Przeprowadzono badania ekstrakcji reaktywnej 1,3-propanodiolu (1,3-PD) z 3-proc. roztworów wodnych z udziałem aldehydu octowego (aldehyd C2) i izomasłowego (aldehyd izo-C4). Największą efektywność ekstrakcji (97%) uzyskano dla aldehydu izo-C4 zastosowanego w nadmiarze molowym 2:1 w temperaturze pokojowej oraz dla roztworu silnie kwaśnego (pH 0,5). Efektywność aldehydu C2 była dwukrotnie mniejsza. Ekstrakcja reaktywna brzeczek fermentacyjnych zachodziła z nieco mniejszą wydajnością i osiągała 90% w procesie dwustopniowym. W wyniku hydrolizy wydzielonego metodą destylacji reaktywnej acetalu otrzymuje się 1,3-PD oraz aldehyd zawracany do procesu.
EN
1,3-Propanediol (1,3-PD) was extd. from 3% aq. soln. with hexane after acetalization with MeCHO or EtMeCHO. The highest extn. efficiency (97%) was achieved for EtMeCHO in a molar excess of 2:1 at room temp., and for strongly acidic solns. with pH 0.5. The efficiency of MeCHO was twice smaller. The reactive extn. of the fermentation broths occurred to a slightly lower yield of 90% in two-step process. The sepd. acetal was hydrolyzed by reactive distn. to give 1,3-PD and the aldehyde recycled to the process.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono wyniki badań otrzymywania 1,3-propanodiolu z glicerolu metodą fermentacji z użyciem bakterii Citrobacter freundii. Proces fermentacji prowadzono w bioreaktorze membranowym, w którym zastosowano trójstopniową separację. W pierwszym stopniu stosując mikrofiltrację, uzyskano klarowny filtrat, który następnie rozdzielono metodą nanofiltracji. Otrzymany roztwór 1,3-propanodiolu zatężono w procesie destylacji membranowej. Uzyskany w tym procesie destylat oraz retentat z procesu nanofiltracji zawrócono do bioreaktora, co pozwoliło zamknąć obieg wody oraz odzyskać składniki odżywcze niezbędne do procesu fermentacji.
EN
Glycerol was converted to 1,3-propanediol by fermentation with use of Citrobacter freundii bacteria in a membranę bioreactor with a 3-stage sepn. A clean microfiltrate was sepd. by nanofiltration. The aq. soln. of 1,3-propanediol was concd. by membrane distn. Both the distillate and the retentate from nanofiltration were recycled to the bioreactor to close the H₂O cycle and recover the nutrients.
In this work a fouling study of polypropylene membranes used for microfiltration of glycerol solutions fermented by Citrobacter freundii bacteria was presented. The permeate free of C. freundii bacteria and having a turbidity in the range of 0.72–1.46 NTU was obtained. However, the initial permeate flux (100–110 L/m2h at 30 kPa of transmembrane pressure) was decreased 3–5 fold during 2–3 h of process duration. The performed scanning electron microscope observations confirmed that the filtered bacteria and suspensions present in the broth formed a cake layer on the membrane surface. A method of periodical module rinsing was used for restriction of the fouling influence on a flux decline. Rinsing with water removed most of the bacteria from the membrane surface, but did not permit to restore the initial permeate flux. It was confirmed that the irreversible fouling was dominated during broth filtration. The formed deposit was removed using a 1 wt% solution of sodium hydroxide as a rinsing solution.
In this work, the glycerol fermentation was carried out using Citrobacter freundii bacteria. The influence of glycerol and metabolites concentrations, and the pH changes on the efficiency of 1,3-propanediol production, during batch and fed-batch processes, was presented. The nanofiltration was used for the separation of obtained post-fermentation solutions. The resulted 1,3-PD solutions were significantly desalted, which may facilitate further downstream processes during 1,3-PD production.
