RU2012102626A - Извлечение высших спиртов из разбавленных водных растворов - Google Patents

Извлечение высших спиртов из разбавленных водных растворов Download PDF

Info

Publication number
RU2012102626A
RU2012102626A RU2012102626/10A RU2012102626A RU2012102626A RU 2012102626 A RU2012102626 A RU 2012102626A RU 2012102626/10 A RU2012102626/10 A RU 2012102626/10A RU 2012102626 A RU2012102626 A RU 2012102626A RU 2012102626 A RU2012102626 A RU 2012102626A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
alcohol
fermentation medium
water
fermentation
aqueous solution
Prior art date
Application number
RU2012102626/10A
Other languages
English (en)
Inventor
Вилльям А. ЭВАНКО
Марк БРАЗЕРЗ
Кен ДРОБИШ
Аристос А. АРИСТИДОУ
Кент ЭВАНС
Эндрю К. ХОКИНЗ
Скотт ЛУКАС
Original Assignee
Джево, Инк.
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 Джево, Инк. filed Critical Джево, Инк.
Publication of RU2012102626A publication Critical patent/RU2012102626A/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
    • C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
    • C12P7/06—Ethanol, i.e. non-beverage
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
    • C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
    • C12P7/16—Butanols
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D1/00—Evaporating
    • B01D1/30—Accessories for evaporators ; Constructional details thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/001—Processes specially adapted for distillation or rectification of fermented solutions
    • B01D3/002—Processes specially adapted for distillation or rectification of fermented solutions by continuous methods
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/06—Flash distillation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D5/00—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
    • B01D5/0057—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation in combination with other processes
    • B01D5/006—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation in combination with other processes with evaporation or distillation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/74—Separation; Purification; Use of additives, e.g. for stabilisation
    • C07C29/76—Separation; Purification; Use of additives, e.g. for stabilisation by physical treatment
    • C07C29/80—Separation; Purification; Use of additives, e.g. for stabilisation by physical treatment by distillation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/74—Separation; Purification; Use of additives, e.g. for stabilisation
    • C07C29/76—Separation; Purification; Use of additives, e.g. for stabilisation by physical treatment
    • C07C29/80—Separation; Purification; Use of additives, e.g. for stabilisation by physical treatment by distillation
    • C07C29/84—Separation; Purification; Use of additives, e.g. for stabilisation by physical treatment by distillation by extractive distillation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
    • C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/582—Recycling of unreacted starting or intermediate materials

Abstract

1. Способ извлечения C3-C6 спирта из ферментационной среды, содержащей микроорганизмы, газы и C3-C6 спирт, включающий в себя:a. удаление из ферментационной среды, по меньшей мере, части газов;b. повышение активности C3-C6 спирта в порции ферментационной среды по меньшей мере, до уровня насыщающей концентрации C3-C6 спирта в порции, или уменьшение активности воды в порции ферментационной среды по меньшей мере, до уровня насыщающей концентрации C3-C6 спирта в порции;c. получение из порции ферментационной среды жидкой фазы, обогащенной C3-C6 спиртом, и жидкой фазы, обогащенной водой; иd. отделение фазы, обогащенной C3-C6 спиртом, от фазы, обогащенной водой.2. Способ по п.1, дополнительно включающий в себя:культивирование микроорганизма в ферментационной среде с получением C3-C6 спирта и газов; ивведение по меньшей мере части обогащенной водой фазы в ферментационную среду.3. Способ по п.1, дополнительно включающий в себя:гидролиз сырья, содержащего полисахарид и, по меньшей мере, одно другое соединение, с получением поддающихся ферментации продуктов гидролиза;сбраживание, по меньшей мере, части поддающихся ферментации продуктов гидролиза в ферментационной среде с получением C3-C6 спирта и газов, где ферментационная среда также содержит, по меньшей мере, одно не поддающееся ферментации соединение; ивыделение, по меньшей мере, одного не поддающегося ферментации соединения из ферментационной среды, или обогащенной водой фазы, или из той и другой.4. Способ получения продукта из C3-C6 спирта в ферментационной среде, содержащей микроорганизмы, газы и C3-C6 спирт, включающий в себя:a. удаление из ферментационной среды, по меньшей мере, части газов;b. отго�

Claims (78)

1. Способ извлечения C3-C6 спирта из ферментационной среды, содержащей микроорганизмы, газы и C3-C6 спирт, включающий в себя:
a. удаление из ферментационной среды, по меньшей мере, части газов;
b. повышение активности C3-C6 спирта в порции ферментационной среды по меньшей мере, до уровня насыщающей концентрации C3-C6 спирта в порции, или уменьшение активности воды в порции ферментационной среды по меньшей мере, до уровня насыщающей концентрации C3-C6 спирта в порции;
c. получение из порции ферментационной среды жидкой фазы, обогащенной C3-C6 спиртом, и жидкой фазы, обогащенной водой; и
d. отделение фазы, обогащенной C3-C6 спиртом, от фазы, обогащенной водой.
