UA125821C2 - Спосіб зброджування для отримання лактату магнію з джерела карбону та спосіб переробки одержаного лактату магнію - Google Patents
Спосіб зброджування для отримання лактату магнію з джерела карбону та спосіб переробки одержаного лактату магнію Download PDFInfo
- Publication number
- UA125821C2 UA125821C2 UAA201810440A UAA201810440A UA125821C2 UA 125821 C2 UA125821 C2 UA 125821C2 UA A201810440 A UAA201810440 A UA A201810440A UA A201810440 A UAA201810440 A UA A201810440A UA 125821 C2 UA125821 C2 UA 125821C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- fermentation
- magnesium lactate
- lactic acid
- fermentation broth
- solid
- Prior art date
Links
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 title claims abstract description 183
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 title claims abstract description 183
- OVGXLJDWSLQDRT-UHFFFAOYSA-L magnesium lactate Chemical compound [Mg+2].CC(O)C([O-])=O.CC(O)C([O-])=O OVGXLJDWSLQDRT-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims abstract description 109
- 239000000626 magnesium lactate Substances 0.000 title claims abstract description 108
- 229960004658 magnesium lactate Drugs 0.000 title claims abstract description 108
- 235000015229 magnesium lactate Nutrition 0.000 title claims abstract description 108
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 112
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 103
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 64
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 claims abstract description 55
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 claims abstract description 54
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims abstract description 27
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 25
- 159000000003 magnesium salts Chemical class 0.000 claims abstract description 19
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 14
- JJTUDXZGHPGLLC-UHFFFAOYSA-N lactide Chemical compound CC1OC(=O)C(C)OC1=O JJTUDXZGHPGLLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 claims description 6
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 5
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 claims description 5
- 238000011403 purification operation Methods 0.000 claims description 4
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 claims description 3
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 2
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 2
- 238000006384 oligomerization reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 claims description 2
- 238000011437 continuous method Methods 0.000 claims 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims 1
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 claims 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims 1
- 235000010633 broth Nutrition 0.000 description 30
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 29
- 239000000047 product Substances 0.000 description 20
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 11
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 9
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 5
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 4
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 4
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 3
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 3
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 3
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 125000001477 organic nitrogen group Chemical group 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 241000894007 species Species 0.000 description 3
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 3
- -1 C12 sugars Chemical class 0.000 description 2
- SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N D-xylopyranose Chemical compound O[C@@H]1COC(O)[C@H](O)[C@H]1O SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N 0.000 description 2
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108010009736 Protein Hydrolysates Proteins 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N arabinose Natural products OCC(O)C(O)C(O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 2
- SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N beta-D-Pyranose-Lyxose Natural products OC1COC(O)C(O)C1O SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 159000000011 group IA salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 2
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229940091250 magnesium supplement Drugs 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 2
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 2
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 2
- OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 100676-05-9 Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC1C(O)C(O)C(O)C(OC2C(OC(O)C(O)C2O)CO)O1 OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RUZAHKTXOIYZNE-UHFFFAOYSA-N 2-[2-[bis(carboxymethyl)amino]ethyl-(2-hydroxyethyl)amino]acetic acid;iron(2+) Chemical compound [Fe+2].OCCN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O RUZAHKTXOIYZNE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical compound OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SHZGCJCMOBCMKK-UHFFFAOYSA-N D-mannomethylose Natural products CC1OC(O)C(O)C(O)C1O SHZGCJCMOBCMKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-QTVWNMPRSA-N D-mannopyranose Chemical compound OC[C@H]1OC(O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-QTVWNMPRSA-N 0.000 description 1
- HMFHBZSHGGEWLO-SOOFDHNKSA-N D-ribofuranose Chemical compound OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H]1O HMFHBZSHGGEWLO-SOOFDHNKSA-N 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 229930091371 Fructose Natural products 0.000 description 1
- 239000005715 Fructose Substances 0.000 description 1
- RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N Fructose Chemical compound OC[C@H]1O[C@](O)(CO)[C@@H](O)[C@@H]1O RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- AYRXSINWFIIFAE-SCLMCMATSA-N Isomaltose Natural products OC[C@H]1O[C@H](OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C=O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O AYRXSINWFIIFAE-SCLMCMATSA-N 0.000 description 1
- SHZGCJCMOBCMKK-JFNONXLTSA-N L-rhamnopyranose Chemical compound C[C@@H]1OC(O)[C@H](O)[C@H](O)[C@H]1O SHZGCJCMOBCMKK-JFNONXLTSA-N 0.000 description 1
- PNNNRSAQSRJVSB-UHFFFAOYSA-N L-rhamnose Natural products CC(O)C(O)C(O)C(O)C=O PNNNRSAQSRJVSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N Maltose Natural products O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)OC(O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000015636 Oligopeptides Human genes 0.000 description 1
- 108010038807 Oligopeptides Proteins 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PYMYPHUHKUWMLA-LMVFSUKVSA-N Ribose Natural products OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-LMVFSUKVSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000209140 Triticum Species 0.000 description 1
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CANRESZKMUPMAE-UHFFFAOYSA-L Zinc lactate Chemical compound [Zn+2].CC(O)C([O-])=O.CC(O)C([O-])=O CANRESZKMUPMAE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- HMFHBZSHGGEWLO-UHFFFAOYSA-N alpha-D-Furanose-Ribose Natural products OCC1OC(O)C(O)C1O HMFHBZSHGGEWLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N alpha-D-galactose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000021120 animal protein Nutrition 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N arabinose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-QUYVBRFLSA-N beta-maltose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O[C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)O[C@@H]2CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-QUYVBRFLSA-N 0.000 description 1
- 229920002988 biodegradable polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004621 biodegradable polymer Substances 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 238000010908 decantation Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 150000002016 disaccharides Chemical class 0.000 description 1
- 238000000909 electrodialysis Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000009920 food preservation Methods 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 229930182830 galactose Natural products 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 238000010353 genetic engineering Methods 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 1
- DLRVVLDZNNYCBX-RTPHMHGBSA-N isomaltose Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1OC[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)O1 DLRVVLDZNNYCBX-RTPHMHGBSA-N 0.000 description 1
- 150000003893 lactate salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002018 overexpression Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 1
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 1
- 239000003531 protein hydrolysate Substances 0.000 description 1
- 230000006340 racemization Effects 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 1
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 1
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 1
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 1
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 description 1
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 150000003751 zinc Chemical class 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011576 zinc lactate Substances 0.000 description 1
- 229940050168 zinc lactate Drugs 0.000 description 1
- 235000000193 zinc lactate Nutrition 0.000 description 1
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
- C12P7/40—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carboxyl group including Peroxycarboxylic acids
- C12P7/56—Lactic acid
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
- C07C51/02—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides from salts of carboxylic acids
-
- 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
- C12M1/36—Apparatus for enzymology or microbiology including condition or time responsive control, e.g. automatically controlled fermentors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07B—GENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
- C07B2200/00—Indexing scheme relating to specific properties of organic compounds
- C07B2200/13—Crystalline forms, e.g. polymorphs
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Винахід стосується способу зброджування для отримання лактату магнію з джерела карбону, який полягає у отриманні бродильного середовища, яке містить прийнятне для зброджування джерело карбону у реакторі зброджування, зброджуванні цього бродильного середовища з допомогою мікроорганізму, який виробляє молочну кислоту, в присутності лужної солі магнію з отриманням бродильного бульйону у реакторі зброджування, який містить лактат магнію, та виділенні твердого лактату магнію з бродильного бульйону, який містить лактат магнію, причому протягом принаймні 40 % робочого часу способу зброджування концентрацію твердого лактату магнію у бродильному бульйоні у реакторі зброджування підтримують в межах 5-40 % об’єму, обчисленого як відношення кристалів твердого лактату магнію до загальної кількості бродильного бульйону у реакторі зброджування. Винахід стосується також способу переробки одержаного лактату магнію.
