ES2353082T3 - BIOLOGICAL PRODUCTION OF ACETIC ACID FROM RESIDUAL GASES. - Google Patents

BIOLOGICAL PRODUCTION OF ACETIC ACID FROM RESIDUAL GASES. Download PDF

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ES2353082T3 ES96922632T ES96922632T ES2353082T3 ES 2353082 T3 ES2353082 T3 ES 2353082T3 ES 96922632 T ES96922632 T ES 96922632T ES 96922632 T ES96922632 T ES 96922632T ES 2353082 T3 ES2353082 T3 ES 2353082T3
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Abstract

PROCEDIMIENTO Y APARATO PARA CONVERTIR LOS GASES RESIDUALES PROCEDENTES DE PROCESOS INDUSTRIALES, TALES COMO LAS REFINERIAS DE PETROLEO, EL NEGRO CARBON, EL COQUE, EL AMONIACO, Y LA PRODUCCION DE METANOL, EN PRODUCTOS UTILES. EL PROCEDIMIENTO INCLUYE INTRODUCIR LOS GASES RESIDUALES EN UN BIORREACTOR, EN DONDE SE FERMENTAN CONVIRTIENDOLOS EN DIVERSOS PRODUCTOS, TALES COMO ACIDOS ORGANICOS, ALCOHOLES H 2 , SCP Y SALES DE ACIDOS ORGANICOS, POR LAS BACTERIAS ANAEROBICAS QUE EXISTEN DENTRO DEL BIORREACTOR. A CONTINUACION SE RECUPERAN, SEPARAN Y PURIFICAN ESTOS VALIOSOS PRODUCTOS FINALES.PROCEDURE AND APPLIANCE TO CONVERT RESIDUAL GASES FROM INDUSTRIAL PROCESSES, SUCH AS PETROLEUM REFINERIES, CARBON BLACK, COQUE, AMMONIA, AND METHANOL PRODUCTION, IN USEFUL PRODUCTS. THE PROCEDURE INCLUDES THE INTRODUCTION OF RESIDUAL GASES IN A BIORREACTOR, WHERE THEY ARE FERMENTED BY CONVIRING THEM IN VARIOUS PRODUCTS, SUCH AS ORGANIC ACIDS, ALCOHOLS H 2, SCP AND SALTS OF ORGANIC ACIDS, BY THE BACTERIES THAT EXIST BODIES. THEN THESE VALUABLE FINAL PRODUCTS ARE RECOVERED, SEPARATED AND PURIFIED.

Description

Producción biológica de ácido acético a partir de gases residuales.Biological production of acetic acid from of waste gases.

El campo general de la invención está relacionado con los procedimientos, procesos, microorganismos y aparatos biológicos para la producción de productos, materiales, productos intermedios, y similares, tales como ácidos orgánicos, proteína celular simple ("SCP"), hidrógeno, alcoholes y sales de ácidos orgánicos a partir de corrientes de gases residuales de ciertos procesos industriales. Más en particular, la invención se refiere a procedimientos que utilizan fermentación continua de substrato gaseoso bajo condiciones anaeróbicas para producir ácido acético y sus sales, y a microorganismos útiles en tales procedimientos.The general field of the invention is related to procedures, processes, microorganisms and biological devices for the production of products, materials, intermediate products, and the like, such as organic acids, simple cell protein ("SCP"), hydrogen, alcohols and salts of organic acids from waste gas streams of certain industrial processes More in particular, the invention is refers to procedures that use continuous fermentation of gaseous substrate under anaerobic conditions to produce acid acetic acid and its salts, and to microorganisms useful in such procedures

El procedimiento convencional para producir ácidos orgánicos, alcoholes, hidrógeno y sales de ácidos orgánicos, es la síntesis química de las materias primas derivadas del petróleo. La rápida escalada del coste del petróleo ha generado un interés considerable en cuanto a la producción de estas valiosas mercancías mediante procesos de fermentación que utilizan materiales renovables o residuales como materia prima. La proteína celular simple se produce como subproducto de las fermentaciones, para ser utilizada como un suplemento de la alimentación animal.The conventional procedure to produce organic acids, alcohols, hydrogen and salts of organic acids, is the chemical synthesis of the raw materials derived from Petroleum. The rapid escalation of the cost of oil has generated a considerable interest in the production of these valuable goods through fermentation processes that use renewable or residual materials as raw material. The protein Simple cell phone is produced as a byproduct of fermentations, to be used as a supplement for animal feed.

Existe también una preocupación creciente sobre las cantidades masivas de contaminantes atmosféricos y gases de efecto invernadero producidos por los procesos industriales convencionales. La Agencia de Protección del Medio Ambiente estimó recientemente que más de seis millones de toneladas métricas de monóxido de carbono y casi cuatro millones de toneladas métricas de hidrógeno, fueron vertidos anualmente por el complejo industrial. Una porción sustancial de estos monóxido de carbono e hidrógeno residuales, es el resultado de la fabricación de negro de carbono y de la producción de coque, aproximadamente 2,6 millones de toneladas métricas de CO y 0,5 millones de toneladas métricas de H_{2}. Grandes cantidades de monóxido de carbono o de hidrógeno son producidos también por la industria del amoníaco (125, 144 toneladas métricas de CO en 1991), la de refinado del petróleo (8 toneladas métricas por cada mil barriles), la de los laminados de acero (alrededor de 69 kg por cada tonelada métrica de acero producido), la del proceso kraft de la madera (alrededor de 130 kg por tonelada de pulpa). En 1991, la industria del ácido adípico generó 40,773 toneladas métricas de monóxido de carbono que fue quemado como combustible de valor o que ardió. En muchos casos, estos gases son descargados directamente a la atmósfera, colocando una pesada carga de contaminación en el ambiente.There is also a growing concern about the massive amounts of air pollutants and gases from greenhouse effect produced by industrial processes conventional. The Environmental Protection Agency estimated recently that more than six million metric tons of carbon monoxide and almost four million metric tons of hydrogen, were discharged annually by the industrial complex. A substantial portion of these carbon monoxide and hydrogen residual, is the result of the manufacture of carbon black and of coke production, approximately 2.6 million tons CO metrics and 0.5 million metric tons of H2. Large amounts of carbon monoxide or hydrogen are also produced by the ammonia industry (125, 144 tons CO metrics in 1991), oil refining (8 tons metric per thousand barrels), that of steel laminates (about 69 kg for each metric ton of steel produced), that of the wood kraft process (about 130 kg per ton of pulp). In 1991, the adipic acid industry generated 40,773 metric tons of carbon monoxide that was burned as fuel of value or that burned. In many cases, these gases are discharged directly into the atmosphere, placing a heavy load of pollution in the environment.

Típicamente, los gases residuales procedentes de la fabricación de productos industriales, son liberados a presiones y temperaturas bajas. La tecnología actual no puede utilizar estos gases diluidos bajo tales condiciones. Adaptar la tecnología existente para separar y recuperar el hidrógeno o el monóxido de carbono a partir de estas corrientes residuales, sería caro y poco práctico.Typically, waste gases from the manufacture of industrial products, are released under pressure and low temperatures. Current technology cannot use these diluted gases under such conditions. Adapt technology existing to separate and recover hydrogen or monoxide from carbon from these residual currents, it would be expensive and little practical.

En vista de cuanto antecede, existe una necesidad de un procedimiento, un microorganismo y un aparato que sean prácticos y de bajo coste para la utilización de los gases residuales descritos en lo que antecede y para la producción de productos, materiales, sustancias intermedias y similares, tales como ácidos orgánicos, alcoholes, hidrógeno y sales de ácidos orgánicos mediante procesos distintos de la síntesis química de las materias primas derivadas del
petróleo.
In view of the foregoing, there is a need for a method, a microorganism and an apparatus that are practical and inexpensive for the use of the waste gases described above and for the production of products, materials, intermediates and the like. , such as organic acids, alcohols, hydrogen and salts of organic acids by processes other than chemical synthesis of raw materials derived from
Petroleum.

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Sumario de la invenciónSummary of the invention

De acuerdo con la presente invención, se produce ácido acético a partir del monóxido de carbono residual, del hidrógeno y/o del dióxido de carbono de los procesos industriales, reduciendo con ello la contaminación ambiental mientras que al mismo tiempo se ahorra energía y materias primas químicas.In accordance with the present invention, it is produced acetic acid from residual carbon monoxide, from hydrogen and / or carbon dioxide from industrial processes, thereby reducing environmental pollution while at At the same time energy and chemical raw materials are saved.

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La presente invención proporciona, en un aspecto, un proceso para la producción de ácido acético, que comprende:The present invention provides, in a aspect, a process for the production of acetic acid, which understands:

(a)(to)
suministrar un flujo continuo de gas que comprende:supply a continuous flow of gas which includes:

(i) (i)
un gas que comprende monóxido de carbono;a gas comprising carbon monoxide;

(ii) (ii)
un gas que comprende monóxido de carbono e hidrógeno, oa gas comprising carbon monoxide e hydrogen, or

(iii) (iii)
un gas que comprende hidrógeno y dióxido de carbono;a gas comprising hydrogen and dioxide of carbon;

\quadquad
a un bio-reactor que contiene un medio nutriente acuoso y la bacteria anaeróbica C. ljungdahlii ERI-2, ATCC núm. 55380;to a bio-reactor containing an aqueous nutrient medium and the anaerobic bacteria C. ljungdahlii ERI-2, ATCC no. 55380;

(b)(b)
dirigir un flujo de dicho medio nutriente acuoso hacia el bio-reactor, ydirect a flow of said medium aqueous nutrient to the bio-reactor, and

(c)(C)
fermentar dicho gas y dicho medio nutriente utilizando la citada bacteria a un bajo pH, bajo condiciones que permitan convertir el gas en dicho ácido acético en un medio fluido.ferment said gas and said medium nutrient using the aforementioned bacteria at a low pH, low conditions that allow converting the gas into said acetic acid into a fluid medium

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El ácido acético se recupera a partir de la fase acuosa en un recipiente, o en varios recipientes separados, utilizando un proceso de recuperación adecuado. Ejemplos de procesos de recuperación incluyen extracción, destilación o una combinación de los mismos, u otros procesos de recuperación eficaces. Las bacterias se extraen de la fase acuosa y son recicladas para evitar la toxicidad y mantener altas concentraciones celulares, optimizando así las velocidades de reacción. La separación celular, si se desea, se realiza por centrifugación, ultrafiltración membranosa, u otras técnicas.Acetic acid is recovered from the phase aqueous in a container, or in several separate containers, using a proper recovery process. Process Examples Recovery include extraction, distillation or a combination of them, or other effective recovery processes. The bacteria are extracted from the aqueous phase and are recycled to avoid toxicity and maintain high cell concentrations, optimizing  thus the reaction rates. The cell separation, if desired, is performed by centrifugation, membranous ultrafiltration, or Other techniques

La invención proporciona también, según un aspecto alternativo, un cultivo biológicamente puro del microorganismo Clostridium ljungdahlii ERI-2 [ATCC núm. 55380].The invention also provides, according to an alternative aspect, a biologically pure culture of the Clostridium ljungdahlii ERI-2 microorganism [ATCC no. 55380].