2. Способ по п.1, дополнительно включающий в себя:
культивирование микроорганизма в ферментационной среде с получением C3-C6 спирта и газов; и
введение по меньшей мере части обогащенной водой фазы в ферментационную среду.
3. Способ по п.1, дополнительно включающий в себя:
гидролиз сырья, содержащего полисахарид и, по меньшей мере, одно другое соединение, с получением поддающихся ферментации продуктов гидролиза;
сбраживание, по меньшей мере, части поддающихся ферментации продуктов гидролиза в ферментационной среде с получением C3-C6 спирта и газов, где ферментационная среда также содержит, по меньшей мере, одно не поддающееся ферментации соединение; и
выделение, по меньшей мере, одного не поддающегося ферментации соединения из ферментационной среды, или обогащенной водой фазы, или из той и другой.
4. Способ получения продукта из C3-C6 спирта в ферментационной среде, содержащей микроорганизмы, газы и C3-C6 спирт, включающий в себя:
a. удаление из ферментационной среды, по меньшей мере, части газов;
b. отгонку из ферментационной среды парообразной фазы, содержащей воду и C3-C6 спирт;
c. проведение реакции C3-C6 спирта в парообразной фазе с получением продукта.
5. Способ по п.1, дополнительно включающий в себя:
культивирование микроорганизма в ферментационной среде с получением C3-C6 спирта и газов; и
введение в ферментационную среду, по меньшей мере, части обогащенной водой жидкой фазы;
где стадия повышения активности C3-C6 спирта или уменьшения активности воды дополнительно включает в себя отгонку части ферментационной среды с получением парообразной фазы, содержащей воду и C3-C6 спирт, и жидкой фазы.
6. Способ извлечения C3-C6 спирта из разбавленного водного раствора, который содержит первое количество C3-C6 спирта и газов, включающий в себя:
a. удаление, по меньшей мере, части газов из разбавленного водного раствора;
b. отгонку части разбавленного водного раствора в парообразную фазу, содержащую C3-C6 спирт и воду, где парообразная фаза содержит примерно от 1% по массе до 45% по массе первого количества C3-C6 спирта из порции разбавленного водного раствора; и
c. конденсацию парообразной фазы.
7. Способ эксплуатации модифицированного промышленного предприятия по производству этанола, оборудованного устройством для предварительной обработки, несколькими установками для ферментации и брагоперегонным аппаратом, с получением C3-C6 спирта, включающий в себя:
a. предварительную обработку сырья с получением поддающихся ферментации сахаров в установке для предварительной обработки;
b. культивирование микроорганизма в ферментационной среде, содержащей поддающиеся ферментации сахара в первой установке для ферментации с получением C3-C6 спирта;
c. удаление из ферментационной среды, по меньшей мере, части газов;
d. обработку сегмента ферментационной среды, содержащего C3-C6 спирт, с удалением части C3-C6 спирта;
e. возвращение обработанной порции ферментационной среды в первую установку для ферментации; и
f. перенос ферментационной среды из первой установки для ферментации в брагоперегонный аппарат.
8. Способ по любому из пп.1-7, где газы содержат диоксид углерода.
9. Способ по п.8, где на стадии удаления удаляют по меньшей мере примерно 30% диоксида углерода.
10. Способ по п.8, где на стадии удаления удаляют по меньшей мере примерно 75% диоксида углерода.
11. Способ по п.8, где на стадии удаления удаляют по меньшей мере примерно 85% диоксида углерода.
12. Способ по п.8, где на стадии удаления удаляют по меньшей мере примерно 90% диоксида углерода.
13. Способ по п.8, где стадия удаления включает в себя стадию, выбранную из группы, состоящей из нагревания, уменьшения давления до уровня ниже атмосферного, адсорбции и их сочетаний.
14. Способ по п.8, где стадия удаления включает в себя уменьшение давления до уровня в диапазоне примерно от 1 фунт/дюйм2 до 10 фунт/дюйм2.
15. Способ по п.14, где стадия удаления включает в себя уменьшение давления до уровня в диапазоне примерно от 2 фунт/дюйм2 до 5 фунт/дюйм2.
16. Способ по п.8, где удаленный диоксид углерода вводят в установку для ферментации с целью регуляции pH, деаэрации или их сочетания.
17. Способ по п.8, дополнительно включающий в себя обработку газов с удалением C3-C6 спирта и выведение газов.