Description
Заявлений винахід стосується вироблення лактату магнію зброджуванням. Існує багато шляхів застосування лактату магнію, одним з яких є його вживання, як джерела отримання молочної кислоти. Молочну кислоту може бути застосовано у численних процесах, як-то консервація їжі чи отримання біорозкладаних полімерів, та у деяких з цих процесів надзвичайне значення має якість вжитої початкової молочної кислоти. Наприклад, для вироблення лактиду та полімолочної кислоти бажано розпочинати цей процес із застосуванням молочної кислоти, яка має високу стереохімічну чистоту. Крім того, наявність забруднень у початковій молочній кислоті може призвести до небажаної рацемізації функціональних груп молочної кислоти, що в свою чергу призводить до погіршення якості готового продукту (лактиду та полімолочної кислоти).
Зростання потреби у продуктах з високою якістю разом з потребою досягнення прийнятного для існуючого товарного ринку рівня виробничих витрат робить необхідним пошук можливостей зменшення вартості початкових матеріалів для вироблення молочної кислоти, в той же час не погіршуючи її якості.
Молочну кислоту часто отримують внаслідок зброджування вуглеводів, яке здійснюють мікроорганізми. Для підтримання такого значення рН реакційного середовища, яке б забезпечило добрий ріст цих мікроорганізмів, протягом зброджування до нього часто додають лужну сіль для компенсації зниження рН, викликаного утворенням молочної кислоти та це додавання призводить до утворення лактатної солі. У разі застосування лужної солі, наприклад, (гідроксиду або карбонату магнію буде утворюватися лактат магнію.
В цій галузі добре відомі способи зброджування з утворенням лактату магнію, також позначені, як способи зброджування лактату магнію.
Наприклад, у МІ 288829 описано безперервний спосіб зброджування для отримання молочної кислоти з додаванням протягом цього зброджування солі магнію або цинку для викликання утворення нерозчинного лактату магнію або лактату цинку, які потім вилучають з ферментаційного середовища.
У 052010/0323416 також описано спосіб зброджування з отриманням карбонової кислоти з додаванням солі магнію.
У МО2013160352 описано спосіб зброджування для виробництва, серед інших продуктів,
Зо лактату магнію, який полягає у застосуванні операції усунення твердого продукту, яка, в свою чергу, полягає у застосуванні гідроциклону та операції відокремлення твердої та рідкої фракції.
У роботі Хопд Умапо еї аї., Енісіепі тадпевійт Іасіаїе ргодисійоп м/йй іп 5йши ргодисі гетомаї! Бу сгувіаіІІІайнйоп ("Ефективне вироблення лактату магнію з відокремленням продукту в реакційній суміші шляхом кристалізації"), Віокезоигсе ТесппоїЇоду, Мої, 198, від 26 вересня 2015 р., стор. 658-663, описано спосіб зброджування лактату магнію з його відокремленням під час цього зброджування. В цій роботі було показано, що відокремлення твердого продукту під час зброджування повинно відбуватися, якщо концентрація лактату магнію складає 140 г/л.
Концентрація лактату магнію у 140 г/л відповідає 595 відсотку кристалічної речовини при температурі 42 "С. На Фіг. З цього документу показано, що концентрацію продукту при бродінні підтримують в межах 70-150 г/л (з початковим 25-годинним періодом перед досягненням концентрації у 70 г/л). Оскільки утворення кристалів починається з концентрації у 110 г/л, то це означає, що для значної частини суміші, яка зазнала зброджування на цьому етапі ще не існує твердих кристалів, присутніх у всіх інших випадках лише при низьких концентраціях.
Для досягнення мети, тобто для отримання джерела молочної кислоти, яке дозволить зменшити витрати без погіршення якості продукту, в цій галузі існує потреба у способі зброджування лактату магнію, який дозволяє стабільно працювати з високою продуктивністю, у заявленому винаході зазначено такий спосіб.
Винахід стосується способу зброджування для отримання лактату магнію з джерела карбону, який полягає у застосуванні наступних операцій: - надання бродильного середовища, яке містить прийнятне для зброджування джерело карбону у реакторі зброджування, - зброджування, яке відбувається у бродильному середовищі з допомогою мікроорганізмів, які виробляють молочну кислоту, в присутності лужної магнієвої солі з отриманням бродильного бульйону, який містить лактат магнію та - відновлення твердого лактату магнію з бродильного бульйону, який містить лактат магнію, причому протягом принаймні 40 95 робочого часу способу зброджування концентрація твердого лактату магнію в цьому бродильному бульйоні складає 5-4095 об'єму, та цю концентрацію обчислено, як відношення кристалів твердого лактату магнію до загальної 60 кількості бродильного бульйону.
Було виявлено, що підтримання концентрації твердого лактату магнію у бродильному бульйоні в межах 5-40 95 об'єму протягом принаймні 4095 робочого часу призводить до отримання процесу, який поєднує високий вихід продукту з властивостями, які забезпечують його ефективне відокремлення. Ці властивості призводять до гарної стійкості процесу та до отримання високої якості продукту, оскільки це дозволяє добре відокремити лактат магнію від забруднюючих речовин.