El principal objeto de la presente invención consiste en la provisión de un proceso y/o un microorganismo para la producción de ácido acético y sus sales a partir de monóxido de carbono, hidrógeno y/o dióxido de carbono. Otro objeto de la presente invención consiste en la provisión de procedimientos, microorganismos y aparatos para la producción de ácido acético y sus sales a partir de la corriente de gas residual de procesos industriales tales como el refinado del petróleo, la producción de negro de carbono, coque, amoníaco y metanol.The main object of the present invention it consists in the provision of a process and / or a microorganism to the production of acetic acid and its salts from monoxide of carbon, hydrogen and / or carbon dioxide. Another object of the The present invention consists in the provision of procedures, microorganisms and apparatus for the production of acetic acid and its salts from the process waste gas stream industrial such as oil refining, the production of Carbon black, coke, ammonia and methanol.

Todavía un objeto adicional de la presente invención consiste en la provisión de un procedimiento para la producción de ácido acético a partir de una corriente de gas residual de composición idéntica a la encontrada en la fabricación del negro de carbono.Still an additional object of the present invention consists in the provision of a method for the acetic acid production from a gas stream residual of identical composition to that found in manufacturing Carbon black

Todavía un objeto adicional y más particular de la presente invención consiste en la provisión de un procedimiento, un microorganismo y un aparato que incluyen la fermentación continua de substrato gaseoso bajo condiciones anaeróbicas para llevar a cabo la conversión de las corrientes de gases residuales de ciertos procesos industriales en productos útiles, en particular ácido acético y sus sales.Still an additional and more particular object of The present invention consists in the provision of a method, a microorganism and an apparatus that include continuous fermentation of gaseous substrate under anaerobic conditions to lead to perform the conversion of waste gas streams of certain industrial processes in useful products, in particular acid Acetic and its salts.

Otros objetos y alcance adicional de la aplicabilidad de la presente invención, se pondrán de manifiesto a partir de la descripción detallada que sigue, tomada junto con los dibujos que se acompañan, en los que las mismas partes han sido designadas con los mismos números de referencia.Other objects and additional scope of the Applicability of the present invention will be revealed to from the detailed description that follows, taken together with the accompanying drawings, in which the same parts have been designated with the same reference numbers.

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Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings

La Figura 1 es un diagrama esquemático de un proceso para la producción de ácido acético a partir de gas residual;Figure 1 is a schematic diagram of a process for the production of acetic acid from gas residual;

La Figura 2 es un diagrama esquemático de un proceso para la producción de CMA a partir de gas residual;Figure 2 is a schematic diagram of a process for the production of CMA from waste gas;

La Figura 3 es una representación esquemática de un sistema de fermentación en continuo de acuerdo con una realización de la presente invención;Figure 3 is a schematic representation of a continuous fermentation system according to a embodiment of the present invention;

La Figura 4 es una ilustración gráfica de la concentración celular (OD) respecto al tiempo;Figure 4 is a graphic illustration of the cellular concentration (OD) over time;

La Figura 5 es una representación gráfica del ácido acético (HAC) respecto al tiempo.Figure 5 is a graphic representation of the acetic acid (HAC) with respect to time.

       \vskip1.000000\baselineskip\ vskip1.000000 \ baselineskip
    
Descripción detallada de la invenciónDetailed description of the invention

La expresión "gas residual" o "corriente de gas residual", según se utiliza en la presente memoria descriptiva, significa monóxido de carbono e hidrógeno mezclados con otros elementos o compuestos, incluyendo el dióxido de carbono, nitrógeno y metano, en estado gaseoso, y que son típicamente liberados o expulsados a la atmósfera ya sea directamente o ya sea a través de combustión. Normalmente, la liberación tiene lugar bajo temperaturas y presiones de chimenea estándar. En consecuencia, los procesos de la presente invención son adecuados para convertir esos contaminantes atmosféricos en productos útiles, especialmente ácido acético más sales, tales como acetato de calcio y magnesio (CMA) y acetato de potasio (KA).The expression "waste gas" or "stream of waste gas ", as used herein descriptive, means mixed carbon monoxide and hydrogen with other elements or compounds, including carbon dioxide, nitrogen and methane, in a gaseous state, and which are typically released or expelled into the atmosphere either directly or through combustion. Normally, the release takes place under Standard chimney temperatures and pressures. Consequently, the processes of the present invention are suitable for converting those atmospheric contaminants in useful products, especially acid acetic plus salts, such as calcium magnesium acetate (CMA) and potassium acetate (KA).

Las bacterias anaeróbicas que son conocidas para convertir monóxido de carbono y agua, o hidrógeno y dióxido de carbono, en alcoholes y ácidos y sales de ácidos, incluyen Acetobacterium kivui, A. woodii, Clostridium aceticum, Butyribacterium methylotrophicum, C. acetobutylicum, C. formoaceticum, C. kluyveri, C. thermoaceticum, C. thermocellum, C. thermohydrosulfuricum, C. thermosaccharolyticum, Eubacterium limosum, C. ljungdahlii PETC, y Peptostreptococcus productus. Las bacterias anaeróbicas conocidas para producir hidrógeno a partir de monóxido de carbono y agua, incluyen Rhodospirillum rubrum y Rhodopseudomonas gelatinosa.Anaerobic bacteria that are known to convert carbon monoxide and water, or hydrogen and carbon dioxide, into alcohols and acids and acid salts, include Acetobacterium kivui, A. woodii, Clostridium aceticum, Butyribacterium methylotrophicum, C. acetobutylicum, C. formoaceticum, C. kluyveri, C. thermoaceticum, C. thermocellum, C. thermohydrosulfuricum, C. thermosaccharolyticum, Eubacterium limosum, C. ljungdahlii PETC, and Peptostreptococcus productus . Anaerobic bacteria known to produce hydrogen from carbon monoxide and water, include Rhodospirillum rubrum and Rhodopseudomonas gelatinosa .

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Más específicamente, las especies bacterianas tales como Acetogenium kivui, Peptostreptococcus productus, Acetobacterium woodii, Clostridium thermoaceticum y Eubacterium limosum, producen acetato por medio de la reacción:More specifically, bacterial species such as Acetogenium kivui, Peptostreptococcus productus, Acetobacterium woodii, Clostridium thermoaceticum and Eubacterium limosum , produce acetate by means of the reaction:

1one

Se conocen también muchas bacterias para producir ácido acético a partir de H_{2} y de CO_{2}. Estos aislados bacterianos incluyen A. kivui, P. productus y Acetobacterium sp., las cuales utilizan fermentación homoacética al oxidizar anaeróbicamente hidrógeno y CO_{2} de acuerdo con la ecuación:Many bacteria are also known to produce acetic acid from H 2 and CO 2. These bacterial isolates include A. kivui, P. productus and Acetobacterium sp., Which use homoacetic fermentation by anaerobically oxidizing hydrogen and CO2 according to the equation:

22

La Acetobacterium woodii y la Acetoanaerobium noterae producen acetato a partir de H_{2} y de CO_{2} de acuerdo con la reacción anterior, pero adicionalmente al acetato, la A. noterae produce algo de propionato y de butirato. Otra bacteria quemolitotrófica, la Clostridium aceticum, produce acetato a partir de CO_{2} utilizando un vehículo de glicina descarboxilasa. Acetobacterium woodii and Acetoanaerobium noterae produce acetate from H 2 and CO 2 according to the previous reaction, but in addition to acetate, A. noterae produces some propionate and butyrate. Another chemolithotrophic bacterium, Clostridium aceticum , produces acetate from CO2 using a glycine decarboxylase vehicle.

Algunas bacterias, como la A kivui, la P. productus y la A woodii, producen acetato a partir de ya sea CO y H_{2}O o ya sea H_{2} y CO_{2}. La P. productus proporciona velocidades de conversión particularmente rápidas, y demuestra una alta tolerancia al CO; sin embargo, este organismo muestra una preferencia a seguir la Ecuación (1) mayor que para la Ecuación (2).Some bacteria, such as A kivui, P. productus and A woodii , produce acetate from either CO and H 2 O or either H 2 and CO 2. P. productus provides particularly fast conversion rates, and demonstrates a high tolerance to CO; however, this organism shows a preference to follow Equation (1) greater than for Equation (2).

Adicionalmente a estas bacterias que se han relacionado, se han aislado dos cepas de una clostridia adicional que producen ácido acético o etanol a partir de CO y H_{2}O o de H_{2} y CO_{2}. Una es una Clostridium ljungdahlii ERI-2 anaerobia en forma de varilla, gram positiva, no termofílica, que da producciones superiores de ácido acético y que opera a un pH bajo, que incrementa considerablemente la recuperación del producto. La C. ljungdahlii ERI-2 lleva a cabo una vigorosa fermentación acetogénica de la glucosa. También forma de manera poco frecuente esporas y lleva a cabo una fermentación principalmente acetogénica de la hexosa o H_{2}:CO_{2}. Se trata de un móvil con flagelación perétrica. Esta nueva cepa de C. ljungdahlii, conocida como ERI-2, fue aislada a partir de una fuente de agua natural y fue depositada el 8 de Diciembre de 1992, ante la American Type Culture Collection (ATCC), Rockville, Maryland, acceso núm. 55380.In addition to these related bacteria, two strains of an additional clostridia that produce acetic acid or ethanol have been isolated from CO and H 2 O or from H 2 and CO 2. One is an anaerobic Clostridium ljungdahlii ERI-2 rod-shaped, gram positive, non-thermophilic, which gives superior productions of acetic acid and operates at a low pH, which greatly increases the recovery of the product. C. ljungdahlii ERI-2 carries out a vigorous acetogenic fermentation of glucose. It also forms spores infrequently and conducts mainly acetogenic fermentation of hexose or H2: CO2. It is a mobile with perimeter flagellation. This new strain of C. ljungdahlii , known as ERI-2, was isolated from a natural water source and was deposited on December 8, 1992, before the American Type Culture Collection (ATCC), Rockville, Maryland, access no. . 55380

Para la preparación de los productos de la presente invención, se pueden utilizar "cepas mezcladas" de las bacterias enumeradas en lo que antecede. Mediante cepas mezcladas, se indica una mezcla de cultivo de dos o más bacterias anaeróbicas. Esta cepa mezclada, cuando se utiliza en el proceso descrito en la presente memoria, produce ácido acético. También puede ser utilizada para producir otros ácidos orgánicos o sales de los mismos, alcoholes, hidrógeno, SCP, etc.For the preparation of the products of the In the present invention, "mixed strains" of the  bacteria listed above. Through mixed strains, a culture mixture of two or more anaerobic bacteria is indicated. This mixed strain, when used in the process described in the Present memory, produces acetic acid. Can also be used to produce other organic acids or salts of themselves, alcohols, hydrogen, SCP, etc.

