FI76700B - Foerfarande foer koncentrering av en utspaedd vattenloesning av aettiksyra, mjoelksyra, etanol eller butanol. - Google Patents

Description

1 76700

Menetelmä etikkahapon, maitohapon, etanolin tai butanolin laimean vesiliuoksen väkevöimiseksi Tämä keksintö koskee menetelmää organisen yhdis-5 teen, joka on etikkahappo, maitohappo, etanoli tai butano- li, laimean vesiliuoksen, kuten esimerkiksi käymisnesteen väkevöimiseksi.

Orgaanisten kemikaalien valmistus mikro-organismien avulla on hyvin tunnettua käymisalaan perehtyneille.

10 Mikro-organismit tuottavat näitä kemikaaleja laimeina, yleensä noin 1-10 paino-%:isinä vesiliuoksina, joten niiden talteenottoon puhtaassa muodossa liittyy erottaminen suuresta määrästä vettä. Tällaisen erotuksen kustannukset ovat olleet niin suuret, että näiden kemikaalien tuotanto 15 käyttämällä ei ole kyennyt kilpailemaan niiden tuotannon kanssa, joka perustuu fossiilisiin maaöljypolttoainelähtei-siin. Kuitenkin fossiilisen maaöljypolttoaineen vähittäinen ehtyminen ja sitä seurannut petrokemiallisten raaka-aineiden hintojen nousu on elvyttänyt mielenkiintoa sellai-20 siin käymisreaktioihin, joilla voidaan muuttaa hiilihydraatteja, jotka ovat uudistuvia raaka-aineita, yksinkertaisiksi orgaanisiksi kemikaaleiksi.

Näistä syistä on toivottavaa kehittää halpa menetelmä orgaanisten kemikaalien erottamiseksi laimeista vesi-25 liuoksista. Tällaisiin erotuksiin on ehdotettu erilaisia menetelmiä. Näihin kuuluvat liuotinuutto, pakastekiteytys, tislaus ja selektiivinen adsorptio.

On hyvin tunnettua, että aktiivihiili adsorboi selektiivisesti orgaanisia kemikaaleja vesiliuoksista. Ad-30 sorboidut kemikaalit voidaan sitten desorboida eri tekniikoilla, kuten kuumentamalla, syrjäyttämällä adsorboitu materiaali höyryllä tai desorboimalla materiaali liuottimel-la. Spence on esittänyt US-patenttijulkaisussa 2 422 504 menetelmän alempien rasvahappojen talteenottamiseksi lai-35 meistä vesiliuoksista. Tähän liittyi ensin materiaalin adsorbointi aktiivihiileen, sen jälkeen hiili kuumennettiin 100°C:seen tyhjössä, jolloin osa vedestä sekä jonkin verran happoa poistui. Lopuksi happo ja jäljellä oleva vesi 2 76700 uutettiin liuottimelle ja liuotin ja hapot erotettiin. Kallis kuumennus heikentää tätä menetelmää.

Baieri on esittänyt CA-patenttijulkaisussa 978 308 menetelmän etikkahapon ja furfuraalin talteenottamiseksi 5 sulfiittijätelipeista, joita saadaan paperinvalmistuksen sivutuotteena. Tässä menetelmässä lipeä johdetaan höyry-stripperin läpi ja sitten hiilikolonnin läpi, jolloin osa läsnäolevista orgaanisista kemikaaleista adsorboituu. Kemikaalit desorboidaan sen jälkeen käyttäen liuotinta, joka 10 ainakin osittain haihdutetaan. Ehdodettuja liuottimia ovat alemmat alkoholit, asetoni, bentseeni ja eetteri. Esimerkeissä kuvataan kuitenkin etikkahapon talteenotto alkoholilla, jolloin saadaan esterin tai esterin, alkoholin ja hapon seos. Sekatuote tekee tämän menetelmän vähemmän hou-15 kuttelevaksi. Esimerkissä, joka kuvaa furfuraalin talteenottoa, on desorptioliuottimena metanoli, jolloin tuote saa-dana puhtaana. Tällöin kuitenkin desorptiolämpötila on huomattavasti korkeampi kuin liuottimen kiehumispiste, niin että suuri osa liuottimesta tulee desorptiokolonnista höy-20 rynä.

