专利名称：从微生物发酵液的丁酸盐中提取丁酸以及以化学方式将丁酸转化为生物燃料的方法
技术领域：
本发明涉及从碳水化合物发酵液所含有的丁酸盐中提取丁酸以及以化学方式将该丁酸转化为丁醇的方法。更具体而言，本发明涉及这样的方法，其中通过对碳水化合物发酵制备丁酸的过程中所产生的二氧化碳进行加压，以及之后向发酵液施加加压二氧化碳， 从而将发酵液中所含有的丁酸盐转化为丁酸；从发酵液中提取丁酸；以及之后以化学方式将所提取的丁酸转化为丁醇。
背景技术：
近来，已经公开了许多关于生物乙醇的技术和商业模式。然而，作为汽油的配合剂，生物乙醇存在如下显著问题当水被引入到含有乙醇的汽油中时，水被汽油所吸收，同时水-乙醇与汽油分层。含丁醇而不是乙醇的汽油即使在有水引入其中时也不会轻易地吸水，从而丁醇不会从汽油中分离出来。因此，与含乙醇的汽油不同，含丁醇的汽油在贮存、运输设施、交通工具等中不需要使用额外设备。除了上述的丁醇的优点之外，丁醇的优势还在于其具有比乙醇更低的蒸气压，从而降低了在汽车发动机中发生气阻的可能性。此外，丁醇的优势还在于丁醇具有与汽油相近的空气-燃料比，因此，与乙醇相比，可以将大量的丁醇与汽油混合，只要不影响发动机性能即可。然而，如下表1所示，丁醇的缺点在于其具有大约与汽油辛烷值相等的辛烷值， 从而难以像MTBE、ETBE等那样用作辛烷值提升剂。[表 1]
权利要求
1.一种制备丁酸的方法，其包括以下步骤向含有丁酸盐的发酵液施加加压二氧化碳，从而将所述丁酸盐转化为丁酸以及与阳离子相结合的碳酸盐，其中所述发酵液是由使用生产丁酸用的菌株进行发酵过程而制得的； 以及使用有机溶剂从所述发酵液中提取丁酸。
2.根据权利要求1所述的制备丁酸的方法，其中，所述使用有机溶剂从所述发酵液中提取丁酸的步骤进一步包括以下步骤将有机溶剂提取液引入到蒸馏塔中，以将丁酸从所述有机溶剂提取液中分离出来；以及回收所述有机溶剂，以使用所述回收的有机溶剂提取丁酸。
3.根据权利要求1或2所述的制备丁酸的方法，其中，所述生产丁酸用的菌株为梭菌 (Clostridium)属。
4.根据权利要求1或2所述的制备丁酸的方法，其中，所述发酵过程使用负压。
5.根据权利要求1或2所述的制备丁酸的方法，其中，所述二氧化碳包括通过回收由所述使用生产丁酸用的菌株进行发酵过程所产生的生物气而获得的二氧化碳。
6.根据权利要求1或2所述的制备丁酸的方法，其中，所述二氧化碳包括通过以下方式获得的二氧化碳引入由所述使用生产丁酸用的菌株进行发酵过程而产生的生物气，随后将二氧化碳从所述生物气中分离出来。
7.根据权利要求1所述的制备丁酸的方法，其中，所述丁酸盐包含钙离子或铵离子。
8.根据权利要求1所述的制备丁酸的方法，其中，所述有机溶剂为碱性有机溶剂。
9.根据权利要求1或2所述的制备丁酸的方法，其中，所述有机溶剂是由碱性有机溶剂与助溶剂形成的混合溶剂。
10.根据权利要求8或9所述的制备丁酸的方法，其中，所述碱性有机溶剂为不溶于水的三烷基胺。
11.根据权利要求1所述的制备丁酸的方法，其中，将所述与阳离子相结合的碳酸盐过滤，随后将其循环应用于所述使用生产丁酸用的菌株进行的发酵过程中，以调节所述发酵液的PH。
12.—种制备丁醇的方法，其包括以下步骤将通过权利要求1所述的方法得到的丁酸与氢气反应。
13.一种制备丁醇的方法，其包括以下步骤将通过权利要求1所述的方法得到的丁酸与丁醇反应，以将丁酸酯化为丁酸丁酯；以及将所述的丁酸丁酯与氢气反应。
14.根据权利要求12或13所述的制备丁醇的方法，其中，所述氢气包括通过分离过程从所述使用生产丁酸用的菌株进行发酵过程所产生的生物气中分离得到的氢气。
15.根据权利要求14所述的制备丁醇的方法，其中，将所述的分离过程与气-液接触器组合使用，以向所述发酵液施加加压二氧化碳。
全文摘要
本发明涉及通过向由生产丁酸的菌株所制备的发酵液施加加压二氧化碳而提取丁酸的方法。更具体而言，本发明涉及通过如下步骤制备丁酸的方法通过使用加压二氧化碳，将发酵液中含有的与阳离子相结合的丁酸盐转化为能够容易地通过溶剂提取出来的丁酸，并使用有机溶剂提取丁酸，所述发酵液是由生产丁酸的菌株而制备的。此外，本发明涉及通过使由上述方法提取的丁酸与氢气反应来制备丁醇的方法，以及通过使所提取的丁酸依次与丁醇和氢气反应而制备丁醇的方法。本发明涉及将发酵液中含有的丁酸盐转化为丁酸，以大幅提高用溶剂从发酵液中提取丁酸的效率。结果，本发明以生物学的方式而且以有效且经济的有利方式制备出了丁酸，由此从根本上提高了依次使用生物学方法以及化学方法制备的生物丁醇的价格竞争力。
文档编号C12P7/52GK102257153SQ200980151385
公开日2011年11月23日 申请日期2009年12月21日 优先权日2008年12月22日
发明者吴承勋, 姜信荣, 尚炳仁, 尹永植, 朴哲熙, 朴宰演, 朴重珉, 李诚浩, 赵仁镐, 金闰华 申请人:Sk新技术株式会社