從採用微生物所得的發酵液製備丁酸烷基酯的方法

2023-09-10 21:32:35

專利名稱：從採用微生物所得的發酵液製備丁酸烷基酯的方法
技術領域：
本發明涉及從採用微生物所得的發酵液製備丁酸烷基酯的方法，更具體而言，本發明涉及利用溶劑對由產丁酸菌株產生的丁酸進行提取從而製備可用作燃料油的丁酸烷基酯的方法。
背景技術：
近年來，已經公開了許多對有關生物乙醇燃料的技術開發和方案所做的研究。然而，使用生物乙醇作為燃料油摻和劑的最大問題在於:在水被引入到混合有乙醇的汽油中時，水被吸收到混合的汽油中，與此同時，水-乙醇混合物層從汽油中分離出來。與乙醇不同，混合有丁醇、丁酸甲酯或丁酸乙酯的汽油即使在水被引入其中時也不會吸水，因此其不會發生分層。因此，與乙醇混合汽油不同，混合有丁醇、丁酸甲酯或丁酸乙酯的汽油在貯存、運輸基本設施和交通工具中均不需要額外的處理。丁醇、丁酸甲酯和丁酸乙酯的其它優點在於:與乙醇相比，其熱值較高並且蒸氣壓較低，因此降低了汽車發動機中發生氣阻的可能性。特別是，由於與乙醇相比，丁醇具有與汽油相近的空氣-燃料比，因此可以在不影響發動機性能 的範圍內向汽油中加入相對更大量的丁醇。然而，如下表I所示，丁醇具有大約與汽油辛烷值相等的辛烷值，這使得其難以像乙醇、MTBE或ETBE那樣被用作辛烷值提升劑。與MTBE相比，丁酸甲酯和丁酸乙酯為更優的辛烷值提升劑，並且對人體無害以至於可用作果味調味劑，因此在加入汽油中時其被認為是對環境和人體無害的物質。表I
權利要求
1.一種製備丁酸烷基酯的方法，包括: (a)通過採用產丁酸菌株進行發酵來製備包含丁酸鹽的培養液； (b)向所述培養液中加入除碳酸之外的無機酸或二氧化碳，從而將所述丁酸鹽轉化為丁酸，然後利用連續提取裝置使用萃取溶劑提取丁酸，從而獲得包含丁酸的提取液，其中所述連續提取裝置被配置為使得萃取柱具有多個在縱向上進行往復運動的板，並且所述培養液和所述萃取溶劑被分別供應至所述柱的上部和下部；以及 (C)使用酯化反應器使所述提取液與碳原子數為4或更小的醇或其混合物進行反應，由此獲得丁酸燒基酷。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，在(a)中當所述丁酸鹽為丁酸銨時，所述方法還包括從廢培養液中回收氨或氨水，所述廢培養液是從(b)中產生的包含碳酸氫銨的培養液中提取丁酸之後得到的，由此在(a)中重複利用所回收的氨或氨水。
3.根據權利要求1所述的方法，其中，當在(b)中使用二氧化碳時，將二氧化碳供應至萃取溶劑層的下部，並且所述萃取溶劑層與培養液層之間的界面在供應二氧化碳的位置的下方。
4.根據權利要求1所述的方法，其中，當所述萃取溶劑包括烷基胺時，(c)中的連續反應器為蒸餾型酯化反應器。
5.根據權利要求1所述的方法，其中所述丁酸烷基酯為丁酸甲酯、丁酸乙酯、丁酸丙酯、丁酸丁酯或它們的混合物。
6.根據權利要求1所述的方法，其中所述連續提取裝置的所述板的縱向振動頻率為100次循環/分鐘或更高。
7.根據 權利要求1所述的方法，其中在所述連續提取裝置中，二氧化碳的排氣壓力為10巴或更高。
全文摘要
本發明公開了一種製備丁酸烷基酯的方法，其包括(a)通過採用產丁酸菌株進行發酵來製備包含丁酸鹽的發酵液；(b)向發酵液中加入除碳酸之外的無機酸或二氧化碳，從而將丁酸鹽轉化為丁酸，之後使用萃取溶劑從連續提取裝置中獲得包含丁酸的提取液，其中所述連續提取裝置包括多個提取板，該提取板安裝在萃取柱的內部並在縱向上進行往復運動，並且所述發酵液和所述萃取溶劑被分別供應至所述柱的上部和下部；以及(c)在酯化反應器中，使所述提取液與碳原子數為4或更小的醇或其混合物進行反應，從而將所得產物轉化為丁酸烷基酯。根據本發明，能夠有效地提取存在於微生物培養液中的丁酸，此外，能夠製備具有價格競爭力的丁酸烷基酯，而不需要分離提取後的溶劑的額外步驟，同時可使能源消耗最小化。
文檔編號C12R1/145GK103189518SQ201180052652
公開日2013年7月3日 申請日期2011年9月8日 優先權日2010年9月8日
發明者姜信榮, 具玟秀, 趙仁鎬, 李俊植, 樸恩姬, 樸重珉, 樸宰演, 朱永煥, 金佟炫, 樸佑贊, 李承燁, 柳在旭 申請人:Sk新技術株式會社