Докладно кажучи, було виявлено, що якщо концентрація твердого лактату магнію є занадто високою протягом значної частини процесу, то його продуктивність зменшується. Не бажаючи бути пов'язаними теорією вважається, що це явище може бути викликано наявністю продукту зброджування лактату магнію, якимось чином впливаючого на процес зброджування, наприклад, впливаючого на активність води в системі та / або якимось чином впливаючого на мікроорганізм. Це знаходиться у протиріччі з загальноприйнятною думкою про те, що тверді продукти зброджування не впливають на спосіб зброджування.
З іншого боку було виявлено, що якщо концентрація лактату магнію протягом значної частини процесу є занадто низькою, то відокремлення твердого лактату магнію з бродильних бульйонів є більш важким.
Може бути бажаним, щоб концентрація твердого лактату магнію у бродильному бульйоні складала принаймні 1095 об'єму, оскільки було виявлено, що застосування більших концентрацій твердого лактату магнію призводить до отримання продукту з покращеними властивостями, включаючи покращені фільтрувальні властивості, які полегшують промивання цього продукту. Може бути бажаним, щоб концентрація твердого лактату магнію у бродильному бульйоні складала 10-35 95 об'єму протягом обумовленої частини робочого часу, зокрема 10-
ЗО 95 об'єму та у деяких втіленнях винаходу 10-25 95 об'єму. Також для твердого лактату магнію у бродильному бульйоні може бути бажаним, щоб протягом обумовленої частини робочого часу вона складала 15-40 95 об'єму, зокрема 15-35 95 об'єму, більш переважно 15-30 95 об'єму та у деяких втіленнях винаходу 15-25 95 об'єму. У деяких втіленнях винаходу може бути бажаним, щоб концентрація твердого лактату магнію у бродильному бульйоні протягом обумовленої частини робочого часу складала 20-40 95 об'єму, зокрема 20-35 95 об'єму, більш переважно 20-
ЗО 95 об'єму та у деяких втіленнях винаходу 20-25 95 об'єму.
Зо Концентрацію твердого лактату магнію у бродильному бульйоні було визначено відповідно за наступною процедурою; 1 мл гомогенного зразка було відібрано з бродильного бульйону із застосуванням пробірки Епендорф та піддано центрифугуєанню протягом 2 хв. при 1300 об/хв.
Відсотковий об'єм твердого шару було визначено візуально.
Цей твердий шар містив як твердий лактат магнію, так і біомасу. Для коректування кількості біомаси цю кількість може бути визначено окремо з допомогою відомих в цій галузі способів, наприклад, шляхом визначення оптичної густини зразка бродильного бульйону при довжині хвилі у 600 нм з попереднім вилученням кристалів з цього зразка шляхом його розведення до 5 95 об'єму у розчині 0,5М ЕОТА, рН якого було доведено з допомогою КОН до 8 та наступного порівняння отриманих результатів з оптичною густиною стандартних розчинів біомаси при довжині хвилі у 600 нм.
Після цього може буде визначено об'ємний відсоток твердого лактату магнію шляхом віднімання об'ємного відсотка біомаси від відсотка, отриманого в описаній вище процедурі центрифугування.
Початковою точкою робочого часу процесу зброджування є точка у часі, коли до реактора надійшли всі компоненти середовища, бродильне середовище доведено до умов способу зброджування, як-то забезпечено вибраний рнН та температуру та мікроорганізм також надійшов у реактор. В цю точку часу здійснено всі умови, потрібні для початку зброджування.
Кінцевою точкою робочого часу процесу зброджування є точка у часі, коли утворення продукту фактично зупиняється, тобто коли його вироблення у г/л/год. є нижчим за 10 95 від максимального об'єму вироблення у г/л/год. протягом цього способу. Це звичайно відбувається при вичерпанні джерела карбону.
Загальний час тривалості процесу відповідно за винаходом може змінюватися в широких межах. Для промислової операції прийнятний мінімальний час тривалості процесу складає 10 год. Якщо він є нижчим за цю величину, то період часу (у годинах), протягом якого концентрація лактату магнію складає визначеного діапазону буде занадто короткою для здійснення більш- менш значущої промислової операції. Може бути бажаним, щоб загальний час тривалості процесу за винаходом складав принаймні 24 год., зокрема принаймні 48 год. та максимальна кількість годин не є критичною. Як описано в інших розділах, для безперервного процесу загальний час роботи може бути в принципі безстроковим та як загальний максимум може бути бо зазначено дворічний період часу.
Протягом всього часу тривалості процесу концентрація твердого лактату магнію у бродильному бульйоні здебільшого не буде знаходитися в обумовлених межах відсоткового об'єму. Наприклад, на початку зброджування може бути спостережено відсутність лактату магнію у середовищі. Після запуску зброджування починається утворення лактату магнію, який спочатку буде знаходитися у розчиненому стані. Після утворення більшої кількості лактату магнію буде відбуватися насичення ним бродильного середовища, почнуть утворюватися тверді кристали лактату магнію та повинен пройти певний час для досягнення зазначеного 10 95 значення від максимального об'єму вироблення.
З іншого боку, наприкінці зброджування, коли джерело карбону вичерпується та його постачання припиняється, може бути бажаним здійснення процесу зброджування без додаткового відокремлення продукту, яке може призвести до отримання концентрації твердого лактату магнію у бродильному бульйоні, яке буде перевищувати 40 95 об'єму. Крім того, особливо у разі періодичного відокремлення продукту концентрація твердого лактату магнію протягом процесу у певні точки часу може досягнути величини, перевищуючої 40 95 об'єму.
Отже, відсоток робочого часу протягом підтримання концентрації твердого лактату магнію у зазначених вище межах залишить від описаного вище часу, залученого на етапі запуску та кінцевої фази по відношенню до періоду часу між такою фазою запуску та закінчення процесу.
Тому чим довший час експлуатації, тим вище відсоток робочого часу, протягом якого концентрація твердого лактату магнію знаходиться у визначеному діапазоні, переважно протягом принаймні 70 95 робочого часу, більш переважно протягом принаймні 80 95) робочого часу, у деяких випадках протягом принаймні 90 95 робочого часу.
Процес за винаходом може бути періодичним способом, періодичним способом з підживленням або безперервним способом.
