KR880002537B1 - 묽은 수용액중의 유기약품을 농축시키는 방법 - Google Patents

묽은 수용액중의 유기약품을 농축시키는 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR880002537B1
KR880002537B1 KR8205466A KR820005466A KR880002537B1 KR 880002537 B1 KR880002537 B1 KR 880002537B1 KR 8205466 A KR8205466 A KR 8205466A KR 820005466 A KR820005466 A KR 820005466A KR 880002537 B1 KR880002537 B1 KR 880002537B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
organic compound
carbon
volatile solvent
column
solvent
Prior art date
Application number
KR8205466A
Other languages
English (en)
Other versions
KR840002662A (ko
Inventor
어어베이스 브랜코
Original Assignee
엘린 피이 트레버스
시이피이시이 인터내쇼날 인코포레이팃드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘린 피이 트레버스, 시이피이시이 인터내쇼날 인코포레이팃드 filed Critical 엘린 피이 트레버스
Publication of KR840002662A publication Critical patent/KR840002662A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR880002537B1 publication Critical patent/KR880002537B1/ko

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/02Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
    • C12P7/04Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
    • C12P7/06Ethanol, i.e. non-beverage
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C59/00Compounds having carboxyl groups bound to acyclic carbon atoms and containing any of the groups OH, O—metal, —CHO, keto, ether, groups, groups, or groups
    • C07C59/01Saturated compounds having only one carboxyl group and containing hydroxy or O-metal groups
    • C07C59/08Lactic acid
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/02Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
    • C12P7/04Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
    • C12P7/16Butanols
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/40Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carboxyl group including Peroxycarboxylic acids
    • C12P7/54Acetic acid
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/40Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carboxyl group including Peroxycarboxylic acids
    • C12P7/56Lactic acid
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10Biofuels, e.g. bio-diesel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)

Abstract

내용 없음.

