionalmente, a extração 310 é realizada em 3 a 15, opcionalmente, 4-14 estágios. Em algumas modalidades, a extração 310 utiliza 2, 3, 4, 5 ou mesmo 6 ou mais unidades de peso de agente de extração por unidade de peso de licor mãe purgado (aquoso). Alternativa ou adicionalmente, uma razão de ácido acético 440 (Figura 5) para água no extrato 430 está entre 15 e 40, opcionalmente, entre 20 e 30.

[177] Alternativa ou adicionalmente, uma seletividade acético/sulfúrico de solvente 408 (figura 5), no agente de extração é de 50, opcionalmente 100, opcionalmente 200, opcionalmente 500 ou mais. Alternativa ou adicionalmente, uma seletividade acético/água de solvente 408 no agente de extração é pelo menos 10, opcionalmente pelo menos 20, opcionalmente pelo menos 30, opcionalmente pelo menos 40.

Exemplos de solventes para utilização em um agente de extração

[178] Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, IBA é usado como solvente, 408, ou uma porção de uma mistura de solventes no agente de extração. Em algumas modalidades, o agente de extração é colocado em contato com uma solução ácida (por exemplo, licor mãe purgado acidulado; APML). Essa acidez e uma temperatura superior à ambiente contribuem cada, para a hidrólise do IBA. Teste em condições de extração mostrou que a hidrólise ocorre em níveis aceitáveis. A hidrólise forma o ácido acético, que combina com o ácido acético extraído e é separado a partir do extrato, juntamente com o mesmo, bem como isobutanol (IB). A concentração de IB atinge um nível de estado constante no agente de extração devido a algumas perdas equilibradas por composição do IBA e/ou reação com ácido acético extraído para reformar IBA. Em algumas modalidades, o agente de extração reciclado contém um nível de estado constante de IB. De acordo com algumas modalidades o nível do IB é de 0,1 a 20%, opcionalmente, 0,2-15%, opcionalmente, 0,3-10%. A concentração exata pode variar com o pH do licor-mãe acidulado purgado e/ou a temperatura de extração e/ou a concentração de sulfato de amônio e/ou de outros parâmetros. Em algumas modalidades, o teor de IB no IBA aumenta a eficiência da extração.

[179] Em algumas modalidades, a recuperação 1050 de acetato 1052 (Figura 1) inclui a recuperação de acetato a partir do extrato que compreende ácido acético para formar acetato recuperado. A figura 6 representa um exemplo dessa estratégia. A extração de IBA 650 para produzir acetato de amônio 660 é um exemplo de recuperação 1050. Embora PML 300 seja descrito, isto pode ser feito em qualquer licor residual. De acordo com várias modalidades exemplificativas da invenção, o acetato recuperado pode incluir o ácido acético e/ou um sal de ácido acético e/ou um éster de ácido acético.Alternativa ou adicionalmente, a recuperação pode incluir o contato de extrato separado com água para formar o ácido acético contra-extraído e/ou contato do extrato com uma solução de base (por exemplo, amônia 322) para formar um sal de ácido acético e essa base (por exemplo, acetato de amônio 660) e/ou contatar o extrato com um anti-solvente para formar uma solução de ácido acético e/ou evaporação do extrato ou de uma fração do mesmo para formar uma solução de ácido acético (onde o agente de extração é mais volátil do que o ácido acético) e/ou a evaporação de ácido acético a partir do extrato (onde o agente de extração é menos volátil do que o ácido acético), e/ou contatar o extrato com um álcool e induzir uma reação entre o álcool e o ácido acético extraído para formar o éster correspondente, seguido pela separação do éster a partir do agente de extração.

[180] De acordo com várias modalidades exemplificativas da invenção a retroextração 320 pode ser com uma base, incluindo uma ou mais das bases de metal alcalino, bases de metais alcalino-terrosos e bases de amônia. Neste contexto, o termo "bases" inclui os óxidos, hidróxidos, bicarbonatos e carbonatos. Em algumas modalidades, a extração 650 ocorre em um aparelho de contato. Aparelhos de contato exemplificativas incluem misturadores-separadores, colunas, colunas pulsantes e contatores centrífugos. Opcionalmente, o contato é com água ou uma solução aquosa.

[181] Opcionalmente, esse contato ocorre em um modo de contracorrente em vários estágios. Em algumas modalidades, uma razão de água/extrato peso/peso para este contato é uma unidade de peso de extrato para entre 2 a 6 unidades de peso de água. alternativa ou adicionalmente, esse contato ocorre em 3 a 15, opcionalmente 4 a 14 estágios. Alternativa ou adicionalmente, o rendimento de contra- extração 320 é pelo menos 90, pelo menos 93, pelo menos 95, pelo menos 97, ou mesmo 99% ou mais. Alternativa ou adicionalmente, a concentração da solução de ácido acético aquoso é formada pelo menos 10, opcionalmente pelo menos 12, opcionalmente pelo menos 14, opcionalmente pelo menos 18%.

[182] Em algumas modalidades, o contato é um contato de estágio único com uma solução de base. Opcionalmente, este contato ocorre em um misturador- separador ou contator centrífugo. Em algumas modalidades, a retroextração 320 é com um anti-solvente. Como usado neste relatório descritivo e nas reivindicações anexas, o termo "anti-solvente" é um solvente que é um bom solvente para o agente de extração e um solvente fraco para o ácido acético 440.

[183] Em algumas modalidades, a utilização de um anti-solvente em retroextração 320 produz solução agente de extração no anti-solvente e uma fase aquosa separada contendo ácido acético separado 440. A fim de regenerar o agente de extração contendo solvente orgânico 408, o anti- solvente deve ser separado do solvente 408. Opcionalmente, esta separação envolve a destilação do componente mais volátil. De acordo com várias modalidades exemplificativas da invenção, o anti-solvente é selecionado para ser mais hidrofóbico do que o solvente 408 incluindo agente de extração, por exemplo, como determinado pelo parâmetro de solubilidade de Log P. De acordo com uma modalidade, embora sendo mais hidrofóbico do que o agente de extração, o anti- solvente é mais polar do que octano. Algumas modalidades da invenção incluem contato (retroextração 320; figura 5) de um extrato que compreende ácido acético 430 com uma base (por exemplo, amônia 422) para formar o sal de acetato recuperado (acetato de amônio 460) da base.

[184] Opcionalmente, a concentração de amônia no reagente de retroextração 320 é de 15 a 25%, opcionalmente 19 a 23%, opcionalmente cerca de 21%. Em algumas modalidades, a percentagem em peso de acetato de amônio em retroextração 320 é de 40%, 42%, 46% ou mesmo 48% ou mais. Opcionalmente, a solução 460 contém 70%, 75% ou mesmo 80% ou mais de acetato de amônio. Alternativa ou adicionalmente, a solução 460 contém 860 g/L ou mais de acetato de amônio após concentração do acetato de amônio. A concentração de acetato de amônio é, opcionalmente, cerca de 520 g/L, antes da concentração.