18. Способ по п.8, дополнительно включающий в себя удаление по меньшей мере одной примеси из ферментационной среды или разбавленного водного раствора.
19. Способ по п.18, где по меньшей мере одна примесь выбрана из группы, включающей в себя этанол, уксусную кислоту, пропанол, фенилэтиловый спирт и изопентанол.
20. Способ повышения концентрации C3-C6 спирта в водном растворе, включающий в себя:
a. введение в сосуд первого потока водного раствора, содержащего C3-C6 спирт;
b. подвергание первого потока водного раствора, содержащего C3-C6 спирт, воздействию пониженного давления с получением пара, содержащего C3-C6 спирт;
c. приведение в контакт пара, содержащего C3-C6 спирт, с раствором, содержащим C3-C6 спирт, с получением конденсата, содержащего конденсированный пар C3-C6 спирта, где концентрация C3-C6 спирта в конденсате превышает концентрацию C3-C6 спирта в первом потоке водного раствора.
21. Способ извлечения C3-C6 спирта из ферментационной среды, содержащей микроорганизмы и C3-C6 спирт, включающий в себя:
a. повышение активности C3-C6 спирта в порции ферментационной среды, по меньшей мере, до уровня насыщающей концентрации C3-C6 спирта в порции с получением пара, содержащего C3-C6 спирт, или уменьшение активности воды в порции ферментационной среды, по меньшей мере, до уровня насыщающей концентрации C3-C6 спирта в порции с получением пара, содержащего C3-C6 спирт;
b. конденсацию пара C3-C6 спирта путем приведения в контакт пара, содержащего C3-C6 спирт, с раствором, содержащим C3-C6 спирт;
c. получение жидкой фазы, обогащенной C3-C6 спиртом, и жидкой фазы, обогащенной водой, из конденсированного пара; и
d. отделение фазы, обогащенной C3-C6 спиртом, от фазы, обогащенной водой.
22. Способ по п.21, дополнительно включающий в себя:
культивирование микроорганизма в ферментационной среде с получением C3-C6 спирта; и
введение, по меньшей мере, части обогащенной водой фазы в ферментационную среду.
23. Способ по п.21, дополнительно включающий в себя:
гидролиз сырья, содержащего полисахарид и, по меньшей мере, одно другое соединение, с получением поддающихся ферментации продуктов гидролиза;
сбраживание, по меньшей мере, части поддающихся ферментации продуктов гидролиза в ферментационной среде с получением C3-C6 спирта, где ферментационная среда также содержит, по меньшей мере, одно не поддающееся ферментации соединение; и
выделение, по меньшей мере, одного не поддающегося ферментации соединения из ферментационной среды или обогащенной водой фазы, или из той и другой.
24. Способ получения C3-C6 спирта, включающий в себя:
a. культивирование микроорганизма в ферментационной среде с получением C3-C6 спирта;
b. повышение активности C3-C6 спирта в порции ферментационной среды;
c. перегонку порции ферментационной среды с получением парообразной фазы, содержащей воду и C3-C6 спирт, и жидкой фазы;
d. конденсацию парообразной фазы путем приведения ее в контакт с раствором, содержащим C3-C6 спирт, и
e. введение жидкой фазы в ферментационную среду.
25. Способ извлечения C3-C6 спирта из разбавленного водного раствора, который содержит первое количество C3-C6 спирта, включающий в себя:
a. отгонку части разбавленного водного раствора с получением парообразной фазы, содержащей C3-C6 спирт и воду, где парообразная фаза содержит примерно от 1% по массе до 45% по массе первого количества C3-C6 спирта из порции разбавленного водного раствора; и
b. конденсацию парообразной фазы путем приведения ее в контакт с раствором, содержащим C3-C6 спирт.
26. Способ по любому из пп.20-25, где раствор, содержащий C3-C6 спирт, распыляют в пар, содержащий C3-C6 спирт.
27. Способ по любому из пп.20-25, где раствор, содержащий C3-C6 спирт, содержит конденсат C3-C6 спирта.
28. Способ по п.27, где конденсат охлаждают перед приведением в контакт с паром C3-C6 спирта.
29. Способ по любому из пп.20-25, где стадию получения пара или парообразной фазы и стадию конденсации пара или парообразной фазы проводят в одном сосуде.
30. Способ по п.29, где сосуд содержит перегородку, разделяющую первый и второй сегменты, содержащие жидкость, где первый сегмент, содержащий жидкость, приспосабливают к введению водного раствора или ферментационной среды, содержащей микроорганизмы и C3-C6 спирт, а второй сегмент, содержащий жидкость, приспосабливают к введению конденсированного пара.