En el desarrollo de la presente invención, se han aislado nuevas cepas de bacterias anaeróbicas que ejecutan esta conversión con alta eficacia. Adicionalmente, las modificaciones de las condiciones de fermentación pueden dar como resultado la producción de etanol en vez de ácido acético en algunas cepas. Dependiendo del (de los) microorga-
nismo(s) utilizado(s), las variables que deben ser consideradas en la formación de productos a partir de gases residuales incluyen constituyentes y concentraciones de nutrientes, el medio, la presión, la temperatura, la velocidad del flujo de gas, la velocidad del flujo de líquido, el pH de la reacción, la velocidad de agitación (si se utiliza un Reactor de Tanque Agitado de Manera Continua), el nivel de inoculación, las concentraciones máximas de substrato (gas introducido) para evitar la inhibición, las concentraciones máximas de producto para evitar la inhibición.
In the development of the present invention, new strains of anaerobic bacteria that execute this conversion with high efficiency have been isolated. Additionally, modifications of the fermentation conditions may result in the production of ethanol instead of acetic acid in some strains. Depending on the microorga-
nism (s) used, the variables that should be considered in the formation of products from waste gases include constituents and nutrient concentrations, the medium, pressure, temperature, gas flow rate, speed of the liquid flow, the reaction pH, the stirring speed (if a Continuous Agitated Tank Reactor is used), the level of inoculation, the maximum substrate concentrations (introduced gas) to avoid inhibition, concentrations product maximums to prevent inhibition.

De acuerdo con un ejemplo de realización de la presente invención y según se ha mostrado en la Figura 1 de los dibujos, una primera etapa del proceso de conversión consiste en la preparación del medio nutriente (10) para la bacteria anaeróbica. El contenido del medio nutriente podrá variar en base al tipo de anaerobio utilizado y del producto deseado. Los nutrientes son alimentados de forma continua a un bio-reactor o fermentador (12), que consiste en uno o más vasos y/o torres de un tipo que incluye el Agitado en Continuo (CSTR), el de Célula Inmovilizada (ICR), el de Lecho de Goteo (TBR), el de Columna de Burbuja, los Fermentadores de Elevación de Gas, u otro tipo de reactor de fermentación adecuado. Dentro del bio-reactor (12) reside el cultivo, ya sea una especie simple o ya sea mezclada, de las bacterias anaeróbicas utilizadas en el proceso de conversión de gas. Para los CSTRs, TBRs, Columnas de Burbuja y Fermentadores de Elevación de Gas, estas bacterias viven dispersadas a través de la fase líquida del reactor, pero para los ICRs, las bacterias se adhieren a un medio de empaquetamiento interno. Este medio de empaquetamiento debe proporcionar un área superficial máxima, una elevada velocidad de transferencia de masa, una baja caída de presión, una distribución uniforme del gas y del líquido, y debe minimizar el atoramiento, la contaminación, la jerarquización y el acanalamiento de la pared. Ejemplos de tales medios materiales son los soportes Berl cerámicos, los anillos Raschig u otros empaquetamientos de alto rendimiento.According to an embodiment example of the present invention and as shown in Figure 1 of the drawings, a first stage of the conversion process consists of the Preparation of the nutrient medium (10) for anaerobic bacteria. The content of the nutrient medium may vary based on the type of Anaerobic used and the desired product. Nutrients are continuously fed to a bio-reactor or fermenter (12), which consists of one or more vessels and / or towers of a type that includes Continuous Agitation (CSTR), that of Cell Immobilized (ICR), Drip Bed (TBR), Column Bubble, Gas Lifting Fermenters, or other type of suitable fermentation reactor. Inside of the bio-reactor (12) resides the crop, either a simple or mixed species of anaerobic bacteria used in the gas conversion process. For the CSTRs, TBRs, Bubble Columns and Gas Lifting Fermenters, these bacteria live dispersed throughout the liquid phase of reactor, but for ICRs, bacteria adhere to a medium of internal packing. This packing medium must provide a maximum surface area, a high speed of mass transfer, low pressure drop, distribution uniform of gas and liquid, and should minimize the jamming, pollution, nesting and grooving of the wall. Examples of such material means are ceramic Berl brackets, Raschig rings or other high packing performance.

Los gases residuales (14) son introducidos de forma continua en el bio-reactor (12). El gas es retenido en el bio-reactor (12) durante un período de tiempo que optimiza la eficacia del proceso. Los gases de escape (16), que contienen gases inertes y de substrato sin reaccionar, son liberados a continuación. El efluente (18) líquido se hace pasar a una centrifugadora, una membrana de fibra hueca, u otro dispositivo (20) de filtración para separar los microorganismos que arrastre. Estos microorganismos (22) son devueltos al bio-reactor (12) para mantener una alta concentración celular que produzca una velocidad de reacción más rápida (reciclado celular).Waste gases (14) are introduced from continuous form in the bio-reactor (12). Gas is retained in the bio-reactor (12) for a period of time that optimizes the effectiveness of the process. Exhaust gases (16), which contain inert and unreacted substrate gases, are released below. The effluent (18) liquid is passed to a centrifuge, a hollow fiber membrane, or other device (20) filtration to separate the microorganisms that you drag. These microorganisms (22) are returned to the bio-reactor (12) to maintain a high cell concentration that produces a faster reaction rate fast (cell recycling).

Una siguiente etapa del proceso consiste en la separación del (de los) producto(s) deseado(s) producido(s) biológicamente desde el permeato o centrifugado (24). En la realización representada en la Figura 1, el permeato o centrifugado (24) se hace pasar a una cámara (26) de extracción en la que se pone en contacto con un solvente (28). El solvente (28) debe tener un alto coeficiente de distribución respecto al producto final deseado, un alto factor de recuperación, baja toxicidad para los humanos, baja toxicidad a las bacterias, inmiscibilidad con agua, punto de ebullición apropiadamente alto, y no formar ninguna emulsión con los componentes del bio-reactor. La distribución de soluto entre el solvente y la fase acuosa, determinará la factibilidad termodinámica y la cantidad de solvente requerida para extraer el producto final. Los solventes típicos incluyen las aminas secundarias y terciarias en un solvente adecuado, el tributil fosfato, el etil acetato, el óxido de tri-octil fosfina y los compuestos relacionados, en un co-solvente adecuado, alcoholes de cadena larga, hexano, ciclohexano, cloroformo y tetracloroetileno.A next stage of the process consists of the separation of the desired product (s) produced biologically from permeate or centrifuged (24). In the embodiment depicted in Figure 1, the permeate or centrifuged (24) is passed to an extraction chamber (26) in the one that contacts a solvent (28). The solvent (28) must have a high distribution coefficient with respect to the product desired end, high recovery factor, low toxicity for humans, low toxicity to bacteria, immiscibility with water, boiling point appropriately high, and not forming any emulsion with the components of the bio-reactor. The solute distribution between the solvent and the aqueous phase, determine the thermodynamic feasibility and the amount of solvent required to extract the final product. Typical solvents include secondary and tertiary amines in a solvent suitable, tributyl phosphate, ethyl acetate, oxide tri-octyl phosphine and related compounds, in a suitable co-solvent, long chain alcohols, hexane, cyclohexane, chloroform and tetrachlorethylene.

Los nutrientes y los materiales de la fase acuosa (30) pasan de nuevo al bio-reactor (12) y la solución (32) de solvente/ácido/agua pasa a una columna (34) de destilación, en la que se calienta hasta una temperatura suficiente para separar el solvente (28) del ácido y del agua (36). El solvente (28) pasa desde la columna (34) de destilación, a través de una cámara (38) de enfriamiento para rebajar la temperatura hasta la temperatura óptima para la extracción, y a continuación de nuevo a la cámara (26) de extracción para su reutilización. La solución (36) de ácido y agua pasa a una columna (40) de destilación final, en la que el producto final (42) deseado se separa del agua y se extrae. El agua (44) es recirculada para la preparación del nutriente.Nutrients and phase materials aqueous (30) pass back to the bio-reactor (12) and the solvent / acid / water solution (32) passes to a column (34) of distillation, in which it is heated to a sufficient temperature to separate solvent (28) from acid and water (36). Solvent (28) passes from the distillation column (34), through a cooling chamber (38) to lower the temperature to the optimum temperature for extraction, and then back to the extraction chamber (26) for reuse. The solution (36) of acid and water passes to a final distillation column (40), in which the desired final product (42) is separated from the water and extract. Water (44) is recirculated for the preparation of nutrient

La Figura 2 muestra un proceso para la producción de acetato de calcio y magnesio anti-hielo para carreteras (CMA) (46), a partir del gas residual (48). El proceso es idéntico al proceso del ácido acético de la Figura 1 mediante extracción de solvente. Es decir, se utilizan organismos, nutrientes y condiciones de proceso idénticas en la fermentación en continuo, incluyendo los vasos de reacción.Figure 2 shows a process for calcium magnesium acetate production road anti-ice (CMA) (46), from waste gas (48). The process is identical to the acid process acetic acid of Figure 1 by solvent extraction. That is to say, organisms, nutrients and process conditions are used identical in continuous fermentation, including the vessels of reaction.

De manera similar, se emplea reciclaje celular mediante membrana de fibra hueca, centrifugación u otro dispositivo de filtración idénticamente en el proceso. Finalmente, se emplea la extracción de ácido acético en una cámara de extracción, seguido del reciclado del medio libre de ácido.Similarly, cell recycling is used by hollow fiber membrane, centrifugation or other device filtration identically in the process. Finally, the acetic acid extraction in an extraction chamber, followed of the acid-free medium recycling.