[185] De acordo com várias modalidades exemplificativas da invenção, a amônia 422 pode ser fornecida como uma solução, um gás ou uma combinação dos mesmos. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, a retroextração 320 é, realizada com uma base, por exemplo, amônia 422 ou outra base como acima listado. De acordo com várias modalidades exemplificativas da invenção, a base é sólida (por exemplo, cal), gasosa (por exemplo, amônia 422), ou em uma solução aquosa. De acordo com várias modalidades exemplificativas da invenção, a quantidade de base é selecionada para estar entre 0,97 e 1,2, opcionalmente entre 0,98 e 1,15, opcionalmente entre 0,99 e 1,1, e, opcionalmente, entre 1 e 1,05 equivalente por equivalente de ácido acético em extrato 430.

[186] Em algumas modalidades, o contato é com uma solução aquosa de amônia, cuja concentração é ajustada de modo que uma concentração de acetato de amônio em solução 460 seja pelo menos 30, opcionalmente 40, opcionalmente 50% peso/peso ou mais.Alternativamente, em algumas modalidades, o contato é com uma solução compreendendo amônia e acetato de amônio. Opcionalmente, a solução é caracterizada por e razão de NH3/acetato de amônio de 0,02 a 50, opcionalmente, 0,04 a 25, opcionalmente, 0,05 a 10, opcionalmente, 0,08 a 5, opcionalmente, 0,1 a 2. De acordo com estas modalidades, a adição de acetato de amônio permite a realização de retroextração a um pH mais baixo e, portanto, minimiza a degradação do agente de extração. A quantidade de amônia é determinada pelos requisitos de estequiometria acima, e a concentração de NH3 e acetato de amônio é ajustada para atingir uma concentração de acetato de amônio desejada.

[187] Em algumas modalidades, o produto aquoso da retroextração é dividido em pelo menos dois fluxos. Um fluxo é o ácido acético recuperado, e um segundo fluxo é combinado com amônia para reformar a solução de acetato de amônio/NH3 para a reciclagem para retroextração. Opcionalmente, a concentração do produto aquoso da retroextração é como definido acima. Alternativa ou adicionalmente, um pH do produto aquoso da retroextração está na gama de 6 a 9, opcionalmente, de 7 a 8. De acordo com uma modalidade, a quantidade de amônia na solução de retroextração está em excesso, de modo que o acetato de amônio formado contenha amônia livre. De acordo com uma modalidade, essa amônia livre é destilada da solução (e reutilizada em retroextração). De acordo com uma modalidade, a solução de acetato de amônio formada na retroextração é adicionalmente concentrada >40%, >50%, 60%, >70% ou mais. De acordo com uma modalidade a solução tem amônia em excesso e essa amônia em excesso é removida durante essa concentração.

[188] De acordo com uma modalidade, a solução de acetato de amônio tem um pouco de IBA e/ou IB dissolvido ou retido a partir do agente de extração. De acordo com uma modalidade, esse solvente é destilado, pelo menos parcialmente durante a concentração da solução de acetato de amônio. Com referência novamente à figura 5: uma temperatura na qual retroextração 320 ocorre é determinada pela temperatura de extrato de entrada 430 (opcionalmente quente a partir da extração), da solução de amônia 422 ou amônia com solução de acetato de amônio como descrito acima e por algum calor gerado na retroextração. Tipicamente, não é necessário para ajuste, porém algum resfriamento poderia ser desejado para limitar a temperatura a aproximadamente temperatura ambiente.

[189] Em algumas modalidades, o extrato 430 é lavado com uma solução aquosa contendo uma pequena quantidade de base antes da retroextração 320 do ácido acético para remover impurezas. Devido à seletividade do agente de extração, as impurezas são removidas essencialmente sem perda de ácido acético. Opcionalmente, ácido sulfúrico co-extraído no extrato 430 é removido por lavagem com uma base em uma quantidade equivalente a quantidade de ácido sulfúrico no extrato. Em algumas modalidades, o processo inclui ácido acético e/ou recuperação de amônia a partir da solução de acetato de amônio 460. Opcionalmente, essa recuperação inclui tratamento térmico. Com referência agora à figura 6, IBA utilizado na extração 650 pode reagir levemente nas condições de retroextração 320. Em tal reação, Isobutano (IB) e/ou acetamida são formados.

[190] Em algumas modalidades, as condições em retroextração 320 são mantidas de modo a minimizar reação de IBA. Por exemplo, a temperatura é opcionalmente mantida não muito mais elevada do que ambiente, porém trabalhando abaixo de ambiente é tipicamente não exigida. Alternativamente, ou adicionalmente, a retroextração com solução de NH3 + acetato de amônio (como descrito acima) enquanto mantém essa solução em pH menor do que 11, opcionalmente menos do que 10,5, opcionalmente menos do que 10 pode contribuir para uma redução em reação de IBA.

[191] O teste de retroextração 320 mostrou que nessas condições a degradação de solvente é pequena (vide o exemplo 5). Em algumas modalidades, IB formado durante degradação de retroextração 320 combina com aquela de hidrólise durante extração e juntos atingem um nível de estado constante como discutido acima. Nessas modalidades nas quais acetamida forma durante degradação, a acetamida é depurada em solução de acetato de amônio 660. Em algumas modalidades, o licor residual inclui um sal de um ácido mineral forte com uma solubilidade de água menor do que 5% peso. de acordo com várias modalidades exemplificativas da invenção o sal com solubilidade de água < 5% em sulfato de cálcio ou fosfato de cálcio. De acordo com várias modalidades exemplificativas da invenção, mercaptano de metila é introduzido em processamento enzimático 120 como um sal de cálcio ou magnésio, ou como um ácido livre e o pH é ajustado por uma base de magnésio ou cálcio. Opcionalmente, a solução resultante (contendo metionina e fonte de acetato) é acidulada até pH 5 para separação de célula, tratamento de carbono ou ambos. Opcionalmente, esse ajuste de pH é feito com ácido acético, em vez de ácido sulfúrico.

[192] Nesses casos onde ajuste de pH é feito com ácido acético o PML 300 formado após cristalização de metionina 220 contém principalmente acetato de cálcio como a fonte de acetato. De acordo com uma modalidade, esse PML é então acidulado (vide 610), pelo menos parcialmente com ácido sulfúrico (ou ácido fosfórico), pelo que gesso (ou fosfato de cálcio) é formado. De acordo com uma modalidade, esses sais de baixa solubilidade são separados (por exemplo, por filtração e/ou centrifugação), deixando uma solução que compreende ácido acético em forma de ácido livre (licor acidulado 620 com ácido acético livre 640). Opcionalmente, ácido acético livre 640 é então separado de acordo com qualquer um dos métodos anteriormente descritos.

[193] De acordo com uma modalidade o sal de baixa solubilidade é formado como resultado de recuperação de amônia por meio de uma base de cálcio, como descrito abaixo. Em algumas modalidades, o licor residual inclui uma fonte de amônio, e o método compreendeu recuperar pelo menos uma porção da fonte de amônio a partir do licor residual como amônio recuperado. Opcionalmente, o licor residual compreende acetato de amônio. De acordo com várias modalidades exemplificativas da invenção, amônio na fonte de amônio e no amônio recuperado são individualmente independentemente selecionados de um sal de amônio e amônia de base livre. Com referência agora à figura 7, em algumas modalidades, o método inclui contato do licor residual (por exemplo, licor mãe purgado 1210) com uma base de cálcio (por exemplo, cal 1220) para formar amônia de base livre e um sal de cálcio (por exemplo, acetato de cálcio 1222) e separar amônia de base livre para formar amônio recuperado 1224 e licor residual esgotado de amônia separada incluindo um sal de cálcio. Em algumas modalidades, esse método inclui ainda adicionar um ácido forte 1230 ao licor residual esgotado de amônia separada para formar um sal de cálcio 1232 do ácido e um licor residual compreendendo ácido acético livre 1230 e opcionalmente separar (por exemplo, por evaporação) pelo menos uma fração do ácido acético para formar uma solução de resíduo esgotada de amônia e ácido acético. De acordo com várias modalidades, a separação de ácido acético livre utiliza métodos como descrito acima, incluindo evaporação e extração de solvente.

