JPWO2021183357A5 - - Google Patents
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Description
本開示は、微生物バイオマス、エタノール、メタノール、酢酸エチル、少なくとも1つのチオール、および少なくとも1つの3個以上の炭素原子を有する化合物を含む発酵ブロスからエタノールを回収するための方法であって、少なくとも微生物バイオマスを発酵ブロスから分離して、プロセスストリームを生成することと、プロセスストリームから、任意の順序で、酢酸エチルを塩基性化合物と反応させ、続いて蒸留することにより、酢酸エチルを除去することと、吸着またはジスルフィドへの反応により、少なくとも1つのチオールを除去することと、蒸留により、メタノールを除去することと、蒸留により、3個以上の炭素原子を有する化合物を除去すること、と、蒸留により、エタノールを回収することであって、蒸留が、単一のカラムまたは2つ以上のカラム中で実施され得る、回収すること、と、を含む、方法を含む。 The present disclosure provides a method for recovering ethanol from a fermentation broth comprising microbial biomass, ethanol, methanol, ethyl acetate, at least one thiol, and at least one compound having three or more carbon atoms, the method comprising: separating the biomass from the fermentation broth to produce a process stream; and removing ethyl acetate from the process stream by reacting the ethyl acetate with a basic compound, followed by distillation, in any order. , removing at least one thiol by adsorption or reaction to disulfides ; removing methanol by distillation; removing compounds having three or more carbon atoms by distillation; and recovering ethanol, wherein the distillation may be performed in a single column or in two or more columns.
方法であって、酢酸エチルを塩基性化合物と反応させることによって酢酸エチルを除去し、続いて蒸留し、吸着またはジスルフィドへの反応によって少なくとも1つのチオールを除去する工程が、蒸留によってメタノールを除去し、蒸留により3個以上の炭素原子を有する化合物を除去する工程の前に行われる、方法が実施され得る。 A method comprising: removing ethyl acetate by reacting the ethyl acetate with a basic compound followed by distillation to remove at least one thiol by adsorption or reaction to a disulfide , the steps comprising: removing methanol by distillation; However, a process can be carried out in which the step of removing compounds having three or more carbon atoms is preceded by distillation.
本開示の別の実施形態は、微生物バイオマス、エタノール、メタノール、酢酸エチル、少なくとも1つのチオール、および少なくとも1つの3個以上の炭素原子を有する化合物を含む発酵ブロスからエタノールを分離する方法であって、発酵ブロスから少なくとも微生物バイオマスを分離して、微生物バイオマスが枯渇したプロセスストリームを生成することと、酢酸エチルを塩基性化合物と反応させ、続いて蒸留して酢酸エチル枯渇ストリームを生成することにより、プロセスストリームから酢酸エチルを除去することと、吸着またはジスルフィドへの反応によって酢酸エチル枯渇ストリームから少なくとも1つのチオールを除去することにより、チオール枯渇ストリームを生成することと、メタノール、エタノール、および3個以上の炭素原子を有する化合物を、単一のカラム中または2つ以上のカラム中で実施され得る蒸留によってチオール枯渇ストリームから分離することと、を含む、方法に関する。 Another embodiment of the present disclosure is a method of separating ethanol from a fermentation broth comprising microbial biomass, ethanol, methanol, ethyl acetate, at least one thiol, and at least one compound having three or more carbon atoms, the method comprising: , by separating at least microbial biomass from a fermentation broth to produce a process stream depleted of microbial biomass, and reacting ethyl acetate with a basic compound followed by distillation to produce an ethyl acetate-depleted stream. removing ethyl acetate from a process stream ; producing a thiol-depleted stream by removing at least one thiol from the ethyl acetate-depleted stream by adsorption or reaction to disulfides; separating compounds having carbon atoms or more from a thiol-depleted stream by distillation, which may be carried out in a single column or in two or more columns.