31. Способ по п.30, где первый жидкость-содержащий сегмент включает в себя трубу для введения водного раствора или ферментационной среды, содержащей микроорганизмы и C3-C6 спирт, в первый жидкость-содержащий сегмент и трубу для выведения водного раствора или ферментационной среды, содержащей микроорганизмы и C3-C6 спирт, из первого жидкость-содержащего сегмента, где содержание C3-C6 спирта в водном растворе или в ферментационной среде, которые выводят из первого жидкость-содержащего сегмента, меньше, чем в водном растворе или в ферментационной среде, которые вводят в первый жидкость-содержащий сегмент.
32. Способ по п.30, где второй жидкость-содержащий сегмент содержит трубу для выведения конденсированного пара из второго жидкость-содержащего сегмента.
33. Система испарительного резервуара/контактного конденсатора для повышения концентрации C3-C6 спирта в водном растворе, содержащая:
a. сосуд;
b. средства введения в сосуд потока водного раствора, содержащего C3-C6 спирт;
c. средства подвергания потока водного раствора, содержащего C3-C6 спирт, пониженному давлению с получением пара, содержащего C3-C6 спирт;
d. средства приведения в контакт пара, содержащего C3-C6 спирт, с раствором, содержащим C3-C6 спирт, с получением конденсата, содержащего конденсированный пар C3-C6 спирта, где концентрация C3-C6 спирта в конденсате превышает концентрацию C3-C6 спирта в первом потоке водного раствора.
34. Система испарительного резервуара/контактного конденсатора по п.33, где сосуд содержит два жидкость-содержащих компартмента или сегмента, разделенных перегородкой, причем перегородка разделяет компартменты или сегменты на дне сосуда.
35. Система испарительного резервуара/контактного конденсатора по п.34, где средства по п.(c) включают в себя средства для создания вакуума.
36. Система испарительного резервуара/контактного конденсатора по п.34, где средства по п.(d) включают в себя распылительную насадку.
37. Способ извлечения C3-C6 спирта из ферментационной среды, содержащей микроорганизмы и C3-C6 спирт, включающий в себя:
a. введение газа в ферментационную среду, где часть C3-C6 спирта переходит в газ;
b. выведение газа из ферментационной среды в устройство для извлечения; и
c. извлечение C3-C6 спирта из газа.
38. Способ по п.37, дополнительно включающий в себя:
d. повышение активности C3-C6 спирта в порции ферментационной среды, по меньшей мере, до уровня насыщающей концентрации C3-C6 спирта в порции, или уменьшение активности воды в порции ферментационной среды, по меньшей мере, до уровня насыщающей концентрации C3-C6 спирта в порции;
e. получение из порции ферментационной среды жидкой фазы, обогащенной C3-C6 спиртом, и жидкой фазы, обогащенной водой; и
f. отделение фазы, обогащенной C3-C6 спиртом, от фазы, обогащенной водой.
39. Способ по п.38, дополнительно включающий в себя:
культивирование микроорганизма в ферментационной среде с получением C3-C6 спирта; и
введение обогащенной водой фазы в ферментационную среду.
40. Способ по п.38, дополнительно включающий в себя:
гидролиз сырья, содержащего полисахарид и, по меньшей мере, одно другое соединение, с получением поддающихся ферментации продуктов гидролиза;
сбраживание, по меньшей мере, части поддающихся ферментации продуктов гидролиза в ферментационной среде с получением C3-C6 спирта, где ферментационная среда также содержит, по меньшей мере, одно не поддающееся ферментации соединение; и
выделение, по меньшей мере, одного не поддающегося ферментации соединения из ферментационной среды, обогащенной водой фазы, или из той и другой.
41. Способ по п.37, дополнительно включающий в себя:
отгонку парообразной фазы, содержащей воду и C3-C6 спирт; и
проведение реакции C3-C6 спирта в парообразной фазе с получением продукта.
42. Способ по п.37, дополнительно включающий в себя:
культивирование микроорганизма в ферментационной среде с получением C3-C6 спирта;
повышение активности C3-C6 спирта в порции ферментационной среды;
перегонку порции ферментационной среды с получением парообразной фазы, содержащей воду и C3-C6 спирт, и жидкой фазы, и введение жидкой фазы в ферментационную среду.
43. Способ по п.37, включающий в себя:
отгонку части разбавленного водного раствора в парообразную фазу, содержащую C3-C6 спирт и воду, где парообразная фаза содержит примерно от 1% по массе до 45% по массе первого количества C3-C6 спирта из порции разбавленного водного раствора; и
конденсацию парообразной фазы.
