Synthese von Ethylbutyrat durch Butyratfermentationsbrühe-Extraktions-Veresterungs-Kupplung
Ethylbutyrat ist eine farblose und transparente Flüssigkeit mit Ananas Aroma und ist weit verbreitet in Geschmack, Lebensmittel, Chemie, Medizin verwendet , und Energieindustrie. In der letzten Jahren aufgrund der starken Schwankungen der internationalen Erdölpreise, die hohen Umweltbelastung verursacht durch die traditionelle chemische Industrie , und der nicht erneuerbaren Natur der Erdölressourcen, Biokraftstoffe, insbesondere mikrobielle Fermentation, hat große Aufmerksamkeit bei der Herstellung von Ethanol angezogen und Butanol. Neben Ethanol, Ester gemischtes Additive auch wirksam Benzin ist und seinen Ersatz erwartet d für fossile Brennstoffe ... Ethylacetat, Ethylpropionat ,und Ethylbutyrat sind geeignete Kraftstoffe für Motoren mit homogener Kompressionsverbrennung (Homogene Chargecompressionignition , HCCI). Butyrat hat einen ähnlichen Energiewert und eine ähnliche Leistung wie biologisches Butanol und ist biologischem Ethanol überlegen: Es ist grundsätzlich wasserunlöslich und hat die Vorteile einer niedrigen Dampfheizung und eines hohen Flammpunkts als Ethanol.
Butyrat kann durch Veresterung von Buttersäure und Alkohol erhalten werden, die durch mikrobielle Fermentation von billigem Substrat hergestellt werden, und es ist einfacher herzustellen als biologisches Butanol. Daher wird erwartet, dass Butyrat eine neue Art von Bioenergie wird. Gegenwärtig wurde eine große Anzahl von Studien durchgeführt, um Buttersäure und Ethanol durch Fermentation unter Verwendung billiger Substrate (Cellulose- oder Hemicellulose-Biomasse) herzustellen. ein einfacher Ein-Schritt, energiearme , und kostengünstiges Verfahren hergestellt werden kann , um esterif y unter der Wirkung des natürlichen Katalysators durch Fermentation hergestellt natürlichen Buttersäure und Ethanol - Lipase zum Synthetisieren Ethylbutyrat die aktuelle Nachfrage nach natürlichem zu treffen Gewürze und flüssige Biokraftstoffe.
Gegenwärtig erfolgt die industrielle Herstellung von Ethylbutyrat hauptsächlich durch chemische Synthese, die enzymatische Synthese von Ethylbutyrat ist jedoch unreif. Es wurde ein patentiertes Verfahren zur Herstellung von Estern vorgeschlagen - die durch Fermentation erzeugten organischen Säuren werden in das Extraktionslösungsmittel extrahiert und dann unter Einwirkung von Katalysator direkt in Ester mit Alkoholen umgewandelt, so dass Fermentation, Extraktion ,und Veresterung sind miteinander gekoppelt. Schließlich wird der organische Ester durch Verdampfen in der Destillationskolonne vom Extraktionsmittel abgetrennt, so dass das Extraktionslösungsmittel regeneriert und für den Extraktionsprozess zurückgeführt wird. Dabei können auch nicht umgesetzte Alkohole gesammelt werden. Das Patent stellt ein Produktionsverfahren in großem Maßstab unter Verwendung von synthetischen organischen Lipaseestern bereit, wodurch enzymatische synthetische Ester einen industrielleren Wert erhalten, aber keine Literatur hat über die Verwendung dieses Verfahrens zur Herstellung von Ethylbutyrat berichtet. Unter diesen betrug die Ausbeute an Buttersäure 301,0 g / l. bei der Untersuchung der Buttersäure-Fermentation-Extraktions-Kopplung Die Hohlfasermembran wurde zur Extraktion verwendet. FBB (Faserbett-Bioreaktor) immobilisierte die Fermentationskupplung von Buttersäure, Extraktionsmittel Alamin336 (10 V / V). Ölalkohol ist giftig für freie Zellen in Suspension und ungiftig für FBB-immobilisierte Zellen. Der Schlüssel zur Extraktion einer Veresterungskupplung liegt in dem geeigneten organischen Lösungsmittel als Extraktionsmittel und als Reaktionslösungsmittel für die Veresterungsreaktion. Die Veresterungsreaktion wird direkt in der Extraktionsphase durchgeführt, um die Kopplung der Extraktion zu realisieren.
Es wurden Studien zur Extraktion von Buttersäure-Fermentationsbrühe und zur direkten Lipase-katalysierten Veresterung von Buttersäure mit Ethanol in der Extraktionsphase durchgeführt.
Die Extraktion von Butyratfermentationsbrühe wurde realisiert. Veresterungspaar kombiniert, um Ethylbutyrat zu bilden. Die Studie zeigt, dass Extraktionsmittel TOA. Cyclohexan kann Buttersäure effektiv aus der Fermentationsbrühe extrahieren. Es kann verwendet werden, um Ethylbutyrat durch enzymatische Veresterung zu synthetisieren. Die TOA-Konzentration steigt an. Der Verteilungskoeffizient und die Extraktionsausbeute von Butyrat nahmen ebenfalls zu. Die Veresterungsausbeute von Ethylbutyrat nahm ab. Geeignete TOA-Konzentration von 0,4 mol / l. Zum Zeitpunkt der Extraktion ist das molare Konzentrationsverhältnis von TOA zu Buttersäure in derDie Fermentationsbrühe betrug 2: 3. Um die Schlüsselfaktoren zu optimieren, die die Veresterung beeinflussen, ist die optimale Bedingung, dass die Reaktionstemperatur 40 beträgt, Enzymaddition L, 8. Das Molverhältnis von Alkyd beträgt 2: 1, Zugabe von 40 g Molekularsieb L. unter Verwendung der obigen Optimierungsbedingungen, Novozym435 katalytisch Die Synthese von Ethylbutyrat in der Extraktionsphase wurde 5 Stunden lang ausgeglichen. Darüber hinaus wurde die Reaktion 96 Stunden lang nicht in Richtung der Rückreaktion durchgeführt - Hydrolysereaktion; Novozym435 wurde sechsmal im System wiederholt. Die Veresterungsrate nahm nicht signifikant ab. Sie wurde zwischen 85,40% und 87,83% gehalten. 100 ml fermentiertes Butyrat durch Extraktion, Ethylbutyrat betrug 0,65 mol / mol. relativ zu Butyrat Somit hat das Verfahren zum Extrahieren von Ethylbutyrat aus Butyratfermentationsbrühe mit einer Esterkupplung zur Bildung von Ethylbutyrat einen industriellen Anwendungswert.