[194] Na modalidade exemplar representada, a produção de ácido acético 1230 é um exemplo de recuperação 1050 de acetato 1052. A transformação 1240 em acetato 1250 é representada para enfatizar esse ponto embora o processo conclua com ácido acético livre em solução 1230 em muitas modalidades.

[195] Em algumas modalidades, o licor residual compreende acetato de amônio e a recuperação pelo menos de uma porção de amônio inclui destilar amônia e opcionalmente uma porção do acido acético a partir do licor residual para formar amônio separado (amônia recuperada) e licor residual esgotado de amônia. Opcionalmente, o licor residual compreende acetato de amônio e a recuperação pelo menos de uma porção do amônio inclui contatar o licor residual com CO2 pressurizado e/ou com um agente de extração. De acordo com várias modalidades exemplificativas da invenção o contato com CO2 pressurizado e/ou agente de extração resulta na formação de carbonato de amônio e/ou bicarbonato de amônio e um extrato carregado de ácido acético. De acordo com uma modalidade, a solução aquosa com o bicarbonato/carbonato de amônio é utilizada como amônio recuperado. Em outras bicarbonato/carbonato de amônio é cristalizado e os cristais são utilizados como a fonte de amônio.

[196] Nas modalidades nas quais o gesso formado é de qualidade suficientemente elevada para aplicações como placa de gesso (ou em cimento), poderia ser um co-produto mais atraente do que sulfato de amônio, considerando a diferença em preços entre as bases e as flutuações em preços de fertilizante. A qualidade de gesso poderia ser similar àquela formada na produção de ácido cítrico e de ácido láctico. Alternativa ou adicionalmente, é possível que a purga após separação do gesso e ácido acético poderia ser economicamente enviada para tratamento de água residual. Opcionalmente, após algum pré-tratamento ou purgação de impurezas, a purga após separação do gesso e o ácido acético pode ser utilizada para diluir o sistema de reação enzimática, economizando desse modo nos custos de evaporação. A concentração de íon de amônio na alimentação para contatar com cal 1220 varia com a concentração de acetato de amônio em licor mãe purgado 1210. De acordo com várias modalidades exemplificativas da invenção o contato com cal 1220 inclui contatar um ou mais de óxido de cálcio, hidróxido de cálcio, carbonato de cálcio e bicarbonato de cálcio.

[197] Em algumas modalidades, a quantidade de cal utilizada no contato 1220 é equivalente à quantidade de amônio em PML 1210 ou 1, 2, 5 ou 10% mais elevada em uma base molar. Em algumas modalidades, amônia livre 1224 é utilizada como o amônio recuperado. Em algumas modalidades, amônia livre 1224 é condensada para formar uma solução de amônia que é utilizada como o amônio recuperado. Em algumas modalidades, pelo menos uma fração do amônio recuperado é utilizada na produção de um produto de fermentação. De acordo com várias modalidades exemplificativas da invenção, o amônio recuperado provê uma fonte de nitrogênio em fermentação. Opcionalmente, a fermentação produz um aminoácido (por exemplo, lisina ou treonina ou valina) ou um precursor de aminoácido (por exemplo, OAHS ou OSHS).

[198] Alternativa ou adicionalmente, pelo menos uma fração do amônio recuperado é utilizado na preparação de mercaptano de metila de amônia e/ou para neutralizar o meio da reação enzimática (120) ou para ajuste de pH. Em algumas modalidades, o método inclui: cristalizar um sal de amônio a partir do licor residual para formar um sal de amônio cristalino e licor residual esgotado de amônia separada. Opcionalmente, o sal de amônio inclui um ou mais do acetato de amônio, carbonato de amônio e bicarbonato de amônio.

Método exemplar adicional

[199] A figura 9 é um fluxograma simplificado de um método para produzir metionina indicado genericamente como método 2000. O método exemplar representado 2000 é similar ao método 100 (figura 2) em muitos modos e itens indicados por um numeral de referência 2NNN corresponde a itens indicados pelo numeral de referência NNN na figura 2. O método exemplar representado 2000 inclui fornecer um licor de fermentação compreendendo um precursor de L-metionina selecionado do grupo que consiste em O-acetil homoserina e O-succinil homoserina. A provisão na modalidade representada inclui separar 2112 células 2114 de uma cultura de precursor de metionina 2110. Opcionalmente, o licor de fermentação inclui pelo menos uma impureza. De acordo com várias modalidades exemplificativas da invenção, pelo menos uma impureza inclui aminoácidos e/ou vitaminas e/ou minerais e/ou amônia e/ou ácido acético e/ou ácido succínico e/ou mercaptano de metila e/ou enzimas.

[200] O método exemplar representado 2000 inclui processar enzimaticamente 2120 o precursor para produzir um licor processado 2122 compreendendo L-metionina e um ácido orgânico selecionado do grupo que consiste em ácido acético e ácido succínico. Opcionalmente, pelo menos uma porção de pelo menos uma impureza permanece no licor 2122. O método exemplar representado 2000 inclui modificar licor processador 2122 para formar uma alimentação de cristalização e metionina 2150L de cristalização a partir da alimentação de cristalização para formar L-metionina cristalina 2180 e um licor mãe esgotado de L-metionina 2200. De acordo com várias modalidades exemplificativas da invenção, a modificação inclui um ou mais de remoção de água (por exemplo, evaporação 2140), tratamento de carvão ativo 2130, adição de um soluto (por exemplo, cristais dissolvidos 2250), ajuste de pH, permuta de íon, filtração de membrana 2130 e contato com pelo menos um solvente orgânico solúvel em água (por exemplo, metanol 2212). Opcionalmente, o solvente orgânico solúvel em água é selecionado do grupo que consiste em alcoóis C1-C4 e uma combinação dos mesmos. Em algumas modalidades, o solvente orgânico solúvel em água inclui metanol e/ou etanol.

[201] Em algumas modalidades, o método 2000 inclui separar 2160 L-metionina cristalina 2180 a partir do licor mãe 2200. De acordo com várias modalidades exemplificativas da invenção L-metionina cristalina 2180 é caracterizada por pureza maior do que 95%, 96, 97, 98,5 ou mesmo maior do que 99%.