44. Способ эксплуатации модифицированного промышленного предприятия по производству этанола, оборудованного устройством для предварительной обработки, несколькими установками для ферментации и брагоперегонным аппаратом, с получением C3-C6 спирта, включающий в себя:
a. предварительную обработку сырья с получением поддающихся ферментации сахаров в установке для предварительной обработки;
b. культивирование микроорганизма в ферментационной среде, содержащей поддающиеся ферментации сахара, в установке для ферментации с получением C3-C6 спирта;
c. введение газа в ферментационную среду с переносом части C3-C6 спирта в газ;
d. выведение газа из ферментационной среды в устройство для извлечения;
e. извлечение C3-C6 спирта из газа;
f. обработку порции ферментационной среды, содержащей C3-C6 спирт, с удалением части C3-C6 спирта;
g. возвращение обработанной порции ферментационной среды в устройство для ферментации; и
h. перенос ферментационной среды из устройства для ферментации в брагоперегонный аппарат.
45. Способ по любому из пп.37-44, где из газа извлекают по меньшей мере примерно 50% C3-C6 спирта.
46. Способ по любому из пп.37-44, где из газа извлекают по меньшей мере примерно 70% C3-C6 спирта.
47. Способ по любому из пп.37-44, где из газа извлекают по меньшей мере примерно 85% C3-C6 спирта.
48. Способ по любому из пп.37-44, где из газа извлекают по меньшей мере примерно 90% C3-C6 спирта.
49. Способ получения C3-C6 спирта, включающий в себя:
a. культивирование микроорганизма в ферментационной среде с целью выращивания микроорганизма;
b. культивирование микроорганизма в ферментационной среде с целью получения C3-C6 спирта;
c. извлечение C3-C6 спирта из ферментационной среды в процессе стадий культивирования; и
d. введение в ферментационную среду газа, содержащего кислород, на стадии (b) со скоростью переноса кислорода (OTR) менее чем примерно 20 ммоль кислорода на литр ферментационной среды в час.
50. Способ по п.49, где стадия введения включает в себя введение в ферментационную среду газа, содержащего кислород, на стадии (b) при OTR менее чем примерно 10 ммоль кислорода на литр ферментационной среды в час.
51. Способ по п.49, где стадия введения дополнительно включает в себя введение в ферментационную среду газа, содержащего кислород, на стадии (b) при OTR в диапазоне примерно от 0,1 до 5 ммоль кислорода на литр ферментационной среды в час.
52. Способ по п.49, где стадия извлечения C3-C6 спирта из ферментационной среды включает в себя следующие стадии:
повышение активности C3-C6 спирта в порции ферментационной среды, по меньшей мере, до уровня насыщающей концентрации C3-C6 спирта в порции, или уменьшение активности воды в порции ферментационной среды по меньшей мере, до уровня насыщающей концентрации C3-C6 спирта в порции;
получение из порции ферментационной среды жидкой фазы, обогащенной C3-C6 спиртом, и жидкой фазы, обогащенной водой; и
отделение фазы, обогащенной C3-C6 спиртом, от фазы, обогащенной водой.
53. Способ по п.52, дополнительно включающий в себя стадию:
введения обогащенной водой фазы в ферментационную среду.
54. Способ по п.49 или 50, дополнительно включающий в себя следующие стадии:
отгонка из ферментационной среды парообразной фазы, содержащей воду и C3-C6 спирт; и
проведение реакции C3-C6 спирта в парообразной фазе с получением продукта.
55. Способ получения C3-C6 спирта, включающий в себя:
a. культивирование микроорганизма в ферментационной среде с получением C3-C6 спирта;
b. введение в ферментационную среду газа, содержащего кислород, на стадии (a) со скоростью переноса кислорода (OTR) менее чем примерно 20 ммоль кислорода на литр ферментационной среды в час;
c. повышение активности C3-C6 спирта в порции ферментационной среды;
d. перегонку порции ферментационной среды с получением парообразной фазы, содержащей воду и C3-C6 спирт, и жидкой фазы, и
e. введение жидкой фазы в ферментационную среду.
56. Способ эксплуатации модифицированного промышленного предприятия по производству этанола, оборудованного устройством для предварительной обработки, несколькими установками для ферментации и брагоперегонным аппаратом, с получением C3-C6 спирта, включающий в себя:
a. предварительную обработку сырья с получением поддающихся ферментации сахаров в установке для предварительной обработки;
b. культивирование микроорганизма в ферментационной среде, содержащей поддающиеся ферментации сахара, в первой установке для ферментации с целью выращивания микроорганизма;
c. культивирование микроорганизма в ферментационной среде, содержащей поддающиеся ферментации сахара, в первой установке для ферментации с получением C3-C6 спирта;
d. введение в ферментационную среду газа, содержащего кислород, на стадии (c) со скоростью переноса кислорода (OTR) менее чем примерно 20 ммоль кислорода на литр ферментационной среды в час;
e. обработку порции ферментационной среды, содержащей C3-C6 спирт, с удалением части C3-C6 спирта;
f. возвращение обработанного сегмента ферментационной среды в устройство для ферментации; и
g. перенос ферментационной среды из устройства для ферментации в брагоперегонный аппарат.