Tras la extracción, el proceso para la producción de CMA difiere considerablemente del proceso de producción de ácido acético de la Figura 1. En el proceso CMA, el solvente (50) que contiene ácido acético y una pequeña cantidad de agua, es enviado a un vaso de reacción (52) para la producción de CMA. El contenido de agua de la corriente de solvente depende del solvente utilizado para la extracción del ácido acético. De nuevo, se pueden emplear solventes tales como aminas secundarias y terciarias en un co-solvente adecuado, en tributil fosfato, etil acetato, óxido de trioctil fosfina y compuestos relacionados en un co-solvente adecuado, alcoholes de cadena larga, hexano, ciclohexano, cloroformo y tetracloroetileno, con éxito variable. El vaso de reacción (52) para CMA, es de manera más adecuada un Reactor de Tanque Agitado en Continuo (CSTR), aunque se pueden emplear otros sistemas de reactor. Una mezcla (54) de cal dolomítica y de óxido de magnesio en agua, se añade al solvente que contiene ácido acético y agua. La reacción ocurre para producir CMA en solución acuosa al, o por debajo del, nivel de satura-
ción.
After extraction, the CMA production process differs considerably from the acetic acid production process of Figure 1. In the CMA process, the solvent (50) containing acetic acid and a small amount of water is sent to a reaction vessel (52) for the production of CMA. The water content of the solvent stream depends on the solvent used for the extraction of acetic acid. Again, solvents such as secondary and tertiary amines can be used in a suitable co-solvent, in tributyl phosphate, ethyl acetate, trioctyl phosphine oxide and related compounds in a suitable co-solvent, long chain alcohols, hexane, cyclohexane, chloroform and tetrachlorethylene, with variable success. The reaction vessel (52) for CMA, is more suitably a Continuous Agitated Tank Reactor (CSTR), although other reactor systems may be employed. A mixture (54) of dolomitic lime and magnesium oxide in water is added to the solvent containing acetic acid and water. The reaction occurs to produce CMA in aqueous solution at, or below, the saturation level.
tion.

El CMA, el agua y el solvente (56), son enviados a continuación a un dispositivo (58) de sedimentación, para separar las fases acuosa y de solvente. La fase (60) de solvente es devuelta a la cámara de extracción para el reciclado. El CMA/agua (62) es enviado al secado/granulación para producir un producto CMA granulado.The CMA, water and solvent (56), are sent then to a settling device (58), to separate the aqueous and solvent phases. The solvent phase (60) is returned to the extraction chamber for recycling. The CMA / water (62) is sent to drying / granulation to produce a CMA product granulated.

Se puede producir acetato de potasio (KA) como producto alternativo sustituyendo potasa cáustica (u óxido de potasio) por la cal dolomítica. Puesto que el KA se produce como solución acuosa al 50 por ciento, no se requiere secado ni granulación.Potassium acetate (KA) can be produced as alternative product replacing caustic potash (or oxide of potassium) by dolomitic lime. Since KA is produced as 50 percent aqueous solution, no drying or drying required granulation.

Así, de acuerdo con la presente invención, resulta ahora posible producir ácido acético y sales de ácido acético valiosos mediante la fermentación de un substrato gaseoso, no solo reduciendo el consumo de valiosas materias primas, sino también eliminando peligrosos contaminantes atmosféricos de las corrientes de gases residuales de muchas industrias. Los procesos anteriores para extraer biológicamente estos productos químicos, estaban basados en la fermentación de azúcares.Thus, in accordance with the present invention, It is now possible to produce acetic acid and acid salts valuable acetic by fermentation of a gaseous substrate, not only reducing the consumption of valuable raw materials, but also removing dangerous air pollutants from waste gas streams from many industries. The processes above to biologically extract these chemicals, They were based on the fermentation of sugars.

En los procesos que se han descrito en lo que antecede, se prefiere que el proceso se lleve a cabo a una presión por encima de 1 atmósfera. Con preferencia, se prefiere que sea llevado a cabo a presiones de hasta 30 atmósferas, y más preferiblemente hasta 20 atmósferas, y más preferiblemente hasta 15 atmósferas.In the processes that have been described in what above, it is preferred that the process be carried out at a pressure above 1 atmosphere. Preferably, it is preferred that it be carried out at pressures of up to 30 atmospheres, and more preferably up to 20 atmospheres, and more preferably up to 15 atmospheres

Los ejemplos específicos que siguen han sido elegidos para ilustrar, aunque sin limitación, la presente invención. A menos que se indique otra cosa, todas las partes y porcentajes contenidos en la descripción y en las reivindicaciones, están basados en volumen.The specific examples that follow have been chosen to illustrate, but not limited to, the present invention. Unless otherwise indicated, all parties and percentages contained in the description and in the claims, They are based on volume.

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Ejemplo 1Example one

Producción de ácido acético a partir de gases residuales de negro de carbonoProduction of acetic acid from waste gases of carbon black

Este ejemplo va dirigido a un proceso utilizado para convertir el gas residual de una composición que equivale a la de evacuación de un horno de fabricación de negro de carbono, en ácido acético. El gas residual tiene una composición de alrededor de un 13 por ciento de monóxido de carbono, un 14 por ciento de hidrógeno, y un 15 por ciento de dióxido de carbono, siendo el 58 por ciento restante principalmente nitrógeno con rastros de oxígeno y compuestos de azufre. Los gases residuales se producen como resultado de una oxidación parcial de gas o de petróleo con aire insuficiente para formar carbono amorfo, con alrededor de 1,2 kg de monóxido de carbono producido por kg de carbono elemental. Estos gases residuales constituyen un serio problema de contaminación atmosférica, y también representan un recurso valioso de materia prima química que en la actualidad no está siendo recuperada.This example is aimed at a process used to convert the residual gas of a composition that is equivalent to the of evacuation of a carbon black manufacturing furnace, in acetic acid. The waste gas has a composition of around of 13 percent carbon monoxide, 14 percent of hydrogen, and 15 percent carbon dioxide, 58 being percent remaining mainly nitrogen with traces of oxygen and sulfur compounds. Waste gases are produced as result of a partial oxidation of gas or oil with air insufficient to form amorphous carbon, with about 1.2 kg of Carbon monoxide produced per kg of elemental carbon. These waste gases constitute a serious pollution problem atmospheric, and also represent a valuable resource of matter Chemical premium that is currently not being recovered.

En el desarrollo del presente proceso, fueron estudiadas dos rutas distintas para producir ácido acético a partir de gases residuales de negro de carbono. La ruta directa convierte CO y H_{2}O o H_{2} y CO_{2} directamente en ácido acético de acuerdo con las Ecuaciones (1) y (2), respectivamente. Una ruta indirecta incluye la conversión de CO y H_{2}O en H_{2} y CO_{2} mediante reacción de cambio de vapor de agua, seguido de la producción de ácido acético a partir de H_{2} y CO_{2}. Se encontró que esta ruta indirecta constituía una utilización menos eficiente de la tecnología.In the development of the present process, they were studied two different routes to produce acetic acid from of residual carbon black gases. The direct route converts CO and H 2 O or H 2 and CO 2 directly in acetic acid of according to Equations (1) and (2), respectively. A route indirect includes the conversion of CO and H2O into H2 and CO2 by water vapor change reaction, followed by the production of acetic acid from H 2 and CO 2. Be found that this indirect route constituted less use Technology efficient.

Los acetógenos probados han sido resumidos en la Tabla 1. Entre estas bacterias que producen ácido acético directamente a partir de CO, la A. kivui y la cepa recientemente aislada, la C. ljungdahlii ERI-2, muestran velocidades muy superiores para la utilización de ambos CO y H_{2}. La experimentación adicional prosiguió utilizando estas dos bacterias anaeróbicas.The tested acetogens have been summarized in Table 1. Among these bacteria that produce acetic acid directly from CO, A. kivui and the recently isolated strain, C. ljungdahlii ERI-2, show much higher speeds for the use of both CO and H2. Additional experimentation continued using these two anaerobic bacteria.

Existen ventajas obvias en cuanto a las bacterias que utilizan monóxido de carbono e hidrógeno simultáneamente. Esto podría conducir a un uso más eficiente de los gases residuales, y a la eliminación de una cantidad más grande de contaminantes atmosféricos.There are obvious advantages in terms of bacteria that use carbon monoxide and hydrogen simultaneously. This could lead to more efficient use of waste gases, and to the elimination of a larger amount of air pollutants

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Operación a Nivel de Banco de Pruebas del Proceso Descrito para Producir Ácido AcéticoOperation at the Test Bank Level of the Process Described for Produce Acetic Acid

Según se muestra en la Figura 3 de los dibujos, y de acuerdo con una realización de la presente invención, se muestra un sistema de conversión continua a nivel de banco de pruebas que incluye un fermentador BioFlo IIC (150) de New Brunswick Scientific Co., Inc., Edison, NJ. El fermentador (150) está equipado con un motor de agitación, un controlador de pH, un controlador de espuma, un termostato, una sonda de oxígeno disuelto, una bomba de nutriente, y un vaso de cultivo de 2,5 l. El volumen de trabajo es variable (1,5 - 2,0 l). Otros parámetros operativos variables incluyen la velocidad de alimentación del medio (velocidad de dilución), velocidad del flujo de gas (tiempo de retención de gas), y agitación (rpm). Los gases ventilados o de evacuación, salen del fermentador (150) a través de un condensador fijado a una tapa ventilada, por medio de un colector de agua y de un puerto de toma de muestras.As shown in Figure 3 of the drawings, and according to an embodiment of the present invention, shows a continuous conversion system at the bank level of tests including a New BioFlo IIC fermenter (150) Brunswick Scientific Co., Inc., Edison, NJ. The fermenter (150) It is equipped with a stirring motor, a pH controller, a foam controller, a thermostat, a dissolved oxygen probe,  a nutrient pump, and a 2.5 l culture vessel. The volume Working is variable (1.5 - 2.0 l). Other operational parameters variables include the medium feed rate (speed dilution), gas flow rate (retention time of gas), and stirring (rpm). Ventilated or exhaust gases leave  of the fermenter (150) through a condenser fixed to a lid ventilated, by means of a water collector and an intake port of samples.