[202] Alternativa ou adicionalmente, L-metionina 2180 cristalina é caracterizada por conter menos do que 1, 0,5, 0,25 ou mesmo menos de 0,1% de fonte de acetato ou fonte de succinato em peso. Alternativa ou adicionalmente, L-metionina cristalina 2180 é caracterizada por um teor de OAHS ou OSHS maior do que 1, 10, 20, 50 ou mesmo 100 PPM ou concentrações intermediárias ou maiores. Alternativa ou adicionalmente, L-metionina cristalina 2180 é caracterizada por um teor de pelo menos uma impureza específica maior do que 1, 10, 20, 50 ou mesmo 100 PPM ou concentrações intermediárias ou maiores. Alternativa ou adicionalmente, L-metionina cristalina 2180 é caracterizada por um teor menor do que 2, 1,5, 1, 0,5 ou mesmo 0,1% ou concentrações intermediárias ou mais baixas de D-metionina. Opcionalmente, os cristais são substancialmente enantiomericamente puros. Alternativa ou adicionalmente, L- metionina cristalina 2180 é caracterizado por uma razão de carbono-14 para carbono-12 de pelo menos 2,0 x 20-13. Alternativa ou adicionalmente, L-metionina cristalina 2180 é caracterizado por uma concentração menor do que 0,8, 0,6, 0,4, 0,2 ou mesmo 0,1% de ácido orgânico ou concentrações intermediárias ou mais baixas.

[203] Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, L-metionina cristalino 2180 é caracterizado por duas ou mais dessas características. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, L-metionina cristalina 2180 é caracterizado por três ou mais dessas características. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, L- metionina cristalina 2180 é caracterizada por quatro ou mais dessas características.

[204] Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, L-metionina cristalina 2180 é caracterizada por cinco ou mais dessas características. A menos que especificado de outro modo, acido orgânico indica forma de ácido livre e/ou forma de sal. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, a modificação inclui combinar o fluxo de produto de ração com um fluxo de reciclagem compreendendo L-metionina 2250. Em algumas modalidades, pelo menos 85% da quantidade de L-metionina em licor de reação 2122 são cristalizados em L-metionina cristalina 2180.

[205] Em algumas modalidades, o método inclui separação de L-metionina do licor mãe 2200 para formar fluxo de reciclagem compreendendo L-metionina (cristais secundários dissolvidos 2250) e um fluxo de licor mãe purgado. Em algumas modalidades, a separação de L-metionina do licor mão 220 inclui cristalização para formar uma segunda L-metionina cristalina e separação da segunda L- metionina cristalina a partir do licor mãe purgado. Esse processo é análogo àquele descrito acima no contexto da figura 3. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, a alimentação de cristalização compreende o precursor de L-metionina em uma concentração de pelo menos 1, opcionalmente pelo menos 5, opcionalmente pelo menos 10 ppm. Opcionalmente, a cristalização a partir do licor mãe inclui cristalização evaporativa. De acordo com várias modalidades exemplificativas da invenção as condições de cristalização de ambas as cristalizações e a composição da segunda L-metionina cristalina são com descrito acima.

[206] Em algumas modalidades, a cristalização de L- metionina a partir do fluxo de alimentação de cristalização inclui o uso de pelo menos um de um modificador de hábito de cristal e/ou cristais de semente de L-metionina. Opcionalmente, o modificador de hábito de cristal é monolaurato de sorbitano polioxietileno (comercialmente disponível como TWEEN 20).Em algumas modalidades, o método inclui recuperação de pelo menos uma porção do ácido orgânico a partir do licor mãe como acido orgânico recuperado. Opcionalmente, o método inclui recuperação de pelo menos uma porção do ácido orgânico a partir do licor mãe purgado como acido orgânico recuperado. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, o processamento inclui contato com um permutador de ânion e pelo menos uma fração do ácido orgânico é adsorvida no permutador de anion. Opcionalmente, o permutador de ânion está opcionalmente na forma de base livre e/ou carrega anions de mercaptano de metila.

[207] Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, mercaptano de metila é introduzido em sua forma de ácido livre (CH3SH) e ácido acético ou succínico é gerado em sua forma de ácido livre. O uso de mercaptano de metila em forma de ácido livre causa liberação de ácido que pode reduzir o pH a um nível incompatível com processamento enzimático 2120. Em algumas modalidades, o processamento 2120 é conduzido na presença de um permutador de ânion que liga o ácido liberado de modo que efeitos sobre o pH são moderados. Em algumas modalidades, mercaptano de metila em sua forma de ácido livre é utilizado com uma cultura de precursor 2110 contendo OSHS. Nesse caso, o ácido liberado é ácido succínico que tem uma solubilidade relativamente baixa em água. Opcionalmente, a precipitação de ácido succínico limita a queda de pH. Opcionalmente, após separação da resina carregada de ácido, metionina é cristalizada a partir da solução de reação, que é agora baixo em sal mineral.

[208] Alternativa ou adicionalmente, o permutador de ânion carregado de ácido é tratado para regeneração e para a recuperação do ácido ou seu produto. Opcionalmente, o permutador de ânion é termicamente estável (por exemplo, tipo Reilex) e ácido acético é recuperado do mesmo por destilação ou por uma reação com um álcool (por exemplo, etanol) para formar o éster correspondente (acetato de etila). Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, essa estratégia contribui para uma redução em consumo de amônia e/ou ácido sulfúrico. Segue que quaisquer custos relacionados à produção de sulfato de amônio (destilação de água, cristalização e secagem) são reduzidos a um grau correspondente. Alternativa ou adicionalmente, metionina é cristalizada de uma solução de solutos totais muito mais baixos. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, um nível de soluto inferior antes da cristalização contribui para um rendimento aumentado e/ou pureza aperfeiçoada e/ou uma redução em recursos alocados para produzir uma segunda cultura de cristais de metionina.

[209] Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, o precursor de metionina é O-succinil homoserina e o ácido orgânico é ácido succínico. De acordo com essas modalidades, o processamento é conduzido na presença de íons de cálcio. A reação de ácido succínico e íons de cálcio pode causar precipitação de succinato de cálcio.

[210] Em algumas modalidades, mercaptano de metila é introduzido em sua forma de sal de cálcio em reação enzima enzimática com OSHS. O ácido succínico liberado precipita para fora como succinato de cálcio, mantendo desse modo o pH desejado. Ao término da reação, o sal de succinato pode ser separado antes da cristalização de metionina. Opcionalmente, ácido succínico é então liberado de seu sal. A liberação pode ser, por exemplo, por acidulação com ácido sulfúrico. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, cal é consumida em vez de amônia e gesso é formado em vez de sulfato de amônio. Em algumas modalidades, metionina é cristalizada de uma solução de solutos totais muito mais baixos. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, um nível de soluto mais baixo antes da cristalização contribui para um rendimento aumentado e/ou pureza aperfeiçoada e/ou uma redução em recursos alocados para produzir uma segunda cultura de cristais de metionina.

Método exemplar adicional

[211] A figura 10 é uma representação esquemática de um método para recuperar um ácido orgânico durante produção de metionina representada genericamente como 3000. O método exemplar representado 3000 inclui processar enzimaticamente 31230 um licor de fermentação 3002 compreendendo um precursor de L-metionina. De acordo com várias modalidades exemplificativas da invenção o precursor inclui O-acetil homoserina (OAHS) e/ou O-succinil homoserina (OSHS). O processamento 3120 produz L-metionina 3022 e uma fonte de um ácido orgânico 3024. A fonte 3024 pode incluir ácido acético e/ou ácido succínico dependendo do precursor no licor 3002. O método exemplar representado inclui separação de 3030 pelo menos uma porção de L- metionina 3022 a partir de pelo menos uma fração da fonte de ácido orgânico 3024 para formar L-metionina separada 3032 e um licor residual compreendendo a fonte de ácido orgânico 3024 e recuperar 3050 pelo menos uma porção da fonte de acido orgânico a partir do licor residual como acido orgânico recuperado 3052. A recuperação 3050 e separação 3030 podem ser realizadas seqüencialmente (em qualquer ordem) ou simultaneamente.