Description

묽은 수용액중의 유기약품을 농축시키는 방법
본 발명은 발효액과 같은 묽은 수용액중에 존재하는 유기화학약품의 농축방법에 관한 것이다.
미생물에 의한 유기약품의 제조는 발효분야에 숙련된 자에게는 공지된 것이다. 이들 약품은 미생물에 의해 일반적으로 약 1중량% 내지 10중량%의 묽은 수용액으로 제조되는 관계로 이들 약품을 순수한 상태로 회수하는 데에는 많은 양의 물과 분리하는 것을 포함한다. 이같은 분리에 소요되는 경비가 너무 크기 때문에 발효에 의한 이들 약품의 제조는 석유화석 연료원을 기재로한 이들 제법과 경쟁할 수 없게 되었다. 그러나, 석유화학 공급물의 가격 상승과 함께 석유화석 연료의 점진적인 고갈은, 새로운 원료 물질로 사용될 수 있는 탄수화물을 간단 유기약품으로 변환시킬 수 있는 이같은 발효반응에 대한 흥미를 새롭게 하였다.
이같은 이유로 인하여, 묽은 수용액으로 부터 유기약품을 분리시키기 위한 저렴한 방법의 개발을 필요로하고 있다. 이같은 분리를 위한 각종 방법이 제안되었으며, 이들 방법은 용매 추출, 냉동결정, 증류 및 선택적 흡수를 포함한다.
활성탄은 수용액중의 유기약품을 선택적으로 흡착한다는 것은 공지된 사실이다. 이어 흡착된 약품은 가열, 스팀에 의한 흡착물질 치환 또는 용매에 의한 흡착물질 분리와 같은 각종방법에 의해 재분리 시킬 수 있다. 미합중국 특허 제2,422,504호는 묽은 수용액중의 저급 지방산을 회수하는 방법에 대해 기술하고 있다. 이 방법은 1차로 물질을 활성탄에 흡착시키는 것으로 되어 있다. 이어 탄소는 진공하에서 100℃로 가열하여 물과 약간의 산의 일부를 분리시킨다. 최종적으로 산과 잔류물은 용매로 추출하고 또 용매와 산을 분리한다. 이 방법은 비용이 많이드는 가열 단계를 생략할 수 있다.
Baieri의 카나다 특허 제978,308호는 종이 생산상의 부산물로서 수득되는 설파이트 폐액으로 부터 아세트산과 푸르푸랄을 회수하는 방법을 기술하고 있다. 이 방법에서 폐액은 스팀 스트립퍼를 통과시키고 또 이어 탄소칼람을 통과시켜 존재하는 유기약품의 일부를 흡착시킨다. 이 약품은 이어 적어도 부분적으로 증발되는 용매를 사용하여 분리시킨다. 제안된 용매로는 저급알콜, 아세톤, 벤젠 및 에테르가 있다. 그러나, 실시예는 아세트산을 알콜로서 회수하여 에스테르, 또는 에스테르, 알콜 및 산의 혼합물을 얻는 것으로 되어 있다. 혼합생성물이 수득되므로 이 방법은 별로 흥미가 없다.
Baieri의 미합중국 특허 제4,016,180호는 설파이드 폐액을 농축시키는 2단계 흡착-탈착방법을 기술하고 있다. 모액은 탄소 칼람을 통과시켜 유기약품을 흡착시킨다. 이어 물질을 탈착시키기 위해 스팀이나 용매를 사용함으로서 더 농축된 약품 용액이 수득된다. 실시예에는 탄소중의 아세트산을 분리시키기 위해 스팀, 메탄올 또는 에탄올을 사용하는 것으로 되어 있다. 탈착제로서 알콜이 사용되는 경우에는, 에스테르를 함유하는 혼합물이 수득된다. Baieri에 의해 제안된 방법은 용리 용매의 상항류 및 하향류 둘다를 포함하는 아주 복잡한 장치를 필요로 한다.
본 발명자는 에너지 효율이 좋고 또 간단한 장치를 사용하여, 묽은 수용액중의 유기화합물을 농축시키는 아주 간단한 흡착방법을 발견하게 되었다. 이 방법은 특히 미생물 발효에 의해 수득된 유기 화합물 농축에 적합하다.
본 발명에 따라 유기 화합물의 묽은 수용액을 농축시키는 방법이 제공된다. 유기화합물을 흡착제 탄소상에 흡착시키고, 이어 휘발성 용매를 사용하여 탄소로부터 용리시킨 다음, 휘발성 용매를 용매와 용리된 유기화합물의 혼합물로 부터 분리시킨다. 이 방법의 개선점은, 용매의 응축온도 또는 이보다 약간 낮은 온도로 유지된 탄소상(床)에 휘발성 용매의 증기를 시간당 약 1/2상부피 또는 그 이하의 속도로 휘발성 용매가 용출액에서 검출될때까지 가해줌으로서 탄소로 부터 유기화합물을 용리시키는 데에 있다. 이어 용리는 휘발성 용매중에 유기화합물의 농축 수용액을 함유하는 용출액이 약 1/2상(床)부피 더 추가로 수거될 때까지 계속한다. 이어 휘발성 용매를 증발시켜 중량으로 약 30%이상의 유기 화합물을 함유하는 유기화합물 수용액을 수득한다.
본 발명의 방법은 묽은 수용액중의 각종 유기화합물을 농축시키는데 적합하다. 본 방법은 활성탄에 의해 용액으로 부터 쉽게 흡착되고, 또 휘발성 용매 증기에 의해 탈착될 수 있는 임의의 유기 화합물을 농축시키는데 사용할 수 있다. 이는 아세트산, 부탄올, 락트산 및 에탄올의 묽은 용액을 농축시키는데 적합하다. 이는 특히 이들 화합물이 미생물에 의해 제조되는 발효 배양액으로 부터 이들 화합물을 추출 하는데 적합하다.