El caldo de cultivo (152) es reciclado a través de un módulo (154) de fibra hueca de flujo transversal por medio de una bomba peristáltica (de Cole Parmer). La velocidad de reciclaje es de alrededor de 80-100 ml/min. El módulo (154) de fibra hueca tiene las siguientes características: el área superficial es de 325 cm^{2} (0,35 ft^{2}), el tamaño de poro es de 0,2 \mum, y el diámetro de lumen es de 1 mm. El permeato (156) es bombeado hasta un tanque (158) de almacenaje (depósito de alimentación). Las células del cultivo son devueltas al fermentador a lo largo de la línea
(155).
The culture broth (152) is recycled through a hollow fiber module (154) of transverse flow through a peristaltic pump (from Cole Parmer). The recycling speed is around 80-100 ml / min. The hollow fiber module (154) has the following characteristics: the surface area is 325 cm 2 (0.35 ft 2), the pore size is 0.2 µm, and the diameter of lumen is 1 mm. The permeate (156) is pumped to a storage tank (158) (feed tank). Culture cells are returned to the fermenter along the line
(155).

Un sistema de extracción de ácido acético a contracorriente, que incluye componentes de sedimentador y mezclador de dos etapas, incluye un primer y un segundo mezcladores (160) y (162), y un primer y un segundo tanques (164) y (166) de sedimentación. El permeato (168) procedente del depósito (158) es bombeado hasta el mezclador (160) a través de un controlador (170) de flujo. El solvente (172) es bombeado hasta el mezclador (162) desde el depósito (174) de solvente a través de un controlador (176) de flujo. Tanto el mezclador (160) como el mezclador (162) están equipados con un mecanismo de agitación para conseguir una buena mezcla de la fase acuosa y de la fase solvente. La mezcla de ambas fases de los mezcladores (160) y (162), se lleva a sedimentadores (164) y (166), respectivamente. La separación de fase se realiza en los sedimentadores.An acetic acid extraction system a countercurrent, which includes settler and mixer components  two-stage, includes a first and a second mixer (160) and (162), and a first and second tanks (164) and (166) of sedimentation. The permeate (168) from the reservoir (158) is pumped to the mixer (160) through a controller (170) flow. The solvent (172) is pumped to the mixer (162) from the solvent tank (174) through a controller (176) flow. Both the mixer (160) and the mixer (162) they are equipped with a stirring mechanism to achieve a good mixture of the aqueous phase and the solvent phase. The mixture of both phases of the mixers (160) and (162), takes settlers (164) and (166), respectively. The separation of phase is performed in the settlers.

La fase acuosa (178) procedente del sedimentador (164), es bombeada al mezclador (162), la fase solvente procedente del sedimentador (164) es bombeada a un separador (182), la fase acuosa (184) procedente del sedimentador (186) es bombeada a un depósito (186) de refinado, y la fase solvente (188) procedente del sedimentador (166) es bombeada al mezclador (160). El refinado es reciclado al CSTR (150) a lo largo de una línea (190). Esta línea (190) de reciclado se sangra parcialmente en (192) para eliminar factores de inhibición.The aqueous phase (178) from the settler (164), the solvent phase is pumped to the mixer (162) from the settler (164) is pumped to a separator (182), the phase aqueous (184) from the settler (186) is pumped to a refining tank (186), and the solvent phase (188) from the Settler (166) is pumped to the mixer (160). The refined is recycled to the CSTR (150) along a line (190). This line (190) of recycling is partially bled in (192) to remove inhibition factors

El solvente (180) cargado de ácido acético, es bombeado hasta un frasco (194) de destilación a través de un pre-calentador (196). El frasco (194) de destilación está equipado con dos termopares (196) y (198) para monitorizar y controlar la temperatura en fase líquida y en fase gaseosa. La temperatura de calentamiento para la destilación se establece con vistas a conseguir la máxima evaporación del ácido acético. Los vapores de ácido acético son condensados en un condensador (100) y recogidos en un frasco (102). El solvente estropeado (104) es bombeado a través de un serpentín (106) de refrigeración hasta el depósito (174) de solvente.The solvent (180) charged with acetic acid is pumped to a distillation bottle (194) through a pre-heater (196). The distillation bottle (194) It is equipped with two thermocouples (196) and (198) to monitor and control the temperature in the liquid phase and in the gas phase. The heating temperature for distillation is set with in order to achieve maximum evaporation of acetic acid. The acetic acid vapors are condensed in a condenser (100) and collected in a jar (102). The damaged solvent (104) is pumped through a cooling coil (106) to the solvent tank (174).

Una operación a escala de banco de pruebas del proceso descrito según se ha esquematizado en la Figura 3, fue fabricada en el laboratorio para determinar rendimientos cuantitativos bajo condiciones optimizadas. La mezcla de nutriente alimentada al cultivo fue como sigue:A test-scale operation of the process described as outlined in Figure 3, was manufactured in the laboratory to determine yields Quantitative under optimized conditions. The nutrient mixture fed to the crop was as follows:

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1. 80,0 ml de una sal compuesta por:1. 80.0 ml of a salt composed of:

33

2. 1,0 g de extracto de levadura2. 1.0 g of yeast extract

3. 1,0 g de tripticasa3. 1.0 g of tripticase

4. 3,0 ml de solución metálica de rastreo PFN (Pfenning):4. 3.0 ml of PFN metal tracking solution (Pfenning):

300300

5. 10,0 ml de vitaminas B:5. 10.0 ml of B vitamins:

301301

6. 0,5 g de cisteína HCl6. 0.5 g of cysteine HCl

7. 0,06 de CaCl_{2}.2H_{2}O7. 0.06 CaCl2 .2H2O

8. 2,0 g de NaHCO_{3}8. 2.0 g of NaHCO 3

9. 1,0 ml de Resazurin (0,01%)9. 1.0 ml of Resazurin (0.01%)

10. 920,0 ml de agua destilada. Para su uso con A kivui, la solución de nutriente fue ajustada a un pH de 6,6, mientras que para la nueva cepa, C. ljungdahlii ERI-2, el pH fue ajustado a 4,9. La capacidad de operar a un pH más bajo es un gran ventaja en la recuperación de ácido acético. La solución fue rociada a continuación durante 20 minutos con una atmósfera del 20% de CO_{2} y el 80% de N, y a continuación transferida anaeróbicamente y sometida a autoclave durante 15 minutos.10. 920.0 ml of distilled water. For use with A kivui , the nutrient solution was adjusted to a pH of 6.6, while for the new strain, C. ljungdahlii ERI-2, the pH was adjusted to 4.9. The ability to operate at a lower pH is a great advantage in the recovery of acetic acid. The solution was then sprayed for 20 minutes with an atmosphere of 20% CO2 and 80% N, and then anaerobically transferred and autoclaved for 15 minutes.

Numerosos experimentos fueron llevados a cabo con ambos Reactores Agitados en Continuo (CSTR) y Reactores de Células Inmovilizadas (ICR). Los resultados obtenidos han sido ejemplificados en los datos que siguen.Numerous experiments were carried out with both Continuous Agitated Reactors (CSTR) and Reactors Immobilized Cells (ICR). The results obtained have been exemplified in the following data.

Experimentos CSTR Utilizando las Cepas bacterianas A. kivui y C. ljungdahlii ERI-2CSTR Experiments Using Bacterial Strains A. kivui and C. ljungdahlii ERI-2

El sistema a escala de banco de pruebas que opera con el CSTR y las bacterias anaeróbicas, C. ljungdahlii ERI-2 y A. kivui, consistió en un fermentador New Brunswick BioFlo IIc, una unidad de membrana de fibra hueca para reciclaje celular, y columnas de extracción y de destilación. La mezcla de nutriente fue alimentada a un bio-reactor a una velocidad de 3,2 metros cúbicos por minuto. La capacidad del reactor era de 2,5 litros, en cuyo interior se mantuvo un nivel de fluido constante de 1,5 litros. El fluido fue agitado a velocidades variables de hasta 1000 revoluciones por minuto con gas introducido a una velocidad de aproximadamente 500 centímetros cúbicos por minuto. Los tiempos óptimos de retención estuvieron en la gama de los tres minutos. El gas alimentado varió con su captación por parte de las bacterias, lo que a su vez fue una función de la densidad celular.The test-scale system that operates with CSTR and anaerobic bacteria, C. ljungdahlii ERI-2 and A. kivui , consisted of a New Brunswick BioFlo IIc fermenter, a hollow fiber membrane unit for cell recycling, and extraction and distillation columns. The nutrient mixture was fed to a bio-reactor at a rate of 3.2 cubic meters per minute. The reactor capacity was 2.5 liters, inside which a constant fluid level of 1.5 liters was maintained. The fluid was stirred at variable speeds of up to 1000 revolutions per minute with gas introduced at a speed of approximately 500 cubic centimeters per minute. Optimal retention times were in the range of three minutes. The fed gas varied with its uptake by bacteria, which in turn was a function of cell density.

El líquido procedente del bio-reactor se hizo pasar a la membrana de fibra hueca a una velocidad de 55 a 70 milímetros por minuto. Desde la membrana de fibra hueca, el permeato fue acumulado en una proporción de 1,5 milímetros por minuto. El análisis de este permeato indica que la concentración de ácido acético/acetato en esta etapa está en una gama que excede de los 20 gramos por litro. Operando a un pH de 4,9, el 42 por ciento de este producto estuvo en forma de ácido utilizando C. ljungdahlii ERI-2. Para la A. kivui, la producción de ácido fue solamente del 1,4 por ciento. Los resultados de diversos desarrollos para las dos bacterias, incluyendo las velocidades de conversión y los rendimientos de producto, han sido resumidos en las Tablas 2 y 3.The liquid from the bio-reactor was passed to the hollow fiber membrane at a speed of 55 to 70 millimeters per minute. From the hollow fiber membrane, permeate was accumulated at a rate of 1.5 millimeters per minute. The analysis of this permeate indicates that the concentration of acetic acid / acetate at this stage is in a range that exceeds 20 grams per liter. Operating at a pH of 4.9, 42 percent of this product was in the form of acid using C. ljungdahlii ERI-2. For A. kivui , acid production was only 1.4 percent. The results of various developments for the two bacteria, including conversion rates and product yields, have been summarized in Tables 2 and 3.

Experimentos ICR Utilizando la Cepa Bacteriana C. ljungdahlii ERI-2ICR Experiments Using Bacterial Strain C. ljungdahlii ERI-2

Un Reactor de Célula Inmovilizada (ICR), consistente en un tubo de vidrio de 5,08 cm (2 pulgadas) de diámetro externo por 61 cm (24 pulgadas) de alto, empaquetado con tejido para soportar las células, y Enkamat 7020 como medio de inmovilización, fue probado en el proceso de producción de ácido acético. Con la C. ljungdahlii ERI-2 como anaerobio acetogénico, el 100 por ciento del monóxido de carbono y el 79 por ciento del hidrógeno fueron convertidos en un tiempo de retención de gas de 20 minutos. Las concentraciones de ácido acético en el líquido extraído fueron de aproximadamente 6,0 gramos por litro. Los resultados de los estudios del ICR han sido resumidos en la Tabla 4.An Immobilized Cell Reactor (ICR), consisting of a glass tube 5.08 cm (2 inches) external diameter by 61 cm (24 inches) high, packed with tissue to support the cells, and Enkamat 7020 as a medium of immobilization, it was tested in the process of acetic acid production. With C. ljungdahlii ERI-2 as an acetogenic anaerobe, 100 percent of the carbon monoxide and 79 percent of the hydrogen were converted to a gas retention time of 20 minutes. The acetic acid concentrations in the extracted liquid were approximately 6.0 grams per liter. The results of the ICR studies have been summarized in Table 4.