[212] Em algumas modalidades, o método 3000 inclui utilizar ácido orgânico recuperado 3052 como um reagente. Em algumas modalidades, o ácido orgânico recuperado 3052 é utilizado na produção de um produto de fermentação. Opcionalmente, o produto de fermentação é selecionado do grupo que consiste em ácidos carboxílicos e aminoácidos. Opcionalmente, os aminoácidos incluem um ou mais de lisina, treonina, triptofano, arginina, valina e metionina. Em algumas modalidades, o ácido orgânico recuperado 3052 é utilizado no processamento de um licor de fermentação. Em algumas modalidades, o ácido orgânico recuperado 3052 é utilizado como ingrediente em um meio de fermentação. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, o precursor de L-metionina é O-succinil homoserina e o ácido orgânico é acido succínico. De acordo com muitas dessas modalidades, a recuperação 3052 inclui formar um licor residual incluindo ácido succínico livre e separar o ácido succínico livre (como acido orgânico recuperado 3052).

Composições exemplificativas de matéria e de produtos contendo as mesmas

[213] Em algumas modalidades, é fornecida uma composição compreendendo L-metionina, caracterizada por pelo menos uma característica selecionada do grupo que consiste em: (i) contendo menos que 1, 0,5, 0,25 ou mesmo menos que 0,1% de fonte de acetato; (ii) teor de OAHS e/ou OSHS maior que 1, 10, 20, 50, 75 ou mesmo maior que 100 ppm; (iii) um teor de pelo menos uma impureza específica é maior que 1,5 ou mesmo maior que 10 ppm; e (iv) razão de carbono-14 para carbono-12 de pelo menos 2,0 x 10-13.

[214] Em algumas modalidades, a composição inclui menos que 1,0, 0,8, 0,6, 0,4, 0,2 ou mesmo menos que 0,1% de ácido orgânico ou quantidades menores ou intermediáreis. Opcionalmente, a composição é caracterizada por 2, 3, 4 ou mesmo todas as 5 dessas características. Alternativa ou adicionalmente, a pureza da metionina é maior que 95, 96, 97, 98,5 ou mesmo 99% ou percentagens intermediárias ou mais elevadas. Alternativa ou adicionalmente, a metionina inclui menos que 2, 1,5, 1, 0,5, 0,3 ou mesmo menos que 0,1% de D-metionina. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, a metionina é substancialmente enantiomericamente pura. Opcionalmente, a L-metionina inclui L-metionina cristalina. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, é fornecido um complexo compreendendo uma composição como descrito acima e um metal pesado.

[215] Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, é fornecida uma alimentação ou composição de alimento compreendendo uma composição como descrito acima. De acordo com as várias modalidades exemplificativas da invenção, isto pode ser fornecido como um nutracêutico, um produto alimentício ou uma ração de animal. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, é fornecida uma composição compreendendo L-metionina, caracterizado por pelo menos uma característica selecionada do grupo que consiste em: (i) aminoácidos diferentes de L-metionina em uma concentração de pelo menos 0,05, 0,08, 0,1, 0,15 ou mesmo 0,2% ou mais; (ii) ácidos carboxílicos em uma concentração de pelo menos 0,05, 0,08, 0,1, 0,15 ou mesmo 0,2% ou mais; (iii) sulfato em uma concentração de pelo menos 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,7 ou mesmo 1% ou mais; (iv) OAHS em uma concentração de pelo menos 1, 5, 10, 20, 50 ou mesmo 100 ppm ou mais; e (v) pureza de pelo menos 60, 65, 70, 75, 80 ou mesmo 85% ou mais.

[216] Em algumas modalidades exemplificativas da invenção é fornecida uma composição compreendendo L- metionina, caracterizado por pelo menos uma característica selecionada do grupo que consiste em: (i) uma concentração de metionina de pelo menos 15, 18, 21, 25, 28, 31 ou mesmo 35 g/L ou mais; (ii) uma concentração de acetato de pelo menos 140, 150, 160, 170, 180 ou mesmo 194 g/L ou mais; (iii) sólidos totais de pelo menos 20, 23, 27, 30 ou mesmo 33% ou mais; (iv) gravidade específica na faixa de 1,05 a 1,25, opcionalmente entre 1,1 e 1,2, opcionalmente aproximadamente 1,15; e (v) concentração de sulfato de amônio de pelo menos 100, 110, 120, 130, 140 ou mesmo 150 g/L ou mais.

[217] Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, é fornecida uma composição compreendendo L- metionina, caracterizada por pelo menos uma característica selecionada do grupo que consiste em: (i) uma concentração de metionina de pelo menos 100, 110, 120, 130, 140 ou mesmo 150 g/L ou mais; (ii) uma concentração de OAHS menor que 0,1% peso/peso; (iii) uma quantidade detectável de pelo menos um aminoácido selecionado do grupo que consiste em ácido glutâmico, valina, isoLeucina, leucina, tirosina, fenil alanina e treonina; (iv) uma concentração de ácidos carboxílicos diferentes de ácido acético de 0,01, 0,02, 0,03, 0,04 ou mesmo 0,05% em peso ou mais; e (v) uma concentração de metanol de pelo menos 10, 12, 14, 16 ou mesmo 18% ou mais em peso.

[218] Opcionalmente, esse tipo de composição é fornecida como uma pasta cristalizada. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, é fornecida uma composição compreendendo: (i) pelo menos 30, 40, 50, 60, 70 ou mesmo 80% ou mais de acetato de amônio; (ii) pelo menos 1, 5 ou mesmo 10 ppm ou mais de sulfato de amônio; e (iii) pelo menos 1, 5 ou mesmo 10 ppm ou mais de um composto, opcionalmente, dois compostos, opcionalmente três compostos, selecionados dentre o grupo consistindo em isobutanol, acetato de isobutila, acetamida e metionina.

[219] Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, a composição acima é fornecida como um componente do licor de fermentação. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, é provida uma composição que compreende pelo menos 30, 40, 50, 60, 70, 80, 85, 90 ou mesmo 95% ou mais de sulfato de amônio, pelo menos, 1, 5 ou 10 ppm ou mais de um composto, opcionalmente, pelo menos, dois compostos, opcionalmente, pelo menos três compostos selecionados a partir do grupo consistindo em acetato de amônio, isobutanol, acetato de isobutila, acetamida e metionina. Opcionalmente, a composição acima é fornecida como um ingrediente de um fertilizante. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, é provida uma composição que compreende, pelo menos, 90% de acetato de isobutila, isobutanol, e pelo menos um de ácido acético e de acetamida.

Exemplos de reagentes adicionais

[220] Referindo-se novamente à figura 2, reagentes adicionais 124 são selecionados principalmente para satisfazer os requisitos de processamento enzimático 120 que transforma OAHS ou OSHS em metionina. O processamento 120 tem dois requisitos principais. Nos casos em que OAHS é o precursor de L-metionina, o primeiro requisito de processamento 120 é para mercaptano de metila como um co- substrato. A conversão enzimática 120 de OAHS em metionina emprega mercaptano de metila como um doador de enxofre e a enzima libera um grupo acetila a partir dos OAHS como um produto de reação. Por conseguinte, o processamento 120 requer que uma fonte de mercaptano de metila seja incluída em reagentes adicionais 124.

