Síntese de butirato de etila por acoplamento de extração-esterificação de caldo de fermentação de butirato
Etil butirato é um gás incolor e líquido transparente com aroma de abacaxi e é amplamente utilizado em sabor, alimentos, química, medicina , indústrias e energia. Nos últimos anos, devido à flutuação acentuada de preços internacionais do petróleo, poluição ambiental grave causada pela indústria química tradicional , e a natureza não renovável dos recursos petrolíferos, biocombustíveis, especialmente fermentação microbiana, têm atraído grande atenção na produção de etanol e butanol. além de etanol, ésteres também são eficazes gasolina aditivos misturados e espera-se ser substituto d para combustíveis fósseis ... acetato de etilo, acetato de propionato de etilo ,e butirato de etila são combustíveis adequados para motores de combustão de compressão homogênea (Homogeneouschargecompressionignition, HCCI). O butirato tem valor de energia e desempenho semelhantes ao butanol biológico e é superior ao etanol biológico: é basicamente insolúvel em água e tem as vantagens de baixo aquecimento a vapor e alto ponto de fulgor do que o etanol.
O butirato pode ser obtido por esterificação de ácido butírico e álcool produzido por fermentação microbiana de substrato barato e é mais fácil de produzir do que o butanol biológico. Portanto, espera-se que o butirato se torne um novo tipo de bioenergia. Atualmente, um grande número de estudos têm sido realizados para produzir ácido butírico e etanol por fermentação usando substratos baratos (celulose ou biomassa hemicelulósica). um de uma etapa simples, de baixa energia , e um método de baixo custo pode ser estabelecida a esterif y ácido butírico natural e o etanol produzido por fermentação sob a acção de catalisador natural - lipase para sintetizar butirato de acetato de satisfazer a procura do mercado actual de naturais condimentos e biocombustíveis líquidos.
Atualmente, a produção industrial de butirato de etila é principalmente por síntese química, mas a síntese enzimática de butirato de etila é imatura. um método patenteado foi proposto para a produção de ésteres —— os ácidos orgânicos produzidos pela fermentação são extraídos no solvente de extração e, em seguida, diretamente convertidos em ésteres com álcoois sob a ação do catalisador, de modo que a fermentação, extração ,e esterificação são acoplados juntos. Finalmente, o éster orgânico é separado do extratante por evaporação na coluna de destilação, de forma que o solvente de extração é regenerado e reciclado para o processo de extração. álcoois que não reagiram também podem ser coletados neste processo. A patente fornece um processo de produção em larga escala usando ésteres orgânicos sintéticos de lipase, o que torna os ésteres sintéticos enzimáticos mais valor industrial, mas nenhuma literatura relatou o uso desse método para produzir butirato de etila. Entre eles, o rendimento do ácido butírico foi de 301,0 g / L. no estudo do acoplamento fermentação-extração do ácido butírico. A membrana de fibra oca foi usada para a extração. FBB (biorreator de cama de fibra) imobilizou a produção de acoplamento de fermentação de ácido butírico, extratante Alamina336 (10 V / V). o álcool de óleo é tóxico para as células livres em suspensão e não tóxico para as células imobilizadas por FBB. A chave para a extração de um acoplamento de esterificação é o solvente orgânico apropriado como o extrator e atuar como o solvente de reação para a reação de esterificação. A reação de esterificação é realizada diretamente na fase de extração para realizar o acoplamento da extração.
Estudos têm sido realizados sobre a extração de caldo de fermentação de ácido butírico e esterificação direta catalisada por lipase de ácido butírico com etanol na fase de extração,
Foi realizada a extração do caldo de fermentação do butirato. O par de esterificação combinado para formar butirato de etila. O estudo mostra que, agente de extração TOA. ciclo-hexano pode eficazmente extrair ácido butírico a partir do caldo de fermentação, ele pode ser usado para sintetizar o butirato de etilo por esterificação enzimática. A concentração de TOA aumenta, O coeficiente de partição e o rendimento de extração do butirato também aumentam, O rendimento de esterificação do butirato de etila diminui; TOA concentração adequada de 0,4 mol / L, No momento da extracção, a proporção da concentração molar de TOA de ácido butírico no oo caldo de fermentação era 2: 3. Para otimizar os principais fatores que afetam a esterificação, a condição ideal é que a temperatura da reação seja 40, Adição de enzima L, 8 A proporção molar de alquídico é 2: 1, Adição de 40 g, peneira molecular L. usando as condições de otimização acima, Novozym435 catalítico a síntese de butirato de etila na fase de extração foi balanceada por 5 h. Além disso, a reação de 96 h não foi realizada na direção da reação reversa - reação de hidrólise; Novozym435 repetido seis vezes no sistema, A taxa de esterificação não diminuiu significativamente, Mantida entre 85,40% e 87,83%; 100 mL de butirato fermentado por extração, butirato de etila era 0,65 mol / mol. em relação ao butirato. Assim, o processo de extração de butirato de etila do caldo de fermentação de butirato com um acoplamento de éster para formar butirato de etila tem valor de aplicação industrial.
