專利名稱：從微生物發(fā)酵液的丁酸鹽中提取丁酸以及以化學(xué)方式將丁酸轉(zhuǎn)化為生物燃料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從碳水化合物發(fā)酵液所含有的丁酸鹽中提取丁酸以及以化學(xué)方式將該丁酸轉(zhuǎn)化為丁醇的方法。更具體而言，本發(fā)明涉及這樣的方法，其中通過(guò)對(duì)碳水化合物發(fā)酵制備丁酸的過(guò)程中所產(chǎn)生的二氧化碳進(jìn)行加壓，以及之后向發(fā)酵液施加加壓二氧化碳， 從而將發(fā)酵液中所含有的丁酸鹽轉(zhuǎn)化為丁酸；從發(fā)酵液中提取丁酸；以及之后以化學(xué)方式將所提取的丁酸轉(zhuǎn)化為丁醇。
背景技術(shù)：
近來(lái)，已經(jīng)公開(kāi)了許多關(guān)于生物乙醇的技術(shù)和商業(yè)模式。然而，作為汽油的配合劑，生物乙醇存在如下顯著問(wèn)題當(dāng)水被引入到含有乙醇的汽油中時(shí)，水被汽油所吸收，同時(shí)水-乙醇與汽油分層。含丁醇而不是乙醇的汽油即使在有水引入其中時(shí)也不會(huì)輕易地吸水，從而丁醇不會(huì)從汽油中分離出來(lái)。因此，與含乙醇的汽油不同，含丁醇的汽油在貯存、運(yùn)輸設(shè)施、交通工具等中不需要使用額外設(shè)備。除了上述的丁醇的優(yōu)點(diǎn)之外，丁醇的優(yōu)勢(shì)還在于其具有比乙醇更低的蒸氣壓，從而降低了在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中發(fā)生氣阻的可能性。此外，丁醇的優(yōu)勢(shì)還在于丁醇具有與汽油相近的空氣-燃料比，因此，與乙醇相比，可以將大量的丁醇與汽油混合，只要不影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能即可。然而，如下表1所示，丁醇的缺點(diǎn)在于其具有大約與汽油辛烷值相等的辛烷值， 從而難以像MTBE、ETBE等那樣用作辛烷值提升劑。[表 1]
權(quán)利要求
1.一種制備丁酸的方法，其包括以下步驟向含有丁酸鹽的發(fā)酵液施加加壓二氧化碳，從而將所述丁酸鹽轉(zhuǎn)化為丁酸以及與陽(yáng)離子相結(jié)合的碳酸鹽，其中所述發(fā)酵液是由使用生產(chǎn)丁酸用的菌株進(jìn)行發(fā)酵過(guò)程而制得的； 以及使用有機(jī)溶劑從所述發(fā)酵液中提取丁酸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備丁酸的方法，其中，所述使用有機(jī)溶劑從所述發(fā)酵液中提取丁酸的步驟進(jìn)一步包括以下步驟將有機(jī)溶劑提取液引入到蒸餾塔中，以將丁酸從所述有機(jī)溶劑提取液中分離出來(lái)；以及回收所述有機(jī)溶劑，以使用所述回收的有機(jī)溶劑提取丁酸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備丁酸的方法，其中，所述生產(chǎn)丁酸用的菌株為梭菌 (Clostridium)屬。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備丁酸的方法，其中，所述發(fā)酵過(guò)程使用負(fù)壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備丁酸的方法，其中，所述二氧化碳包括通過(guò)回收由所述使用生產(chǎn)丁酸用的菌株進(jìn)行發(fā)酵過(guò)程所產(chǎn)生的生物氣而獲得的二氧化碳。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備丁酸的方法，其中，所述二氧化碳包括通過(guò)以下方式獲得的二氧化碳引入由所述使用生產(chǎn)丁酸用的菌株進(jìn)行發(fā)酵過(guò)程而產(chǎn)生的生物氣，隨后將二氧化碳從所述生物氣中分離出來(lái)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備丁酸的方法，其中，所述丁酸鹽包含鈣離子或銨離子。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備丁酸的方法，其中，所述有機(jī)溶劑為堿性有機(jī)溶劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備丁酸的方法，其中，所述有機(jī)溶劑是由堿性有機(jī)溶劑與助溶劑形成的混合溶劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的制備丁酸的方法，其中，所述堿性有機(jī)溶劑為不溶于水的三烷基胺。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備丁酸的方法，其中，將所述與陽(yáng)離子相結(jié)合的碳酸鹽過(guò)濾，隨后將其循環(huán)應(yīng)用于所述使用生產(chǎn)丁酸用的菌株進(jìn)行的發(fā)酵過(guò)程中，以調(diào)節(jié)所述發(fā)酵液的PH。
12.—種制備丁醇的方法，其包括以下步驟將通過(guò)權(quán)利要求1所述的方法得到的丁酸與氫氣反應(yīng)。
13.一種制備丁醇的方法，其包括以下步驟將通過(guò)權(quán)利要求1所述的方法得到的丁酸與丁醇反應(yīng)，以將丁酸酯化為丁酸丁酯；以及將所述的丁酸丁酯與氫氣反應(yīng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的制備丁醇的方法，其中，所述氫氣包括通過(guò)分離過(guò)程從所述使用生產(chǎn)丁酸用的菌株進(jìn)行發(fā)酵過(guò)程所產(chǎn)生的生物氣中分離得到的氫氣。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的制備丁醇的方法，其中，將所述的分離過(guò)程與氣-液接觸器組合使用，以向所述發(fā)酵液施加加壓二氧化碳。
全文摘要
本發(fā)明涉及通過(guò)向由生產(chǎn)丁酸的菌株所制備的發(fā)酵液施加加壓二氧化碳而提取丁酸的方法。更具體而言，本發(fā)明涉及通過(guò)如下步驟制備丁酸的方法通過(guò)使用加壓二氧化碳，將發(fā)酵液中含有的與陽(yáng)離子相結(jié)合的丁酸鹽轉(zhuǎn)化為能夠容易地通過(guò)溶劑提取出來(lái)的丁酸，并使用有機(jī)溶劑提取丁酸，所述發(fā)酵液是由生產(chǎn)丁酸的菌株而制備的。此外，本發(fā)明涉及通過(guò)使由上述方法提取的丁酸與氫氣反應(yīng)來(lái)制備丁醇的方法，以及通過(guò)使所提取的丁酸依次與丁醇和氫氣反應(yīng)而制備丁醇的方法。本發(fā)明涉及將發(fā)酵液中含有的丁酸鹽轉(zhuǎn)化為丁酸，以大幅提高用溶劑從發(fā)酵液中提取丁酸的效率。結(jié)果，本發(fā)明以生物學(xué)的方式而且以有效且經(jīng)濟(jì)的有利方式制備出了丁酸，由此從根本上提高了依次使用生物學(xué)方法以及化學(xué)方法制備的生物丁醇的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力。
文檔編號(hào)C12P7/52GK102257153SQ200980151385
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2009年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月22日
發(fā)明者吳承勛, 姜信榮, 尚炳仁, 尹永植, 樸哲熙, 樸宰演, 樸重珉, 李誠(chéng)浩, 趙仁鎬, 金閏華 申請(qǐng)人:Sk新技術(shù)株式會(huì)社