[221] O segundo requisito de processamento 120 é um ambiente acido para assegurar processamento de enzima e/ou especificidade. Além disso, há uma gama de ingredientes adicionais possíveis 124 que podem ser adicionados e uma seleção de reagentes específicos 124 compreendidos nessa faixa pode influenciar a recuperação de subprodutos a jusante tanto qualitativa como quantitativamente. De acordo com várias modalidades exemplificativas da invenção a escolha de um sal específico de mercaptano de metila a ser incluído em reagentes adicionais 124 para servir como um co-substrato para processamento 120 influencia um tipo e/ou quantidade de subprodutos à jusante que podem ser recuperados.

[222] Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, o uso de mercaptano de metila-amônio contribui para capacidade de recuperar sais de amônia, como sulfato de amônio e/ou acetato de amônio, à jusante. Em outras modalidades exemplificativas da invenção, o uso de mercaptano de metila-cálcio contribui para capacidade de recuperar sais de cálcio, incluindo, porém não limitado a acetato de cálcio e/ou sulfato de cálcio a jusante. De acordo com várias modalidades exemplificativas da invenção, ácido sulfúrico ou ácido acético é incluído nos reagentes adicionais 124 para fornecer um ambiente ácido para processamento 120. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, o uso de ácido sulfúrico contribui para uma capacidade de recuperar sais de sulfato, como sulfato de amônio, a jusante. Em outras modalidades exemplificativas da invenção, o uso de ácido acético contribui para capacidade em recuperar sais de acetato, incluindo, porém não limitado a acetato de amônio e/ou acetato de cálcio, e/ou recuperar ácido acético a jusante. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, a inclusão de um ácido forte, como ácido sulfúrico, entre reagentes adicionais 124 contribui para uma redução na carga no processo em extração 310. Em outras modalidades exemplificativas da invenção, a inclusão de um ácido carboxílico, como ácido acético, entre reagentes adicionais 124 contribui para um aumento na carga no processo em extração 310. Alternativa ou adicionalmente, a inclusão de um ácido forte, como ácido sulfúrico, entre reagentes adicionais 124 contribui para uma redução em rendimento de L-metionina primária 180.

Tratamento de pré-acidulação exemplar de um licor mãe purgado

[223] A figura 7 é um fluxograma simplificado de um tratamento de pré-acidulação para um licor mãe purgado indicado genericamente em 1200. O método exemplar representado 1200 inclui fornecer um licor mãe purgado 1210 compreendendo acetato de amônio 1212 e contatar 1220 o licor com cal para produzir amônia livre 1224 e acetato de cálcio 1222. Opcionalmente, a cal inclui oxido de cálcio e/ou hidróxido de cálcio.

[224] A modalidade exemplar representada inclui contatar 1230 acetato de cálcio 1222 com um ácido para precipitar um sal de cálcio 1232 do ácido e liberar ácido acético 1230. Opcionalmente, ácido acético 1230 permanece em solução. Opcionalmente, o ácido utilizado em 1230 é ácido sulfúrico e sal de cálcio 1232 é sulfato de cálcio (gesso). A modalidade exemplar representada inclui transformar 1240 ácido acético 1230 em um sal de acetato 1250. Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, sal de acetato 1250 é acetato de amônio.

Estratégia de extração exemplar

[225] A figura 8 é um fluxograma simplificado de um método para extrair acetato de um licor mãe indicado genericamente como 1300. O método exemplar representado 1300 inclui fornecer um licor mãe 1310 compreendendo uma fonte de acetato 1312. De acordo com algumas modalidades exemplificativas da invenção, o licor mãe 1310 é um licor mãe purgado. Opcionalmente, a fonte de acetato 1312 inclui ácido acético e/ou éster de acetato e/ou um sal de acetato. O método exemplar representado 1300 inclui acidular 1320 o licor 1310 com um ácido forte para produzir um licor acidulado 1322. Na modalidade representada, ácido sulfúrico 1321 serve como o acido forte. O método exemplar representado 1300 inclui extrair 1330 licor acidulado 1322 com um agente de extração 1232 incluindo um solvente orgânico para produzir um extrato 1340 compreendendo ácido acético 1342. Opcionalmente, o solvente orgânico inclui acetato de isobutila (IBA).

[226] O método exemplar representado 1300 inclui contra-extrair 1350 o extrato 1340 com amônia 1352 para produzir acetato de amônio 1360 e regenerar agente de extração 1232. Em uma modalidade exemplar alternativa, a contra-extração 1350 de extrato 1340 com água (não representada) produz uma solução aquosa de ácido acético (não representada) e regenera agente de extração 1232. Em uma modalidade exemplar alternada (não representada), a destilação de extrato 1340 é substituída para contra- extração 1350. A destilação serve para separar ácido acético 1342 do agente de extração 1232 no extrato 1340. Em outra modalidade exemplar alternativa (não representada), o extrato 1340 é contatado com um álcool para produzir um éster de acetato e regenerar agente de extração 132. Opcionalmente, o álcool é etanol e o éster é acetato de etila. Opcionalmente, o contato compreende extração contracorrente. Opcionalmente, a extração contracorrente inclui 2,3, 4 ou 5 ou mais estágios de extração. Espera-se que durante a vida dessa patente muitas enzimas que convertem OAHS e/ou OSHS em metionina sejam desenvolvidas e o escopo da invenção pretende incluir todas essas novas tecnologias a priori. Alternativa ou adicionalmente, espera-se que durante a vida dessa patente muitos microorganismos que produzem enzimas OAHS e/ou OSHS e/ou microorganismos que convertem esses precursores em metionina sejam desenvolvidos e o escopo da invenção pretende incluir todas essas novas tecnologias a priori.

[227] Embora a invenção tenha sido descrita em combinação com modalidades específicas da mesma, é evidente que muitas alternativas, modificações e variações serão evidentes para aqueles versados na técnica. Por conseguinte, pretende-se abranger todas essas alternativas, modificações e variações que estejam compreendidas no escopo das reivindicações apensas.

[228] Especificamente, uma variedade de indicadores numéricos foi utilizada. Deve ser entendido que esses indicadores numéricos poderiam variar ainda mais com base em uma variedade de princípios de engenharia, materiais, uso pretendido e desenhos incorporados na invenção. Adicionalmente, componentes e/ou ações atribuídas a modalidades exemplificativas da invenção e representados como uma unidade única podem ser divididas em subunidades. Inversamente, componentes e/ou ações atribuídas a modalidades exemplificativas da invenção e representados como subunidades/ações individuais podem ser combinadas em uma única unidade/ação com a função descrita/representada. Alternativa ou adicionalmente, características utilizadas para descrever um método podem ser utilizadas para caracterizar um aparelho e características utilizadas para descrever um aparelho podem ser utilizadas para caracterizar um método.

[229] Deve ser adicionalmente entendido que as características individuais descritas acima podem ser combinadas em todas as combinações e sub-combinações possíveis para produzir modalidades adicionais da invenção. Os exemplos dados acima são de natureza exemplar e não pretendem limitar o escopo da invenção que é definido exclusivamente pelas reivindicações que se seguem. Especificamente, a invenção foi descrita no contexto de produção de L-metionina a partir de OAHS e/ou OSHS de fermentação bacteriana, porém também poderia ser utilizado em métodos paralelos nos quais o precursor de metionina é produzido em cultura de célula e/ou plantas transgênicas e/ou animais transgênicos.