Baieri on esittänyt US-patenttijulkaisussa 4 016 180 kaksivaiheisen adsorptio-desorptio-menetelmän sulfiittijätelipeiden väkevöimiseksi. Lipeät johdetaan hiilikolonnin läpi orgaanisten kemikaalien adsorboimiseksi.

25 Väkevämpi kemikaalien liuos saadaan sitten käyttäen joko höyryä tai liuotinta materiaalin desorboimiseksi. Esimerkkejä ovat höyryn, metanolin tai etanolin käyttö etikkahapon poistamiseen hiilestä. Kun alkoholeja käytettiin desor-boivina aineina, saatiin estereitä sisältäviä seoksia.

30 Baieri'n kuvaama menetelmä vaatii melko monimutkaisen lait teiston sekä ylöspäin että alaspäin virtavine eluointi-liuottimineen.

Nyt on keksitty suuresti yksinkertaistettu ad-sorptiomenetelmä orgaanisten yhdisteiden väkevöimiseksi 35 laimeista vesiliuoksista, joka menetelmä on energiaa säästävä ja tekee mahdolliseksi yksinkertaisen laitteiston käytön. Tämä menetelmä on erityisen sopiva mikrobiologisilla käymisprosesseilla saatujen orgaanisten yhdisteiden väkevöintiin.

3 76700 Tämän keksinnön mukaisesti aikaansaadaan menetelmä orgaanisen yhdisteen laimean vesiliuoksen väkevöimi-seksi, jolloin orgaaninen yhdiste on etikkahappo, maitohappo, etanoli tai butanoli. Orgaaninen yhdiste adsorboi-5 daan adsorboivalle hiilelle ja eluoidaan sitten hiilestä haihtuvalla liuottimena, joka on asetoni, 2-butanoni tai etyyliasetaatti, mikä jälkeen haihtuva liuotin erotetaan liuottimen ja eluoidun orgaanisen yhdisteen seoksesta.

Tässä menetelmässä johdetaan haihtuvan liuottimen höyryjä 10 adsorboitua orgaanista yhdistettä sisältävään hiilikerrok-seen, joka pidetään lämpötilassa, joka on liuottimen tii-vistymislämpötilassa tai hieman sen alapuolella, nopeudella, joka on alle noin puolet kerroksen tilavuudesta tunnissa, kunnes haihtuva liuotin havaitaan eluaatissa. Sen jäl-15 keen jatketaan liuotinhöyryjen johtamista, kunnes on kerätty noin puolet kerrostilavuudesta eluaattia, joka sisältää orgaanisen yhdisteen väkevää vesiliuosta haihtuvassa liuot-timessa. Haihtuva liuotin haihdutetaan sitten, jolloin saadaan orgaanisen yhdisteen vesiliuos, joka sisältää vä-20 hintään noin 30 paino-% orgaanista yhdistettä.

Tämän keksinnön mukainen menetelmä on erityisen sopiva etikkahapon, butanolin, maitohapon ja etanolin uuttamiseen käymisliemistä, joissa mikro-organismit tuottavat niitä.

25 Mitä tahansa aktiivihiiltä voidaan käyttää adsor boivana aineena edellyttäen, että se absorboi käytännöllisiä määriä orgaanista yhdistettä laimeasta vesiliuoksesta. Se on edullisesti raemainen tai helmitty hiili, jolla on seulakoko, joka sallii nesteiden hyvän virtauksen hiiliker-30 roksen läpi. Sopivia hiiliä ovat CPG-hiili, raemainen hiili, jota myy PPG Industries; Nuchar HW-40, raemainen hiili, jota myy Westvaco Chemical Corporation; ja G-BAC, helmitty hiili, jota myy Union Carbide Corporation.