57. Способ по пп.49, 55 или 56, где стадию получения C3-C6 спирта проводят в анаэробных условиях.
58. Способ проведения процессов получения и извлечения C3-C6 спирта, включающий в себя несколько типовых процессов, которые проводят при давлении ниже атмосферного, в том числе следующие стадии:
a. введение потока в первый эдуктор, чтобы в первом типовом процессе получить давление ниже атмосферного; и
b. передачу потока из первого эдуктора во второй эдуктор с получением во втором типовом процессе давления ниже атмосферного.
59. Способ по п.57, где несколько типовых процессов включают в себя типовые процессы, которые проводят на устройствах, выбранных из группы, состоящей из: установки для регенерации воды, первой камеры многоступенчатой дистилляционной установки, второй камеры многоступенчатой дистилляционной установки, брагоперегонного аппарата, боковой отпарной колонны и ректификационного аппарата.
60. Способ по п.57, где первый и второй типовые процессы являются одинаковыми.
61. Способ по п.57, где первый и второй типовые процессы являются разными.
62. Способ культивирования микроорганизмов, продуцирующих C3-C6 спирт, до достижения высокой плотности клеток, который включает в себя стадии выращивания микроорганизмов в ферментационной среде и извлечение C3-C6 спирта из ферментационной среды на стадии выращивания; где микроорганизмы достигают клеточной плотности в диапазоне примерно от 5 г сухой массы на литр до 150 г сухой массы на литр.
63. Способ получения C3-C6 спирта, который включает в себя стадии культивирования микроорганизмов, продуцирующих C3-C6 спирт, в ферментационной среде с получением C3-C6 спирта и извлечение C3-C6 спирта из ферментационной среды; где продуцирование C3-C6 спирта происходит со скоростью, составляющей по меньшей мере примерно 1 г на литр в час.
64. Способ по п.63, где продуцирование C3-C6 спирта происходит со скоростью, составляющей по меньшей мере примерно 2 г на литр в час.
65. Способ по п.64, где C3-C6 спирт представляет собой бутанол.
66. Способ по п.64, где C3-C6 спирт представляет собой изобутанол.
67. Способ извлечения C3-C6 спирта из разбавленного водного раствора при первой температуре (T1), включающий в себя:
a. отгонку парообразной фазы, содержащей воду и C3-C6 спирт, из разбавленного водного раствора;
b. конденсацию парообразной фазы с водной охлаждающей жидкостью при второй температуре (T2);
c. регуляцию на стадии отгонки давления, T1 и титра C3-C6 спирта, так, чтобы температура парообразной фазы составляла третью температуру (T3), где разница между T3 и T2 составляет по меньшей мере примерно 1°C.
68. Способ по п.67, где разница между T3 и T2 составляет по меньшей мере примерно 5°C.
69. Способ по п.67, где разница между T3 и T2 составляет по меньшей мере примерно 10°C.
70. Способ по п.67, где T2 составляет менее чем примерно 30°C.
71. Способ по п.67, где водную охлаждающую жидкость при второй температуре (T2) получают путем испарительного охлаждения.
72. Способ по п.67, где часть конденссированной парообразной фазы используют в качестве водной охлаждающей жидкости.
73. Способ по п.67, дополнительно включающий в себя получение из конденсированной парообразной фазы жидкой фазы, обогащенной C3-C6 спиртом, и жидкой фазы, обогащенной водой.
74. Способ по п.73, дополнительно включающий в себя отделение фазы, обогащенной C3-C6 спиртом, от фазы, обогащенной водой.
75. Способ по п.67, где парообразная фаза содержит примерно от 2% по массе до 40% по массе C3-C6 спирта из разбавленного водного раствора.
76. Способ по п.67, где стадию перегонки проводят в адиабатических условиях.
77. Способ по п.67, где стадию перегонки проводят в изотермических условиях.
78. Способ по п.67, где разбавленный водный раствор включает в себя ферментационную среду, содержащую микроорганизм, указанный способ дополнительно включает в себя
культивирование микроорганизма в ферментационной среде с получением C3-C6 спирта;
и введение обогащенной водой фазы в ферментационную среду.