활성탄이 묽은 수용액 중의 유기화합물 실제적인 양을 흡착하기만 한다면, 어느 것이나 흡착제로 사용될 수 있다. 활성탄은 탄소상을 통해 액체가 잘 흐를 수 있는 메쉬크기의 입상 또는 비-드상 탄소가 바람직하다. 적합한 탄소에는 PPG 인더스트리스로 부터 구입가능한 입상탄소, CPG 탄소 ; Westvaco 케미칼 코로레이숀 사로부터 구입가능한 입상탄소, Nuchar HW-40 과 ; 유니온 카바이드 코포레이션 사로부터 구입가능한 비-드상탄소, G-BAC가 있다.
유기화합물은 용액을 흡착제탄소와 혼합시켜 용액으로 부터 탄소에 흡착된다. 이 공정을 수행하는 편리한 방법은 칼람에 탄소를 채우는 것이다. 이어 유기화합물의 묽은 용액을 칼람상부에 가해주고, 중력에 의해 칼람을 통해 흐르도록 방치시킨다. 이와는 달리, 물질은 용액을 칼람을 통해 상방향으로 통과시켜서 흡착시킬 수도 있다. 이 공정은 탄소가 유기화합물로 포화되거나 또는 거의 포화될 때까지 계속한다. 일단 물질이 탄소상에 흡착하게 되면, 과잉의 물과 비흡착물질은 방치시켜 칼람으로 부터 배출시킨다. 배출속도를 증대시키고 또 탄소로 부터 추가로 소량의 물을 더 제거하기 위해서 칼람을 통해 하방향으로 공기 또는 불활성 가스를 통해줄 수도 있다.
배출 단계를 거친후에는 물과 유기화합물의 혼합물이 탄소에 부착되어 있다. 이 탄소를 통하여 휘발성 용매의 증기를 통과시킴으로서 용리를 행한다. 이 단계는 흡착물질과 함께 탄소를 함유하는 칼람의 상부에서 휘발성 용매의 증기를 통해줌으로서 편리하게 진행시킬 수 있다. 용매 증기는 칼람에서 응축하고, 또 칼람 하부에서 액체로 통과한다.
용리 단계를 진행시키는데에는 칼람 온도를 휘발성 용매의 응축온도 또는 이보다 다소 낮은 온도로 유지 시킨다. 이는 칼람 온도가 휘발성 용매의 비점 약 10℃이하, 바람직하게는 약 5℃이하에서 비점 사이임을 뜻한다. 칼람은 가열자켓 또는 유사장치를 사용하거나 응축증기에 의해 주어지는 증발잠열에 의해 필요로하는 온도로 유지된다.
많은 종류의 휘발성 용매가 본 발명의 방법에서 사용될 수 있다. 증류시켜 용매를 분리할 수 있도록 탈착될 유기물질의 비점 보다 충분히 낮은 온도에서 증발하는 용매를 사용하는 것이 바람직하다. 낮은 비열과 낮은 증발열을 갖는 용매가 특히 바람직하다. 더우기, 용매는 유기화합물과 반응하지 않고 또 유기화합물과 공비 혼합물을 형성하지 않는 것이어야만 한다. 또한 극성이 매우 큰 휘발성 용매를 사용하는 것이 바람직하다. 본 방법에서 사용하기에 가장 바람직한 용매는 아세톤이다. 이밖에 적합한 용매의 예료는 디에틸에테르, 에틸아세테이트, 이소프로필알콜, 메탄올과 2-부탄올을 들 수 있다.
용리 단계중 휘발성 용매증기는 용매가 탄소 칼람을 떠나기 전에 응축하게 되는 속도로 필요한 온도로 유지시킨 탄소를 통과시킨다. 처음에는 칼람에 첨가되는 증기의 속도를 시간당 0.5이하, 바람직하게는 약0.2 내지 0.5의 상부피(BVH)의 용출액이 수거되도록 조정한다. 이유속은 적어도 휘발성 용매가 용출액중에서 검출될 때까지 유지시킨다. 용리된 첫번째 분획은 주로 물이다. 이는 아직도 탄소상에 흡착되어 있는 물질중의 유기화합물 농도를 크게 증가시킨다.
본 발명의 발효로 부터 생성물을 회수하는데 사용되는 경우는 또 다른 장점을 갖게된다. 첫번째로 용리된 분획은 이 분획이 방출된 배양기 또는 반응기에 직접 재순환할 수 있을 정도로 충분히 순수하다. 이로 인해 이 공정에서 필요로 하는 새로운 물의 양이 감소되고 또 생성되는 폐수의 양이 줄어든다.
첫번째 분획이 용리된 후에, 필요한 경우는 용매 증기의 유속을 약 1.0BVH로 증가시켜 탈착속도를 촉진 시킬 수 있다. 2번째의 용출액 부분은 유기 화합물, 물 및 휘발성 용매의 혼합물을 함유한다. 추가로 약 1/2상부피의 혼합물이 더 수거된 후에는 용리를 중단시킨다. 방출 혼합물은 휘발성 용매내의 유기화합물의 농축수용액이다. 유기화합물과 본래 혼합된 물의 약 96%까지가 물 증류 조작을 거치지 않고도 제거되며, 이 같이 함으로서 경비가 많이드는 이 공정의 에너지 단가를 절약할 수 있게 된다. 이어 방출 혼합물로 부터 용매를 증류시켜 재사용용으로 회수할 수 있다. 용매 제거후의 남는 잔유물은 중량으로 약 30%이상의 유기 화합물을 함유하는 수용액이다. 원 용액이 5% 또는 그 이상의 유기화합물을 함유하는 경우에는, 잔유물은 중량으로 약 40%내지 약 50%의 유기화합물을 함유하게 된다. 따라서 유기화합물의 묽은 수용액을 약 30% 또는 그 이상 농도로 농축시킬 수 있다. 더우기, 바람직한 용매인 아세톤이 사용되는 경우, 이 용매의 저비점, 저비열 및 작은 증발잠열로 인하여, 이 공정의 에너지 필요량이 낮아진다. 본 방법은 아세트산과 부탄올과 같이 발효에 의해 제조된 유기화합물을 농축시키는데 특히 적합하다.
탄소는 용리시킨후에 여기에 스팀을 통과시켜 용매를 제거시킴으로서 재생될 수 있다. 아세톤 용리후에 이같이 재생시킨 탄소는 그 본래의 흡착 능력을 다시 얻게된다. 이 탄소는 여러번 재사용될 수 있다.