4 76700

Orgaaninen yhdiste adsorboidaan liuoksesta sekoittamalla liuos adsorboivaan hiileen. Sopiva menetelmä tämän prosessin suorittamiseen on asettaa hiili kolonniin. Orgaanisen yhdisteen laimea liuos lisätään sitten 5 kolonnin huipulle ja sen annetaan virrata kolonnin läpi omalla painollaan. Vaihtoehtoisesti materiaali voidaan adsorboida johtamalla liuos ylöspäin kolonnin läpi. Prosessia jatketaan, kunnes hiili on kyllästetty tai lähes kyllästetty orgaanisella yhdisteellä. Kun materiaali on 10 kerran adsorboitu hiileen, ylimääräisen veden ja adsor-boitumattoman materiaalin annetaan valua pois kolonnista. Ilman tai inertin kaasun johtamista alaspäin kolonnin läpi voidaan käyttää valumisnopeuden lisäämiseen ja pienen veden lisämäärän poistamiseksi hiilestä.

15 Valutusvaiheen jälkeen veden ja orgaanisen yhdis teen seos pysyy hiilessä. Eluointi suoritetaan johtamalla haihtuvan liuottimen höyryjä hiilen läpi. Tämä vaihe on sopiva suorittaa johtamalla haihtuvan liuottimen höyryt sisään hiiltä ja adsorboitunutta materiaalia sisältävän 20 kolonnin huipulta. Liuotinhöyryt tiivistyvät kolonniin ja tulevat ulos kolonnin pohjalta nesteenä.

Eluointivaihetta suoritettaessa kolonni pidetään haihtuvan liuottimen tiivistymislämpötilassa tai hieman sen alapuolella. Tämä tarkoittaa, että kolonnin läm-25 pötila on välillä, joka on noin 10°C ja edullisesti noin 5°C alle liuottimen kiehumispisteen olevasta lämpötilasta sen kiehumispisteeseen. Kolonnia pidetään halutussa lämpötilassa lämmitetyn vaipan tai vastaavan välineen avulla ja tiivistyvän höyryn luovuttamalla sitoutuneella höyrys-30 tyslämmöllä.

Käytettävän haihtuvan liuottimen täytyy tislautua lämpötilassa, joka on riittävästi desor-boitavan orgaanisen materiaalin kiehumispisteen alapuolella, jotta olisi mahdollista erottaa liuotin tislaa-35 maila. Liuotin, jolla on pieni ominaislämpö ja alhainen 5 76700 höyrystymislämpö, on erityisen toivottava. Sitäpaitsi liuottimen tulee olla sellainen, joka ei reagoi orgaanisen yhdisteen kanssa eikä muodosta aseotrooppia orgaanisen yhdisteen kanssa. On myös edullista käyttää haihtu-5 vaa liuotinta, jolla on suuri polaarisuusaste. Liuotin, joka on edullisin käytettäväksi tässä menetelmässä on asetoni. Muita sopivia liuottimia ovat etyyliasetaatti ja 2-butanoni.

10 Eluointivaiheen aikana haihtuvan liuottimen höyryjä johdetaan hiilen läpi, jota pidetään halutussa lämpötilassa, sellaisella nopeudella, että liuotin tiivistyy ennenkuin se poistuu hiilikolonnista. Aluksi nopeus, jolla höyryjä lisätään kolonniin, säädetään niin, että alle 15 0,5 ja edullisesti noin 0,2-0,5 kerrostilavuutta tunnissa (BVH) eluaattia saadaan talteen. Tätä virtausnopeutta ylläpidetään ainakin kunnes haihtuvaa liuotinta todetaan elu-aatissa. Ensimmäinen eluoitu jae on pääasiassa vettä. Tämä lisää suuresti orgaanisen yhdisteen väkevyyttä materiaa-20 lissa, joka on yhä ladsorboituneena hiileen.

Kyseessä olevalla menetelmällä on eräs lisäetu, kun sitä käytetään tuotteiden talteenottoon käymisproses-seista. Ensimmäisenä eluoitu jae on kyllin puhdas niin, että se voidaan palauttaa suoraan käymisastiaan tai reak-25 toriin, josta se tuli. Tämä pienentää tarvittavaa tuoreen veden määrää ja prosessin tuottamaa jäteveden määrää.