El ICR tiene un cierto atractivo a escala industrial debido a que los costes energéticos para operar el reactor son significativamente reducidos. La selección apropiada de los materiales de empaquetado, de las fases de solución y de las presiones, puede ocasionar una producción que se aproxime a la del CSTR.The ICR has a certain appeal at scale industrial because the energy costs to operate the reactor are significantly reduced. The appropriate selection of packaging materials, solution phases and pressures, can cause a production that approximates that of the CSTR

Recuperación de Ácido AcéticoAcetic Acid Recovery

Se probaron varios solventes para la recuperación de ácido acético a partir del permeato, habiéndose resumido los resultados en la Tabla 5. El tributil fosfato fue identificado como el que tenía tanto un alto coeficiente de distribución como un alto punto de ebullición. El solvente y el permeato procedentes del separador celular, fueron mezclados en un proceso de extracción de dos etapas. Alternativamente, se podía haber utilizado una columna de extracción. El permeato fue introducido en un frasco de 3 litros en el que se mezcló con el solvente de llegada. Una relación de 1 parte de solvente por 1 parte de permeato, se comportó bien y proporcionó velocidades de recuperación elevadas. Los fluidos combinados se hicieron pasar desde el mezclador hasta una cámara de sedimentación de 4 litros en la que la mezcla de solvente/ácido acético fue separada, como fase de baja densidad, del agua y los nutrientes. Se utilizaron tiempos de retención de aproximadamente 15 minutos en los tanques de sedimentación. La fase de densidad más baja fue extraída y alimentada a un frasco de destilación. El refinado se hizo pasar desde el primer sedimentador hasta un segundo mezclador donde fue puesto en contacto de nuevo con el solvente, y a continuación retirado a una segunda cámara de sedimentación. Esto permitió una extracción más completa del ácido acético; la recuperación de ácido se incrementó desde el 82 por ciento hasta por encima del 96 por ciento utilizando tributil fosfato. La mezcla de solvente/ácido acético procedente de este sedimentador, fue devuelta al primer mezclador, mientras que el refinado de agua y sustancias orgánicos se hizo pasar de nuevo al bio-reactor.Several solvents were tested for acetic acid recovery from permeate, having summarized the results in Table 5. Tributyl phosphate was identified as the one that had both a high coefficient of distribution as a high boiling point. The solvent and the permeate from the cell separator, were mixed in a Two stage extraction process. Alternatively, you could Having used an extraction column. The permeate was introduced in a 3 liter bottle in which it was mixed with the arrival solvent. A ratio of 1 part of solvent to 1 part of permeate, behaved well and provided speeds of high recovery The combined fluids were passed from the mixer to a 4 liter settling chamber in which the solvent / acetic acid mixture was separated as a phase Low density, water and nutrients. Times were used retention time of approximately 15 minutes in tanks sedimentation. The lowest density phase was extracted and fed to a distillation bottle. The refined was passed from the first settler to a second mixer where it was contacted again with the solvent, and then removed to a second settling chamber. This allowed a more complete extraction of acetic acid; acid recovery increased from 82 percent to over 96 percent cent using tributyl phosphate. The solvent / acid mixture acetic coming from this settler, was returned to the first mixer while refining water and organic substances It was passed back to the bio-reactor.

La unidad de destilación fue un frasco de 5 litros con una cuba de ebullición. Una columna común de destilación, con reflujo, podría haber sido utilizada para la recuperación completa del ácido. Debido al alto punto de ebullición del tributil fosfato, se realizó una recuperación casi completa en una sola etapa. La mezcla de solvente/ácido acético fue calentada a 120ºC, con el ácido acético recopilado en la parte alta de un serpentín de condensación. En este sistema de etapa única, se alcanzaron eficiencias de destilación del 70 por ciento.The distillation unit was a bottle of 5 liters with a boiling tank. A common distillation column,  with reflux, could have been used for recovery full of acid. Due to the high boiling point of the tributyl phosphate, an almost complete recovery was performed in a single stage. The solvent / acetic acid mixture was heated to 120 ° C, with acetic acid collected on top of a coil of condensation. In this single stage system, they were reached distillation efficiencies of 70 percent.

También se pusieron a prueba las mezclas de solvente, y los coeficientes de distribución de las mezclas de solvente han sido resumidos en la Tabla 6.The mixtures of solvent, and the distribution coefficients of mixtures of Solvents have been summarized in Table 6.

Ejemplo 2Example 2

Producción de ácido acético a partir de gases residuales de negro de carbono a presiones más altasProduction of acetic acid from waste gases of carbon black at higher pressures

El transporte de masa en las reacciones celulares puede ser aumentado adicionalmente operando el sistema a presiones incrementadas. Los experimentos de tanda simple fueron llevados a cabo con vistas a probar la dinámica de este sistema. Se encontró que las velocidades de reacción se incrementaban en proporción lineal a la presión, con una reducción correspondiente en el tiempo de retención efectiva. Otra ventaja de operar a presión incrementada consiste en que el volumen del reactor puede ser también reducido de forma lineal, es decir, la operación a una presión de 10 atmósferas (1 x 10^{6} N.m^{-2}) requiere un reactor con la décima parte del volumen de un reactor que opere a 1 atmósfera (1 x 10^{5} N.m^{-2}). Las Figuras 4 y 5 muestran el incremento de la densidad celular y de la concentración de ácido acético, respectivamente, con presión incrementada. Esta concentración de ácido acético excede en gran medida las concentraciones de tanda típicas para un reactor por tandas a presión atmosférica.Mass transport in reactions cell phones can be further increased by operating the system to increased pressures The simple batch experiments were carried out with a view to testing the dynamics of this system. Be found that reaction rates increased by linear proportion to pressure, with a corresponding reduction in the effective retention time. Another advantage of operating under pressure increased is that the reactor volume can be also reduced linearly, that is, the operation to a 10 atmosphere pressure (1 x 10 6 N.m -2) requires a reactor with one tenth of the volume of a reactor operating at 1 atmosphere (1 x 10 5 N.m -2). Figures 4 and 5 show the increase in cell density and acid concentration acetic, respectively, with increased pressure. This Acetic acid concentration greatly exceeds typical batch concentrations for a batch reactor at atmospheric pressure.

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Ejemplo 3Example 3

Producción de ácido acético a partir de gases residuales de negro de carbono con surfactantesProduction of acetic acid from waste gases of carbon black with surfactants

El transporte de masa se incrementó también con el uso de surfactantes. La Tabla 7 presenta los resultados de las pruebas de captación de monóxido de carbono realizadas sobre C. ljungdahlii ERI-2 con la presión de varios surfactantes comerciales. En cada caso, el valor de control del 100 (por ciento) representa la captación de CO en la fermentación por tanda, y el valor de la muestra, el porcentaje del control en la fermentación por tanda en presencia del surfactante.Mass transport was also increased with the use of surfactants. Table 7 presents the results of the carbon monoxide uptake tests performed on C. ljungdahlii ERI-2 with the pressure of several commercial surfactants. In each case, the control value of 100 (percent) represents the uptake of CO in batch fermentation, and the sample value, the percentage of control in batch fermentation in the presence of the surfactant.

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TABLA 1TABLE 1 Bacterias acetogénicas probadas para conversión de CO, H_{2} y CO_{2}Acetogenic bacteria tested for conversion of CO, H 2 and CO 2

       \vskip1.000000\baselineskip\ vskip1.000000 \ baselineskip
    

55

66

77

88

TABLA 5TABLE 5 Estudio de Coeficiente de Distribución de Ácido AcéticoAcid Distribution Coefficient Study Acetic

99

       \vskip1.000000\baselineskip\ vskip1.000000 \ baselineskip
    
TABLA 6TABLE 6 Coeficientes de Distribución de Solventes MezcladosSolvent Distribution Coefficients Mixed

1010

11eleven

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TABLA 7TABLE 7 Consumo de co por ERI-2 en presencia de surfactantesCo consumption by ERI-2 in presence of surfactants

1212

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Ejemplo 4Example 4

Producción de CMA a partir de gas residual de negro de carbonoCMA production from waste black gas from carbon

