使用。
[0193] 酸化产物处理1325可以包括多种构造，包括在图2-9中示出的实施方案或情况， 以及提取溶剂回收系统的情况，其中将酸进行简单分馏，或如图10-12中所示进行酸与酮 或与乙酸乙酯的分离。得到的第四产物流1328可以按照本文中公开的实施方案进一步处 理，例如在另一个酸分馏或酮化或酯化单元或系统（或过程）中。
[0194] 简短参考图13C，其示出了酸化产物处理1325和得到的产物流1328的处理1350 的实施方案。正如所示，第三产物流1321，或者在某些情况下中间的第三产物流1321A，可 以以包括提取的方式进行处理。因此，可以利用提取溶剂1326来提取，随后将（使用的） 提取溶剂与酸分离，得到第四产物流1328。第四产物流1328可以按照本文中公开的实施方 案进一步处理1350,以产生第五产物流1327B。第四产物1328或其至少一部分，或第五产 物流1327B或其至少一部分，可以被重循环并用作提取溶剂。
[0195] 现在返回到图13A-13B，其示出了用于从生物质1332/1332A生产产物的系统或过 程，所述过程可以包括对生物质1332/1332A进行发酵1303/1303A，以产生可能包含羧酸盐 的第一产物流1300/1300A。羧酸盐可以包括挥发性脂肪酸（VFA)盐。在各种情况中，发酵 1303/1303A可以包括生物质1332/1332A在一个或多个发酵容器中的厌氧发酵。在各种情 况中，发酵1303/1303A可以包括从使用碳酸盐中和产生的羧酸以形成羧酸盐来产生二氧 化碳。在各种情况中，发酵1303/1303A可以包括在发酵中从生物转化产生二氧化碳、甲烷 和氢气。在各种情况中，发酵1303/1303A可以包括将酸延长成更长链的酸。更长链的酸可 以包括中链脂肪酸（MCFA)。在各种情况中，MCFA是C4-C11范围内的羧酸或挥发性脂肪酸 (VFA)。在各种情况中，发酵1303/1303A可以包括产生未消化残渣或沼渣。
[0196] 第一产物流1300/1300A或第二产物流（未示出）或其组合，可以例如通过酸化 1302/1302A进行酸化，以产生可能包含酸的第三产物流1321/1321A。第二产物流可以从 第一产物流1300/1300A的中间处理产生，并且第二产物流可以包含VFA盐。第一产物流 1300/1300A的中间处理可以包括筛分、澄清、脱水、纯化、浓缩、软化、脱气、汽提、离子交换 中的至少一者及其组合和/或与它们相关的相应设备。在实施方案中，使用离子交换可以 包括使用阳离子交换床和阴离子交换床。
[0197] 第三产物流1321/1321A可以通过EAU单元或系统产生，并且可以包括酸或酸组 分。因此，第一和/或第二产物流的处理可以包括利用EAU进行酸化。在实施方案中，使 用EAU酸化可能导致氢氧化物流的产生，并且其中至少一些氢氧化物流可以被重循环用于 发酵1300/1300A中。根据本文中公开的实施方案，EAU可以可操作地配置有至少二级的 通过双极膜的电渗析（EDBM)。根据本文中公开的其他实施方案，EAU可以可操作地配置有 至少二级的ABLE系统，所述ABLE系统由Gilliam等公开在为所有目的以其全部内容通过 参考并入本文的美国专利7, 993, 511、美国专利7, 993, 500、美国专利7, 875, 163、美国专 利7, 790, 012、美国专利申请号12/989, 781、美国专利申请号13/021，355、美国专利申请号 12/952, 665和美国专利申请号12/991，898中。