Senjälkeen kun ensimmäinen jae on eluoitu, liuotin-höyryn virtausnopeus voidaan haluttaessa nostaa noin 1,0 BVH:in, desorptionopeuden lisäämiseksi. Toinen osa elu-30 aattia koostuu orgaanisen yhdisteen, veden ja haihtuvan liuottimen seoksesta. Senjälkeen kun vielä noin puoli kerrostilavuutta tätä seosta on saatu talteen, eluointi lopetetaan. Ulosvirtaava seos on nyt orgaanisen yhdisteen haihtuvassa liuottimessa oleva väkevä vesiliuos. Jopa noin 96 % 35 orgaaniseen yhdisteeseen alunperin sitoutuneesta vedestä 6 76700 on poistettu ilman veden tislausta, jolloin on säästetty tämän kalliin prosessin energiakustannukset. Liuotin voidaan sitten tislata ulosvirtaavasta seoksesta ja ottaa talteen käytettäväksi uudelleen. Liuottimen poiston jäl-5 keen jäännös on vesiliuos, joka sisältää vähintään noin 30 paino-% orgaanista yhdistettä. Jos alkuperäinen liuos sisältäisi 5 % tai enemmän orgaanista yhdistettä, jäännös sisältää noin 40-50 paino-% orgaanista yhdistettä.

Näin ollen on mahdollista väkevöidä orgaanisen 10 yhdisteen laimea vesiliuos noin 30 %:n tai suurempaan väkevyyteen. Sitäpaitsi prosessin energiavaatimukset ovat alhaiset, kun käytetään edullista liuotinta, asetonia johtuen tämän liuottimen matalasta kiehumispisteestä, alhaisesta ominaislämmöstä ja pienestä höyrystymiseen sitoutu-15 vasta lämmöstä. Tämä prosessi on erityisen sopiva käymistietä tuotetun etikkahapon ja butanolin väkevöintiin .

Hiili voidaan regeneroida eluoinnin jälkeen johtamalla vesihöyryä sen läpi liuottimen poistamiseksi. Aseto-20 nieluoinnin jälkeen tällä tavoin regeneroitu hiili saavuttaa takaisin alkuperäisen adsorptiokapasiteettinsa.

Sitä voidaan käyttää uudelleen useita kertoja.

Tämän keksinnön menetelmää kuvataan tarkemmin seu-raavilla esimerkeillä, joissa kaikki osat ja prosentit on 25 laskettu painon mukaan, ellei nimenomaan toisin mainita.

Esimerkki 1

Vaipalla varustettuun kolonniin, jonka sisähalkai-sija oli 2,2 cm, asetettiin 70 g (185 ml:n kerrostilavuus) CPG-hiiltä, raemaista hiiltä, jota myy Pittsburgh Plate 30 Glass Company. Hiili kyllästettiin 5-%:isella etikkahappo-liuoksella, jonka pH oli 4,8. Hiili adsorboi 12 g etikka-happoa. Adsorption päätyttyä hiilikolonni laskettiin tyhjäksi ja lisää vettä poistettiin johtamalla ilmavirta alaspäin kolonnin läpi. Kolonni lämmitettiin sitten lämpö-35 tilaan välille 50-60°C ennenkuin asetonihöyryä johdettiin 1 76700 sisään hiilikolonnin huipulta. Poistovirta poistettiin kolonnin pohjalta. Ensimmäinen 50 ml;n jae sisälsi 2,33 g etikkahappoa ja 47,2 g vettä. Toinen jae (45 ml) sisälsi 8,86 g etikkahappoa ja 8,05 g vettä. Kolmas jae (50 ml) 5 sisälsi 0,87 g etikkahappoa ja 2,15 g vettä. Viimeinen 50 ml:n jae sisälsi vain 0,12 g etikkahappoa.

Tämä esimerkki osoittaa, että asetonihöyry syrjäyttää ensin adsorboitumattoman syöttönesteen hiilikolon-nista, joka on kyllästetty etikkahapon vesiliuoksella.

10 Senjälkeen pääosa adsorboituneesta etikkahaposta eluoituu. Tämä toinen eluaatti jättää asetonin haihdutuksen jälkeen etikkahapon vesiliuoksen, joka sisältää lähes 50 % etikka-happoa. Prosessin nähdään näin ollen sopivan etikkahappo-liuoksen nopeaan väkevöintiin.