1,3-propanediol is a promising monomer with many applications and can be produced by bioconversion of renewable resources. The separation of this product from fermentation broth is a difficult task. In this work, the application of cation exchange resin for the separation of 1,3-propanediol from model aqueous solution was examined. The best effect of separation of 1,3-propanediol from glycerol using sorption method was obtained for H+ resin form, although the observed partition coefficient of 1,3-propanediol was low. On the basis of the results of the sorption of 1,3-propanediol, the ionic forms of the resin were selected and used in the next experiments (H+, Ca2+, Ag+, Na+, Pb2+, Zn2+). The best results in ion exchange chromatography were obtained for cation exchange resin in H+ and Ca2+ form. The use of smaller particle size of resin and a longer length of the column allows to obtain better separation of mixtures.
W pracy przedstawiono możliwość zastosowania ekskluzji jonów w procesie oczyszczania 1,3-propanodiolu z brzeczki fermentacyjnej. Badania przeprowadzono na kationicie w formie sodowej. Wstępnie odsoloną frakcję produktu uzyskano z ok. 50% wydajnością separacji 1,3-propanodiolu. Stopień odsolenia brzeczki wyniósł 80÷90%, a końcowe oczyszczenie i odbarwienie 1,3-propanodiolu przeprowadzono stosując wymianę jonową. W wyniku procesu otrzymano oczyszczony roztwór 1,3-propanodiolu o stężeniu 16,5 g/L.
EN
Application of ion exclusion for the separation of 1,3-propanediol from fermentation broth was examined. The study was carried out on a cation exchange resin in the sodium form. The product fraction with the desalination degree of 80-90% and 50% separation yield of 1,3-propanediol we obtained. The final purification of 1,3-propanediol was carried out using the ion exchange. As a result of this process the purified solution of 1,3-propanediol (16.5 g/L) was obtained.
Proces destylacji membranowej wykorzystano do zatężania roztworów 1,3-propanodiolu, uzyskując ponad 99,6% zatrzymanie alkoholu w koncentracie. W procesie zastosowano kapilarne membrany Accurel PP. Przeprowadzone długoterminowe badania zatężania (ponad 600 h) wykazały dobrą odporność użytych membran polipropylenowych na zwilżanie.
EN
Membrane distillation process was utilized for the concentration of 1,3-propanediol solutions resulting in the retention of alcohol in retentate by more than 99.6%. Long-term studies of the concentration carried out for over 600 h had demonstrated a good resistance to wettability of used polypropy¬lene Accurel PP membranes.
High activity of copper based catalysts for C-O bond hydro-dehydrogenation and their poor activity for C-C bond cleavage1 have prompted an attempt to apply such catalysts in the hydrogenolysis of glycerol to 1,2- and 1,3-propanediol. In the present study the infl uence of hydrogen reduction time of the Cu/ Al2O3 and CuCr2O4 copper catalysts on glycerol conversion and selectivity of transformation to propanediols and by-products was studied. At fi rst a general comparison was made between the commercial catalysts and those prepared by the co-precipitation method. As better results were obtained in the presence of catalysts prepared by co-precipitation, they were selected for further detailed studies of the influence of reduction time. For both prepared catalysts Cu/Al2O3 and CuCr2O4 the reduction time of 8 h was optimal. In the presence of Cu/Al2O3 catalyst the conversion of glycerol was 59.0%, selectivity of transformation to 1,2-propanediol 77.4% and selectivity to 1,3-propanediol 1.9%. In the presence of CuCr2O4 the glycerol conversion was 30.3% and selectivity to 1,2-propanediol 67.3%.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Dokonano przeglądu literatury w zakresie osiągnięć zielonej chemii, w części dotyczącej metod wytwarzania półproduktów do syntezy polimerów. Zaprezentowano przyjazne dla środowiska metody otrzymywania monomerów z surowców petrochemicznych i metody polegające na zastępowaniu reagentów pochodzenia petrochemicznego, reagentami pozyskiwanymi ze źródeł odnawialnych.
EN
A review with 141 refs. covering syntheses of adipic acid, ε-caprolactam, terephthalic acid, methyl methacrylate, maleic anhydride, acrylates, 1,3-propanediol, lactic acid, and dicarboxylic acids, no-phosgene syntheses of isocyanates and polycarbonates, and processing of renewable biomass (e.g. to EtOH).
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.