本開示のさらに別の実施形態は、微生物バイオマス、エタノール、メタノール、酢酸エチル、少なくとも1つのチオール、および少なくとも1つの3個以上の炭素原子を有する化合物を含む発酵ブロスからエタノールを分離するための方法であって、発酵ブロスから少なくとも微生物バイオマスを分離して、微生物バイオマスが枯渇したプロセスストリームを生成することと、吸着またはジスルフィドへの反応によってプロセスストリームから少なくとも1つのチオールを除去することにより、チオール枯渇ストリームを生成することと、酢酸エチルを塩基性化合物と反応させ、続いて蒸留して酢酸エチル枯渇ストリームを生成することにより、チオール枯渇ストリームから酢酸エチルを除去することと、メタノール、エタノール、および3個以上の炭素原子を有する化合物を、酢酸エチル枯渇ストリームから、単一のカラム中または2つ以上のカラム中で実施され得る蒸留によって分離することと、を含む、方法に関する。 Yet another embodiment of the present disclosure provides a method for separating ethanol from a fermentation broth comprising microbial biomass, ethanol, methanol, ethyl acetate, at least one thiol, and at least one compound having three or more carbon atoms. thiol by separating at least microbial biomass from the fermentation broth to produce a process stream depleted of microbial biomass ; and removing at least one thiol from the process stream by adsorption or reaction to disulfides . producing a depleted stream; removing ethyl acetate from the thiol-depleted stream by reacting the ethyl acetate with a basic compound followed by distillation to produce an ethyl acetate-depleted stream; separating compounds having three or more carbon atoms from an ethyl acetate-depleted stream by distillation, which may be performed in a single column or in two or more columns.
本開示のさらに別の実施形態は、微生物バイオマス、エタノール、メタノール、酢酸エチル、少なくとも1つのチオール、および少なくとも1つの3個以上の炭素原子を有する化合物を含む発酵ブロスからエタノールを分離するための装置であって、発酵ブロスから少なくとも微生物バイオマスを分離して、エタノール、メタノール、酢酸エチル、少なくとも1つのチオール、および少なくとも1つの3個以上の炭素原子を有する化合物を含むプロセスストリームを生成する、第1の分離ユニットと、酢酸エチルを塩基性化合物と反応させ、続いて蒸留することによってプロセスストリームから酢酸エチルを除去する、第2の分離ユニットと、吸着またはジスルフィドへの反応によって少なくとも1つのチオールを除去する、第3の分離ユニットと、メタノール、3個以上の炭素原子を有する化合物およびエタノールを分離するように構成された、蒸留システムであって、単一のカラムまたは2つ以上のカラムを備える、蒸留システムと、を備える、装置に関する。 Yet another embodiment of the present disclosure provides an apparatus for separating ethanol from a fermentation broth comprising microbial biomass, ethanol, methanol, ethyl acetate, at least one thiol, and at least one compound having three or more carbon atoms. separating at least the microbial biomass from the fermentation broth to produce a process stream comprising ethanol, methanol, ethyl acetate, at least one thiol, and at least one compound having three or more carbon atoms. a second separation unit for removing ethyl acetate from the process stream by reacting the ethyl acetate with a basic compound and subsequent distillation; a second separation unit for removing at least one thiol by adsorption or reaction to a disulfide ; a third separation unit, and a distillation system configured to separate methanol, compounds having three or more carbon atoms, and ethanol, the distillation system comprising a single column or two or more columns. , and a distillation system.
図1は、微生物バイオマスが工程104で発酵ブロス102から除去されて、微生物バイオマスが枯渇したプロセスストリームを形成するプロセスフローを示す。プロセスストリームは、分離工程112のシーケンス108またはシーケンス110のいずれかに送られる。分離工程112のシーケンス108において、最初に、酢酸エチルは、酢酸エチルを塩基性化合物と反応させることによって除去され、続いて109で蒸留され、次いで、少なくとも1つのチオールが、吸着または反応によって111でジスルフィドに分離される。分離工程112のシーケンス110において、最初に、少なくとも1つのチオールが、113において吸着またはジスルフィドへの反応によって分離され、次いで、酢酸エチルが塩基性化合物と反応させられ、続いて114において蒸留することによって、酢酸エチルが除去される。分離工程112の後、プロセスストリームは酢酸エチルおよびチオールが枯渇し、分離工程120のシーケンス116またはシーケンス118に送られる。分離工程120のシーケンス116において、最初に、メタノールが117での蒸留によって分離され、次いで、少なくとも1つの3個以上の炭素原子を有する化合物が、119での蒸留によって分離される。分離工程120のシーケンス118において、最初に、少なくとも1つの3個以上の炭素原子を有する化合物が、121での蒸留によって分離され、次いで、メタノールが、122での蒸留によって分離される。次に、エタノールを、工程122で回収する。 FIG. 1 shows a process flow in which microbial biomass is removed from fermentation broth 102 in step 104 to form a process stream depleted of microbial biomass. The process stream is sent to either sequence 108 or sequence 110 of separation steps 112. In sequence 108 of separation step 112, ethyl acetate is first removed by reacting it with a basic compound, followed by distillation at 109, and then at least one thiol is removed at 111 by adsorption or reaction. Separated into disulfides. In sequence 110 of separation step 112, first at least one thiol is separated at 113 by adsorption or reaction to disulfide , then ethyl acetate is reacted with a basic compound, followed by distillation at 114. Ethyl acetate is thereby removed. After separation step 112, the process stream is depleted of ethyl acetate and thiols and sent to sequence 116 or sequence 118 of separation step 120. In sequence 116 of separation step 120, methanol is first separated by distillation at 117 and then at least one compound having three or more carbon atoms is separated by distillation at 119. In sequence 118 of separation step 120, first at least one compound having three or more carbon atoms is separated by distillation at 121 and then methanol is separated by distillation at 122. Ethanol is then recovered at step 122.
