[發明專利]制備揮發性有機產品的方法

無效

• 申請號: 201210322634.X
• 申請日: 2012-09-03
• 公開（公告）號: CN102899358A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 埃里克·F·圖梭;哈特穆特·布魯斯克;劉德華;趙雪冰
• 申請（專利權）人: ACS農化系統有限公司;清華大學
• 主分類號: C12P7/02
• 分類號: C12P7/02;C12P7/06;C12P7/16;B01D61/00;B01D61/58;C07C31/08;C07C31/12;C07C29/76
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 李志東

1.一種制備揮發性有機產品的方法，其包括以下步驟：

1）將發酵底物通過連續發酵過程轉化為溶解于發酵液中的揮發性有機產品；

2）連續采出步驟1）中的發酵液，并采用膜過濾過程對其連續地進行過濾處理，得到滲透液和滲余液，其中所述滲透液含有水和揮發性有機產品，所述滲余液含有水、菌體、大分子物質以及少量揮發性有機產品；

3）通過親油性滲透汽化膜分離過程連續地從步驟2）中得到的滲透液中分離揮發性有機產品，得到滲透蒸汽和滲余液，其中所述滲透蒸汽中揮發性有機產品的濃度顯著提高，所述滲余液含有水和少量揮發性有機產品；以及

4）將步驟3）中得到的滲透蒸汽進行冷凝得到冷凝液，當揮發性有機產品與水完全互溶時，將冷凝液直接進行純化，得到最終的揮發性有機產品；或者

當揮發性有機產品與水不完全互溶時，先將冷凝液經過相分離，獲得有機相和水相，將有機相純化，得到最終的揮發性有機產品，并進一步回收水相中的揮發性有機產品。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟1）中的發酵過程為多級連續發酵；優選地，所述多級連續發酵為至少二級連續發酵。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法還包括以下步驟：

5）將步驟2）中得到的滲余液一部分循環回步驟1）中的發酵過程，另一部分進行揮發性有機產品回收后，作為廢料排出發酵體系；優選地，所述循環回步驟1）中的發酵過程的滲余液按一定比例分流返回至不同級的發酵罐；更優選地，所述循環回步驟1）中的發酵過程的滲余液按平均分流返回至不同級的發酵罐；和/或

6）將步驟3）中得到的滲余液進行揮發性有機產品的純化。

4.根據權利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于，所述步驟4）中的冷凝液或有機相或者所述步驟6）中的滲余液進行的揮發性有機產品的純化是通過精餾和/或親水性滲透汽化膜分離過程來實現的。

5.一種連續發酵生產、分離和純化揮發性有機產品的方法，其包括以下步驟：

1）將發酵底物通過連續發酵轉化為溶解于發酵液中的揮發性有機產品，同時通過親油性滲透汽化膜分離過程連續同步地從發酵液中分離出產生的揮發性有機產品，得到滲透蒸汽，其中所述滲透蒸汽中的揮發性有機產品濃度顯著提高；

2）連續采出步驟1）中的發酵液，并采用膜過濾過程對其連續地進行過濾處理，得到滲透液和滲余液，其中所述滲透液含有水和揮發性有機產品，所述滲余液含有水、菌體、大分子物質以及少量揮發性有機產品；以及

3）將步驟1)中得到的滲透蒸汽進行冷凝得到冷凝液，當揮發性有機產品與水完全互溶時，將冷凝液直接進行純化，得到最終的揮發性有機產品；或者

當揮發性有機產品與水不完全互溶時，先將冷凝液經過相分離，獲得有機相和水相，再將有機相純化，得到最終的揮發性有機產品，并進一步回收水相中的揮發性有機產品。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟1）中的發酵過程為多級連續發酵；優選地，所述多級連續發酵為至少二級連續發酵。

7.根據權利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述方法還包括以下步驟：

4）將步驟2）中得到的滲余液一部分循環回步驟1）中的發酵過程，另一部分進行揮發性有機產品回收后，作為廢料排出發酵體系；優選地，所述循環回步驟1）中的發酵過程的滲余液按一定比例分流返回至不同級的發酵罐；更優選地，所述循環回步驟1）中的發酵過程的滲余液按平均分流返回至不同級的發酵罐。

8.根據權利要求5至7中任一項所述的方法，其特征在于，所述步驟3）中的有機相或冷凝液進行的揮發性有機產品的純化是通過精餾和/或親水性滲透汽化膜來實現的。

9.根據權利要求1至8中任一項所述的方法，其特征在于，所述方法還包括將分離揮發性有機產品后得到的最終水相物流進一步循環用于進料發酵底物的配制；更優選地，所述最終水相物流中揮發性有機產品的濃度小于0.1%。

10.根據權利要求1至9中任一項所述的方法，其特征在于，所述膜過濾過程選自微濾、超濾、納濾中的一種或多種的組合；優選地，所述揮發性有機產品為醇類；更優選地，所述揮發性有機產品為乙醇或丁醇。