본 발명 방법은 다음 실시예에 의해 더 상세히 설명되며, 이 실시예에서 모든 부 및 퍼센트는 별도로 명기하지 않은한 중량 기준이다.
[실시예 1]
내경 2.2cm의 쟈케트 칼람에 피쯔버그 프레이트 그래스 캄파니사로 부터 구입할 수 있는 입상탄소, CPG탄소 70g(185ml 상 부피)을 장입한다. 탄소는 pH 4.8에서 5% 아세트산 용액으로 포화시킨다. 12g의 아세트산이 탄소에 의해 흡착된다. 흡착이 완료된 후에 탄소칼람을 배수시키고, 칼람을 통해 하방향으로 공기기류를 통과시켜 추가로 물을 제거시킨다. 이어 탄소 칼람 상부에서 아세톤 증기를 통과시키기 전에 칼람을 50 내지 60℃ 온도로 가열시킨다. 유출액은 칼람 하부에서 제거된다. 첫번째 50ml 분획은 2.33g의 아세트산과 47.2g의 물을 함유하였다. 두반째 분획(45ml)은 8.86g의 아세트산과 8.05g의 물을 함유하며, 세번째 분획(50ml)은 0.87g 아세트산과 2.15g의 물을 함유하였다. 마지막 50ml분획은 단지 0.12g 아세트산을 함유하였다.
본 실시예는 아세톤이 1차적으로 아세트산 수용액으로 포화된 탄소칼람으로 부터 비흡착성 공급액을 제거시킴을 설명해준다. 이어 흡착아세트산이 주성분이되어 용리된다. 아세톤을 증발시킨 이 2번째 용출액은 거의 50% 아세트산을 함유하는 수용성 아세트산 용액을 남긴다. 따라서 이 방법은 아세트산 용액의 신속한 농축에 적합한 것으로 보인다.
[실시예 2]
흡착기간동안의 칼람 온도를 좁은 온도 범위내에서 주의깊게 유지시키며, 또 탄소는 pH 2.5에서 7.5% 아세트산 용액으로 포화시킨 이외에는 실시예 1의 방법을 반복하였다. 실험은 칼람 온도를 51℃, 53℃, 56℃ 및 60℃로 유지하면서 행하였다. 칼람 온도를 51℃, 53℃ 및 56℃로 유지한 경우는, 칼람 상에 흡착된 모든 아세트산은 첫번째 200ml 용출액에 용리되었다. 그러나 칼람 온도를 60℃로 유지한 경우는 첫번째 200ml 용출액중에 단지 77% 아세트산만이 용리되었다. 이는 아세트산이 신속한 용리가 행해지도록 하기 위해서는 칼람 온도를 아세톤 증기의 응측온도(56℃) 또는 이보다 조금 낮은 온도를 유지해야만 한다는 것을 지적하고 있다.
[실시예 3]
내경 2.2Cm의 쟈케트 칼람에 웨스트바코 케미칼 코오포레이숀 사로부터 구입할 수 있는 입상탄소, Nuchar HW-40 70g(180ml 상(床) 부핌)임을 장입한다. 탄소는 pH 4.8에서 10% 아세트산 용액으로 포화시킨다. 흡착이 완료된 후에, 탄소 칼람을 배수시키고, 또 칼람을 통해 하방향으로 공기 기류를 통해주어 추가로 물을 제거시킨다. 이어 탄소 칼람 상부에서 아세톤 증기를 통해주기전에 칼람을 특정온도로 가열시킨다. 유출액은 칼람 하부에서 제거된다. 각각 약 25ml, 20ml, 50ml 및 50ml의 4개 분획을 수거한다. 각 분획에서의 아세트산과 물의 함량을 분석하였다. 30℃ 내지 55℃의 각종 온도에서 행한 실험 결과는 다음 표1에 수록하였다.
[표 1]
Nuchar HW-40 탄소에서의 아세트산 용리
Figure kpo00001
쟈케트내의 냉각수를 사용하여 칼람 온도를 30℃ 또는 40℃로 유지하는 경우, 아세톤 증기는 사용한 용리 속도에서 너무 신속하게 응축되는 관계로 찬넬링이 일어나는 경향이 있으며 또 처음 2개분획에서 물분리가 보다 완전치 못하게 된다. 용리기간중에 칼람 온도를 50℃ 내지 55℃로 유지하는 경우, 대부분이 물이 처음 2개 분획에서 용리되고 또 흡착아세트산은 마지막 2개 분획에서 용리된다. 칼람 온도는 50 내지 55℃로 유지하는 경우, 95% 이상의 흡착아세트산을 함유하는 분획 3 및 4는 합쳐서 아세트산 용액을 수득하게되며 또 이 혼합용액은 아세톤을 제거시켜 약 50% 아세트산 수용액을 얻게된다.
비교시험
흡착제로서 Nuchar HW-40을 사용하고, 또 54 내지 55℃에서 액체 아세톤을 사용하여 용리를 행한 것을 제외하고는 실시예 1의 방법을 반복하였다. 용리중의 칼람 온도를 54 내지 55℃로 유지하였다. 역시 아세트산은 첫번째 200ml 용출액중에 주로 두번째 50ml 분획중에 용리되었다. 그러나, 아세톤이 전혀 함유되지 않은 이 분획은 단지 약 35% 아세트산을 함유하는 수용액이었다. 이 비교실험은 아세트산을 용리시키기 위해 아세톤 증기대신에 아세톤 액체를 칼람에 적용한 경우에는 훨씬 적게 농축된 아세트산 수용액이 수득됨을 입증하고 있다.
[실시예 4]
실시예 3에서 기술된 탄소 칼람을 pH 4.8에서 2.5% 아세트산으로 포화시킨다. 흡착이 완료된 후에 탄소 칼람을 배수시키고, 또 칼람을 통해 하방향으로 공기기류를 통과시켜 추가로 물을 제거시킨다. 칼람 상부로 아세톤 증기를 통해주기전에 칼람을 54℃로 가열시킨다. 유출액은 칼람 하부로 방출시킨다. 각각 약 50ml의 4개분획을 수거한다. 첫번째 분획(3개 시험의 평균치)은 96.5% 물과 단지 1.43%의 아세트산을 함유한다. 분획 2 및 3을 합한것(3개 시험의 평균치)은 13.5%의 아세트산과 21% 물을 함유한다. 분획 4에는 단지 극미량의 아세트산이 존재한다.