Claims (26)
a.前記発酵ブロスから少なくとも微生物バイオマスを分離して、エタノール、メタノール、酢酸エチル、少なくとも1つのチオール、および少なくとも1つの3個以上の炭素原子を有する化合物を含む、プロセスストリームを生成することと、
b.前記プロセスストリームから、任意の順序で、
i.酢酸エチルを塩基性化合物と反応させ、続いて蒸留することにより、酢酸エチルを除去することと、
ii.吸着またはジスルフィドへの反応により、少なくとも1つのチオールを除去することと、
iii.蒸留により、メタノールを除去することと、
iv.蒸留により、3個以上の炭素原子を有する化合物を除去することと、
c.蒸留により、エタノールを回収することであって、前記蒸留が、単一のカラムまたは2つ以上のカラム中で実施され得る、回収することと、を含む、方法。 A method for recovering ethanol from a fermentation broth comprising microbial biomass, ethanol, methanol, ethyl acetate, at least one thiol, and at least one compound having three or more carbon atoms, the method comprising:
a. separating at least microbial biomass from the fermentation broth to produce a process stream comprising ethanol, methanol, ethyl acetate, at least one thiol, and at least one compound having three or more carbon atoms;
b. From said process stream, in any order,
i. Removing ethyl acetate by reacting it with a basic compound followed by distillation;
ii . removing at least one thiol by adsorption or reaction to disulfide ;
iii. removing methanol by distillation;
iv. removing compounds with three or more carbon atoms by distillation;
c. Recovering ethanol by distillation, said distillation may be carried out in a single column or in two or more columns.
a.前記発酵ブロスから少なくとも微生物バイオマスを分離して、エタノール、メタノール、酢酸エチル、少なくとも1つのチオール、および少なくとも1つの3個以上の炭素原子を有する化合物を含む、プロセスストリームを生成することと、
b.酢酸エチルを塩基性化合物と反応させ、続いて蒸留して酢酸エチル枯渇ストリームを生成することにより、前記プロセスストリームから酢酸エチルを除去することと、
c.吸着またはジスルフィドへの反応により、前記酢酸エチル枯渇ストリームから少なくとも1つのチオールを除去して、チオール枯渇ストリームを生成することと、
d.メタノール、エタノール、および3個以上の炭素原子を有する化合物を、蒸留により前記チオール枯渇ストリームから分離することであって、前記蒸留が、単一のカラム中または2つ以上のカラム中で実施され得る、分離することと、を含む、方法。 A method for separating ethanol from a fermentation broth comprising microbial biomass, ethanol, methanol, ethyl acetate, at least one thiol, and at least one compound having three or more carbon atoms, the method comprising:
a. separating at least microbial biomass from the fermentation broth to produce a process stream comprising ethanol, methanol, ethyl acetate, at least one thiol, and at least one compound having three or more carbon atoms;
b. removing ethyl acetate from the process stream by reacting the ethyl acetate with a basic compound followed by distillation to produce an ethyl acetate-depleted stream;
c . removing at least one thiol from the ethyl acetate-depleted stream by adsorption or reaction to disulfides to produce a thiol-depleted stream;
d. Separating methanol, ethanol, and compounds having three or more carbon atoms from the thiol-depleted stream by distillation, which distillation may be performed in a single column or in two or more columns. ,A ,method ,including ,separating;
a.前記発酵ブロスから少なくとも微生物バイオマスを分離して、エタノール、メタノール、酢酸エチル、少なくとも1つのチオール、および少なくとも1つの3個以上の炭素原子を有する化合物を含む、プロセスストリームを生成することと、
b.吸着またはジスルフィドへの反応により、前記プロセスストリームから少なくとも1つのチオールを除去して、チオール枯渇ストリームを生成することと、
c.酢酸エチルを塩基性化合物と反応させ、続いて蒸留して酢酸エチル枯渇ストリームを生成することにより、前記チオール枯渇ストリームから酢酸エチルを除去することと、