У одному втіленні винаходу спосіб зброджування за винаходом є періодичним способом, в цій заявці такий процес визначено, як процес, в якому реактор зброджування забезпечують джерелом карбону на початку реакції, та жодного (значних порцій) джерела карбону вже не надають під час самого процесу.
У одному втіленні винаходу спосіб зброджування за винаходом є періодичним способом з підживленням, в цій заявці такий процес визначено, як процес, в якому реактор зброджування
Зо забезпечують принаймні одним джерелом карбону на початку та протягом реакції, причому цей процес має попередньо визначену кінцеву точку, після якої зброджування вже не може тривати, наприклад, через утворення забруднень.
У одному втіленні винаходу спосіб зброджування за винаходом є безперервним способом, в цій заявці такий процес визначено, як процес, в якому реактор зброджування забезпечують принаймні одним джерелом карбону на початку та під час реакції, причому цей процес не має попередньо визначеної кінцевої точки. Загалом загальний об'єм бродильного середовища залишається більш-менш однаковим, що враховуючи додавання джерела вуглецю під час зброджування, яке призводить до збільшення об'єму бродильного середовища, означає вилучення вмісту під час зброджування, який в цьому випадку має вигляд твердого лактату магнію, необов'язково у поєднанні з певним рідким бродильним середовищем, Теоретично безперервне зброджування може тривати нескінченно, хоча воно все ж в певний момент часу має бути припиненим для технічного обслуговування обладнання. Поняття періодичного зброджування, періодичного зброджування з підживленням або безперервного зброджування також відомі фахівцям в цій галузі.
Звичайно у процесах періодичного зброджування та періодичного зброджування з підживленням це зброджування триває до такого вичерпання джерела карбону, яке унеможливлює цей процес. Концентрацію лактату магнію у бродильному бульйоні визначається кількістю джерела карбону та може зростати до дуже високих величин, наприклад, до порядку 95 об'єму, обчисленого від загальної кількості бродильного середовища. Ці дуже високі 50 концентрації може бути отримано наявністю лактату магнію в твердій формі.
Проте в даному винаході процес буде відбуватися шляхом відповідного відновлення твердого лактату магнію з ферментаційного бульйону зі збереженням концентрації твердого лактату магнію у визначених межах протягом зазначеної частини робочого часу.
У одному втіленні цього винаходу спосіб зброджування є безперервним. У безперервному процесі зброджування джерел карбону та інші сполуки додають протягом цього процесу таким чином, що він може в принципі відбуватися безстроково. У безперервному процесі зброджування буде відбуватися періодичне відокремлення продукту для забезпечення достатнього простору у реакційному резервуарі, щоб зброджування могло тривати. У описаних в науковій літературі процесах зброджування лактату магнію, див., наприклад, Мі 288829, бо відсутні відомості про концентрацію лактату магнію у бродильному бульйоні, в якому відбувається відокремлення продукту. На відміну від цього, в цьому винаході було виявлено, що, всупереч очікуванням, шляхом збереження концентрації твердого лактату магнію в деяких межах протягом певної частини робочого часу було отримано процес зброджування, який поєднує отримання продукту, який виявляє добрі відокремлювальні властивості разом з високою об'ємною продуктивністю. Застосування безперервного зброджування є переважним втіленням цього винаходу, особливо у випадку, коли концентрацію твердого лактату магнію підтримують в обумовлених межах протягом принаймні 70 95 робочого часу процесу, більш переважно протягом принаймні 8095 робочого часу процесу, більш переважно протягом принаймні 90 95 робочого часу процесу.
Концентрацію твердого лактату магнію у бродильному бульйоні регулюють шляхом його відновлення з цього бульйону.
Відновлення твердого лактату магнію буде головним чином відбуватися впродовж цього процесу та його може бути здійснено з допомогою відомого в цій галузі способу, наприклад, із застосуванням операцій по вилученню бродильного бульйону, який містить твердий лактат магнію з реактора зброджування та відокремлення від нього твердого лактату магнію. Це відокремлення твердого лактату магнію з бродильного бульйону може бути здійснено з допомогою відомих в цій галузі способів, наприклад, шляхом фільтрації, центрифугування, декантації або їх поєднання.
У одному втіленні винаходу бродильний бульйон, з якого було відокремлено твердий лактат магнію частково або повністю відновлюють у реакторі зброджування. Це може бути привабливим для відновлення біомаси з бродильного бульйону та її повернення до реактора зброджування.
Відокремлення лактату магнію може бути здійснено як переривчастим чином, з допомогою окремих операцій, так і у вигляді безперервного процесу. Безперервний процес відокремлення лактату магнію вважається більш бажаним через те, що він дозволяє точне регулювання кількості лактату магнію у бродильному бульйоні. Цей процес також може бути ефективно інтегровано з безперервним способом зброджування, який є переважним втіленням цього винаходу.
Взагалі, якщо здійснюють операцію, під час якої бродильний бульйон, який містить твердий
Зо лактат магнію вилучають з реактора, то об'єм вилученого під час окремої операції бродильного бульйону складає здебільшого 40 95 об'єму від наявного у реакторі бродильного середовища.
Концентрації з вищими відсотками ускладнять підтримання концентрації твердого лактату магнію в зазначених межах. Можуть бути бажаними умови, в яких об'єм бродильного бульйону, застосованого в окремій операції складає здебільшого 30 95 об'єму наявного у реакторі бродильного середовища, зокрема здебільшого 20 95 об'єму, більш переважно здебільшого 10 95 об'єму.
Процес за винаходом також полягає у застосуванні операцій надання бродильного середовища, яке місти ть прийняти є д ля зброджування джерело карбону у реакторі зброджування та операції зброджування цього бродильного середовища із застосуванням мікроорганізму, який виробляє молочну кислоту в присутності лужної магнієвої солі з отриманням бродильного бульйону, який містить лактат магнію. Ці операції здебільшого відомі фахівцям в цій галузі та про них буде пояснено нижче для супутніх цілей.