RU2012102626/10A 2009-06-26 2010-06-25 Извлечение высших спиртов из разбавленных водных растворов RU2012102626A (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US22096709P 2009-06-26 2009-06-26
US61/220,967 2009-06-26
PCT/US2010/040095 WO2010151832A1 (en) 2009-06-26 2010-06-25 Recovery of higher alcohols from dilute aqueous solutions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2012102626A true RU2012102626A (ru) 2013-08-10

Family

ID=43386923

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012102626/10A RU2012102626A (ru) 2009-06-26 2010-06-25 Извлечение высших спиртов из разбавленных водных растворов

Country Status (12)

Country Link
US (3) US20110124068A1 (ru)
EP (1) EP2446045A4 (ru)
JP (1) JP2012531209A (ru)
KR (1) KR20120104509A (ru)
CN (1) CN102482689A (ru)
AU (1) AU2010265880A1 (ru)
BR (1) BR112012000659A2 (ru)
CA (1) CA2766170A1 (ru)
CO (1) CO6491074A2 (ru)
MX (1) MX2012000251A (ru)
RU (1) RU2012102626A (ru)
WO (1) WO2010151832A1 (ru)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120285816A1 (en) * 2009-11-24 2012-11-15 Basf Se Method for isolating an alkanol from an aqueous biotransformation mixture
US8574406B2 (en) * 2010-02-09 2013-11-05 Butamax Advanced Biofuels Llc Process to remove product alcohol from a fermentation by vaporization under vacuum
AU2011268326B2 (en) 2010-06-17 2015-02-05 Butamax(Tm) Advanced Biofuels Llc Yeast production culture for the production of butanol
US8871488B2 (en) 2010-06-18 2014-10-28 Butamax Advanced Biofuels Llc Recombinant host cells comprising phosphoketolases
CA2807930A1 (en) 2010-09-02 2012-03-08 Butamax (Tm) Advanced Buofuels Llc Process to remove product alcohol from a fermentation by vaporization under vacuum
EP2583957A1 (de) 2011-10-18 2013-04-24 LANXESS Deutschland GmbH Lineare Butene aus Isobutanol
EP2788096A2 (en) * 2011-12-09 2014-10-15 Butamax Advanced Biofuels LLC Process to remove product alcohols from fermentation broth
SG11201403242VA (en) * 2011-12-15 2014-07-30 Masdar Inst Of Science And Technology Vacuum membrane distillation (vmd) using aspirator to generate vacuum pressure
CN104822820A (zh) 2012-05-04 2015-08-05 布特马斯先进生物燃料有限责任公司 用于醇制备和回收的方法和系统
US9828317B2 (en) 2012-06-29 2017-11-28 Gevo, Inc. Method for purification of alcohols
GB201215505D0 (en) 2012-08-31 2012-10-17 C5 Labs Aps Process for the production of ethanol
US9663759B2 (en) 2013-07-03 2017-05-30 Butamax Advanced Biofuels Llc Partial adaptation for butanol production
CN104154687B (zh) * 2014-08-22 2016-08-24 珠海格力电器股份有限公司 闪发器和具有该闪发器的空调
US10610802B2 (en) * 2017-03-20 2020-04-07 Lanzatech, Inc. Process and system for product recovery and cell recycle
US10865370B1 (en) * 2018-03-28 2020-12-15 Bioleap, Inc. Cook water preheat using evaporator vapor heat recovery
CN108452553B (zh) * 2018-04-01 2023-12-15 重庆梁彬新材料技术有限公司 一种气凝胶用醇水回收装置
CA3185501A1 (en) 2019-02-08 2020-08-13 Lanzatech, Inc. Process for recovering close boiling products
CN112852597B (zh) * 2021-01-08 2022-11-22 宁夏首朗吉元新能源科技有限公司 一种铁合金工业尾气发酵的营养盐的回收设备和方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4359533A (en) * 1980-11-26 1982-11-16 The United States Of America As Represented By The Department Of Energy Fermentative alcohol production
US4460687A (en) * 1981-03-23 1984-07-17 Alfa Laval Ab Fermentation method
US4777135A (en) * 1985-02-04 1988-10-11 The University Of Vermont And State Agricultural College Method for producing butanol by fermentation
JPH02186971A (ja) * 1989-01-11 1990-07-23 Jgc Corp 発酵液からのアルコールの回収方法
US6358717B1 (en) * 1997-05-14 2002-03-19 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Method of producing butanol using a mutant strain of Clostridium beijerinckii
WO2003102200A2 (en) * 2002-05-30 2003-12-11 Cargill Dow Llc Fermentation process using specific oxygen uptake rates as a process control
US20050089979A1 (en) * 2003-09-18 2005-04-28 Ezeji Thaddeus C. Process for continuous solvent production
US8945899B2 (en) * 2007-12-20 2015-02-03 Butamax Advanced Biofuels Llc Ketol-acid reductoisomerase using NADH