[0198] 酸化1302/1302A中的处理可以包括使用离子交换并用高压CO2再生。酸化 1302/1302A中的处理可以包括在进行液-液提取的同时使用高压CO2酸化。
[0199] 第三产物流1321/1321A可以例如在酸化产物处理1325/1325A中进一步处理，产 生第四产物流1328/1328A。第三产物流1321/1321A的处理可以包括使用液-液提取并进 一步分离提取溶剂和被提取的产物，用于提取溶剂回收。处理第三产物流1321/1321A可以 包括脱气、去离子、使用反渗透的纯化、使用液-液提取、提取溶剂回收中的至少一者及其 组合。
[0200] 在各种情况中，处理第四产物流1328/1328A可以包括使用中链脂肪酸（MCFA)生 产过程。在各种情况中，处理第四产物流1328/1328A可以包括将至少一部分第四产物流 1328/1328A转变成乙酸乙酯。在各种情况中，处理第四产物流可以包括对至少一些第四产 物流1328/1328A进行反应以产生酮。在实施方案中，反应可以在酮催化反应器中进行。
[0201] 优点。本公开的实施方案可以提供脱水的运行费用节约，因为大量的水不必被移 除。本公开的实施方案可以提供避免在发酵的下游固体操作。本公开的实施方案可以提供 非常高的酮化得率。有益的是，本公开的系统和过程可以具有一个或多个在较低温度下进 行的反应。实施方案可以提供中链脂肪酸的容易的回收。
[0202] 有利的是，通过使用本文中描述的酸化方法，不必添加不想要的化学品。此外，由 于提取通常代表了大量溶剂损失费用，因此使用产物本身作为提取溶剂并将提取与这种溶 剂的生产整合，使过程更加高效。
[0203] 本文中引用的所有专利、专利申请和出版物的公开内容，以它们为本文中阐述的 内容提供一些程序性或其他细节补充的程度，通过参考并入本文。 实施例
[0204] 实施例1.将酸分布范围为C2 (乙酸）至C8 (辛酸）的200mL含有VFA钠盐的溶 液，以其在发酵中产生时的原样（分布情况示出在表1中），与IOOmL辛酸在1000 psi CO2压力下在25°C下混合。允许系统达到平衡，以允许酸被辛酸提取，然后在不释放压力的情况 下允许水性相和有机相沉降并分离。获取水性相样品，使用气相色谱（GC)利用火焰离子检 测器（FID)进行分析。提取的％示出在表1中。
[0205] 表1.使用辛酸在1000 psi CO2下从VFA钠盐溶液提取VFA
[0206]
[0207] 在经历用0)2的酸化后，获得了高的酸提取效率，并且显示出更长的酸提取更好的 趋势，特别是比丁酸更长的酸。由于辛酸提取剂在水性相中的溶解性，辛酸与提取的负相关 性是符合预期的。如果像在典型的反向流液-液提取中那样执行几个反向流动的级，预期 将获得更好的提取。
[0208] 实施例2.将酸分布范围为C2 (乙酸）至C8 (辛酸）的400mL含有VFA钠盐的溶 液，以其在发酵中产生时的原样（分布情况示出在表2中），与400mL辛酸在500psi 0)2压 力下在25°C下混合。允许系统达到平衡，以允许酸被辛酸提取，然后在不释放压力的情况下 允许水性相和有机相沉降并分离。获取水性相样品，使用气相色谱（GC)利用火焰离子检测 器（FID)进行分析。提取的％示出在表2中。
[0209] 表2.使用辛酸在500psi CO2下从VFA钠盐溶液提取VFA
[0211] 当提取在500psi CO2压力下进行时，与表1中示出的1000 psi压力相比，获得的 提取效率仅有小的差异。同样地，对于更高级的酸观察到更好的提取效率。