У процесі за винаходом у реакторі зброджування надають бродильне середовище, яке містить прийнятне для зброджування джерело карбону. Термін "прийнятне для зброджування джерело карбону", як тут застосовано, стосується вуглеводів, які може бути піддано бродінню із застосуванням мікроорганізму, який виробляє молочну кислоту. Прикладами прийнятних для зброджування джерел карбону є цукри С5, цукри Сб, їх олігомери (наприклад, димерні цукри
С12) та/або їх полімери та також сполуки, подібні до гліцерину. Під цукрами С5 та Сб маються на увазі сахариди, відповідно, з 5 та 6 атомами карбону та під цукрами СІ 2 маються на увазі сахариди з 12 атомами карбону (наприклад, дисахариди). Тип прийнятного для зброджування джерела карбону, яке певний мікроорганізм здатен переробляти може змінюватися та звичайно залежить від застосованого молочнокислого мікроорганізму. Приклади цукрів, які звичайно є прийнятними для зброджування за рахунок молочнокислих мікроорганізмів можуть включати цукри С5, як-то арабінозу, ксилозу та рибозу; цукри Сб, як-то глюкозу, фруктозу, галактозу, рамнозу та манозу; та цукри С12, як-то цукрозу, мальтозу та ізомальтозу. В межах кваліфікації фахівця враховується його звичайні загальні знання для вибору прийнятної комбінації джерела карбону та мікроорганізму.
Концентрація джерела карбону у реакційному середовищі буде залежати від природи цього джерела, природи мікроорганізму та від умов зброджування. Вибір зазначеної тут прийнятної бо концентрації складає кваліфікації фахівця.
Бродильне середовище може бути надано шляхом поєднання додаткових поживних речовин з джерелом карбону та водою. Ці додаткові поживні речовини може бути додано у будь-якому порядку та у твердій формі, у вигляді розчинів або суспензій (наприклад, у воді).
Поживні речовини, які є прийнятними для застосування у бродінні для отримання молочної кислоти або солей молочної кислоти є добре відомими в цій галузі. Додаткові поживні речовини може бути вибрано, наприклад, з принаймні одного з наступного: мінеральні солі (наприклад, які є джерелом мінерального азоту, фосфату, сірки та мікроелементів, як-то цинку, магнію, кальцію, марганцю, калію, натрію, бору, заліза, кобальту, міді, молібдену, нікелю, алюмінію тощо) та джерела органічного азоту (наприклад, аутолізати та гідролізати дріжджів, гідролізати рослинних білків, гідролізати тваринних білків та розчинні побічні продукти замочування пшениці або кукурудзи). Такі джерела органічного азоту, як правило, надають азот у формі, наприклад, вільних амінокислот, олігопептидів, пептидів, вітамінів та слідів ферментних кофакторів. Ці джерела органічного азоту також може бути додано окремо та / або у чистому вигляді.
Перед інокуляцією рН бродильного середовища може бути доведено до значення, прийнятного для зброджування з вибраним мікроорганізмом. Головним чином рН може бути доведено до приблизно 2,0-8,0, зокрема до приблизно 4,0-7,5. В залежності від початкового рн бродильного середовища це доведення рН може бути здійснено шляхом додавання лугу (наприклад, лужної солі магнію) або кислоти (наприклад, Н25Ох) Це бродильне середовище піддають бродінню з допомогою молочнокислих мікроорганізмів в присутності лужної солі магнію з отриманням бродильного бульйону, який містить лактат магнію. Це зброджування головним чином здійснюють шляхом інкубування бродильного середовища з мікроорганізмом з прийнятною температурою протягом прийнятного періоду часу.
Під час зброджування буде відбуватися осаджування лактату магнію в твердій формі.
Наявність чи відсутність такого осаджування залежить від концентрації прийнятних для зброджування вуглеводів у бродильному середовищі, від температури зброджування, від концентрації інших складових бродильного середовища, концентрації лактату магнію та від фактору розбавлення доданої лужної солі магнію.
Прийнятні мікроорганізми, які виробляють молочну кислоту є добре відомими в цій галузі та
Зо можуть включати бактерії, грибки та дріжджі. їх може бути вибрано з мікроорганізмів, які є (а) гомомолочнокислими виробниками молочної кислоти або (Б) гетерофермєнтативними мікроорганізмами, які виробляють молочну кислоту. Ці мікроорганізми може бути побудовано з допомогою генної інженери таким чином, щоб вони виробляли (шляхом експресії або надлишкової експресії) молочну кислоту. Приклади таких мікроорганізмів включають, але без обмеження, види бактерій, які належать до роду Іасіобасіїшв5, І еисопозіос, Редіососсив,
Іасіюсоссив, ЗМеріососсив, Аегососси5, Сагпорасієгйт, Епіегососси5, Оепососсив, зЗрогоіїасіорасійи5, Теїгадепососси5, Мадососсив, МУеїв5еПа, Васіййє (включаючи Васйив5 соадшіап5, Васіййе ІісІіепіоптіє, Васійиє 5тіїйії, Васійє (Щептоїасіє та Васі
Шегптоату!омогапв), Стеобасіїйшє (включаючи Стеобасіїйшв5 віеагоїтепторній5 та Сеобрасйив5
Тептодіисовзідапе), СаїдісеПшовігиріог (включаючи СаїдісеПміовігиріог зассНагоїуїісив),
Сіовігідіпт (включаючи Сіовігідійт «йегтосеїйшт), Тпеппоапаегобасіейит (включаючи
Тпеппоапаегорасіегішт засспагоїуїйсит), Тпептоапаегорасіег та Езспегіспіа (включаючи
ЕзсПепгісніа сої), та види грибків та дріжджів роду Засс/Лаготусе5 (включаючи Засспаготуєв5 сегемівзіає), Кіпумеготусе5 (включаючи Кінумеготусеб5 Іасіїє та Кіпсумеготусе5 таїгхіапив),
ІвзаїснепКіа (включаючи ІззаїсНепКіа огепіаїї5), Рісніа (включаючи Ріснпіа звіїріїїв), Сапаїіда (включаючи Сапайаа броїаіпії, Сапаіда тадпоїа, Сападіда темтапозогроза, Сапаїда зопогепвів та
Сапаїда шіййв) та Впігори5 (включаючи ВНігорив аптіігиб5, ВАПігорив тістозроге5 та ВНігорив огугав).
Особливу цікавість викликають такі роди бактерій, як І асіорасійй5, Васійй5 (включаючи
Васіїйш5 соадшап5. ВасшШив5 ІсПепіїоптібх, Васійшє в5тіїпії, Васійй5 Шептоїасіїє та Васійшв5
Шептоату!омогапе), Сеорасійй5 (включаючи Стеорасінив5 в5іеаготепторнйи5 та Сеорасйив
ТШегптодіисовзідапв) та ЕвсПетіспіа (включаючи ЕзспПетгісніа соїЇ).