본 실시예는 본래 이 아세트산과 혼합되었던 물의 약 96%를 제거하는 본 방법에 의해 2.5% 아세트산 용액(pH 4.8)으로 부터 39% 아세트산 용액을 수득할 수 있음을 입증하고 있다.
[실시예 5]
탄소 칼람을 pH 4.8에서 1.25% 아세트산 용액으로 포화시키는 것 이외에는 실시예 4의 방법을 반복하였다. 또한 대부분의 아세트산이 분획 2 및 3에서 회수되었으며, 이를 합하고 또 아세톤을 제거하여 34% 아세트산 수용액을 수득하였다. 이 방법은 본래 이 아세트산과 혼합되어 있던 물의 97% 이상을 제거하였다.
본 실시예 또한 매우 묽은 아세트산 용액을 농축시키는데 있어 본 방법의 유용성을 입증하고 있다.
[실시예 6]
탄소는 pH 2.5에서 5% 아세트산 용액으로 포화시키고, 메탄올 증기(응축온도 65℃)를 용리에 사용하며, 또 칼람 온도를 각각 61℃, 66℃ 및 70℃로 유지하는 것 이외에 실시예2의 실험을 반복하였다. 단지 온도가 61℃인 경우에만 아세트산의 정량적 용리를 행하였다. 온도가 66℃ 및 70℃인 경우에는 각각 78% 및 61.5%의 아세트산 회수가 관측되었다.
이들 시험은 아세트산의 용리를 용리용매의 응축온도 또는 이보다 조금 낮은 온도에서 행해야 한다는 점의 중요성을 더욱 강조하고 있다.
[실시예 7]
용리제가 이소프로필 알콜 증기(응축온도 82℃)이고, 또 용리중의 칼람 온도를 80℃로 유지하는 것 이외에는 실시예 4의 방법을 pH 4.8에서 5% 아세트산을 사용하여 반복하였다. 용출액의 분석결과는 다음과 같다.
Figure kpo00002
[실시예 8]
용리제로서 에틸 아세테이트 증기(응축온도 77℃)를 사용하고, 또 용리중의 칼람 온도를 70℃로 유지하는 것 이외에는 실시예 7의 용리방법을 반복하였다.
Figure kpo00003
[실시예 9]
2-부탄올 증기(응축온도 80℃)를 용리제로 사용하고 또 칼람을 76℃로 유지하는 이외에는 실시예 7의 용리방법을 반복하였다. 용출액의 분석치는 다음과 같다.
Figure kpo00004
실시예 6,7,8 및 9는 아세톤 이외의 용매증기가 본 발명 방법에서 사용가능함을 입증하고 있다.
[실시예 10]
디에틸 에테르 증기(응측온도 35℃)를 용리제로 사용하고, 또 용리중에 칼람을 34℃로 유지하는 이외에는 실시예 7의 용리방법을 따랐다. 용출액의 첫번째 분획은 두층으로 분리시키고 분리하여 분석하였다. 용출액의 분석치는 다음과 같다.
Figure kpo00005
에테르 증기는 기타 용리제 보다 만족도가 떨어지는 것으로 나타났다. 이 용매를 사용하는 경우 물은 탄소상에 더 장기간 존재하며, 또 아세트산을 제거시키는데 더 많은 어려움이 있다.
[실시예 11]
400ml의 5.1% 락트산용액을 칼람에 사용하고 또 용리중 칼람 온도를 54℃로 유지한 것 이외에는 실시예 3의 일반적 방법에 따랐다. 용출액의 분석치는 다음과 같다.
Figure kpo00006
혼합분획 2와 3은 아세톤을 증발시킨 후에 약 40% 락트산을 함유하는 수용액을 제공하였다. 따라서 본 발명은 묽은 락트산 용액을 농축시키는데 적합한 것으로 판정 되었다.
[실시예 12]
8.3% 에탄올을 함유하는 400ml의 맑은 발효배양액을 칼람에 가하고, 또 용리중 칼람 온도를 54℃로 유지하는 것 이외에는 실시예 3의 일반적 방법에 따랐다. 배양액은 이스트 Saccharomyces cerevisiae로서 전분 가수분해성 용액을 발효시켜 수득된다. 발효배양액은 또한 1.2% 글리세롤과 0.4% 락트산을 함유한다. 용출액의 분석치는 다음과 같다.
Figure kpo00007
본 실시예는 본 발명 방법이 발효반응에 의해 제조되는 에탄올 용액을 농축시키는데 적합함을 입증하고 있다.
[실시예 13]
1.4% 부탄올과 보다 적은량의 아세톤, 에탄올과 지방산을 함유하는 1750ml의 조발효 배양액을 사용하고, 또 용리중의 칼람 온도를 54℃로 유지하는 이외에는 실시예 3의 일반적 방법에 따랐다. 이 배양액은 박테리아 Clostridium acetobutylicum에 의해 전분 가수분해성 용액을 발효시켜 수득된다. 이 배양액은 또한 4.9%의 탄수화물을 함유한다. 용출액의 분석치는 다음과 같다.
Figure kpo00008
평행실험으로 두번째 분획을 2개층으로 분리시킨 결과 상부층에는 더 많은 부탄올이 함유되고, 또 하부층은 더 많은 탄수화물을 함유하였다.
본 실시예는 조 발효배양액이 많은 미발효 탄수화물 물질을 함유하는 경우에 있어서도 발효에 의해 수득된 부탄올을 농축시키는데 본 발명방법을 사용할 수 있음을 증명하고 있다.