Gas residual de negro de carbono que contenía alrededor de un 14 por ciento de CO, 17 por ciento de H_{2} y 4 por ciento de CO_{2}, como componentes principales en N_{2}, es rociado en un reactor de tanque agitado en continuo, mantenido a 6 atmósferas (6 x 10^{5} N.m^{-2}) y 37ºC, y que contenía un depósito 55380 de ERI-2 ATCC de aislado de Clostridium ljungdahlii. Los gases residuales se producen como resultado de la oxidación parcial de hidrocarburos con aire insuficiente para formar carbono amorfo, con alrededor de 1,2 kg de monóxido de carbono producido por kg de carbono elemental. Estos gases residuales constituyen un serio problema de contaminación atmosférica y también representan un valioso recurso de materia prima química que no está siendo recuperado actualmente. El tiempo de retención de gas (definido como la relación del volumen del reactor respecto a la velocidad de flujo del gas en condiciones estándar), se mantiene en 0,52 minutos. Un medio líquido acuoso que contiene agua, sales de base, vitaminas B, una fuente de nitrógeno y una fuente sulfuro, se alimenta al reactor a una velocidad de dilución de líquido (definida como la relación de la velocidad de flujo de líquido respecto al volumen del reactor) de 1,05 h^{-1}. La velocidad de agitación en este reactor es de 322 rpm, la temperatura es de 37ºC, y el pH de operación es de 5,03. Bajo estas condiciones, la conversión de CO fue del 83 por ciento, y la conversión de H_{2} fue del 54 por ciento. Una unidad de reciclaje celular de membrana de fibra hueca, se utiliza para mantener una concentración celular de 10,5 g/l en el interior del reactor. La corriente de producto de ácido acético diluido/acetato procedente del reactor, que contiene 13,2 g/l de ácido acético/ acetato, es enviada a un dispositivo de extracción a contracorriente de tres etapas, donde es extraída con solvente. La relación del solvente respecto al producto alimentado es de 1 a 4. El ácido acético en la corriente de producto de ácido acético/acetato es de 3,7 g/l. La concentración de ácido acético en el solvente que abandona el extractor es de 16,7 g/l. El agua (medio) de extracción se envía de nuevo al fermentador como reciclado.Residual carbon black gas containing about 14 percent of CO, 17 percent of H2 and 4 percent of CO2, as main components in N2, is sprayed in a reactor continuously stirred tank, maintained at 6 atmospheres (6 x 10 5 Nm -2) and 37 ° C, and containing a 55380 tank of ERI-2 ATCC isolated from Clostridium ljungdahlii . Residual gases are produced as a result of the partial oxidation of hydrocarbons with insufficient air to form amorphous carbon, with about 1.2 kg of carbon monoxide produced per kg of elemental carbon. These waste gases constitute a serious air pollution problem and also represent a valuable chemical raw material resource that is not currently being recovered. The gas retention time (defined as the ratio of the reactor volume to the gas flow rate under standard conditions) is maintained at 0.52 minutes. An aqueous liquid medium containing water, base salts, B vitamins, a nitrogen source and a sulfur source is fed to the reactor at a liquid dilution rate (defined as the ratio of the flow rate of liquid to volume from the reactor) of 1.05 h -1. The stirring speed in this reactor is 322 rpm, the temperature is 37 ° C, and the operating pH is 5.03. Under these conditions, the CO conversion was 83 percent, and the H2 conversion was 54 percent. A hollow fiber membrane cell recycling unit is used to maintain a cell concentration of 10.5 g / l inside the reactor. The product stream of diluted acetic acid / acetate from the reactor, containing 13.2 g / l acetic acid / acetate, is sent to a three-stage countercurrent extraction device, where it is extracted with solvent. The ratio of the solvent to the fed product is 1 to 4. The acetic acid in the acetic acid / acetate product stream is 3.7 g / l. The concentration of acetic acid in the solvent leaving the extractor is 16.7 g / l. The extraction water (medium) is sent back to the fermenter as recycled.

La cal dolomítica/ MgO se añade al ácido acético directamente en la fase solvente para formar CMA. Después de la reacción, la solución de CMA saturada es enviada para su secado, y se forma una granulación de 1,15 kg de CMA que contiene una relación molar de Ca^{2+}/Mg^{2+} de 3/7 por kg de ácido acético.Dolomitic lime / MgO is added to acetic acid directly in the solvent phase to form CMA. After the reaction, the saturated CMA solution is sent for drying, and a granulation of 1.15 kg of CMA is formed that contains a Ca 2+ / Mg 2+ molar ratio of 3/7 per kg of acid acetic.

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Ejemplo 5Example 5

Producción de ácido acético a partir de gas residual de negro de carbonoProduction of acetic acid from residual black gas of carbon

Gas residual de negro de carbono que contiene alrededor de un 14 por ciento de H_{2} y un 4 por ciento de CO_{2} en N_{2}, es rociado en un reactor de lecho de goteo de 144 l que opera a 1,58 atmósferas (1,6 x 10^{5} N.m^{-2}), a 37ºC, y que contiene depósito 55380 de ERI-2 ATCC aislado de Clostridium ljungdahlii. Un reactor de lecho de goteo consiste en una columna empaquetada con un empaquetamiento comercial tal como anillos Raschig o soportes Berl, en la que el líquido y el gas se ponen en contacto entre sí debido al flujo a través de la columna. En el presente ejemplo, tanto el líquido como el gas entran ambos en la columna desde la parte superior de manera simultánea, aunque también es posible el flujo a contracorriente (gas que entra por el fondo, líquido que entra por la parte superior). El tiempo de retención de gas se mantiene en 0,46 minutos y la velocidad de dilución del medio líquido es de 0,57 h^{-1}. El medio líquido contiene los mismos componentes que en el Ejemplo 1. La agitación en el reactor viene proporcionada por la recirculación del líquido, utilizando una velocidad de recirculación de 60 gpm. El pH operativo en el reactor es de 5,05. Bajo estas condiciones, la conversión de CO es de un 57 por ciento, y la conversión de H_{2} es de un 58 por ciento. Se utiliza una unidad de fibra hueca para mantener una concentración celular de 13,6 g/l en el interior del reactor.Residual carbon black gas containing about 14 percent of H2 and 4 percent of CO2 in N2, is sprayed in a 144 l drip bed reactor that operates at 1.58 atmospheres (1.6 x 10 5 Nm -2), at 37 ° C, and containing 55380 tank of ERI-2 ATCC isolated from Clostridium ljungdahlii . A drip bed reactor consists of a column packed with a commercial packing such as Raschig rings or Berl brackets, in which the liquid and gas contact each other due to flow through the column. In the present example, both the liquid and the gas both enter the column from the top simultaneously, although countercurrent flow is also possible (gas entering through the bottom, liquid entering through the upper part). The gas retention time is maintained at 0.46 minutes and the dilution rate of the liquid medium is 0.57 h -1. The liquid medium contains the same components as in Example 1. Stirring in the reactor is provided by the recirculation of the liquid, using a recirculation rate of 60 gpm. The operating pH in the reactor is 5.05. Under these conditions, the conversion of CO is 57 percent, and the conversion of H2 is 58 percent. A hollow fiber unit is used to maintain a cell concentration of 13.6 g / l inside the reactor.

La corriente de producto de ácido acético diluido/acetato, que contiene 6,4 g/l de combinado de ácido acético/acetato y 2 g/l de ácido acético, es enviada a una columna de extracción a contracorriente de tres etapas. La relación de solvente respecto a la materia de alimentación es de 1:4. El ácido acético del solvente que abandona el extractor es de 10 g/l. El agua (medio) procedente de la unidad de extracción es enviada de nuevo como reciclado al reactor.The acetic acid product stream diluted / acetate, containing 6.4 g / l of acid combination acetic acid / acetate and 2 g / l acetic acid, is sent to a column Three-stage countercurrent extraction. The relationship of Solvent with respect to the feed material is 1: 4. Acid Acetic solvent leaving the extractor is 10 g / l. He Water (medium) from the extraction unit is sent from New as recycled to the reactor.

El solvente que contiene ácido acético es enviado a destilación para recuperar el ácido y el solvente. Se utiliza una columna de destilación de solvente al vacío y una columna de destilación de ácido acético en la separación. Se produce ácido acético helado como producto final.The solvent containing acetic acid is sent to distillation to recover acid and solvent. Be uses a vacuum solvent distillation column and a acetic acid distillation column in the separation. Be It produces frozen acetic acid as the final product.

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Ejemplo 6Example 6

Producción de acetato de potasio a partir de gas residual de negro de carbonoProduction of potassium acetate from waste gas of carbon black

Se utiliza el gas residual de negro de carbono del Ejemplo 4 para realizar acetato de potasio en vez de CMA. Todas las condiciones de fermentación y de extracción de solvente se mantienen iguales. Se utiliza potasa cáustica (óxido de potasio) para su reacción con el ácido acético, para formar una solución al 50 por ciento de acetato de potasio directamente en la fase solvente.Carbon black waste gas is used of Example 4 to make potassium acetate instead of CMA. All the fermentation and solvent extraction conditions are They keep the same. Caustic potash (potassium oxide) is used for its reaction with acetic acid, to form a solution to 50 percent potassium acetate directly in the phase solvent.

       \vskip1.000000\baselineskip\ vskip1.000000 \ baselineskip
    

Ejemplo 7Example 7

Producción de SCP a partir de gas residual de horno de coqueProduction of SCP from waste furnace gas from coke

Un gas residual de horno de coque que contiene alrededor de un 6 por ciento de CO, un 2 por ciento de CO_{2}, un 57 por ciento de H_{2}, un 5 por ciento de N_{2} y un 27 por ciento de hidrocarburo gaseoso, es alimentado a un reactor de tanque agitado en continuo con reciclaje celular según se ha descrito anteriormente en el Ejemplo 4. El reactor se utiliza para producir un producto tal como ácido acético diluido o etanol. Adicionalmente, la concentración celular en el interior del reactor es de 13,6 g/l. Estas células (microorganismos) pueden ser cultivadas para producir proteína celular simple bacteriana como alimento animal. Una corriente de purga procedente del reactor que contiene células, es enviada a un secador para procesar proteína celular simple seca.A residual coke oven gas that contains about 6 percent of CO, 2 percent of CO2, a 57 percent of H2, 5 percent of N2 and 27 percent percent of gaseous hydrocarbon, is fed to a reactor of continuously agitated tank with cell recycling as described above in Example 4. The reactor is used to produce a product such as dilute acetic acid or ethanol. Additionally, the cell concentration inside the reactor It is 13.6 g / l. These cells (microorganisms) can be cultured to produce bacterial simple cell protein like animal feed A purge stream from the reactor that contains cells, is sent to a dryer to process protein simple dry cell.

       \vskip1.000000\baselineskip\ vskip1.000000 \ baselineskip
    

Ejemplo 8Example 8

Producción de H_{2} a partir de gas residual de refineríaProduction of H2 from refinery waste gas

Se rocía gas residual de refinería que contiene alrededor de un 45 por ciento de CO, un 50 por ciento de H_{2} y un 5 por ciento de CH_{4}, en un CSTR de 1 l que opera a 50ºC y unas pocas pulgadas de presión de agua, que contiene ERIH2 de aislado de Bacillus smithii que fue depositado el 18 de Marzo de 1993 en la American Type Culture Collection, Rockville, Maryland, y proporcionó un acceso de depósito núm. 55404. El medio en el reactor consiste en 1,0 g/l de licor de macerado de maíz. El CO presente en el gas residual se convierte junto con el agua en CO_{2} y H_{2}. Con una conversión del 90 por ciento, la corriente de gas de salida contiene un 3,2 por ciento de CO, un 64,4 por ciento de H_{2}, un 28,8 por ciento de CO_{2} y un 3,6 por ciento de CH_{4}. El CO, CO_{2} y CH_{4}, se extraen de la corriente de gas mediante extracción de solvente.Refinery waste gas containing about 45 percent of CO, 50 percent of H 2 and 5 percent of CH 4, is sprayed on a 1 l CSTR that operates at 50 ° C and a few inches of water pressure, which contains ERIH2 of Bacillus smithii isolate that was deposited on March 18, 1993 in the American Type Culture Collection, Rockville, Maryland, and provided a tank access no. 55404. The medium in the reactor consists of 1.0 g / l of corn mash liquor. The CO present in the waste gas is converted together with the water into CO2 and H2. With a conversion of 90 percent, the outlet gas stream contains 3.2 percent CO, 64.4 percent H2, 28.8 percent CO2 and 3 , 6 percent of CH4. The CO, CO2 and CH4 are extracted from the gas stream by solvent extraction.

