專利名稱：從采用微生物所得的發(fā)酵液制備丁酸烷基酯的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從采用微生物所得的發(fā)酵液制備丁酸烷基酯的方法，更具體而言，本發(fā)明涉及利用溶劑對由產(chǎn)丁酸菌株產(chǎn)生的丁酸進(jìn)行提取從而制備可用作燃料油的丁酸烷基酯的方法。
背景技術(shù)：
近年來，已經(jīng)公開了許多對有關(guān)生物乙醇燃料的技術(shù)開發(fā)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于:在水被引入到混合有乙醇的汽油中時(shí)，水被吸收到混合的汽油中，與此同時(shí)，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(shí)也不會吸水，因此其不會發(fā)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(yùn)輸基本設(shè)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(yōu)點(diǎn)在于:與乙醇相比，其熱值較高并且蒸氣壓較低，因此降低了汽車發(fā)動機(jī)中發(fā)生氣阻的可能性。特別是，由于與乙醇相比，丁醇具有與汽油相近的空氣-燃料比，因此可以在不影響發(fā)動機(jī)性能 的范圍內(nèi)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(yōu)的辛烷值提升劑，并且對人體無害以至于可用作果味調(diào)味劑，因此在加入汽油中時(shí)其被認(rèn)為是對環(huán)境和人體無害的物質(zhì)。表I
權(quán)利要求
1.一種制備丁酸烷基酯的方法，包括: (a)通過采用產(chǎn)丁酸菌株進(jìn)行發(fā)酵來制備包含丁酸鹽的培養(yǎng)液； (b)向所述培養(yǎng)液中加入除碳酸之外的無機(jī)酸或二氧化碳，從而將所述丁酸鹽轉(zhuǎn)化為丁酸，然后利用連續(xù)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(xù)提取裝置被配置為使得萃取柱具有多個(gè)在縱向上進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動的板，并且所述培養(yǎng)液和所述萃取溶劑被分別供應(yīng)至所述柱的上部和下部；以及 (C)使用酯化反應(yīng)器使所述提取液與碳原子數(shù)為4或更小的醇或其混合物進(jìn)行反應(yīng)，由此獲得丁酸燒基酷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在(a)中當(dāng)所述丁酸鹽為丁酸銨時(shí)，所述方法還包括從廢培養(yǎng)液中回收氨或氨水，所述廢培養(yǎng)液是從(b)中產(chǎn)生的包含碳酸氫銨的培養(yǎng)液中提取丁酸之后得到的，由此在(a)中重復(fù)利用所回收的氨或氨水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，當(dāng)在(b)中使用二氧化碳時(shí)，將二氧化碳供應(yīng)至萃取溶劑層的下部，并且所述萃取溶劑層與培養(yǎng)液層之間的界面在供應(yīng)二氧化碳的位置的下方。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，當(dāng)所述萃取溶劑包括烷基胺時(shí)，(c)中的連續(xù)反應(yīng)器為蒸餾型酯化反應(yīng)器。
5.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述連續(xù)提取裝置的所述板的縱向振動頻率為100次循環(huán)/分鐘或更高。
7.根據(jù) 權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述連續(xù)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(fā)明公開了一種制備丁酸烷基酯的方法，其包括(a)通過采用產(chǎn)丁酸菌株進(jìn)行發(fā)酵來制備包含丁酸鹽的發(fā)酵液；(b)向發(fā)酵液中加入除碳酸之外的無機(jī)酸或二氧化碳，從而將丁酸鹽轉(zhuǎn)化為丁酸，之后使用萃取溶劑從連續(xù)提取裝置中獲得包含丁酸的提取液，其中所述連續(xù)提取裝置包括多個(gè)提取板，該提取板安裝在萃取柱的內(nèi)部并在縱向上進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動，并且所述發(fā)酵液和所述萃取溶劑被分別供應(yīng)至所述柱的上部和下部；以及(c)在酯化反應(yīng)器中，使所述提取液與碳原子數(shù)為4或更小的醇或其混合物進(jìn)行反應(yīng)，從而將所得產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為丁酸烷基酯。根據(jù)本發(fā)明，能夠有效地提取存在于微生物培養(yǎng)液中的丁酸，此外，能夠制備具有價(jià)格競爭力的丁酸烷基酯，而不需要分離提取后的溶劑的額外步驟，同時(shí)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(yōu)先權(quán)日2010年9月8日
發(fā)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(shù)株式會社