US20080015397A1 (en) * 2006-06-16 2008-01-17 D Amore Michael B Process for making isooctenes from aqueous 1-butanol
US20080132741A1 (en) * 2006-06-16 2008-06-05 D Amore Michael B Process for making butenes from dry isobutanol
US20080015395A1 (en) * 2006-06-16 2008-01-17 D Amore Michael B Process for making butenes from aqueous 1-butanol
US8975047B2 (en) * 2006-06-16 2015-03-10 E I Du Pont De Nemours And Company Process for making isooctenes from dry 1-butanol
US20080131948A1 (en) * 2006-12-01 2008-06-05 Leo Ernest Manzer Process for making isooctenes from dry 2-butanol
WO2008124490A1 (en) * 2007-04-03 2008-10-16 The Ohio State University Methods of producing butanol
ES2393286T3 (es) * 2007-04-04 2012-12-20 Markus Lehmann Procedimiento para la destilación de un material de partida, e instalación para realizar dicho procedimiento
US20100205857A1 (en) * 2007-07-23 2010-08-19 Einte-Karst Dijk Butanol production in a eukaryotic cell
EP2215243A2 (en) * 2007-10-31 2010-08-11 GEVO, Inc. Methods for the economical production of biofuel precursor that is also a biofuel from biomass
EP2657344B1 (en) * 2008-06-04 2016-04-27 Butamax (TM) Advanced Biofuels LLC Method for producing butanol using two-phase extractive fermentation

Also Published As

Publication number Publication date
US20130122561A1 (en) 2013-05-16
US20110124068A1 (en) 2011-05-26
CN102482689A (zh) 2012-05-30
AU2010265880A1 (en) 2012-01-19
CA2766170A1 (en) 2010-12-29
BR112012000659A2 (pt) 2019-09-24
EP2446045A1 (en) 2012-05-02
CO6491074A2 (es) 2012-07-31
WO2010151832A1 (en) 2010-12-29
JP2012531209A (ja) 2012-12-10
KR20120104509A (ko) 2012-09-21
MX2012000251A (es) 2012-04-11
US20140356920A1 (en) 2014-12-04
EP2446045A4 (en) 2017-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2012102626A (ru) Извлечение высших спиртов из разбавленных водных растворов
Maddox et al. Production of acetone-butanol-ethanol from concentrated substrate using clostridium acetobutylicum in an integrated fermentation-product removal process
Qureshi et al. Application of continuous substrate feeding to the ABE fermentation: relief of product inhibition using extraction, perstraction, stripping, and pervaporation
Xue et al. Characterization of gas stripping and its integration with acetone–butanol–ethanol fermentation for high-efficient butanol production and recovery
Mariano et al. Bioproduction of butanol in bioreactors: new insights from simultaneous in situ butanol recovery to eliminate product toxicity
US8628643B2 (en) Process to remove product alcohol from a fermentation by vaporization under vacuum
US20150060259A1 (en) Systems and Methods for Alcohol Recovery and Concentration of Stillage By-Products
EP0614983A2 (en) Method for the production of lactic acid and lactic esters
JP2009501524A (ja) バイオマスを転換するための生産プラント及び方法
CA2788215A1 (en) Process to remove product alcohol from a fermentation by vaporization under vacuum
WO2011003962A2 (en) Improved gas stripping process for the recovery of solvents from fermentation broths
US20210348113A1 (en) Method and system for producing products by fermentation
WO2011022812A1 (en) Recovery of volatile carboxylic acids by extractive evaporation
US20120220003A1 (en) Method for continuously separating organic materials of interest from fermentation
CN102911854A (zh) 一种分离纯化丁醇和丙酮的装置及方法
CN111792976B (zh) 用于低温应用的从发酵液中分离乙醇的集成方法
KR101710857B1 (ko) 미생물 배양액으로부터 1,3-프로판디올과 2,3-부탄디올의 분리 및 정제방법
BR102020009107A2 (pt) Sistema integrado para produção de etanol por fermentação extrativa com arraste gasoso e recuperação por absorção e uso do mesmo
RU2010131170A (ru) Выделение высших спиртов из разбавленных водных растворов
WO2017214873A1 (zh) 一种发酵耦合分离纯化生产丁醇的方法及装置
CN102978246B (zh) 利用吸附剂原位吸附发酵偶联渗透汽化在线生产及分离丁醇、丙酮和乙醇的方法
JPS6232871A (ja) アルコ−ル生産装置
CN116947651A (zh) 一种戊二胺的提取方法
CN117820233A (zh) 一种从甲硝唑粗品母液中回收物料的方法
Masheti Influence Of Oxygen Dissolved On The Biomass Grouth During Fermentation Process