Додатково або як варіант, бажаними видами бактерій є такі, які виявляють оптимальний ріст при рН в межах приблизно 6-8.
Температура інкубування може залежати від застосованого мікроорганізму, наприклад, оптимальну температуру для застосування може бути встановлено шляхом аналізу активності зброджування мікроорганізму в різних температурних умовах. Головним чином ця температура може складати приблизно 20-80 С, зокрема приблизно 25-70"С, та більш переважно приблизно 30-60 "С.
Додану до бродильного середовища лужну сіль магнію застосовують для нейтралізації молочної кислоти, яку виділяють мікроорганізми під час зброджування, отримуючи сіль лактату магнію. Зниження рН нижче критичного показника в залежності від застосованого в процесі мікроорганізму буде шкодити його метаболічному процесу та призупинить процес зброджування. Доведення рН головним чином здійснюють протягом зброджування з показника, який приблизно складає 2,0 до приблизно 8,0, зокрема з показника, який приблизно складає 4,0 до приблизно 7,5. Це доведення рН може бути здійснено шляхом регулювання рН бродильного середовища та шляхом додавання відповідних кількостей лугу у разі необхідності. Лужну сіль магнію може бути вибрано з, наприклад, принаймні однієї з наступних солей: Мао, МОо(ОН)»,
Мо9СОз та Мо(НСОз3)2. Ця лужна сіль магнію може містити також незначні кількості Інших катіонів.
Отриманий з допомогою процесу за винаходом лактат магнію може бути оброблено бажаним чином. його також може бути піддано операціям проміжного очищення із застосуванням добре відомих в цій галузі способів, наприклад, шляхом перекристалізації, що призведе до отримання очищеного лактату магнію.
Цей лактат магнію може, наприклад, бути перетворено на молочну кислоту, що може бути здійснено із застосуванням різних способів, включаючи іонообмінні операції, наприклад, застосування Іонообмінної колонки або електродіалізу чи процесу підкислення сильною неорганічною кислотою (наприклад, сірчаною, соляною чи азотною) з отриманням суміші молочної кислоти та солі магнію у водному середовищі. Потім цю суміш може бути піддано операції відокремлення молочної кислоти / солі магнію, яка призводить до отримання молочної кислоти та окремої солі магнію.
Цю операцію відокремлення може бути здійснено з допомогою способів, які є добре відомими в цій галузі. Якщо сіль магнію знаходиться у твердій формі, наприклад, у разі застосування сірчаної кислоти у процесі підкислення, то зазначений процес відокремлення молочної кислоти / солі магнію може бути здійснено у вигляді операції відокремлення твердих та рідких компонентів, яка полягає у відокремленні твердої солі магнію, що призводить до утворення водного розчину молочної кислоти.
Якщо сіль магнію знаходиться у суміші у вигляді розчиненої солі, наприклад, у вигляді
Зо хлориду магнію у разі застосування соляної кислоти у процесі підкислення, то операцію відокремлення молочної кислоти від розчиненої солі магнію може, наприклад, бути здійснено у вигляді екстракції молочної кислоти з сольового розчину із застосуванням органічного екстрагенту, який не змішується з цим водним сольовим розчином. Потім молочну кислоту може бути відновлено з цього екстрагенту шляхом, наприклад, відокремлення розчинника під час випаровування або шляхом екстракції молочної кислоти з екстрагенту з водою, яка призводить до утворення водного розчину молочної кислоти.
Водні розчини молочної кислоти може бути очищено з допомогою добре відомих в цій галузі способів, наприклад, шляхом обробки активним карбоном. Також ці розчини може бути піддано концентруванню шляхом вилучення води. Отриману молочну кислоту може бути очищено, наприклад, шляхом дистиляції, яка призводить до отримання очищеної молочної кислоти.
Також, за бажанням, цю молочну кислоту може бути кристалізовано з отриманням твердої кристалічної молочної кислоти. Також її може бути піддано операції олігомеризації Із відокремленням води з отриманням олігомерів молочної кислоти.
Молочну кислоту, яку було отримано із застосуванням способу за винаходом також може бути перетворено на лактид та цей лактид або власне молочну кислоту також може бути перетворено на полімолочну кислоту.
Різні способи обробки лактату магнію з перетворенням його на молочну кислоту, додаткової обробки молочної кислоти та виробництва лактиду та полімолочної кислоти є загальноприйнятними та не потребують додаткового з'ясування.
Далі цей винахід буде ілюстровано наступним прикладом без обмеження ним або цим.
Приклад 1.
Зброджування лактату магнію за винаходом відбувалося, як описано нижче. У реактор зброджування було додано цукрозу, як джерело карбону, разом з додатковими поживними речовинами та водою та було утворено бродильне середовище, для якого було налаштовано відповідні умови зброджування, включаючи встановлені значення рН та температури, після чого це середовище було інокульовано мікроорганізмом, здатним виробляти молочну кислоту. Під час зброджування було здійснено регулювання рН бродильного середовища та вибране значення рН підтримували шляхом додавання суспензії гідроксиду магнію. Також до бродильного середовища безперервно додавали цукрозу, як субстрат.
Періодичне відокремлення твердого лактату магнію було здійснено таким чином, щоб концентрація твердого лактату магнію знаходилася в межах 10-40 95 об'єму протягом цілого процесу та в межах 15-30 95 об'єму протягом приблизно 50 95 часу операції. Це було досягнуто шляхом відокремлення з дна реактора суспензії з кристалічною фракцією, яке здійснювали кожні 4-10 год., наступного вилучення з неї частинок твердого лактату магнію та повертання рідкого стоку назад до реактора.
Виявилося, що починаючи з початку зброджування застосування процесу за винаходом протягом 50-годинного періоду (10 відокремлень продукту) призвело до отримання високої середньої продуктивності, вираженої у вигляді кількості лактату магнію (у грамах) на літр / годину.
Отриманий у процесі за винаходом лактат магнію було відокремлено від суспензії з кристалічною фракцією шляхом фільтрації Отриманий фільтрат мав масову частку вологомісткості, яка складала 26-32 906, що вказує на те, що здатність до фільтрації цього лактату магнію дозволяє здійснити ефективне відокремлення цього продукту. Якщо концентрація твердого лактату магнію є нижчою за 5 95 об'єму при занадто тривалому процесі, то буде отримано фільтрат з набагато вищим рівнем вологомісткості, що ускладнює відокремлення продукту.