d.メタノール、エタノール、および3個以上の炭素原子を有する化合物を、蒸留により前記酢酸エチル枯渇ストリームから分離することであって、前記蒸留が、単一のカラム中または2つ以上のカラム中で実施され得る、分離することと、を含む、方法。 A method for separating ethanol from a fermentation broth comprising microbial biomass, ethanol, methanol, ethyl acetate, at least one thiol, and at least one compound having three or more carbon atoms, the method comprising:
a. separating at least microbial biomass from the fermentation broth to produce a process stream comprising ethanol, methanol, ethyl acetate, at least one thiol, and at least one compound having three or more carbon atoms;
b . removing at least one thiol from the process stream by adsorption or reaction to disulfides to produce a thiol-depleted stream;
c. removing ethyl acetate from the thiol-depleted stream by reacting the ethyl acetate with a basic compound followed by distillation to produce an ethyl acetate-depleted stream;
d. separating methanol, ethanol, and compounds having three or more carbon atoms from said ethyl acetate-depleted stream by distillation, said distillation being carried out in a single column or in two or more columns; A method comprising obtaining and separating.
a.バイオリアクターと流体連通し、前記発酵ブロスから少なくとも微生物バイオマスを分離して、エタノール、メタノール、酢酸エチル、少なくとも1つのチオール、および少なくとも1つの3個以上の炭素原子を有する化合物を含む、プロセスストリームを生成するように構成された、第1の分離ユニットと、
b.前記第1の分離ユニットと流体連通し、塩基性化合物導管と流体連通し、かつ酢酸エチルを塩基性化合物と反応させ、続いて蒸留することにより、前記プロセスストリームから前記酢酸エチルを除去するように構成された、第2の分離ユニットと、
c.前記第2の分離ユニットと流体連通し、硫黄含有化合物導管と流体連通し、かつ吸着またはジスルフィドへの反応により少なくとも1つのチオールを除去するように構成された、第3の分離ユニットと、
d.前記第3の分離ユニットと流体連通し、かつメタノール、3個以上の炭素原子を有する化合物、およびエタノールを分離するように構成された、蒸留システムであって、単一のカラムまたは2つ以上のカラムを備え、かつメタノール導管、C3+導管、およびエタノール導管と流体連通している、蒸留システムと、を備える、装置。 An apparatus for separating ethanol from a fermentation broth comprising microbial biomass, ethanol, methanol, ethyl acetate, at least one thiol, and at least one compound having three or more carbon atoms, the apparatus comprising:
a. in fluid communication with a bioreactor to separate at least microbial biomass from the fermentation broth to create a process stream comprising ethanol, methanol, ethyl acetate, at least one thiol, and at least one compound having three or more carbon atoms. a first separation unit configured to generate;
b. in fluid communication with the first separation unit, in fluid communication with a basic compound conduit, and configured to remove the ethyl acetate from the process stream by reacting the ethyl acetate with a basic compound, followed by distillation. a second separation unit configured;
c. a third separation unit in fluid communication with the second separation unit, in fluid communication with the sulfur-containing compound conduit, and configured to remove at least one thiol by adsorption or reaction to disulfides ;
d. a distillation system in fluid communication with the third separation unit and configured to separate methanol, compounds having three or more carbon atoms, and ethanol, the distillation system comprising a single column or two or more columns; a distillation system comprising a column and in fluid communication with a methanol conduit, a C3+ conduit, and an ethanol conduit.
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