[发明专利]通过发酵产生产物的方法和系统

权利要求书

1.用于通过发酵产生溶剂的方法，所述方法包括以下步骤：

-通过在微生物存在下发酵原料而进行第一发酵步骤，形成第一产物料流(18)；

-对第一产物料流(18)进行渗透蒸发步骤，形成渗透物(21)；

-通过部分地冷凝渗透物(21)而进行第一冷凝步骤，形成第一冷凝物(25)和残余物料流(22,23)，

其中在低于大气压的第一压力进行第一冷凝步骤；

-通过在高于第一压力的第二压力冷凝残余物料流而进行第二冷凝步骤，形成第二冷凝物(27)；

-蒸馏第二冷凝物(27)以产生富含第一溶剂的料流(8)以及贫含第一溶剂的液体料流(7)；

-将第一冷凝物(25)与液体料流(7)一起倾析，形成富含第二溶剂的相(12)以及水相(13)，

其中所述发酵是产生正丁醇、丙酮和乙醇的ABE发酵，产生1,3-丙二醇、正丁醇和乙醇的PBE发酵，或产生异丙醇、正丁醇和乙醇的IBE发酵。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一冷凝步骤在介于5mbar与200mbar之间的第一压力进行。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中在相同的冷却温度进行第一和第二冷凝步骤，所述温度为介于0℃与20℃之间。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中使来自第一发酵步骤的流出物(26)进行第二发酵步骤，形成第二产物料流(1)，将所述料流(1)引入蒸汽汽提塔(36)，将蒸汽汽提塔(36)的塔顶料流(4)与第二冷凝物(27)一起进行蒸馏，以产生料流(8)和液体料流(7)。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中原料源自甘蔗、玉米醪、小麦或其它含碳水化合物的原料，或源自生物柴油衍生的甘油。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中在梭菌属的微生物存在下或在自其衍生的经遗传修饰的生物体存在下进行发酵。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述微生物为丙酮丁醇梭菌(Clostridiumacetobutylicum)、拜氏梭菌(Clostridium beijerinckii)、糖丁基梭菌(Clostridiumsaccharobutylicum)、糖乙酸多丁醇梭菌(Clostridium saccharoperbutylacetonicum)或巴氏梭菌(Clostridium pasteurianum)。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其中

-第一冷凝物(25)包含含有正丁醇的富溶剂的相和含有水的水相；

-残余物料流(22)包含丙酮、正丁醇、乙醇和水；

-第一溶剂包含丙酮和乙醇；

-第二溶剂包含正丁醇。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其中：

-通过在丙酮丁醇梭菌的微生物的存在下发酵原料而进行第一发酵步骤；

-进行第一冷凝步骤，形成包含正丁醇和水的第一冷凝物(25)和包含丙酮、正丁醇、乙醇和水的残余物料流(22)，

-在介于5mbar与200mbar之间的第一压力进行第一冷凝步骤，

-在相同的冷却温度进行第一和第二冷凝步骤，所述温度为介于0℃与20℃之间；

-蒸馏第二冷凝物(27)，以产生富含丙酮和乙醇的料流(8)和贫含丙酮和乙醇的液体料流(7)；

-将第一冷凝物(25)与液体料流(7)一起倾析，形成富含正丁醇的相(12)以及水相(13)。

10.根据权利要求1或2所述的方法，其中通过蒸馏来纯化通过倾析形成的富含第二溶剂的相(12)，形成第一种第二溶剂。

11.根据权利要求10的方法，其中所述第一种第二溶剂为正丁醇。