[0212] 尽管已经示出并描述了本发明的优选实施方案，但本领域技术人员可以在不背离 本发明的精神和教示的情况下对其做出修改。本文中描述的实施方案仅仅是示例性的，并 且不打算是限制性的。本文中公开的发明的许多改变和修改是可能的，并且在本发明的范 围之内。当数值范围或限度被明确陈述时，这种表述的范围或限度应该被理解为包括落于 明确陈述的范围或限度之内的类似幅度的迭代范围或限度。对于权利要求项的任何要素来 说，术语"任选地"的使用打算意味着所述主题要素是需要的或者是不需要的。两种选择方 案都打算包含在权利要求项的范围之内。更广义的术语例如包含、包括、具有等的使用，应 该被理解为更狭义的术语例如由……构成、基本上由……构成、基本上包含等提供支持。
[0213] 因此，本发明的范围不受上面阐述的描述限制，而是仅受下面的权利要求书限制， 其范围包括权利要求书的主题内容的所有等同物。每个和所有权利要求项作为本发明的实 施方案并入本说明书。因此，权利要求书是对本发明的优选实施方案的进一步描述和增补。 参考文献的包含或讨论并不是承认它是本发明的先有技术，特别是出版日期可能在本申请 的优先权日期之后的任何参考文献。本文中引用的所有专利、专利申请和出版物的公开内 容，以其为本文中阐述的内容提供背景知识或示例性、程序性或其他细节补充的程度，通过 参考并入本文。
【主权项】
1. 一种用于从生物质生产产物的方法，所述方法包括： 将生物质发酵以产生包含羧酸盐的第一产物流； 将所述第一产物流、第二产物流、及其组合中的至少一者酸化，以产生包含酸的第三产 物流； 使用溶剂从所述第三产物流提取酸，并且随后将所述溶剂与所述酸分离开，以产生分 离的溶剂和包含酸的第四产物流； 处理所述第四产物流以产生第五产物流；以及 将至少一部分所述第四产物流或所述第五产物流回收利用以用作所述溶剂的至少一 部分。2. 权利要求1的方法，其中将生物质发酵包括在发酵容器或容器系统中使用微生物的 混合培养物进行厌氧发酵。3. 权利要求1的方法，其中所述第二产物流从所述第一产物流的中间处理产生，并且 其中所述第二产物流包含羧酸盐。4. 权利要求3的方法，其中所述第一产物流的中间处理包括以下的至少一种：筛分、澄 清、脱水、纯化、用膜浓缩、电渗析、电去离子或使用蒸发器、软化、脱气、汽提和离子交换。5. 权利要求4的方法，其中用膜浓缩在进行液-液提取的同时，使用高压CO2在与所述 酸化相比相同、大约相同或更高的压力下进行。6. 权利要求1的方法，其中所述羧酸盐还包含挥发性脂肪酸（VFA)盐或短链和中链脂 肪酸盐。7. 权利要求1的方法，其中酸化包括使用电化学酸化单元（EAU)或使用离子交换和高 压CO2再生或在进行液-液提取的同时使用高压CO2。8. 权利要求7的方法，其中处理所述第四产物流包括将所述酸分馏或将至少一部分所 述酸转变成酮或乙酸乙酯。9. 权利要求7的方法，其中使用EAU导致产生氢氧化物流，并且其中至少一些所述氢氧 化物流被循环利用以用于所述发酵步骤；或者 其中所述使用高压〇)2的离子交换床的再生导致产生碳酸盐或碳酸氢盐流，并且其中 至少一些所述碳酸盐或碳酸氢盐流被循环利用以用于所述发酵步骤；或者 其中所述在进行液-液提取的同时使用高压CO2的酸化导致产生碳酸盐或碳酸氢盐 流，并且其中至少一些所述碳酸盐或碳酸氢盐流被循环利用以用于所述发酵步骤。10. 权利要求7的方法，其中所述EAU可操作地配置有具有至少两个级的使用双极膜的 电渗析（EDBM)，或可操作地配置有具有至少两个级的ABLE系统。11. 权利要求7的方法，其中用于再生述离子交换床或用于所述在进行液-液提取的同 时用高压〇)2的酸化的CO2，大部分从所述发酵中产生的CO2获得。