Claims (20)
1. Спосіб зброджування для отримання лактату магнію з джерела карбону, який полягає у: отриманні бродильного середовища, яке містить прийнятне для зброджування джерело карбону у реакторі зброджування, зброджуванні цього бродильного середовища з допомогою мікроорганізму, який виробляє молочну кислоту, в присутності лужної солі магнію з отриманням бродильного бульйону у реакторі зброджування, який містить лактат магнію, та виділенні твердого лактату магнію з бродильного бульйону, який містить лактат магнію, причому протягом принаймні 40 95 робочого часу способу зброджування концентрацію твердого лактату магнію у бродильному бульйоні у реакторі зброджування підтримують в межах 5-40 95 об'єму, обчисленого як відношення кристалів твердого лактату магнію до загальної кількості бродильного бульйону у реакторі зброджування.
2. Спосіб за п. 1, в якому концентрація твердого лактату магнію у бродильному бульйоні у реакторі зброджування складає 5-35 95 об'єму протягом обумовленої частини робочого часу.
З. Спосіб за п. 1, в якому концентрація твердого лактату магнію у бродильному бульйоні у реакторі зброджування складає 15-40 95 об'єму протягом обумовленої частини робочого часу.
4. Спосіб за п. 1, в якому концентрація твердого лактату магнію у бродильному бульйоні у реакторі зброджування складає 20-40 95 об'єму протягом обумовленої частини робочого часу.
5. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, при якому протягом принаймні 60 95 робочого часу способу зброджування концентрацію твердого лактату магнію у бродильному бульйоні у реакторі зброджування підтримують в обумовлених межах.
б. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який є періодичним способом, періодичним способом з підживленням або безперервним способом.
7. Спосіб за п. 6, який є безперервним способом, де концентрацію твердого лактату магнію у бродильному бульйоні у реакторі зброджування підтримують в обумовлених межах протягом принаймні 70 95 робочого часу.
8. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, в якому операція виділення лактату магнію з бродильного бульйону полягає у виведенні бродильного бульйону, який містить твердий лактат магнію, з реактора зброджування та відокремленні твердого лактату магнію з бродильного бульйону.
9. Спосіб за п. 8, в якому бродильний бульйон, з якого було відокремлено твердий лактат магнію, повертають до реактора зброджування.
10. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, в якому операцію виділення лактату магнію з бродильного бульйону здійснюють дискретними операціями у періодичному режимі.
11. Спосіб за будь-яким з пп. 1-9, в якому операцію виділення лактату магнію з бродильного бульйону здійснюють безперервно.
12. Спосіб за будь-яким з пп. 1-5, в якому спосіб зброджування є безперервним способом зброджування, та в якому операцію виділення лактату магнію з бродильного бульйону здійснюють безперервно.
13. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, в якому лактат магнію піддають операції очищення 60 з отриманням очищеного лактату магнію.
14. Спосіб за п. 13, де операції очищення є операцією перекристалізації.
15. Спосіб переробки лактату магнію, отриманого за будь-яким з попередніх пунктів, в якому лактат магнію перетворюють на молочну кислоту, причому після підкислення здійснюють операцію відокремлення молочної кислоти з утвореної під час операції підкислення солі магнію.
16. Спосіб за п. 15, в якому лактат магнію перетворюють на молочну кислоту за допомогою іонообмінного способу або підкислення.
17. Спосіб за пп. 15 або 16, в якому операція відокремлення приводить до утворення водного розчину молочної кислоти.
18. Спосіб за п. 17, в якому водний розчин молочної кислоти піддають одній або більше операціям очищення або концентрування.
19. Спосіб за п. 18, в якому молочну кислоту піддають одній або більше операціям очищення з утворенням очищеної молочної кислоти, операції кристалізації з утворенням молочної кислоти у вигляді твердого кристалічного матеріалу або операції олігомеризації з утворенням олігомерів молочної кислоти, або перетворюють на лактид або полімолочну кислоту або безпосередньо чи лактидом.
20. Спосіб за п. 19, в якому операція очищення є операцією дистиляції.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP16164820 | 2016-04-12 | ||
| PCT/EP2017/058547 WO2017178426A1 (en) | 2016-04-12 | 2017-04-10 | Magnesium lactate fermentation process |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA125821C2 true UA125821C2 (uk) | 2022-06-15 |
Family
ID=55754126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA201810440A UA125821C2 (uk) | 2016-04-12 | 2017-04-10 | Спосіб зброджування для отримання лактату магнію з джерела карбону та спосіб переробки одержаного лактату магнію |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US10920250B2 (uk) |
| EP (1) | EP3443109A1 (uk) |
| JP (1) | JP6797208B2 (uk) |
| KR (2) | KR20180132864A (uk) |
| CN (1) | CN109072260B (uk) |
| AU (1) | AU2017249385B2 (uk) |
| BR (1) | BR112018070996A2 (uk) |
| CA (1) | CA3019265C (uk) |
| EA (1) | EA201891956A1 (uk) |
| MY (1) | MY192367A (uk) |
| UA (1) | UA125821C2 (uk) |
| WO (1) | WO2017178426A1 (uk) |
| ZA (1) | ZA201806681B (uk) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| UA125821C2 (uk) * | 2016-04-12 | 2022-06-15 | Пурак Біокем Бв | Спосіб зброджування для отримання лактату магнію з джерела карбону та спосіб переробки одержаного лактату магнію |
| CA3119841A1 (en) | 2018-11-26 | 2020-06-04 | Triple W Ltd. | Purification of magnesium lactate from fermentation broths having high amounts of impurities |