Claims (9)

  1. 흡착제 탄소상에 유기화합물을 흡착시키고, 이 유기화합물을 휘발성 용매로서 탄소로 부터 용리하며 또 용매와 용리된 유기화합물의 혼합물로 부터 휘발성 용매를 분리시킴으로서 유기화합물의 묽은 수용액을 농축시키는 방법에 있어서, 흡착된 유기화합물을 함유하는 탄소상(床)에 휘발성 용매의 증기를, 상(床)의 온도를 용매의 응측 온도로 또는 그보다 약간 낮은 온도로 유지하면서, 휘발성 용매가 용출액중에서 감지될 때까지 시간당 약 0.2-1.0 상부피의 속도로 가해주고, 이 증기를 휘발성 용매내에 유기화합물의 농축된 수용액을 함유하는 약 1/2상 부피의 용출액이 수거될 때까지 계속해서 가해주며, 또 이 1/2이상 부피의 용출액으로 부터 휘발성 용매를 증발시켜 약 30중량%-약 50중량%의 유기화합물을 함유하는 유기화합물 수용액을 수득함을 특징으로 하는 농축방법.
  2. 제1항에 있어서, 흡착제 탄소를 칼람에 넣고, 휘발성 용매의 증기를 탄소 칼람 상부로 장입시키고, 또 농축물을 칼람 하부에서 제거시키는 것을 특징으로 하는 농축방법.
  3. 제1항에 있어서, 휘발성 용매의 증기를 탄소상을 통해주기전에, 흡착된 유기화합물을 함유하는 탄소상에 공기를 통과시는 것을 특징으로 하는 농축방법.
  4. 제1항 내지 제3항중 어느 하나에 있어서, 휘발성 용매가 아세톤임을 특징으로 하는 농축방법.
  5. 제1항 내지 제3항중 어느 하나에 있어서, 휘발성 용매가 2-부탄온, 에틸아세테이트, 이소프로필알콜, 메탄올 및 디에틸 에테르로 구성되는 군에서 부터 선정됨을 특징으로 하는 농축방법.
  6. 제1항에 있어서, 유기화합물이 아세트산이며, 또 묽은 수용액이 아세트산 생성 미생물을 배양시켜 수득된 발효 배양액임을 특징으로 하는 농축방법.
  7. 제1항에 있어서, 유기화합물이 부탄올이며, 또 묽은 부탄올 수용액이 부탄올생성 미생물을 배양시켜 수득된 발효 배양액임을 특징으로 하는 농축방법.
  8. 제1항에 있어서, 유기화합물이 에탄올이며, 또 묽은 에탄올 수용액이 에탄올 생성 미생물을 배양시켜 수득된 발효배양액임을 특징으로 하는 농축방법.
  9. 제1항에 있어서, 유기화합물이 락트산이며, 또 묽은 락트산 수용액이 락트산 생성 미생물을 배양시켜 수득된 발효 배양액임을 특징으로 하는 농축방법.
KR8205466A 1981-12-07 1982-12-06 묽은 수용액중의 유기약품을 농축시키는 방법 KR880002537B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/327,849 US4691055A (en) 1981-12-07 1981-12-07 Concentration of organic chemicals from dilute aqueous solutions
US327,849 1981-12-07
US327849 1989-03-23