[230] Todas as publicações, patentes e pedidos de patente mencionados neste relatório descritivo são aqui incorporadas na íntegra a título de referência no relatório descritivo, até o mesmo ponto como se cada publicação, patente ou pedido de patente individual fosse especificamente e individualmente indicado como sendo incorporado aqui a título de referência. Além disso, a citação ou identificação de qualquer referência nesse pedido não será interpretada como uma admissão de que tal referência é disponível como técnica anterior da presente invenção. Os termos “incluem” e “têm” e seus conjugados como utilizados aqui significam “incluindo, porém não necessariamente limitado a”. Objetivos, vantagens e características novas adicionais de várias modalidades a invenção se tornarão evidentes para uma pessoa com conhecimentos comuns na técnica após exame dos seguintes exemplos, que não pretendem ser limitantes. Adicionalmente, cada das várias modalidades e aspectos da presente invenção como delineado acima e como reivindicado na seção de reivindicações abaixo encontra suporte experimental nos exemplos a seguir.

Modo para a Invenção EXEMPLOS

[231] É feita agora referência aos exemplos que se seguem, que juntamente com a descrição acima, ilustram a invenção em um modo não limitante.

EXEMPLO 1: Produção de metionina por duas etapas de cristalização

[232] De modo a examinar a possibilidade de melhorar o rendimento de metionina, um licor de fermentação contendo OAHS foi processado enzimaticamente como descrito acima e uma cristalização em duas fases foi conduzida. Seguindo o processamento enzimático, o licor contida solução de enzima de 1,5%, metionina em uma concentração de 70 g/L, OAHS em uma concentração de 0,5 g/L, e a metionina foi separada a partir do licor em um sistema incluindo duas etapas de cristalização. A primeira cristalização 150 trata uma solução formada por combinação do licor com uma corrente de reciclagem a partir de segunda cristalização 220. Os cristais que se formaram na primeira cristalização são ditos como primeira metionina cristalina. Essa primeira cristalização forma licor mãe (ML). A metionina é cristalizada daquele licor mãe para formar segunda metionina cristalina e segundo licor mãe dito como licor mãe purgado (PML). A segunda metionina cristalina é combinada com licor contendo metionina para formar a alimentação para a primeira cristalização.

[233] O licor de metionina foi misturado com os cristais da segunda etapa de cristalização. O pH foi ajustado para 5 pela adição de ácido sulfúrico. A mistura foi tratada com carvão ativado para remoção de impurezas e enzimas. A mistura foi então concentrada por evaporação até a concentração de metionina de 150 g/L, seguido por cristalização auxiliada por metanol em modo de batelada (volume relativo de metanol foi de 17% da alimentação de cristalização) por resfriamento 55-25°C e por meio de um modificador de hábitos de cristal (Tween 20). Os cristais foram lavados e separados de ML. ML continha 25% do teor de metionina na primeira alimentação de cristalização. Após secagem, os cristais do produto foram formados e caracterizados. Os resultados estão resumidos na Tabela 1. O ML foi evaporado para recuperar o metanol (98,5% foi recuperado), seguido de concentração por evaporação do ML a partir de 38 g/L de metionina a 150 g/L. O mesmo, em seguida, foi cristalizado em um modo em batelada por resfriamento 55-35°C. Os cristais foram lavados e separados de PML, e foram misturados com o licor de metionina, como descrito acima. PML continha 7% do conteúdo de metionina na primeira alimentação de cristalização. Presumindo a reciclagem de segundo cristalino, o rendimento global de cristalização foi de 93%. PML foi analisada e os resultados encontram-se resumidos na Tabela 2.

[234] Os resultados apresentados nas tabelas 1 e 2 indicam que o processo pode produzir L-metionina cristalina de pureza elevada. Esse exemplo mostra que > 92% de L- metionina produzida pelo processamento enzimático podem ser recuperados na forma de cristais de pureza elevada.Tabela 1

EXEMPLO 2: Recuperação de ácido acético de PML

[235] A fim de demonstrar a possibilidade de recuperação de ácido acético de PML, PML do Exemplo 1 foi primeiro acidificado por adição de ácido sulfúrico até atingir pH = 4 e em seguida extraído continuamente com solvente acetato de isobutila (IBA), em um extrator de contra corrente. O número de estágios de extração foi de 10, a razão de acetato de isobutila para PML foi de 4:1 e a temperatura de extração foi de 40°C. A extração resultou em uma fase orgânica carregada com o ácido acético (extrato) e em uma fase aquosa esgotada de ácido (refinado, por exemplo, fase aquosa 314). O rendimento de extração foi de 96%. A fase orgânica e o refinado foram analisados e as suas composições estão apresentadas nas Tabelas 3 e 4, respectivamente. Este exemplo ilustra que o ácido acético pode ser recuperado a partir do licor mãe purgado por extração com um solvente orgânico adequado. Tabela 3

EXEMPLO 3: Recuperação de sulfato de amônio

[236] A fim de demonstrar a possibilidade de recuperação de amônia como um subproduto, sulfato de amônio foi cristalizado a partir do refinado do Exemplo 2. Cinquenta e cinco por cento de sulfato de amônio foram separados na forma de cristais, e o restante foi deixado em um licor mãe contendo sulfato de amônio. Os cristais foram secos, e os cristais secos e licor mãe com sulfato de amônio foram analisados. Os resultados são apresentados nas Tabelas 5 (acima), e 6 (abaixo), respectivamente. Estes resultados demonstram que é possível recuperar a maior parte do sulfato de amônio na forma cristalina.

EXEMPLO 4: Recuperação de acetato de amônio

[237] A fim de demonstrar a possibilidade de recuperação de acetato de amônio, 300 mL de extrator carregado formado no Exemplo 2 foram misturado com 35 mL de solução aquosa contendo 25% de amônia. O contato foi em uma única fase. Após separação de fases, 56 mL de solução aquosa foram recuperados. A temperatura do contator era de 34°C. Um agente extrator regenerado e uma solução aquosa de acetato de amônio foram formados. A composição da solução aquosa formada é apresentada na Tabela 7.

EXEMPLO 5: Estabilidade IBA em condições de retroextração

[238] A fim de estabelecer a viabilidade de reciclagem de um extrator contendo IBA, a estabilidade IBA foi testada em condições de retroextração ao longo do tempo prolongado. Uma solução de acetato de amônio aquoso a 50% foi preparada. O pH da solução foi ajustado para 9,6 por adição de uma solução de amônia a 24%. Esta solução aquosa foi misturada com acetato de isobutila a 30°C durante 6 e 14 dias. As amostras da fase de acetato de isobutila foram retiradas para análise do álcool isobutílico. Os resultados mostram uma taxa de hidrólise média em solvente de 0,045% ao dia. Estes resultados sugerem que a reciclagem de um extrator IBA é viável.