15 Esimerkki 2

Esimerkin 1 prosessi toistettiin paitsi, että kolonnin lämpötila pidettiin adsorption aikana huolellisesti kapealla lämpötila-alueella ja hiili kyllästettiin 7,5-%:isella etikkahappoliuoksella pH-arvolla 2,5. Suori-20 tettiin kokeet, joissa kolonnin lämpötila pidettiin 51°C: ssa, 53°C:ssa, 56°C:ssa ja 60°C:ssa. Kun kolonni pidettiin 51°C:ssa, 53°C:ssa ja 56°C:ssa, kaikki kolonniin adsorboitunut etikkahappo eluoitui eluaatin ensimmäisessä 200 ml:ssa. Kuitenkin kun kolonni pidettiin 60°C:n 25 lämpötilassa, vain 77 % etikkahaposta eluoitui eluaatin ensimmäisessä 200 ml:ssa.

Tämä osoittaa, että kolonni tulee pitää asetoni-höyryn tiivistymislämpötilassa (56°C) tai hieman sen alapuolella, jotta tapahtuisi etikkahapon nopea eluoitumi-3Q nen.

Esimerkki 3

Vaipalla varustettuun kolonniin, jonka sisähalkai-sija oli 2,2 cm, asetettiin 70 g (180 ml:n kerrostila-vuus) Nuchar HW-4Q-hiiltä, joka on raemainen hiili, jota 35 myy Westvaco Chemical Corporation. Hiili kyllästettiin 10-%:isella etikkahappoliuoksella, jonka pH oli 4,8. Adsorption päätyttyä hiilikolonni laskettiin tyhjäksi ja li- 8 76700 sää vettä poistettiin johtamalla ilmaa alaspäin kolonnin läpi. Kolonni kuumennettiin määrättyyn lämpötilaan ennenkuin asetonihöyryä johdettiin sisään hiilikolonnin huipulta. Poistovirta poistettiin kolonnin pohjalta.

5 Otettiin talteen neljä jaetta, joiden tilavuudet olivat suunnilleen 25 ml, 20 ml, 50 ml ja 50 ml. Jokaisen jakeen sisällöt analysoitiin etikkahapon ja veden suhteen. Tulokset kokeista, jotka suoritetaan eri lämpötiloissa välillä 30-55°C, ilmoitetaan taulukossa I.

9 76700 m o- ο· οο o >«r m o- m n •H Tro-oomo-omoioocorHoi (0 Λ v « v V v «.VK v v

ίϋ (N >—I ·—I (N rH r—I H i—I O O (NrH

00 \D KO -*V CQ

2cL o co roro r- r- o a\ ui h r* r- φ -H M4 *. ·» n * ** *» ^ ^ N »s *.

00 (N roro OI 04 ΓΜ (N N (N 04 04 ro co -<r m cg o o ro o r> o-

h 0004 O h Tf H O' 4) O ^ 41 CO

(/) *—·* K ·* K ·» ·» *k K S N »> «h

00 O- O ro CO H O' r—( r-I 04 04 O

P" I—I .—I 0404 H OI .H 040404 0104 0004 O 00 M-Ol ^ rH ^ 00 O! ^ -5 Q rHrH O' vo m oo m -hioio mm H a) 3 E-.........._r ' ' eg ii fif op min o- m O' o co ο ο Ή mm

O ^0 W x5 '—' '—I '—4 1—I >—l ’—I OJ »—I OJ 04 04 I—I I—I

M :<d

*3 M

ι-h <d mo 0404 mo- m m -s* 0 H -*r kd mo' mo m mojco mco (0 Ή ·Η '' '' '' ' ' ' ' ««

Eh -h S? O' mo-Hioooo-cromo-mo· Λ o-θ' oooo oooo oo moooo oo oo o 'S’ I -s’ 'S’ ooo4iomioio^r 1 .. S n m οι mrH m'S’ o- 01 *3* co m 04 J2 -^40 ' ' ' ' *· » ' ' ' ' ' ' S3 m E—* 0401 mio 0 10 co m m 'S’ m^>

fO i» fd dP H H r-H

P h) M £ ^- 10 Λ

o m r-H 04 ί< o-o m ooiomi-H

0 Or-1 m ·<τ 0101 rH r-imoo mo 2 -H ^ V V V V v v

So 0004 moo 00 m o h 00 0 mm -H r^ oo m 0000 0000 m moom oooo ö 0 ' Η H Ό R Ί· 04 CO 00 -S’ m 04 04 04 'S’ ID'S· Φ <u h E--' o m -¾1 o- r—( 04 m ^ o m mm

