本发明专利技术涉及从发酵液分离1,4-丁二醇(1,4-BDO)的方法，其包括：从包含细胞的固体部分分离富含1,4-BDO的液体部分，从所述的液体部分除去水，从所述的液体部分除去盐，和纯化1,4-BDO。生产1,4-BDO的方法包括将产生1,4-BDO的微生物在发酵罐中培养足够时间以生产1,4-BDO。产生1,4-BDO的微生物包括具有1,4-BDO途径的微生物，该1,4-BDO途径具有一个或多个编码1,4-BDO途径酶的外源基因和/或一个或多个基因破坏。生产1,4-BDO的方法进一步包括分离1,4-BDO。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】分离发醒液成分的方法 本申请是申请日为2010年06月03日、申请号为201080034314. 3、名称为"分离 发酵液成分的方法"的专利技术申请的分案。 本申请要求享有2009年6月4日提交的美国临时申请第61/184, 292号的优先权， 其全部内容W引用方式并入本专利技术。[000引专利技术背景 本专利技术主要设及发酵液成分的分离W及，更具体地设及具有高于水的沸点的与水 可混溶化合物与其它发酵液成分的分离。从环境和减少成本的角度考虑，存在设计能够分离且可选地再循环发酵成分的工 艺方案的动机，所述的发酵成分包括细胞团块、残余培养基和培养基盐、残余基质（例如薦 糖和/或葡萄糖）、W及水。人们也试图为了循环细胞团块W改善发酵的生产率作出努力。 在回收残余培养基和培养基盐W重新用于发酵的领域上就作比较少的努力。就此而言，大 多数努力都着重于减少初始培养基的成本而非下游回收。所得"低成本"培养基对于细胞 生长和产品生产而言通常并非最佳。通过开发有效回收培养基成分的方法，更优化的培养 基配方可在初始原料成本的较少限制下使用。大规模且有用纯度的化合物分离是工艺化学中复杂的难题。仅在规模上的差异即 导致在实验台规模中开发的分离工艺变得不切实际或甚至在中试或商业规模中变得不可 行。从复杂混合物中分离化合物取决于很多因素，包括：化合物在室溫下是固体还是液体、 化合物的沸点、密度、极性、存不存在抑敏感官能团、相对于水在有机溶剂中的溶解度。运 些因素也适用于混合物中的所有其它成分，目标化合物将从中被分离。影响化合物（尤其 是有机化合物）的分离的另一性质是其如何在两种不混溶相之间分配，例如在水与有机溶 剂之间。强极性化合物在水中的溶解度通常高于在萃取过程中使用的常用有机溶剂。一些 化合物由于具有两亲性特性而尤其难W通过萃取方法从水中分离。两亲分子是同时具有极 性部分和亲脂性部分的化合物。运些化合物可因产生难W处理的乳液而使通过萃取來分离 变得复杂。另外，当一种化合物从发酵制备时，水量可明显地高于目标化合物的量，从而需要 从复杂的混合物中分离次要成分。分离与水相比在更高溫度沸腾的化合物进一步增加了分 离的复杂性和成本，因为该化合物不能从发酵液直接蒸馈，例如乙醇发酵工艺中的情形。在 运点上，目标化合物与水的相互作用可导致两种物质在不同于两种纯的成分的沸点下W共 沸物形式进行共蒸馈。共沸物的形成不易预测。试图从水中分离目标化合物时可能会减少 目标化合物的回收率。当化合物具有极性官能团时，另一关注的问题是其如何与在水相中 存在的其它化合物（例如，包括任何盐和金属离子）相互作用。 存在于目标化合物中的官能团的性质可能使盐的分离变复杂。例如，化合物的一 个或多个官能团可能与阳离子或阴离子相互作用或馨合。阳离子或阴离子的馨合作用是W 尺寸依赖性的方式发生，并且也取决于官能团在目标化合物上的位置。馨合作用及其它相 互作用可使得一些盐即使在不存在水的情况下也可溶于液体化合物中，而其它盐可在不存 在水的情况下不可溶，尽管存在具有能够与盐相互作用的官能团的化合物。运些作用对盐 的溶解度是难W预测的。进一步增加化合物与盐相互作用的复杂性是任何共溶剂的性质。 例如，在分离水可混溶性目标化合物期间，与水之间的氨键和其它相互作用可破坏盐与目 标化合物的相互作用。因此，在一些情况下，在一定量水存在下，盐能更易于与化合物分离。 然而，能够平衡盐过饱和从而使盐通过结晶分离的水量（例如，在维持水破坏目标化合物 与任何盐的馨合作用和其它相互作用的能力时）是难W预测的。 开发分离方法中的又一难题是生物合成副产物（例如有机酸、过量基质等等）的 潜在反应活性。在加热条件下，过量基质可能会降解并导致产物具有不期望的颜色。此外， 一些副产物可与目标产物发生反应，令到分离产率显著降低。运些副产物可包括那些在发 酵期间形成的副产物W及在其分离工艺本身的步骤中所形成的副产物，例如在蒸馈、水份 蒸发等等期间升溫时由于降解过程而形成的副产物。 因此，需要开发可从微生物发酵液分离沸点高于水的水可混溶性化合物的方法， 同时考虑循环其他发酵成分的环境和成本效益。本专利技术可满足运需要也提供相关的优点。