| MX2021010850A (es) * | 2019-03-11 | 2021-10-22 | Ralco Nutrition Inc | Compuestos macronutrientes. |
| MX2022010137A (es) * | 2020-02-19 | 2022-11-10 | Triplew Ltd | Metodos y sistemas para la produccion de acido lactico y el reciclaje del acido polilactico. |
| CN116829529A (zh) * | 2021-01-21 | 2023-09-29 | 三W有限公司 | 高纯度l-乳酸镁的结晶 |
| AU2022425698A1 (en) * | 2021-12-29 | 2024-06-13 | B. G. Negev Technologies And Applications Ltd., At Ben-Gurion University | Selective separation of ammonium and lactate from cell culture media |
| JP7341574B1 (ja) | 2023-03-23 | 2023-09-11 | 加藤化学株式会社 | 乳酸マグネシウムの製造方法 |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB173479A (en) * | 1920-12-27 | 1922-11-09 | Joseph Schatzkes | Improved process of purifying lactic acid |
| ES275159A1 (es) | 1962-02-22 | 1962-05-01 | Ayuso Utiel Luis | Un proceso industrial de fermentaciën continua de acido lactico |
| JPS60217897A (ja) * | 1984-04-13 | 1985-10-31 | Taki Chem Co Ltd | 乳酸の分離精製方法 |
| US6229046B1 (en) * | 1997-10-14 | 2001-05-08 | Cargill, Incorported | Lactic acid processing methods arrangements and products |
| ATE365221T1 (de) * | 2002-05-14 | 2007-07-15 | Purac Biochem Bv | Verfahren zur herstellung von milchsäure oder deren salz durch gleichzeitige verzuckerung und fermentation von stärke |
| ES2326899T3 (es) * | 2004-06-17 | 2009-10-21 | Purac Biochem Bv | Proceso para la preparacion de acido lactico o lactato a partir de un medio que comprende lactato de magnesio. |
| US8431372B2 (en) | 2009-06-19 | 2013-04-30 | Mbi International | Fermentation method using a magnesium compound containing oxygen |
| EP2311968A1 (en) * | 2009-10-14 | 2011-04-20 | PURAC Biochem BV | Fermentation process at reduced pressure |
| AU2011212354B2 (en) * | 2010-02-08 | 2015-07-09 | Purac Biochem Bv | Process for manufacturing lactic acid |
| JP2011172492A (ja) * | 2010-02-23 | 2011-09-08 | Toray Ind Inc | 乳酸塩の製造方法 |
| EP2604696A1 (en) | 2011-12-16 | 2013-06-19 | PURAC Biochem BV | Process for the fermentative production of lactic acid from a plant extract in the presence of a caustic magnesium salt |
| CN104271753B (zh) * | 2012-04-25 | 2017-04-05 | 普拉克生化公司 | 发酵方法 |
| BR112017000958A2 (pt) | 2014-07-28 | 2017-11-21 | Purac Biochem Bv | método para a preparação de ácido láctico |
| WO2016016234A1 (en) | 2014-07-28 | 2016-02-04 | Purac Biochem Bv | Method of pre-treatment of lignocellulosic materials |
| DE102014215089A1 (de) | 2014-07-31 | 2016-02-04 | Ksb Aktiengesellschaft | Strömungsführendes Bauteil |
| CN105018538B (zh) | 2015-07-07 | 2018-10-23 | 北京化工大学 | 一种基于结晶法发酵分离耦合生产乳酸镁的方法 |
| UA125821C2 (uk) * | 2016-04-12 | 2022-06-15 | Пурак Біокем Бв | Спосіб зброджування для отримання лактату магнію з джерела карбону та спосіб переробки одержаного лактату магнію |
-
2017
- 2017-04-10 UA UAA201810440A patent/UA125821C2/uk unknown
- 2017-04-10 MY MYPI2018001713A patent/MY192367A/en unknown
- 2017-04-10 AU AU2017249385A patent/AU2017249385B2/en active Active
- 2017-04-10 KR KR1020187032667A patent/KR20180132864A/ko not_active IP Right Cessation
- 2017-04-10 KR KR1020207033703A patent/KR102309997B1/ko active IP Right Grant
- 2017-04-10 BR BR112018070996A patent/BR112018070996A2/pt unknown
- 2017-04-10 CN CN201780022661.6A patent/CN109072260B/zh active Active
- 2017-04-10 WO PCT/EP2017/058547 patent/WO2017178426A1/en active Application Filing
- 2017-04-10 EA EA201891956A patent/EA201891956A1/ru unknown
- 2017-04-10 EP EP17717373.9A patent/EP3443109A1/en active Pending
- 2017-04-10 JP JP2018552689A patent/JP6797208B2/ja active Active
- 2017-04-10 CA CA3019265A patent/CA3019265C/en active Active
- 2017-04-10 US US16/092,378 patent/US10920250B2/en active Active
-
2018
- 2018-10-08 ZA ZA2018/06681A patent/ZA201806681B/en unknown
-
2021
- 2021-01-13 US US17/147,763 patent/US11661614B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3443109A1 (en) | 2019-02-20 |
| US20190024125A1 (en) | 2019-01-24 |
| KR20200136490A (ko) | 2020-12-07 |
| US20210130856A1 (en) | 2021-05-06 |
| US11661614B2 (en) | 2023-05-30 |
| KR102309997B1 (ko) | 2021-10-12 |
| ZA201806681B (en) | 2019-07-31 |
| AU2017249385A1 (en) | 2018-10-25 |
| KR20180132864A (ko) | 2018-12-12 |
| CA3019265A1 (en) | 2017-10-19 |
| MY192367A (en) | 2022-08-17 |
| CA3019265C (en) | 2022-03-08 |
| US10920250B2 (en) | 2021-02-16 |
| CN109072260B (zh) | 2022-06-14 |
| JP6797208B2 (ja) | 2020-12-09 |
| WO2017178426A1 (en) | 2017-10-19 |
| JP2019513379A (ja) | 2019-05-30 |
| BR112018070996A2 (pt) | 2019-01-29 |
| EA201891956A1 (ru) | 2019-04-30 |
| CN109072260A (zh) | 2018-12-21 |
| AU2017249385B2 (en) | 2020-01-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| UA125821C2 (uk) | Спосіб зброджування для отримання лактату магнію з джерела карбону та спосіб переробки одержаного лактату магнію | |
| KR101046905B1 (ko) | 염기성 아미노산 염산염 결정의 수득 방법 | |
| EP2681182B1 (en) | Production of carboxylic acid and ammonium salts | |
| CN105492618B (zh) | 2,5-呋喃二羧酸的制备方法 | |
| US12018312B2 (en) | Purification of magnesium lactate from fermentation broths having high amounts of impurities | |
| US20210002679A1 (en) | Process for manufacturing propionate products | |
| CN107250093B (zh) | 由发酵培养液使用纳滤纯化回收的母液来制造琥珀酸的方法 | |
| EA041010B1 (ru) | Способ ферментации с получением лактата магния | |
| AT508663B1 (de) | Verfahren zur herstellung von hydroxycarbonsäuren | |
| RU2730669C1 (ru) | Способ ферментации | |
| US10844408B2 (en) | Method for manufacturing fumaric acid |