De ese modo, se puede apreciar que como resultado de la presente invención, se proporciona un procedimiento mejorado altamente efectivo para convertir gases residuales en ácido acético o sus sales, mediante el que su objetivo principal, entre otros, se ha cumplido plenamente. Se contempla, y resultará evidente para los expertos en la materia a partir de la descripción que antecede y de los dibujos que se acompañan, que se pueden realizar modificaciones y/o cambios en las realizaciones ilustradas sin apartarse de la presente invención. En consecuencia, se pretende expresamente que la descripción que antecede y los dibujos que se acompañan sean solamente ilustrativos de las realizaciones preferidas, y que el alcance de la presente invención sea determinado con referencia a las reivindicaciones anexas.That way, you can see that as result of the present invention, a method is provided highly effective improved to convert waste gas into acid acetic or its salts, whereby its main objective, between others, it has been fully fulfilled. It is contemplated, and will be evident for those skilled in the art from the description that antecedent and the accompanying drawings, which can be made modifications and / or changes in the illustrated embodiments without depart from the present invention. Consequently, it is intended expressly that the description above and the drawings that are accompany are only illustrative of the realizations preferred, and that the scope of the present invention be determined with reference to the appended claims.

Claims (25)

1. Un procedimiento para producir ácido acético, que comprende:1. A procedure to produce acetic acid, which includes:
(a)(to)
proporcionar un flujo continuo de gas que comprende:provide a continuous flow of gas which includes:
(i) (i)
un gas que comprende monóxido de carbono;a gas comprising carbon monoxide;
(ii) (ii)
un gas que comprende monóxido de carbono e hidrógeno, oa gas comprising carbon monoxide e hydrogen, or
(iii) (iii)
un gas que comprende hidrógeno y dióxido de carbono;a gas comprising hydrogen and dioxide of carbon;
\quadquad
a un bio-reactor, conteniendo dicho bio-reactor un medio nutriente acuoso y la bacteria anaeróbica C. ljungdahlii ERI-2, ATTC núm. 55380;to a bio-reactor, said bio-reactor containing an aqueous nutrient medium and the anaerobic bacteria C. ljungdahlii ERI-2, ATTC no. 55380;
(b)(b)
dirigir un flujo de dicho medio nutriente acuoso a dicho bio-reactor, ydirect a flow of said medium aqueous nutrient to said bio-reactor, and
(c)(C)
fermentar el citado gas y dicho medio nutriente utilizando la citada bacteria a un bajo pH, bajo condiciones que permitan convertir el gas en dicho ácido acético en un caldo de cultivo.ferment the said gas and said medium nutrient using the aforementioned bacteria at a low pH, low conditions that allow converting the gas into said acetic acid into a breeding ground.
2. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además liberar gases de evacuación desde dicho bio-reactor.2. The procedure according to the claim 1, further comprising releasing evacuation gases from said bio-reactor. 3. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además separar la citada bacteria de dicho caldo de cultivo.3. The procedure according to the claim 1, further comprising separating said bacterium from  said broth. 4. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3, que comprende además devolver la citada bacteria extraída, a dicho bio-reactor.4. The procedure according to the claim 3, further comprising returning said bacterium extracted, to said bio-reactor. 5. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que se forma una fase de solvente que contiene ácido acético y agua, y una fase acuosa que contiene nutrientes, en una cámara de extracción.5. The procedure according to the claim 1, wherein a solvent phase is formed which it contains acetic acid and water, and an aqueous phase that contains nutrients, in an extraction chamber. 6. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, que comprende además separar de dicha fase de solvente que contiene solvente, ácido acético y agua, una fase acuosa que contiene nutrientes, y hacer pasar dicha fase acuosa que contiene nutrientes y materiales a dicho bio-reactor.6. The procedure according to the claim 5, further comprising separating from said phase of solvent containing solvent, acetic acid and water, a phase aqueous containing nutrients, and passing said aqueous phase that contains nutrients and materials to said bio-reactor 7. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6, que comprende además destilar dicha fase de solvente para separar ácido acético y agua del citado solvente inmiscible en agua.7. The procedure according to the claim 6, further comprising distilling said phase of solvent to separate acetic acid and water from said solvent immiscible in water. 8. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7, que comprende además devolver el citado solvente inmiscible en agua a la citada cámara de extracción.8. The procedure according to the claim 7, further comprising returning said solvent immiscible in water to said extraction chamber. 9. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8, que comprende además separar dicho ácido acético de dicha agua en una columna de destilación final, y reciclar dicha agua en dicho bio-reactor.9. The procedure according to the claim 8, further comprising separating said acetic acid of said water in a final distillation column, and recycle said water in said bio-reactor. 10. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que el gas (i) o (ii) contiene además dióxido de carbono.10. The procedure according to anyone of claims 1 to 9, wherein the gas (i) or (ii) contains also carbon dioxide. 11. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que dicho gas comprende además uno o más de entre nitrógeno y metano.11. The procedure according to any of claims 1 to 10, wherein said gas comprises also one or more of nitrogen and methane. 12. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que dicho gas se produce mediante un proceso industrial seleccionado en el grupo consistente en la fabricación de negro de carbono, amoniaco, metanol o coque o refinado de petróleo.12. The procedure according to any of claims 1 to 11, wherein said gas is produced through an industrial process selected in the group consisting in the manufacture of carbon black, ammonia, methanol or coke or oil refining 13. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en el que dicho bio-reactor es un reactor de tanque agitado en continuo, un bio-reactor de célula microbiana inmovilizada, un bio-reactor de lecho de goteo, un bio-reactor de columna de burbuja, o un bio-reactor de elevación de gas.13. The procedure according to any of claims 1 to 12, wherein said bio-reactor is a stirred tank reactor in continuous, a microbial cell bio-reactor immobilized, a drip bed bio-reactor, a bubble column bioreactor, or a gas lift bio-reactor. 14. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en el que dicho bio-reactor se mantiene a una presión mayor de una atmósfera (1 x 10^{5} N.m^{-2}).14. The procedure according to any of claims 1 to 13, wherein said bio-reactor is maintained at a pressure greater than one atmosphere (1 x 10 5 N.m -2). 15. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en el que dicho procedimiento se realiza a una presión de hasta a 15 atmósferas (1,5 x 10^{6} N.m^{-2}).15. The procedure according to any of claims 1 to 13, wherein said process is performs at a pressure of up to 15 atmospheres (1.5 x 10 6 N.m <2>). 16. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3, en el que dicha separación se lleva a cabo mediante centrifugación, filtración con membrana de fibra hueca, sedimentación o ultrafiltración.16. The procedure according to the claim 3, wherein said separation is carried out by centrifugation, filtration with hollow fiber membrane, sedimentation or ultrafiltration. 17. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, en el que dicho bio-reactor comprende además otra bacteria acetogénica anaeróbica elegida en el grupo consistente en Acetobacterium kivui, A. woodii, Butyribacterium methylotrophicum, Clostridium aceticum, C. acetobutylicum, C. kluyveri, C. ljungdahlii PETC, C. thermoaceticum, C. thermocellum, C. thermohydrosulfuricum, C. thermosaccharolyticum, Eubacterium limosum, y Peptostreptococcus productus.17. The method according to any one of claims 1 to 16, wherein said bio-reactor further comprises another anaerobic acetogenic bacterium chosen in the group consisting of Acetobacterium kivui, A. woodii, Butyribacterium methylotrophicum, Clostridium aceticum, C. acetobutylicum , C. kluyveri, C. ljungdahlii PETC, C. thermoaceticum, C. thermocellum, C. thermohydrosulfuricum, C. thermosaccharolyticum, Eubacterium limosum, and Peptostreptococcus productus . 18. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además poner en contacto al ácido acético con cal dolomítica y óxido de magnesio, y realizar un secado, produciendo con ello acetato de calcio y magnesio.18. The procedure according to the claim 1, further comprising contacting the acid acetic with dolomitic lime and magnesium oxide, and perform a drying, thereby producing calcium and magnesium acetate. 19. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además poner en contacto el ácido acético con potasa cáustica, produciendo con ello acetato de potasio.19. The procedure according to the claim 1, further comprising contacting the acid acetic with caustic potash, thereby producing acetate potassium. 20. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, en el que el pH en el bio-reactor es de 4,9.20. The procedure according to any of claims 1 to 19, wherein the pH in the Bio-reactor is 4.9. 21. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además:21. The procedure according to the claim 1, further comprising:
(d)(d)
extraer de forma continua una porción de dicho caldo de cultivo que contiene ácido acético desde el citado bio-reactor;continuously extract a portion of said culture broth containing acetic acid from said  bio reactor;
(e)(and)
poner en contacto el citado caldo de cultivo extraído que contiene el ácido acético, con un solvente inmiscible en agua que tiene afinidad por el ácido acético, ycontacting said broth of extracted culture containing acetic acid, with a solvent immiscible in water that has an affinity for acetic acid, Y
(f)(F)
opcionalmente, destilar el ácido acético a partir de dicho solvente.optionally distill the acid acetic from said solvent.
22. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 21, en el que, después de la etapa (e) o (f), el ácido acético se pone en contacto con cal dolomítica y óxido de magnesio y se seca, produciendo con ello acetato de calcio y magnesio.22. The procedure according to the claim 21, wherein, after step (e) or (f), the acetic acid is contacted with dolomitic lime and oxide magnesium and dries, thereby producing calcium acetate and magnesium. 23. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 21, en el que después de la etapa (e) o (f), el ácido acético se pone en contacto con potasa cáustica, produciendo con ello acetato de potasio.23. The procedure according to the claim 21, wherein after step (e) or (f), the acid  acetic is contacted with caustic potash, producing with it potassium acetate. 24. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 23, en el que dicho bio-reactor contiene además un surfactante que incrementa el consumo de monóxido de carbono por parte de dicha bacteria.24. The procedure according to any of claims 1 to 23, wherein said bio-reactor also contains a surfactant that increases the consumption of carbon monoxide by said bacterium. 25. Un cultivo biológicamente puro del microorganismo Clostridium ljungdahlii ERI-2 ATCC núm. 55380.25. A biologically pure culture of the microorganism Clostridium ljungdahlii ERI-2 ATCC no. 55380
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