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR840002662A KR840002662A (ko) 1984-07-16
KR880002537B1 true KR880002537B1 (ko) 1988-11-29

Family

ID=23278340

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR8205466A KR880002537B1 (ko) 1981-12-07 1982-12-06 묽은 수용액중의 유기약품을 농축시키는 방법

Country Status (21)

Country Link
US (1) US4691055A (ko)
EP (1) EP0081211B1 (ko)
JP (1) JPS58116687A (ko)
KR (1) KR880002537B1 (ko)
AR (1) AR228109A1 (ko)
AT (1) ATE19474T1 (ko)
AU (1) AU556123B2 (ko)
BR (1) BR8207045A (ko)
CA (1) CA1192141A (ko)
DE (1) DE3270897D1 (ko)
DK (1) DK161123C (ko)
ES (1) ES8401858A1 (ko)
FI (1) FI76700C (ko)
GB (1) GB2112775B (ko)
IE (1) IE53565B1 (ko)
IN (1) IN158318B (ko)
MX (1) MX156851A (ko)
MY (1) MY8600483A (ko)
NZ (1) NZ202207A (ko)
PH (1) PH20376A (ko)
ZA (1) ZA828424B (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3415141A1 (de) * 1984-04-21 1985-10-31 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Verfahren zur isolierung von milchsaeure aus feststoffhaltigen waessrigen loesungen
US4670155A (en) * 1985-03-06 1987-06-02 The Regents Of The University Of California Process for sorption solute recovery
NZ212523A (en) * 1985-06-24 1989-01-06 Univ Massey Mobile phase for purification of proteins by high performance liquid chromatography
KR101737325B1 (ko) * 2010-08-19 2017-05-22 삼성전자주식회사 멀티미디어 시스템에서 멀티미디어 서비스의 경험 품질 감소를 줄이는 방법 및 장치