技术实现思路
在某些方面，本专利技术所公开的实施方式设及从发酵液分离1，4-下二醇（1，4-BD0) 的方法，其包括：从包含细胞的固体部分分离富含1，4-BD0的液体部分，从所述的液体部分 去除水，从所述的液体部分去除盐，和纯化1，4-BD0。 在其它方面，本专利技术所公开的实施方式设及从发酵液分离1，4-BD0的方法，其包 括：通过圆盘堆叠式离屯、去除一部分固体W取得液体部分，通过超滤从液体部分去除另一 部分固体，通过蒸发结晶从液体部分去除一部分盐，通过离子交换从液体部分去除另一部 分盐，和蒸馈1，4-BD0。 在其它方面，本专利技术所公开的实施方式设及从发酵液分离1，4-BD0的方法，其包 括：通过圆盘堆叠式离屯、除去一部分固体W取得液体部分，通过超滤从液体部分去除另一 部分固体，通过纳滤从液体部分去除一部分盐，通过离子交换从液体部分去除另一部分盐， 蒸发一部分水，和蒸馈1，4-BD0。 在其它方面，本专利技术所公开的实施方式设及生产1，4-BD0的方法，其包括将产生 1，4-BD0的微生物在发酵罐中培养足够时间W生产1，4-BD0。产生1，4-BD0的微生物包括具 有1，4-BD0途径的微生物，该1，4-BD0途径具有一个或多个编码1，4-BD0途径酶的外源基 因和/或一个或多个基因破坏。所述的方法进一步包括根据所述的分离方法分离1，4-BD0。【附图说明】 图1显示从发酵液中纯化1，4-BD0的方法的步骤的方框图。 图2显示圆盘堆叠式离屯、机的剖视图。 图3显示沉降式离屯、机的剖视图。 图4显示强制循环结晶器的示意图。 图5显示在有效体积中具有水平热交换器和挡板的强制循环结晶器的示意图。 图6显示导流管和挡板结晶器的示意图。 图7显示诱导循环结晶器的示意图。 图8显示密闭型奥斯陆结晶器的示意图。 图9显示开放型奥斯陆结晶器的示意图。 图10显示降膜蒸发器的部分剖视图。图11显示强制循环蒸发器的部分剖视图。 图12显示板式蒸发器的部分剖视图。 图13显示循环蒸发器的示意图。 图14显示流化床蒸发器的示意图。 图15显示用于生产和分离1，4-BD0的完整流程的示意图。 图16显示用于生产和分离1，4-BD0的另一种完整流程的示意图。专利技术详述 经发酵生产商用化学品是替代使用不可再生矿物燃料为原料的传统生产的有效 方式。由于能够使用可再生原料（例如循环的生物质等等），与基于矿物燃料的生产相比该 方法可显示出更具经济和环境的合理性。从发酵产生的产物可用于许多应用中。在具体实 施方式中，本专利技术提供生产1，4-BD0的方法。1,4-下二醇度DO)是一种聚合物中间体和工 业溶剂。在下游，下二醇可进一步转化；例如，通过氧化转化成丫 -下内醋，其可进一步转化 成化咯烧酬和N-甲基-化咯烧酬，或者其可W经氨解而转化成四氨巧喃。运些化合物具有 广泛的用途如作为聚合物中间体、溶剂、和添加剂。 本专利技术部分地设及从发酵液分离沸点高于水的水可混溶性化合物，同时可选地可 循环发酵液的其它成分的方法。该方法分离出可包括微生本文档来自技高网...
【技术保护点】
从发酵液分离1,4‑丁二醇(1,4‑BDO)的方法，其包括从包含细胞的固体部分分离富含1,4‑BDO的液体部分，其中所述分离液体部分的步骤包括微滤；从所述的液体部分去除水，其中所述除去水是通过以包含单效或多效和机械蒸气再压缩机的蒸发器系统蒸发来完成；从所述的液体部分去除盐，其中通过纳滤和离子交换去除盐；和纯化1,4‑BDO。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：沃伦·克拉克，迈克尔·查普斯，M·J·伯克，
申请(专利权)人：基因组股份公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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