Sintesi dell'etil butirrato mediante accoppiamento estrazione-esterificazione del brodo di fermentazione del butirrato
Etil butirrato è incolore e trasparente con liquido aroma ananas ed è ampiamente usato nel sapore, alimentari, chimica, medicina , industrie ed energia. Negli ultimi anni, a causa del forte fluttuazione dei prezzi internazionali del petrolio, grave inquinamento ambientale causato da l' industria chimica tradizionale , e la natura non rinnovabile delle risorse petrolifere, biocarburanti, in particolare fermentazione microbica, hanno attirato l'attenzione di larghezza per la produzione di etanolo e butanolo. inoltre etanolo, esteri sono anche efficaci benzina additivi misti e dovrebbero essere sostituto d per combustibili fossili ... etile acetato, etil propionato ,e l'etil butirrato sono combustibili adatti per motori a combustione a compressione omogenea (accensione a compressione omogenea, HCCI). Il butirrato ha un valore energetico e prestazioni simili al butanolo biologico ed è superiore all'etanolo biologico: è fondamentalmente insolubile in acqua e presenta i vantaggi di un basso riscaldamento a vapore e un alto punto di infiammabilità rispetto all'etanolo.
Il butirrato può essere ottenuto per esterificazione dell'acido butirrico e dell'alcool prodotto dalla fermentazione microbica di un substrato economico ed è più facile da produrre rispetto al butanolo biologico. Pertanto, il butirrato dovrebbe diventare un nuovo tipo di bioenergia. allo stato attuale, sono stati condotti numerosi studi per produrre acido butirrico ed etanolo mediante fermentazione utilizzando substrati economici (biomassa di cellulosa o emicellulosa). un semplice one-step, a basso consumo energetico , e metodo a basso costo può essere stabilita esterif y acido butirrico naturale e etanolo prodotto dalla fermentazione sotto l'azione del catalizzatore naturale - lipasi e butirrato di etile sintetizzare per soddisfare la domanda di mercato per naturale condimenti e biocarburanti liquidi.
Attualmente, la produzione industriale di etil butirrato avviene principalmente mediante sintesi chimica, ma la sintesi enzimatica di etil butirrato è immatura. è stato proposto un metodo brevettato per la produzione di esteri: gli acidi organici prodotti dalla fermentazione vengono estratti nel solvente di estrazione e quindi direttamente convertiti in esteri con alcoli sotto l'azione del catalizzatore, in modo che la fermentazione, l'estrazione ,e l'esterificazione sono accoppiate insieme. Infine, l'estere organico viene separato dall'estrattore mediante evaporazione nella colonna di distillazione, in modo che il solvente di estrazione venga rigenerato e riciclato per il processo di estrazione. Gli alcoli non reagiti possono anche essere raccolti in questo processo. Il brevetto fornisce un processo di produzione su larga scala utilizzando esteri organici sintetici di lipasi, che rende gli esteri sintetici enzimatici più valore industriale, ma nessuna letteratura ha riportato l'uso di questo metodo per produrre butirrato di etile. Tra questi, la resa di acido butirrico era 301,0 g / L. nello studio dell'accoppiamento fermentazione-estrazione dell'acido butirrico La membrana a fibra cava è stata utilizzata per l'estrazione. FBB (bioreattore a letto di fibre) ha immobilizzato la produzione di accoppiamento di fermentazione di acido butirrico, estratto Alamine336 (10 V / V). olio alcol è tossico per le cellule libere in sospensione e non tossico per le cellule immobilizzate con FBB. La chiave per l'estrazione di un accoppiamento di esterificazione è l'appropriato solvente organico come estraente e che agisca come solvente di reazione per la reazione di esterificazione. La reazione di esterificazione viene condotta direttamente in fase di estrazione per realizzare l'accoppiamento dell'estrazione.
Sono stati condotti studi sull'estrazione del brodo di fermentazione dell'acido butirrico e sull'esterificazione catalizzata dalla lipasi diretta dell'acido butirrico con etanolo in fase di estrazione,
È stata realizzata l'estrazione del brodo di fermentazione butirrato. Coppia di esterificazione combinata per formare butirrato di etile. Lo studio mostra che, agente di estrazione TOA. cicloesano può estrarre efficacemente acido butirrico dalla il brodo di fermentazione, può essere usato per sintetizzare butirrato di etile mediante esterificazione enzimatica. La concentrazione di TOA aumenta, anche il coefficiente di ripartizione e la resa di estrazione del butirrato sono aumentate, la resa di esterificazione dell'etil butirrato è diminuita; Concentrazione TOA adatto di 0,4 mol / L, Al momento dell'estrazione, il rapporto di concentrazione molare del TOA acido butirrico nellail brodo di fermentazione era 2: 3. Per ottimizzare i fattori chiave che influenzano l'esterificazione, la condizione ottimale è che la temperatura di reazione sia 40, Aggiunta enzimatica L, 8 Il rapporto molare dell'alchidica è 2: 1, Aggiunta di 40 g, setaccio molecolare L. utilizzando le condizioni di ottimizzazione di cui sopra, Novozym435 catalitico la sintesi dell'etil butirrato nella fase di estrazione è stata bilanciata per 5 h, Inoltre, la reazione 96 h non è stata condotta nella direzione della reazione inversa - reazione di idrolisi; Novozym435 ripetuto sei volte nel sistema, il tasso di esterificazione non è diminuito in modo significativo, mantenuto tra l'85,40% e l'87,83%; 100 mL di butirrato fermentato per estrazione, il butirrato di etile era 0,65 mol / mol. rispetto al butirrato Pertanto, il processo di estrazione del butirrato etilico dal brodo di fermentazione del butirrato con un accoppiamento estere per formare butirrato etilico ha valore di applicazione industriale.