<Q -M g C*> - V VV V - V v V V VV

g n .M Λw 0101 mm rr ·** 01 m ί* m mm

O

(X

cd Δ C (0 n 3d m Qp - - -H rH Ui P O EU 00 00 00 m S' -s’ ί· mm H * |5|Q_, mm ^ 'f mm m mmm mm 10 76700

Kun kolonnin lämpötila pidetään 30°C:ssa tai 40°C: ssa vaipassa olevan jäähdytysveden avulla, asetonihöyry tiivistyy niin nopeasti käytetyllä eluointinopeudella, että pyrkii tapahtumaan kanavoitumista ja veden erottu-5 minen kahdessa ensimmäisessä jakeessa on epätäydellistä.

Kun kolonnin lämpötila pidetään välillä 50-55°C eluoinnin aikana, pääosa vedestä eluoituu ensimmäisessä jakeessa ja adsorboitunut etikkahappo eluoituu kahdessa viimeisessä jakeessa. Kun kolonnin lämpötilaa pidetään 50-55°C:ssa, 10 jakeet 3 ja 4, jotka sisältävät yli 95 % adsorboituneesta etikkahaposta, voidaan yhdistää, jolloin saadaan etikka-happoliuokset, jotka asetonin poiston jälkeen koostuvat suunnilleen 50-%:isista etikkahapon vesiliuoksista.

Vertailukoe 15 Esimerkin 1 menettely toistettiin paitsi, että

Nuchar HW-40-hiiltä käytettiin adsorboivana aineena ja eluointi suoritettiin käyttäen 54-55°C:ssa olevaa nestemäistä asetonia. Kolonnin lämpötila pidettiin 54-55°C:ssa eluoinnin aikana. Jälleen etikkahappo eluoitui ensimmäi-20 sessä 200 ml:ssa eluaattia - pääasiassa toisessa 50 ml:n jakeessa. Kuitenkin tämä jae asetonivapaaksi laskettuna oli vesiliuos, joka sisälsi vain noin 35 % etikkahappoa.

Tämä vertailukoe osoittaa, että saadaan paljon laimeampi etikkahapon vesiliuos, kun kolonniin levitetään asetoni-25 nestettä eikä asetonihöyryä hapon eluoimiseksi.

Esimerkki 4

Esimerkissä 3 kuvattu hiilikolonni kyllästettiin 2,5-%:isella etikkahappoliuoksella, jonka pH oli 4,8. Adsorption päätyttyä hiilikolonni laskettiin tyhjäksi ja li-30 sää vettä poistettiin johtamalla ilmavirta alaspäin kolonnin läpi. Kolonni lämmitettiin 54°C:seen ennenkuin asetonihöyry johdettiin sisään kolonnin huipulta. Poistovirta poistettiin kolonnin pohjalta. Neljä jaetta, kukin suunnilleen 50 ml, otettiin talteen. Ensimmäinen jae (kolmen ajon 35 keskiarvo) sisälsi 96,5 % vettä ja vain 1,43 % etikkahappoa. Yhdistetyt jakeet 2 ja 3 (kolmen ajon keskiarvo) sisälsivät 13,5 % etikkahappoa ja 21,0 % vettä. Vain jälkiä etikkahaposta oli läsnä jakeessa 4.

n 76700 Tämä esimerkki osoittaa, että 39-%:ista etikkahap-poliuosta voidaan saada 2,5-%:isesta etikkahappoliuoksesta (pH 4,8) tällä menetelmällä, joka poistaa 96 % vedestä, joka oli alunperin liittyneenä tähän etikkahappoon.

5 Esimerkki 5

Esimerkin 4 menettely toistettiin paitsi, että hiilikolonni kyllästettiin 1,25-%:isella etikkahappoliuok-sella, jonka pH oli 4,8. Jälleen pääosa etikkahaposta saatiin talteen jakeissa 2 ja 3, jotka yhdistämisen ja 10 poiston jälkeen antoivat 34-%:ista etikkahapon vesiliuosta. Tämä prosessi poistaa yli 97 % vedestä, joka oli alunperin liittyneenä tähän etikkahappoon. Tässä esimerkki osoittaa edelleen tämän prosessin hyödyllisyyttä hyvin laimeiden etikkahappoliuosten väkevöinnissä.