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA529982A (en) * 1956-09-04 Spence Oswald Recovery of lower aliphatic acids from dilute aqueous solutions
GB332983A (ko) *
US2422504A (en) * 1944-02-05 1947-06-17 Masonite Corp Recovery of lower aliphatic acids from dilute aqueous solution
NL151348B (nl) * 1966-03-31 1976-11-15 Hoechst Ag Werkwijze ter zuivering van azijnzuur dat mierezuur bevat in een hoeveelheid van ten hoogste 10 gew.%.
CA978308A (en) * 1971-09-09 1975-11-25 Scott Paper Company Use of activated carbon to recover and separate chemicals produced during pulping operations
US3965036A (en) * 1972-12-11 1976-06-22 The Dow Chemical Company Regeneration of activated carbon with a solution of sorbed species in a solvent

Also Published As

Publication number Publication date
DK161123B (da) 1991-06-03
ZA828424B (en) 1983-09-28
JPH0368676B2 (ko) 1991-10-29
IN158318B (ko) 1986-10-18
AR228109A1 (es) 1983-01-14
BR8207045A (pt) 1983-10-11
DE3270897D1 (en) 1986-06-05
EP0081211B1 (en) 1986-04-30
CA1192141A (en) 1985-08-20
KR840002662A (ko) 1984-07-16
MY8600483A (en) 1986-12-31
GB2112775B (en) 1985-10-02
GB2112775A (en) 1983-07-27
AU556123B2 (en) 1986-10-23
ES517932A0 (es) 1984-01-01
ES8401858A1 (es) 1984-01-01
FI824006A0 (fi) 1982-11-22
IE822635L (en) 1983-06-07
JPS58116687A (ja) 1983-07-11
EP0081211A2 (en) 1983-06-15
PH20376A (en) 1986-12-08
AU8944782A (en) 1983-06-16
IE53565B1 (en) 1988-12-07
ATE19474T1 (de) 1986-05-15
NZ202207A (en) 1985-11-08
FI76700B (fi) 1988-08-31
MX156851A (es) 1988-10-06
DK539482A (da) 1983-06-08
EP0081211A3 (en) 1984-04-25
FI76700C (fi) 1988-12-12
FI824006L (fi) 1983-06-08
US4691055A (en) 1987-09-01
DK161123C (da) 1991-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Raganati et al. Bio-butanol separation by adsorption on various materials: Assessment of isotherms and effects of other ABE-fermentation compounds
US4851573A (en) Separation of citric acid from fermentation broth with a weakly basic anionic exchange resin adsorbent
US8658845B2 (en) Process and adsorbent for separating ethanol and associated oxygenates from a biofermentation system
JP2011514140A (ja) 低濃度水溶液からの高級アルコールの回収
Maddox Use of silicalite for the adsorption of n-butanol from fermentation liquors
US2474170A (en) Separation of acetone and butyl alcohol from fermented mash by activated charcoal
CN108218681B (zh) 一种辅酶q10的纯化方法
KR880002537B1 (ko) 묽은 수용액중의 유기약품을 농축시키는 방법
CN109369389A (zh) 高纯度α-亚麻酸乙酯的制备工艺
US8766019B2 (en) Method for separating butanol
US9108897B2 (en) Method for desorbing and regenerating butanol-adsorbing hydrophobic macroporous polymer adsorbent
CN104370705B (zh) 一种从生物质水热液化水相产物中分离提纯苯酚和2-甲氧基苯酚的方法
CN108802246A (zh) 一种神经酸分离提纯方法
CN107032983B (zh) 一种利用大孔吸附树脂从发酵液中提取分离琥珀酸的方法
TWI760140B (zh) 用於純化產物之製程
US2760993A (en) Separation of menthol from mint oils by chromatogrphic adsorption
CN110028384B (zh) 一种从生物转化液中分子蒸馏分离制备2-苯乙醇的方法
EP0111684B1 (en) Novel process for making n-butyl butyrate
US20020072100A1 (en) Method to separate ethanol from a fermentation broth
CN215102614U (zh) 一种苯乙腈尾水回收处理系统
CN1106712A (zh) 分离液体混合物组分的方法
WO2019030007A1 (en) PROCESS FOR RECOVERING FERMENTATION PRODUCTS
KR20180076069A (ko) 메틸에틸케톤 및 2,3-부탄디올의 제조 방법
EA042329B1 (ru) Способ очистки продуктов
CN113230830A (zh) 一种含醋酸丁酯工业废气的处理方法