EXEMPLO 6: Recuperação de ácido acético por destilação

[239] De modo a examinar a possibilidade de recuperar o ácido acético por destilação, a partir do Exemplo 1, PML foi acidificado por adição de ácido sulfúrico para formar LMP acidulado (APML) de pH 4. O APML foi aquecido até à ebulição e os vapores foram recolhidos e analisados. Foi verificado que o condensado era uma solução aquosa contendo ácido acético, em uma concentração de 14,5% em peso. A composição do condensado está resumida na Tabela 8. Este exemplo ilustra que é possível recuperar o ácido acético como uma solução de pelo menos 14,5% em peso, por destilação de um APML.

EXEMPLO 7: Fermentação de OAHS utilizando acetato de amônio recuperado

[240] Uma cepa bacteriana de interesse que produz quantidades substanciais de O-acetil-L-homo-serina foi posteriormente testada sob condições de produção em um fermentador de 5 L (New Brunswick Scientific, New Brunswick, NJ), utilizando uma estratégia de batelada alimentada. Cepa de E. coli mutante KCCM 10921P foi utilizada como a cepa de sementes. O E. coli KCCM 10921P foi propagado por ser transferido a partir de placa de LB Ágar para frascos de Erlenmeyer tamponados de 500 mL contendo 50 mL de meio de cultura no qual as células foram cultivadas com agitação sob arejamento suficiente a 30 a 37°C durante 6 horas. Cinquenta mililitros de caldo de cultura do frasco foram inoculados e um fermentador de 1 litro contendo 500 mL de meio de sementeira, seguido de cultura a 30 até 37°C, 900 rpm durante 5 a 15 horas.

[241] Trezentos mililitros do caldo de cultura da sementeira foram transferidos para um fermentador de 5 L, contendo 1,8 L do meio principal. A cultura principal foi submetida ao crescimento em bateladas a 30 a 37°C até que a concentração de glicose residual de 20 g/L fosse obtida. Depois disso, o fornecimento dos meios de alimentação (com ou sem acetato de amônio) foi iniciado e a fermentação em bateladas foi realizada a 30-37°C, 900 rpm por 30 a 100 horas. A Tabela 9 mostra composições do meio do frasco, meio de sementes, alimentação sem acetato de amônio e alimentação com acetato de amônio.Tabela 9

[242] Composição do meio de fermentação para produção de O-acetil-L-homoserina

[243] A concentração de O-acetil-L-homoserina resultante na solução fermentada foi medida por HPLC e os resultados são mostrados na Tabela 10.

*Rendimento de carbono (%) = O-acetil-L-homoserina (g(carbono))/ Sacarose (g (carbono)) + Acetato de amônio (g (carbono)).

[244] Estes resultados indicam que a adição de acetato de amônio à alimentação pode reduzir a exigência da fermentação de açúcar superior a 15% sem afetar adversamente o rendimento em carbono.

Aplicação Industrial

[245] O método da presente invenção pode ser eficazmente utilizado para a produção em escala industrial de L-metionina, a partir de um precursor de metionina, tal como O-acetillhomoserina (OAHS) ou O-sucinilhomoserina (OSHS).

Claims

1. Método para produção de um produto de L-metionina, caracterizado por compreender: (a) provisão de um licor de fermentação que compreende um precursor de L-metionina, selecionado do grupo consistindo em O-acetilhomoserina e O-sucinil homoserina e pelo menos uma impureza; (b) processamento enzimático do precursor para produzir um licor de reação compreendendo L-metionina, um ácido orgânico selecionado a partir do grupo que consiste em ácido acético e ácido succínico e, pelo menos, uma impureza; (c) modificação do licor da reação para formar uma alimentação de cristalização; e (d) cristalização de L-metionina, a partir da alimentação de cristalização para formar L-metionina cristalina e um licor mãe esgotado de L-metionina; onde a L-metionina cristalina apresenta pelo menos uma propriedade selecionada a partir do grupo que consiste em: (i) pureza superior a 95% de pureza; (ii) conter menos de 1% de ácido orgânico; (iii) teor do precursor de L-metionina, superior a 1 ppb; (iv) teor de pelo menos uma impureza particular, superior a 10 ppm; (v) menos de 2% de D-metionina; e (vi) proporção de carbono-14 para carbono-12 de pelo menos 2,0 x 10-13.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita modificação compreende a combinação do dito licor de reação com uma corrente de reciclo contendo L-metionina.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos 85% da quantidade de L-metionina no dito licor de reação é cristalizado em L- metionina cristalina.

4. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende, adicionalmente, a etapa de separar L-metionina a partir do dito licor mãe para formar a dita corrente de reciclo compreendendo L- metionina e uma corrente de purga de licor mãe.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a dita separação de L- metionina a partir do dito licor mãe compreende cristalização para formar a segunda L-metionina cristalina e separação da dita segunda L-metionina cristalina do licor mãe purgado.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita cristalização de L- metionina a partir da dita alimentação de cristalização compreende a utilização de, pelo menos, um modificador de hábitos de cristais e semente de cristal de L-metionina.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma ou mais das ditas impurezas são selecionadas a partir do grupo consistindo em aminoácidos, vitaminas, minerais, amônia, ácido acético, ácido succínico, metil mercaptano, enzimas, precursores de L-metionina ou uma combinação destes.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende, adicionalmente, recuperação de pelo menos uma parte do dito ácido orgânico a partir do dito licor mãe, como ácido orgânico recuperado.

9. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que compreende, adicionalmente, recuperação de pelo menos uma parte do dito ácido orgânico a partir do dito licor mãe purgado como ácido orgânico recuperado.

10. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito processamento enzimático compreende, adicionalmente, contato com um permutador de ânions e onde pelo menos uma parte do ácido orgânico é adsorvida no permutador de ânions.

11. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito precursor de L- metionina é O-sucinil homoserina, onde o dito ácido orgânico é o ácido succínico e onde o dito tratamento é conduzido na presença de íons cálcio.

12. Método caracterizado por compreender: (a) processamento enzimático de um licor de fermentação compreendendo um precursor de L-metionina selecionado do grupo consistindo em O-acetilhomoserina e O- succinil homoserina para produção de L-metionina e uma fonte de um ácido orgânico selecionado de ácido acético e ácido succínico; (b) separação de pelo menos uma parte da L-metionina de pelo menos uma fração da dita fonte de ácido orgânico para formar L-metionina separada e um licor residual, que compreende uma fonte de ácido orgânico; e (c) recuperação de pelo menos uma porção de ácido orgânico do dito licor residual como ácido orgânico recuperado.

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que compreende, adicionalmente, utilização do dito ácido orgânico recuperado como um reagente.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a dita utilização compreende aplicação à produção de um produto de fermentação.

15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o dito produto de fermentação é selecionado dentre o grupo consistindo em ácidos carboxílicos e aminoácidos.

16. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que os ditos aminoácidos são selecionados do grupo que consiste em lisina, valina, treonina, triptofano, metionina e arginina.

17. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a dita utilização compreende emprego no dito processamento de um licor de fermentação.

18. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a dita utilização compreende a adição do dito reagente como um ingrediente em um meio de fermentação.

19. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o dito precursor de L- metionina é O-sucinil homoserina, onde o dito ácido orgânico é ácido succínico, e onde a recuperação compreende a formação de licor residual que compreende o ácido succínico livre e separando o dito ácido succínico livre.

20. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que a dita separação do dito ácido succínico livre compreende cristalização do dito ácido succínico livre.

21. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a dita recuperação compreende cristalização de succinato de cálcio.