15 Esimerkki 6

Esimerkin 4 menettely toistettiin paitsi, että aluointiaine oli etyyliasetaattihöyry (tiivistymislämpö-tila 77°C) ja kolonnin lämpötila pidettiin 70°C:ssa elu-oinnin aikana. Eluaatin analyysi oli seuraava: 20 Jae Tilavuus Etikkahappo Vesi _(ml)_(£)_(%) 1 25 1,94 88,3 2 20 2,54 14,5 3 50 3,75 8,8 25 4 50 1,71 6,5 5 50 0,63 4,7

Esimerkki 7

Esimerkin 4 eluointimenettely toistettiin paitsi, 30 että 2-butanonin höyryä (tiivistyslämpötila 80°C) käytet tiin eluointiaineena ja kolonni pidettiin 76°C:ssa. Eluaatin analyysi oli seuraava:

Jae Tilavuus Etikkahappo Vesi _____(ml)___(g) (%) 35 1 25 1,85 92,8 2 20 4,08 64,2 3 50 4,26 16,2 4 50 0,60 4,3 12 76700

Esimerkit 6 ja 7 osoittavat, että muidenkin liuottimien kuin asetonin höyryä voidaan käyttää tämän keksinnön mukaisessa menetelmässä.

Esimerkki 8 5 Noudatettiin esimerkin 4 eluointimenettelyä paitsi, että dietyylieetterihöyryä (tiivistysmislämpötila 35°C) käytettiin eluointiaineena ja kolonni pidettiin 34°C:ssa eluoinnin aikana. Eluaantin ensimmäinen jae erottui kahdeksi kerrokseksi, jotka analysoitiin erikseen. Eluaatin 10 analyysi oli seuraava:

Jae Tilavuus Etikkahappo Vesi _(ml)__(g)_(%) 1 50 (ylempi 30) 1,82 4,2 (alempi 20) 1,50 92,0 2 50 2,79 3,6 15 3 50 1,50 2,6 4 50 0,75 1,8 5 50 0,36 1,5

Eetterihöyry osoittautui vähemmän tyydyttäväk-20 si kuin muut eluointiaineet. Vettä jäi hiileen pitempään, kun käytettiin tätä liuotinta, ja etikkahappoa oli vaikeampi poistaa.

Esimerkki 9

Noudatettiin esimerkin 3 yleistä menettelyä 25 paitsi, että 400 ml maitohapon 5,l-%:ista liuosta levitettiin kolonniin ja kolonnin lämpötila pidettiin 54°C:ssa eluoinnin aikana. Eluaatin analyysi oli seuraava:

Jae Tilavuus (ml) Maitohappo (g) Vesi (%) 1 40 1,98 95,0 30 2 50 10,13 28,8 3 50 1,44 1,5 4 50 0,45 0,8

Yhdistetyt jakeet 2 ja 3 antavat asetonin haih- 35 duttamisen jälkeen vesiliuoksen, joka sisältää noin 40 % maitohappoa. Näin ollen havaitaan, että tämä keksintö sopii laimean maitohappoliuoksen väkevöintiin.

13 76700

Esimerkki 10

Noudatettiin esimerkin 3 yleistä menettelyä paitsi, että 400 ml selkeytettyä käymislientä, joka sisälsi 8,3 % etanolia, levitettiin kolonniin ja kolonnin lämpötila 5 pidettiin 54°C:ssa eluoinnin aikana. Liemi saatiin käyttämällä tärkkelyshydrolysaattiliuosta Saccharomyces cere-visiae-hiivan avulla. Käymisliemi sisälsi myös 1,2 % glyserolia ja 0,4 % maitohappoa. Eluaatin analyysi oli seu-raava: 10

Jae Tilavuus (ml) Etanoli (%) Vesi (%) 1 25 9,6 90,4 2 15 13,0 87,0 3 50 13,5 19,8 15 4 50 0,1 1,8 Tämä esimerkki osoittaa, että tämän keksinnön prosessi sopii käymisreaktiolla tuotetun etanoliliuoksen väkevöintiin.

