用于从发酵培养基中萃取乙醇的系统和方法与流程

文档序号:11106410阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种用于通过发酵从糖源生产有机化合物的系统,该系统包括:

用于容纳发酵培养基的发酵容器;

与该发酵容器流体连接以接收该发酵培养基的至少一部分的固体分离装置,

其中所述固体分离装置被配置成从该发酵培养基中分离悬浮的固体以生产澄清的培养基,并且

其中所述固体分离装置被配置成引导该澄清的培养基的流离开该分离装置;

被配置成接收该澄清的培养基的流的膜模块,其中所述膜模块包括被配置成相对于水允许该有机化合物优先通过的选择性可渗透膜,并且其中所述膜模块包括:

培养基入口端口,用于在与该膜相切的第一流动方向上接收来自该固体分离装置的该澄清的培养基的流;

培养基离开端口,用于引导来自该膜模块的包含残留萃取溶剂的溶剂萃取过的培养基的流;

溶剂入口端口,用于在与该膜相切的第二流动方向上接收萃取溶剂的流;

出口端口,该出口端口被配置成引导来自该膜模块的含有该有机化合物的该萃取溶剂的流;以及

加压装置,用于相对于该膜模块中的萃取溶剂的流在该澄清的培养基的流上维持正压力;以及

倾析器,该倾析器被配置成接收来自该膜模块的该溶剂萃取过的培养基的流并且使包含一部分所述残留萃取溶剂的萃取溶剂相与该溶剂萃取过的培养基的水相分离。

2.如权利要求1所述的系统,其中所述分离装置包括过滤器件。

3.如权利要求2所述的系统,其中所述分离装置包括多个该过滤器件。

4.如权利要求2所述的系统,其中这些过滤器件中的一个或多个被配置有用于使这些分离的悬浮的固体的至少一部分返回到该发酵容器的装置。

5.如权利要求2所述的系统,其中所述过滤器件是超滤器。

6.如权利要求1所述的系统,其中该固体分离装置包括离心机。

7.如权利要求6所述的系统,其中该离心机是连续流离心机。

8.如权利要求7所述的系统,其中该连续流离心机被配置有用于使这些分离的悬浮的固体的至少一部分返回到该发酵容器的装置。

9.如权利要求8所述的系统,其中该固体分离装置附加地包括过滤器件。

10.如权利要求1所述的系统,其中所述悬浮的固体包括残留量的该发酵培养基并且其中所述固体分离装置被配置有用于使这些悬浮的固体与该残留发酵培养基分离并且使该残留发酵培养基返回到该发酵容器的装置。

11.如权利要求1所述的系统,其中该发酵容器包括级联串的多个发酵容器。

12.如权利要求1所述的系统,其中所述加压装置包括用于释放包含在来自该膜模块的该澄清的培养基中的二氧化碳的排气件。

13.如权利要求1所述的系统,进一步包括可操作地连接到该膜模块上的泵以便相对于进入并且离开所述膜模块的该萃取溶剂的流的速率增加所述模块内的该萃取溶剂的流的速率。

14.如权利要求1所述的系统,其中所述澄清的培养基的流在所述萃取溶剂的流的逆流方向上流动。

15.如权利要求1所述的系统,其中所述澄清的培养基的流在所述萃取溶剂的流的错流方向上流动。

16.如权利要求1所述的系统,进一步包括被配置成接收来自该膜模块的该溶剂萃取的流并且通过蒸馏使该萃取溶剂与该有机化合物分离的蒸馏器件。

17.如权利要求15所述的系统,其中所述系统被进一步配置成使来自该蒸馏器件的蒸馏过的溶剂返回到进入该膜模块的该萃取溶剂的流。

18.如权利要求1所述的系统,其中该倾析器被进一步配置成使该水相返回到该发酵容器。

19.如权利要求17所述的系统,进一步包括可操作地连接到该倾析器上以减缓该溶剂萃取过的培养基的流的速率并且从而增强该萃取溶剂相与该水相的分离的分离增强装置。

20.如权利要求18所述的系统,其中所述分离增强装置是竖直管,该竖直管具有超过进料至该竖直管内的管的增加的直径。

21.如权利要求17中任一项所述的系统,其中该系统进一步包括在该倾析器与该发酵容器之间的沉降槽。

22.如权利要求1所述的系统,进一步包括液/液萃取模块,该液/液萃取模块与该倾析器流体连通、被配置成接收该溶剂萃取过的培养基并且使该溶剂萃取过的培养基与第二萃取溶剂接触,该第二萃取溶剂优先地将该残留萃取溶剂相对于该水相分配到第二萃取溶剂相。

23.如权利要求21所述的系统,进一步包括被配置成接收该第二萃取溶剂相并且使该膜模块萃取溶剂与该第二萃取溶剂分离的第二蒸馏器件。

24.如权利要求22所述的系统,其中该蒸馏器件被配置成使该膜模块萃取溶剂返回到进入该膜模块的该萃取溶剂的流并且使该第二萃取溶剂返回到该液/液萃取模块。

25.如权利要求21所述的系统,其中该液/液萃取模块被进一步配置成使该水相返回到该发酵容器。

26.如权利要求1-24中任一项所述的系统,其中该有机化合物是乙醇。

27.如权利要求25所述的系统,其中该膜模块萃取溶剂包括选自由十二烷和2,4二甲基庚醇组成的组的溶剂。

28.如权利要求26所述的系统,其中该第二萃取溶剂包括十二烷。

29.一种通过发酵制作有机化合物的方法,该方法包括

在根据权利要求1-24中任一项所述的系统中用制作该有机化合物的发酵有机体发酵碳水化合物源;并且

收集该有机化合物。

30.如权利要求28所述的方法,其中该有机化合物是乙醇。

31.如权利要求29所述的方法,其中该膜模块萃取溶剂包括选自由十二烷和2,4二甲基庚醇组成的组的溶剂。

32.如权利要求30所述的方法,其中该第二萃取溶剂包括十二烷。

33.如权利要求1-27中任一项所述的系统,其中所述发酵容器包括:

用于接收进入该容器的碳水化合物原料流的第一发酵罐入口端口;

用于接收进入该发酵容器的该溶剂萃取过的培养基的流的第二发酵罐入口端口;以及

被配置成引导来自该发酵容器的该发酵培养基的一部分到该固体分离装置的发酵罐离开端口。

34.如权利要求32所述的系统,其中该发酵进一步包括被配置用于接收这些分离的固体的第三发酵罐入口端口。

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