12. -种用于从生物质生产产物的方法，所述方法包括： 将生物质发酵以产生包含羧酸盐的第一产物流； 从所述第一产物流、第二产物流、及其组合产生酸，以形成第三产物流； 使用溶剂从所述第三产物流提取酸，并将所述溶剂与所述酸分离开，以产生分离的溶 剂和包含酸的第四产物流； 处理所述第四产物流以产生第五产物流；以及 将至少一部分所述第五产物流回收利用以用作所述溶剂。13. 权利要求12的方法，其中所述第二产物流从所述第一产物流的中间处理产生，并 且其中所述第二产物流包含羧酸盐。14. 权利要求13的方法，其中所述第一产物流的中间处理包括以下的至少一种：筛分、 澄清、脱水、纯化、用膜浓缩、电渗析、电去离子或使用蒸发器、软化、脱气、汽提和离子交换。15. -种用于从生物质生产中链脂肪酸的方法，所述方法包括： 将生物质发酵以产生包含短链和中链脂肪酸盐的第一产物流； 将所述第一产物流、第二产物流、及其组合中的至少一者酸化，以产生包含酸的第三产 物流； 允许所述第三产物流相分离成有机相和水性相；以及 从所述有机相回收中链脂肪酸。16. 权利要求15的方法，其中将生物质发酵包括在发酵容器或容器系统中使用微生物 的混合培养物进行厌氧发酵。17. 权利要求15的方法，其中所述第二产物流从所述第一产物流的中间处理产生，并 且其中所述第二产物流包含挥发性脂肪酸盐（VFA)或短链和中链脂肪酸盐。18. 权利要求17的方法，其中所述第一产物流的中间处理包括以下的至少一种：筛分、 澄清、脱水、纯化、用膜浓缩、电渗析、电去离子或蒸发器、软化、脱气、汽提和离子交换。19. 权利要求15的方法，其中所述第三产物中的至少一部分所述水性相被重循环到所 述发酵，并且其中所述第三产物中的所述水性相包含短链脂肪酸或盐。20. 权利要求15的方法，其中所述中链脂肪酸是C4-C11范围或C4-C8范围内的VFA。21. 权利要求15的方法，其中酸化包括使用电化学酸化单元（EAU)或使用离子交换和 高压〇)2再生或使用高压CO2。22. 权利要求21的方法， 其中使用EAU导致产生氢氧化物流，并且其中至少一些所述氢氧化物流被循环利用以 用于所述发酵步骤；或者 其中所述使用高压〇)2的离子交换床的再生导致产生碳酸盐或碳酸氢盐流，并且其中 至少一些所述碳酸盐或碳酸氢盐流被循环利用以用于所述发酵步骤；或者 其中所述使用高压〇)2的酸化导致产生碳酸盐或碳酸氢盐流，并且其中至少一些所述 碳酸盐或碳酸氢盐流被循环利用以用于所述发酵步骤。23. 权利要求21的方法，其中所述EAU可操作地配置有具有至少两个级的使用双极膜 的电渗析（EDBM)，或配置有具有至少两个级的ABLE系统。
【专利摘要】本发明公开了一种用于从生物质生产产物的方法，所述方法包括：将生物质发酵以产生包含羧酸盐的第一产物流；将所述第一产物流和第二产物流中的至少一者酸化以产生包含酸的第三产物流；使用溶剂从所述第三产物流提取这样的酸；将所述提取溶剂与所述酸分离开，以产生分离的提取溶剂和包含酸的第四产物流；以及处理所述第四产物流以产生第五产物流。
【IPC分类】C07C51/44, C07C53/08, B01J19/24, C07C7/04
【公开号】CN105209420
【申请号】CN201380067580
【发明人】迈克尔·凯尔·罗斯, 塞萨尔·格兰达
【申请人】Ee-特邦生物燃料有限责任公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2013年12月19日
【公告号】CA2895351A1, EP2935194A1, US20140178951, WO2014100424A1