20 Esimerkki 11

Noudatettiin esimerkin 3 yleistä menettelyä paitsi, että käytettiin 1750 ml epäpuhdasta käymislientä, joka sisälsi 1,4 % butanolia ja pienempiä määriä asetonia, etanolia ja rasvahappoa, ja kolonnin lämpötila pidettiin 54°C: 25 ssa eluoinnin aikana. Tämä liemi saatiin käyttämällä tärkkelyshydrolysaattiliuosta Clostridium acetobutylicum-bak-teerin avulla. Liemi sisälsi myös 4,9 % hiilihydraattia. Eluaatin analyysi oli seuraava: 30 Jae Tilavuus (ml) Butanoli (%) Vesi (%) Hiilihydraatti ______________________(%)________, 1 25 1,3 84,0 7,0 2 15 13,9 57,3 6,5 3 50 17,7 22,5 1,5 4 50 2,6 2,8 0,2 5 50 0,1 0,8 0,1 14 76700

Joissakin rinnakkaiskokeissa toinen jae erottui kahdeksi kerrokseksi ylemmän kerroksen sisältäessä enemmän butanolia ja alemman kerroksen sisältäessä enemmän hiilihydraattia.

5 Tämä esimerkki osoittaa, että tämän keksinnön pro sessia voidaan käyttää käymistietä saadun butanolin väke-vöimiseen silloinkin, kun epäpuhdas käymisliemi sisältää paljon käymätöntä hiilihydraattimateriaalia.

Claims (7)

15 76700

1. Menetelmä orgaanisen yhdisteen, joka on etikkahappo, maitohappo, etanoli tai butanoli, laimean 5 vesiliuoksen väkevöimiseksi adsorboimalla orgaaninen yhdiste adsorboivaan hiileen, eluoimalla orgaaninen yhdiste hiilestä haihtuvalla liuottimena, joka on asetoni, 2-butanoni tai etyyliasetaatti, ja erottamalla haihtuva liuotin liuottimen ja eluoidun orgaanisen yhdisteen seok-10 sesta, tunnettu siitä, että johdetaan haihtuvan liuottimen höyryjä adsorboitua orgaanista yhdistettä sisältävän hiilen kerrokseen, joka pidetään liuottimen tiivistymislämpötilassa tai hieman sen alapuolella, nopeudella, joka on alle noin puoli kerros-15 tilavuutta tunnissa, kunnes liuotin todetaan eluaatissa, jatketaan sanottujen höyryjen johtamista, kunnes noin puoli kerrostilavuutta eluaattia, joka sisältää orgaanisen yhdisteen väkevää vesiliuosta haihtuvassa liuottimessa, on saatu talteen, ja 20 haihdutetaan haihtuva liuotin sanotusta puolesta ker- rostilavuudesta eluaattia orgaanisen yhdisteen vesiliuoksen saamiseksi, joka sisältää vähintään noin 30 paino-% orgaanista yhdistettä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n -25 n e t t u siitä, että adsorboivaa hiiltä pidetään kolonnissa, haihtuvan liuottimen höyryt syötetään hiilikolonnin huipulle ja tiivistynyt neste poistetaan kolonnin pohjalta.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ilmaa johdetaan hiilikerroksen läpi, 30 joka sisältää adsorboitua orgaanista yhdistettä, ennenkuin haihtuvan liuottimen höyryt johdetaan hiilikerroksen läpi.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että orgaaninen yhdiste on etikkahappo ja laimea etikkahapon vesiliuos on käymisliemi, joka on saatu 35 viljelemällä etikkahappoa tuottavaa mikro-organismia. 16 7 6 7 0 0

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että orgaaninen yhdiste on butanoli ja laimea butanolin vesiliuos on käymisliemi, joka on saatu viljelemällä butanolia tuottavaa mikro-organismia.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että orgaaninen yhdiste on etanoli ja laimea etanolin vesiliuos on käymisliemi, joka on saatu viljelemällä etanolia tuottavaa mikro-organismia.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n -10 n e t t u siitä, että orgaaninen yhdiste on maitohappo ja laimea maitohapon vesiliuos on käymisliemi, joka on saatu viljelemällä maitohappoa tuottavaa mikro-organismia. 17 76700